과학영재학교 학생의 R&E 활동에서 생성형 AI의 활용 양상 및 인식
Usage Patterns and Perceptions of Generative AI in R&E by Students at a Science Academy for the Gifted
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초록
본 연구에서는 과학영재학교 학생들이 R&E 활동에서 생성형 AI를어떻게 활용하는지 탐색하고 이에 대한 인식과 향후 활용 가능성에대해 분석하였다. 이를 위해 G광역시에 위치한 과학영재학교 3학년학생 32명을 대상으로 설문 조사와 개별 면담을 실시하고, 혼합 연구방법으로 분석하였다. 분석 결과, R&E 활동에서 ChatGPT를 사용한경험이 있는 학생(62.5%)은 주로 정보 검색, 아이디어 생성, 글쓰기보조 등의 목적으로 연구 전반에 걸쳐 이를 활용하였으며. 활용 경험이 없는 학생(37.5%)은 정보의 신뢰성 부족이나 활용 필요성 부재등을 이유로 사용하지 않고 있었다. 하지만, 활용 경험이 있는 학생들도 모든 탐구 단계에서 ChatGPT를 동일하게 사용한 것은 아니었다. 주제 선정과 지식 학습 단계에서는 활용 비율과 유용성인식이 높았으나, 자료 해석이나 결론 도출과 같은 고차원적 사고가 요구되는 단계에서는 활용 비율이 낮고, 도움이 크지 않았다는인식이 높게 나타났다. 학생들은 ChatGPT가 다양한 자료를 통합해 제시하거나 복잡한 개념을 쉽게 설명해주는 점을 긍정적으로평가하였으며, 이를 통해 새로운 아이디어를 얻거나 창의적인 연구 방향을 설정하는 데에도 도움을 받았다고 하였다. 그러나 출처의 불명확성, 생성형 AI가 제시하는 창의성의 한계, 그리고 의존성증가에 대한 우려도 함께 나타냈다. 이러한 우려에도 불구하고, 많은 학생들은 긍정 사용 경험과 기술 발전에 대한 기대를 바탕으로 향후 과학 연구에서도 생성형 AI를 계속 활용하겠다는 의사를 밝혔다. 과학영재들은 ChatGPT의 응답을 무비판적으로 수용하기보다는, 출처를 확인하거나 다른 자료와의 교차 검토를 통해 정보를 선별적으로 활용하는 모습을 보였다. 이는 그들이 가진 기초 과학 지식과 연구경험에 기반한 것으로 해석될 수 있다. 그러나, 이러한 활용은 주로정보 탐색이나 글쓰기 보조에 그쳤으며, 고차원적 탐구 단계에서는활용 전략이 부족한 경향을 보여, 실제 과학자들이 AI를 활용하는방식과는 차이를 보였다. 이는 과학탐구에서의 생성형 AI의 교육적활용을 보다 정교하게 설계할 필요성을 시사한다. 이러한 분석을 바탕으로, 본 연구는 과학영재들의 생성형 AI 활용 실태와 인식을 구체적으로 밝힘으로써 과학교육에서의 AI 활용 방향을 제시하고자 하였다. 이에 기반하여 AI를 단순 도구로 사용하는 수준을 넘어, 탐구전 과정에서 주도적이고 비판적으로 활용할 수 있는 역량을 기를수 있도록, 실제 연구 활용 사례를 반영한 교육이 함께 이루어져야할 것이다.
Abstract
This study explored how students at a science academy for the gifted utilize generative AI during their research & education (R&E) activities and analyzed their perceptions and views on its future applicability. To achieve this, a mixed-methods approach was employed, involving surveys and individual interviews with 32 third-year students at a science academy located in G city. The analysis revealed that 62.5% of the students used ChatGPT during their R&E activities, primarily for information searching, idea generation, and writing support across various stages of their research. In contrast, 37.5% reported not using ChatGPT, citing concerns about information reliability or a lack of necessity. Among users, patterns of use varied by research stage: usage and perceived usefulness were higher during topic selection and knowledge acquisition, whereas frequency and perceived helpfulness were relatively lower during stages requiring higher-order scientific thinking, such as data interpretation and conclusion drawing. Students positively evaluated ChatGPT’s ability to integrate information and explain complex concepts in simpler terms, and some reported that it helped them generate new ideas or establish creative research directions. However, concerns were also raised about unclear sources, limitations in AI-generated creativity, and increased dependence on the tool. Despite these concerns, many students expressed a willingness to continue using generative AI in future scientific research, reflecting their positive experiences and expectations for continued technological advancement. Overall, the students tended to use ChatGPT selectively rather than uncritically, likely reflecting their prior scientific knowledge and research experience. However, their use remained focused on basic tasks, indicating a gap between their use and the more comprehensive ways scientists employ AI across all stages of inquiry. These findings suggest the need for more structured AI education that fosters critical and autonomous use throughout the scientific research process.