초등과학교육에서 생성형 인공지능 활용에 대한 초등 예비교사들의 인식 탐색

최윤성; 정정인

doi:10.15854/jes.2024.12.55.4.309

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최윤성 (청주교육대학교) 정정인 (청주교육대학교)

저널정보: 이화여자대학교 교육과학연구소 교육과학연구 교육과학연구 제55집 제4호

발행연도: 2024.12

수록면: 309 - 331 (23page)

DOI: 10.15854/jes.2024.12.55.4.309

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이 연구의 목적은 초등과학교육에서 생성형 인공지능(Generative Artificial Intelligence, GAI) 활용에 대한 초등 예비교사들의 인식을 탐색하는 것이다. 이를 위해 A 교육대학교에 재학 중인 예비교사를 대상을 연구 참여자를 모집하였으며, 5명의 초등 예비교사가 이 연구에 자발적으로 참여하였다. 연구자와 연구 참여자는 줌(zoom)을 통해 반구조화된 면담 프로토콜에 대한 질의응답을 진행하였다. 그런 다음, 면담 자료를 전사하여 질적 텍스트 분석 방법을 통해 GAI의 과학교육적 활용에 대한 예비교사의 인식을 분석하였다. 연구 결과 첫째, 초등 예비교사들이 인식하는 GAI를 활용한 초등과학교육의 정의와 역할은 과학지식-교사, 과학지식-학생, 물질세계-교사, 물질세계-학생 영역으로 4개의 영역으로 나타났다. 또한, GAI를 활용한 초등과학교육의 교육적 역할은 교수법에 도움이 되거나 학생들의 흥미와 동기유발, 과학적 탐구를 경험하게 해주는 역할을 할 수 있다고 해석하였다. 둘째, GAI를 활용한 교수학습 경험에 대한 질의 결과, 연구 참여자 모두 GAI를 활용한 초등과학수업 경험은 없었다. 연구 참여자들은 예비교사 양성단계에서 GAI를 활용한 교육적 경험을 강조하였는데, 이는 인지적 영역(GAI에 대한 알고 이해하기, GAI 적용과 평가, GAI 창조 등)과 정의적 영역(GAI 교육적 활용에 대한 동기부여, 자신감, 자기효능감 등) 그리고 윤리적 영역(저작권, 창작물, 자료 신뢰성 등)에 대한 교육으로 구체화할 수 있었다. 향후 GAI를 활용한 과학 수업을 현장에 적용하였을 때, 예비교사는 학생들에게 인공지능 역량(인지적 영역, 정의적 영역, 윤리적 영역)과 교과내용 역량(인지적 영역, 정의적 영역)에 도움이 될 것이라 기대하였다. 다만, 초등 예비교사는 GAI 활용과 관련하여 개인적 경험을 토대로 자료의 출처나 저작권 등의 윤리적 결함에 대해 주의하여야 함을 인식하고 있었다.

The purpose of this study was to explore the perceptions of pre-service elementary teachers regarding the use of Generative Artificial Intelligence (GAI) in elementary science education. To do so, pre-service teachers enrolled at University A in Korea were recruited as research participants, and five pre-service elementary teachers voluntarily participated in the study. The researcher and the participants conducted a semi-structured interview via Zoom, during which a question-and-answer session followed the interview protocol. The interview data were then transcribed and analyzed using a qualitative text analysis method to examine the pre-service teachers’ perceptions of the educational use of GAI in science education. The findings of the study are as follows: First, the definitions and roles of elementary science education utilizing GAI, as perceived by the pre-service teachers, were classified into four domains: science knowledge— teacher, science knowledge—student, material world—teacher, and material world—student. The educational roles of GAI in elementary science education were interpreted as supporting teaching methods, increasing student interest and motivation, and providing opportunities for students to experience scientific inquiry. Second, regarding their teaching and learning experiences using GAI, all research participants indicated that they had no prior experience of using GAI in elementary science lessons. Accordingly, the pre-service teachers emphasized the importance of gaining educational experience with GAI during their pre-service teacher training period. They specifically highlighted the need for education in the following areas: cognitive domain (understanding and applying GAI, evaluating and creating with GAI), affective domain (motivation, confidence, and self-efficacy in the educational use of GAI), and ethical domain (issues related to copyright, creative works, and data reliability). Looking ahead to the application of GAI-based science lessons in real classroom settings, the pre-service teachers anticipated that it would support the development of students’ AI competencies (cognitive, affective, and ethical domains) and subject matter competencies (cognitive and affective domains). However, they also recognized the need to pay close attention to ethical issues, such as the sources of information and copyright, drawing from their own personal experiences related to GAI usage.

#생성형 인공지능 #초등 예비교사 #초등과학교육 #질적 텍스트 분석 #generative artificial intelligence(GAI) #pre-service elementary teachers #elementary science education #qualitative text analysis

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