한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육 (Education of Primary School Mathematics)

  • 제27권3호
  • /
  • Pages.199-226
  • /
  • 2024
  • /
  • 1226-6914(pISSN)
  • /
  • 2287-9927(eISSN)
한국수학교육학회 (Korean Society of Mathematical Education)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

수학 AI 디지털교과서의 도입: 초등학교 교사가 바라본 인식, 요구사항, 그리고 도전

Introduction of AI digital textbooks in mathematics: Elementary school teachers' perceptions, needs, and challenges

  • 김소민 (고려대학교) ;
  • 이기마 (고려대학교) ;
  • 김희정 (고려대학교)
  • Kim, Somin (Korea University) ;
  • Lee, GiMa (Korea University) ;
  • Kim, Hee-jeong (Korea University)
  • Received : 2024.04.04
  • Accepted : 2024.05.27
  • Published : 2024.07.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

Abstract

인공지능(AI)과 디지털 기술의 도입 등과 같은 디지털 기반 변화의 시대를 맞아, 2025년에는 수학, 영어, 정보 교과에 AI 디지털교과서를 단계적으로 도입하는 교육혁신이 추진되고 있다. 본 연구는 2023년 11월 전국 132명의 초등학교 교사를 대상으로 실시한 설문조사를 통해 교사들의 수학 AI 디지털교과서에 대한 이해도, 핵심 기술의 필요성, 수업 활용에 대한 인식, 그리고 AI 디지털교과서의 학교 현장에의 안착을 위한 요구사항을 조사하였다. 분석 결과, 대다수 교사들은 수학 AI 디지털교과서의 도입과 필요성에 대해 낮은 인식을 보였지만, 일부 교사들은 개인별 맞춤형 학습 및 효과적인 교수·학습 지원 가능성을 인식하고 있었다. 또한, 교사들은 AI 디지털교과서의 학습 진단과 교사 재구성 기능의 필요성을 높게 평가했으며, 수업에서의 유용성을 긍정적으로 평가했지만, AI 디지털교과서의 도입으로 인해 교실에서의 상호작용성은 저하시킬 것이라고 우려했다. 이는 AI 디지털교과서의 성공적 도입 및 활용을 위해 교사연수 및 정보 제공을 통한 인식 변화의 필요성을 시사하며, 구체적이고 실용적인 활용 방안 제공, 디지털 과잉 사용 및 의존에 대한 대안 모색, 핵심 기술의 지속적 개발 등, 이와 관련한 연구의 지속적인 필요성을 제언한다.

In response to the era of transformation necessitating the introduction of Artificial Intelligence (AI) and digital technologies, educational innovation is undertaken with the implementation of AI digital textbooks in Mathematics, English, and Information subjects by 2025 in Korea. Within this context, this study analyzed the perceptions and needs of elementary school teachers regarding mathematics AI digital textbook. Based on a survey conducted in November 2023, involving 132 elementary school teachers across the country, the analysis revealed that the majority of elementary school teachers had a low perception of the introduction and need for mathematics AI digital textbooks. However, some recognized the potential for personalized learning and effective teaching support. Furthermore, among the core technologies of the AI digital textbook, teachers highly valued the necessity of learning diagnostics and teacher reconfiguration functions and had the most positive perception of their usefulness in math lessons, while their perception of interactivity was relatively low. These findings suggest the need for changing teachers' perceptions through professional development and information provision to ensure the successful adoption and use of mathematics AI digital textbooks. Specifically, providing concrete and practical ways to use the AI digital textbook, exploring alternatives to digital overload, and continuing development and research on core technologies.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 고려대학교에서 지원된 연구비로 수행되었음.

