중학교 수학 개념 학습에서 챗봇 활용 수업 방안에 관한 연구
- 주제(키워드) 수학 수업 , 개념 학습 , 챗봇 , 메타인지
- 주제(DDC) 510.7
- 발행기관 아주대학교 교육대학원
- 지도교수 고호경
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 교육대학원 수학교육
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034826
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
4차 산업혁명 시대로 인해 인공지능에 관한 관심이 높아지며 교육 분야에 크게 영향을 미치고 있으며 챗봇이 스스로 문제 상황을 분석하고, 답변을 언제든지 제공할 수 있다는 장점이 있어 교육에서 활발히 활용되고 있다. 선행 연구를 통해 챗봇이 수학 수업에서 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였으나 수학 개념 학습을 지원하는 연구는 미비하며 중학교 학습자들을 대상으로 한 연구가 확대될 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 중학교 수학 개념 학습을 지원하기 위한 도구로 챗봇을 개발하고, 활용 방안을 제시하여 학습자들의 만족도를 탐색하고자 한다. 선행 연구에 따라 본 연구에서 활용될 챗봇은 교사가 학습자들의 이해도를 파악하는 것을 돕고 학습자가 자신의 이해도를 점검할 수 있는 도구로 사용될 수 있도록 개발하였다. 또한 메타인지 전략을 활용한 수학 수업이 학습자들의 정의적, 인지적 영역에 효과적이라는 연구 결과에 따라 학습자들의 메타인지 전략 활용 경험을 유도하기 위한 교수·학습 모형을 설계하였다. 본 연구의 연구 도구인 중학교 수학 개념 학습 챗봇 「수리봇」은 CLOVA Chatbot을 활용하여 개발하였다. 개발된 「수리봇」의 활용 방안을 제시하기 위해 가네(Gagné)의 9가지 교수학적 사태와 비고츠키(Vygotsky)의 근접발달영역(ZPD) 이론을 기반으로 하여 메타인지 전략의 4요소가 학습의 모든 과정에 통합된 교수·학습 모형을 개발하여 현장 수업에 적용하였다. 연구 결과 학습자들은 「수리봇」을 통해 부족한 개념을 습득하며 자신의 인지 상태를 점검하였다. 또한 스스로 과제를 해결하며 개념에 대한 이해도를 점검하며 틀린 이유에 대해 생각해보는 반성적 활동을 경험하였고, 학습을 마무리하며 지식을 내면화하는 과정을 경험하여 메타인지 전략 활용을 경험하였다. 특히 「수리봇」의 설명과 오류에 대한 피드백은 학습자들의 정의적 반응에 긍정적인 영향을 미쳤다. 「수리봇」에 대한 학습자들의 만족도는 유용성과 흥미 영역에는 유의미한 변화를 보였으나 그 외의 영역에서는 유의미한 변화를 보이지 않았다. 이러한 결과는 학습자의 질문 데이터 부족으로 인한 결과이며 후속 연구에서는 더 많은 학습자의 질문 데이터를 가지고 연구할 필요가 있다.
more목차
Ⅰ. 서론 1
1. 연구의 필요성 및 목적 1
2. 연구문제 5
3. 연구의 제한점 6
Ⅱ. 선행 연구 7
1. 교육에서의 챗봇 활용 7
2. 수학교육에서의 챗봇 활용 14
3. 메타인지 전략 수업의 효과 16
Ⅲ. 연구 방법 20
1. 연구 대상 20
2. 연구 절차 21
3. 연구 도구 23
가. 중학교 수학 개념 학습 챗봇인 「수리봇」의 특징 23
1) 「수리봇」의 개발 절차 23
2) 「수리봇」의 기능 29
Ⅳ. 「수리봇」 활용 방안 및 적용 사례 37
1. 「수리봇」 활용을 위한 교수·학습 모형 37
가. 「수리봇」과 메타인지 전략의 대응 구조 37
나. 교수·학습 모형의 단계별 구성 39
2. 「수리봇」 활용 수업 적용 사례 42
Ⅴ. 결론 및 제언 50
1. 결론 50
2. 제언 52
참고문헌 53
부록 60
