초등교사의 AI 활용 학습자 중심 수업 설계 단계별 패턴 분석: 순서화된 네트워크 분석(ONA)의 활용
Exploring patterns of AI-assisted, learner-centered lesson planning among elementary teachers: An ordered network analysis
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본 연구는 초등교사가 AI를 활용하여 학습자 중심 수업을 설계하는 과정에서 나타나는 단계별 상호작용 패턴을 분석하고, 각 단계에서의 AI 활용 양상의 차이를 규명하는 데 목적이 있다. 이를 위해 초등교사 10명이 ChatGPT를 활용해 사회과 수업을 설계하는 과정을 수집하고, 순서화된 네트워크 분석(Ordered Network Analysis, ONA)을 통해 상호작용 흐름을 시각화 및 정량 분석하였다. 분석 결과, 전반적인 상호작용 경향성으로는 ‘지도안 작성 및 수정’ 행동이 중심 허브로 작동하며, AI의 응답을 수용하거나 거절한 뒤 수업안을 작성하는 패턴이 빈번하게 나타났다. 단계별로는 브레인스토밍에서 ‘시작프롬프팅’과 ‘응답 거부’의 반복적 상호작용이 활발하게 나타난 반면, 마무리 단계에서는 AI와의 상호작용이 최소화되며 교사의 자율적 작성 중심 활동이 두드러졌다. 도입, 전개, 평가 단계는 모두 AI의정보 제공을 수용하고 이를 수업안에 반영하는 실용적 활용이 중심이었으며, 특히 전개와 평가 단계에서 AI 응답 수용 비율이 높았다. 또한 Mann-Whitney U 검정을 통해 브레인스토밍-마무리, 브레인스토밍-평가, 마무리-평가 단계 간 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다. 이는 수업 설계 단계에 따라교사가 AI 활용 방식을 달리함을 보여준다. 특히 브레인스토밍 단계에서는 AI와의 상호작용을 통해아이디어를 공동 생성하는 협력적 양상이, 마무리 단계에서는 교사의 전문성 기반 판단이 더욱 부각되었다. 본 연구는 교사-AI 협력의 과정적 특성을 실증적으로 조명하였으며, AI 기반 학습자 중심 수업 설계 지원 시스템 개발에 기초자료를 제공한다는 점에서 의의가 있다
Abstract
This study examines how elementary school teachers interact with AI, while designing learner-centered social studies lessons and identifies differences in AI usage at each stage. Data from 10 teachers were analyzed using Ordered Network Analysis (ONA) to visualize and quantitatively analyze the interaction flow. The findings showed that ‘Lesson Planning’ was a central activity, with frequent patterns where teachers either accepted or rejected AI responses before drafting lesson plans. By stage, the brainstorming stage involved active interactions of ‘Initial Prompting’ and ‘Rejecting AI Response,’ while AI interactions decreased in the conclusion stage and teacher-driven autonomous writing was more prominent. In the introduction, development, and assessment stages, the practical use of AI—accepting its information and incorporating it into lesson plans—was central, with particularly high acceptance rates of AI responses in the development and assessment stages. The Mann-Whitney U test revealed significant differences between the brainstorming-conclusion, brainstorming-assessment, and conclusion-assessment stages, that teachers vary their AI usage strategies depending on the lesson design stage. The brainstorming stage showed collaborative idea generation with AI, while the conclusion stage emphasized the teacher’s judgment. This study empirically highlights the processual characteristics of teacher-AI collaboration and is meaningful in that it provides foundational data for developing AI-based support systems for learner-centered lesson design.