References

  1. 교육부(2022). 초.중등학교 교육과정 총론 및 각론(교육부 고시 제2022-33호). 교육부. 
  2. 교육부(2023a. 02. 23). 디지털 기반 교육혁신 방안[보도자료]. Retrieved from https://webst.edunet.net/AI디지털교과서/%EB%94%94%EC%A7%80%ED%84%B8%20%EA%B8%B0%EB%B0%98%20%EA%B5%90%EC%9C%A1%ED%98%81%EC%8B%A0%20%EB%B0%A9%EC%95%88.pdf 
  3. 교육부(2023b. 06. 08). AI 디지털교과서 추진방안[보도자료]. Retrieved from https://eiec.kdi.re.kr/policy/materialView.do?num=239513&pg=&pp=20&topic=O 
  4. 김경현(1991). 학교현장의 교육. 대한교과서주식회사. 
  5. 김미량, 조혜경, 한정혜, 한광현(2009). 초등학교 교사의 로봇활용교육프로그램 수용의도에 관한 영향요인 분석. 한국교원교육연구, 26(1), 427-449. 
  6. 김미량, 한광현(2006). 교원의 정보통신기술(ICT) 활용 촉진요인에 관한 연구, 한국교원교육연구, 23(3), 143-166. 
  7. 김태웅, 오미경, 김미량(2010). 사이버 학습의 지속적 수강의도에 영향을 미치는 요인 분석: EBS 강좌와 사설 이러닝 강좌 수강학생 사례를 중심으로. 한국교육정보미디어학회, 16(3), 363-383. 
  8. 김현수(2010). 교육용 게임 콘텐츠 재이용 의도에 영향을 미치는 요인에 관한 연구. 한국컴퓨터게임학회논문지, 2(20), 33-42. 
  9. 김현진(2017). 초등학교 역량기반 교육과정 재구성 사례연구. 교원교육, 33(4), 95-111. 
  10. 김희정, 김동중, 김소민, 김원, 문제웅, 이기마, 오영석, 곽도경, 김정헌, 최지웅, 김혜인, 소병락, 박윤호, 이진영, 이초희(2023). 중등 수학 AI 디지털교과서 서비스 모델 및 프로토타입 개발 연구. 한국교육학술정보원(KERIS) 
  11. 류지헌(2008). 초등학교 수학용 디지털교과서가 성별 및 적용환경에 따라 학업성취와 매체인식에 미치는 영향. 교육공학연구, 24(3), 53-83. 
  12. 박현주(1996). 교육과정의 재구성과정: 개별적 교육과정. 교육학연구, 34(1), 231-249. 
  13. 방담이, 윤회정(2022). 인공지능기반 에듀테크에 대한 초.중등학교 교사의 신뢰 탐색. 교육연구, 85, 227-247. 
  14. 서수현, 정혜승, 노들(2022). 초등 교사의 디지털 교과서에 대한 인식 - 디지털 역량에 대한 인식과 디지털 교과서 활용 경험을 중심으로. 정보교육학회논문지, 26(5), 427-437. 
  15. 손태권(2023). 수학 수업에서 예비교사의 인공지능 프로그램 '똑똑! 수학 탐험대' 사용 의도 이해: 자기효능감과 인공지능 불안, 기술수용모델을 중심으로. 수학교육, 62(3), 401-416. 
  16. 송민호(2016). 디지털교과서 및 소프트웨어교육의 도입에 따른 수학교육 관점에서의 공학적 도구 설계 및 활용에 관한 고찰. 학습자중심교과교육연구, 16(11), 333-352 
  17. 송해덕(2011). 사회경제적 수준에 따른 디지털 교과서 활용이 초등학교 수학교과 학업성취에 미치는 효과. 초등교육연구, 24(4), 421-437. 
  18. 안성훈(2021). 온라인 콘텐츠 활용 교과서의 개념과 미래형 교과서의 방향 정립을 위한 이론적 고찰. 창의정보문화연구, 7(4), 257-264. 
  19. 안성훈, 김혜숙, 황준성, 주길홍, 서지훈, 안석훈, 이상현, 이정태(2020). 디지털교과서 현황 분석 및 향후 추진 방안 연구(연구자료 KR 2020-2). 한국교육학술정보원(KERIS). 
  20. 안성훈, 안석훈(2021). 디지털교과서 활용 정책에 대한 국제 비교 연구. 창의정보문화연구, 7(2), 111-118. 
  21. 윤지훈(2021). 포스트코로나시대의 교과서 개발과 적용의 지향. 한문교육논집, 56, 5-28. 
  22. 윤채림(2024). [인터뷰] AI 디지털교과서는 수학 수업을 어떻게 바꿀 것인가(김희정 수학교육과 교수). Retrieved from https://kuen.korea.ac.kr/news/articleView.html?idxno=789 
  23. 이경순(2012). 디지털 교과서에 대한 교사의 관심 변화 과정 분석. 교육과학연구, 43(2), 23-52. 
  24. 이경하(1993). 교과서 내용과 교사의 인식 차이에 관한 분석 연구. 석사학위논문, 한국교원대학교 대학원. 
  25. 이기마, 이유정, 김희정(2023). 국내 AI 수학 학습 플랫폼의 적응형 학습에 대한 분석. 한국학교수학회 논문집, 26(3), 245-268. 
  26. 이귀윤(1997). 교육과정 연구-과제와 전망. 교육과학사. 
  27. 이상구, 이재화, 박경은(2017). 대화형 수학 디지털교과서 개발과 활용 사례 연구 - 선형대수학을 중심으로 -. 수학교육 논문집, 31(3), 241-255. 
