AI활용교육에 대한 중등 수학교사의 인식 분석

An Analysis on Secondary Mathematics Teachers' Perceptions of AI-Convergence Education

목적 본 연구는 중등 수학교사의 인공지능을 활용한 수학교육에 대한 인식 수준과 수업설계의 각 단계에서 인공지능의 활용에 대한 인식 수준을 파악하는데 목적이 있다. 방법 이를 위하여 중·고등학교에 재직 중인 수학교사 126명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 그리고 설문 결과를 분석하기 위해 각 문항의 빈도, 평균값과 표준편차를 분석하였다. 또한 필요에 따라 응답자의 특성별 차이를 확인하기 위해 독립표본 t-검정과 일원배치 분산분석을 실시하여 유의성을 확인하였다. 결과 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 수학교사는 인공지능 활용 수업의 필요성에 대해 긍정적으로 인식하고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 개인별 특성에 따른 인공지능 활용 수업 경험 여부의 통계적 유의성 여부를 판단하기 위해 카이제곱 검정을 실시한 결과에 따르면 연령대와 교직 경력에서 통계적으로 유의한 차이가 나타났으며 연령대와 교직 경력이 높을수록 인공지능을 활용한 수업을 실시한 경험이 있는 교사가 많은 것으로 나타났다. 셋째, 수학교사가 수업설계에서 있어서 인공지능의 도움을 더 많이 기대하는 항목으로는 ‘학습자 데이터를 시각화하여 다양한 학습 문제 진단(M=4.47)’, ‘학습자의 학습 양식, 학습 패턴 등 학습 데이터 분석(M=4.4)’, ‘학습결손 극복을 위한 학습자료 제공(M=4.37)’인 것으로 나타났다. 넷째, 개인별 특성에 따라 수업설계의 각 단계에서의 인공지능 활용에 대한 인식을 분석한 결과, ‘수업설계 및 개발 단계’의 여자 평균(M=4.16)이 남자 평균(M=3.88)에 비해 높게 나타났으며 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 결론 분석 결과를 바탕으로 학교 수학 수업 및 수업설계 활동에 다음과 같은 시사점을 얻을 수 있다. 첫째, 인공지능을 활용한 수학교육이 학교 현장에 도입되고 활발하게 적용될 수 있도록 중등 수학교사의 전문성을 신장시킬 수 있는 교육이 필요하다. 둘째, 인공지능을 활용한 수학교육이 활성화될 수 있도록 인공지능 활용 수업자료 개발 및 보급이 필요하다. 셋째, 수업설계의 각 단계에서 인공지능이 활용될 수 있도록 인공지능 기반 수학 교수·학습 플랫폼에 대한 연구가 필요하다. 넷째, 인공지능 기술을 활용한 자동 채점 시스템을 연구 및 개발하여 수학교육 지원에 활용해야 한다.

Objectives The purpose of this study is to determine the level of awareness of secondary school mathematics teachers on the use of AI in mathematics education and the use of AI in various stages of lesson design. Methods A survey was conducted among 126 math teachers working in secondary schools. To analyze the survey results, the frequency, mean value, and standard deviation of each question were analyzed. In addition, in-dependent samples t-test and one-way analysis of variance were conducted to check the significance of differ-ences in respondents' characteristics as needed. Results The main findings of the study are as follows First, the results of the chi-square test were used to de-termine the statistical significance of whether the respondents had experience in teaching using A.I. Second, the chi-square test was used to determine whether the respondents had experience in teaching using A.I. The results showed that there were statistically significant differences in age and teaching experience, and the higher the age and teaching experience, the more teachers who had experience in teaching using A.I.. Third, the items that mathematics teachers expect more help from A.I. in lesson design are “diagnosing various learning problems by visualizing learner data (M=4.47),” “analyzing learning data such as learners' learning styles and learning patterns (M=4.4),” and “providing learning materials to overcome learning deficiencies (M=4.37)”. Fourth, when analyzing the perceptions of using AI in each stage of lesson design according to individual characteristics, the female mean (M=4.16) of ‘lesson design and development stage’ was higher than the male mean (M=3.88), and the difference was statistically significant. Conclusions Based on the results of the analysis, the following implications can be drawn for school math classes and lesson design activities. First, it is necessary to develop the professionalism of secondary math teachers so that math education using AI can be introduced and actively applied in the school field. Second, it is necessary to develop and disseminate teaching materials utilizing AI so that math education using AI can be activated. Third, research on AI-based math teaching and learning platforms is needed so that AI can be utilized in each stage of lesson design. Fourth, research and development of automatic grading systems utilizing AI technology should be conducted to support math education.