  28. 이주연(2000). 교과서에 대한 교사의 인식과 활용 실태 분석. 석사학위논문, 이화여자대학교 대학원. 
  29. 이현경, 조영환, 금선영(2022). 학습자 데이터 기반 맞춤형 수업설계에 대한 초등학교 교사의 인식. 교육공학연구, 38(1), 37-67. 
  30. 이혜숙, 권성룡(2009). 디지털교과서 활용 효과에 관한 영향 - 6학년 수학 쌓긴나무 단원을 중심으로 -. 한국초등수학교육학회지, 13(1), 97-114. 
  31. 이혜연(2006). e-Learning의 사용자 및 품질적 특성이 학습성과와 충성도에 미치는 영향. 박사학위논문, 경기대학교. 
  32. 이화영(2023). 개별 맞춤형 학습을 위한 인공지능(AI) 기반 수학 디지털교과서의 학습자 데이터 구축 모델. 초등수학교육, 26(4), 333-348. 
  33. 임병노(2012). 디지털교과서 활용에 대한 현장교사의 인식 및 개선방안 연구. 교육공학연구, 28(2), 317-346. 
  34. 임희정(2021). 미래 초등영어 교과서에 대한 교사 인식 및 요구도 연구. 한국초등교육, 32(1), 107-121. 
  35. 정화민, 배재권(2009). e-Learning 재이용의도의 영향 요인 분석: TAM과 Flow 이론을 통합한 실증연구. e-비즈니스 연구, 10(3), 203-234. 
  36. 주정흔(2023). 인공지능 기반 맞춤형 교육의 실제와 쟁점. 교육비평, 52, 23-63. 
  37. 최미애(2011). 디지털교과서 지속 활용을 위한 영향요인 분석. 박사학위논문. 성균관대학교.
  38. 한국교육개발원(2023. 02. 16). AI 기반 맞춤형 교육에 대한 교사의 인식과 경험[KEDI Brief 2024년 1호]. Retrieved from https://www.kedi.re.kr/khome/main/research/selectKediBriefForm.do 
  39. 한국교육학술정보원(2023). AI 디지털교과서 개발 가이드라인(교육자료 GM 2023-11). 한국교육학술정보원(KERIS). 
  40. 한승현, 류지헌, 김민정(2014). 디지털교과서 활용수업 상호작용 분석연구: 수학과 과학 수업을 중심으로. 교육방법연구, 26(3), 533-560. 
  41. 허남구(2016). 수학과 디지털교과서에 대한 예비수학교사들의 인식 연구. 한국콘텐츠학회논문지, 16(10), 364-372. 
  42. 허남구(2017). 예비수학교사들의 수학과 디지털교과서 개발 사례 연구: 기하와 함수를 중심으로. 학습자중심교과교육연구, 17(15), 99-120. 
  43. 허남구, 류희찬 (2015). 활동 중심 수학과 디지털교과서의 개발 및 적용. 수학교육학연구, 25(2), 241-261 
  44. Abd Majid, M. Z., & Mafarjaa, N. (2024). Understanding the educational Innovation practice in teaching and learning among economic teacher's in Klang valley. In SHS Web of Conferences (Vol. 182, p. 01005). EDP Sciences. 
  45. Agarwal, R., & Prasad, J. A. (1998). A conceptual and operational definition of personal innovativeness in the domain of information technology. Information Systems Research, 9(2), 204-215. 
  46. Ajzen, I., & Fishbein, M. (1980). Understanding the attitudes and predicting social behavior. Prentice-Hall Inc. 
  47. Basyal, D. & Mainali, B. R. (2023). Mathematics textbook: Motivation, experiences, and didactical aspect from authors' perspectives. Research in Mathematics Education, 25(3), 323-341. https://doi.org/10.1080/14794802.2022.2086608 
  48. Braun, V., & Clarke, V. (2006). Using thematic analysis in psychology. Qualitative Research in Psychology, 3(2), 77-101. https://doi.org/10.1191/1478088706qp063oa 
  49. Cho, K. (2017). Analysis of teacher perceptions of digital textbook use in Korea pilot schools. International Journal for Educational Media and Technology, 11(1), 76-81. 
  50. Citrin, A. V., Sprott, D. E., Silverman, S. N., & Stem Jr., D. E. (2000). Adoption of internet shopping: The role of consumer innovativeness. Industrial Management & Data System, 100(7), 1-15. 
  51. Cuban, L. (1986). Teachers and machines: The classroom use of technology since 1920. Teachers College Press. 
  52. Davis, F. D. (1989). Perceived usefulness, perceived ease of use, and user acceptance of information technology. MIS Quarterly, 13(3), 319-340. 
  53. Davis, F. D., Bagozzi, R. P., & Warshaw, P. R. (1992). Extrinsic and intrinsic motivation to use computers in the workplace. Journal of Applied Social Psychology, 22, 1111-1132. 
  54. Fullan, M. (2007). The new meaning of educational change (4th Ed.). Teachers College Press, Columbia University. 
  55. Hoyrup, J. (2002). Lengths, widths, surfaces: A portrait of old Babylonian Algebra and its Kin. Springer. http://akira.ruc.dk/~jensh/Publications/2002_LWS.pdf 
  56. Justia. (2022). 2011 Indiana code: Title 20. education. Retrieved July 11, 2022 from https://law.justia.com/codes/indiana/2011/title20/article18/chapter2/
  57. Kilpatrick, J. (2014). From clay tablet to computer tablet: The evolution of school mathematics textbooks. In K. Jones, C. Bokhove, G. Howson, & L. Fan (Eds.), Proceedings of International Conference on Mathematics Textbook Research and Development 2014 (ICMT-2014) (pp. 3-12). Southampton, University of Southampton. http://eprints.soton.ac.uk/374809 
  58. Kim, Y. W. (2013). A study of primary school teachers' awareness of digital textbooks and their acceptance of digital textbooks based on the technology acceptance model. Journal of Digital Convergence, 11(2), 9-18. 
  59. Kim, H. S. (2015). An analysis of classroom ecosystem using digital textbook. The Journal of Curriculum and Evaluation, 18(3), 109-138. 
  60. OECD (2023). Country Digital education ecosystems and governance: A companion to digital education outlook 2023. OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/906134d4-en 
  61. Schmidt, W. M., Porter, A. C., Floden, R. E., Freeman, D. J., & Schmille, J. R. (1987). Four patterns of teacher content decision-making. The Journal of Curriculum Studies, 19(5), 439-455. 
  62. Venkatesh, V. (1999). Creation of favorable user perceptions: Exploring the role of intrinsic motivation. MIS Quarterly, 23(2), 239-260. 
  63. Venkatesh, V. & Davis, F. D. (2000). A theoretical extension of the technology acceptance model: Four longitudinal field studies. Management Science, 46(2), 186-204. 
  64. Webb, M. E., & Cox, M. J. (2004). A review of pedagogy related to ICT. Technology, Pedagogy, and Education, 13(4), 235-285.