코로나 19 팬데믹 이후 원격교육이 확산되면서 교육분야에 있어 인공지능과 관련된 다양한 교육을 강조하는 움직임이 이슈화 됨에 따라 인공지능(AI)기반 맞춤형 교육방법이 강화되고 있다. 이에 본 연구는 인공지능(AI)기반 학습 프로그램을 적용한 수학수업이 학생의 학업성취도와 수학적 흥미에 미치는 영향을 확인하려는데 그 목적을 두고 연구를 실행하였다.
이를 위해 서울 노원구 W초등학교 2학년 42명을 대상으로 실험 연구를진행하였다. 수업방법에 따라 학업 성취도가 다르게 나타나는지 확인하기 위하여 실험 처치 전 실험집단과 비교집단으로 나누어 수와 연산 영역의 덧셈과 뺼셈 단원의 성취도 평가를 실시하였다. 또한 두 집단 모두 사전 수학적 흥미도 검사를 실시하였다. 실험집단은 인공지능(AI)기반 학습 프로그램을 적용한 수학수업을 진행 하였고 개별 맞춤형으로 제공되는 문제풀이를 진행하였다. 비교집단은 일반적으로 수학수업에서 실시하고 있는 강의식 교수법을 적용한 수업을 진행하였고 수학익힘책 문제 풀이를 진행하였다. 이후 두 집단 모두에게 사후 학업성취도 평가와 수학적 흥미도 검사를 실시하였다. 수학 학업 성취도와 수학적 흥미도 검사의 사전 검사와 사후 검사는 공분산 분석을 통해 실험에 대한 통계를 분석하였다. 통계적 유의수준은 p>.05로 검증하여 다음의 결과를 얻었다.
첫째, 인공지능(AI)기반 학습 프로그램을 적용한 수학수업은 초등학교 2학년 학생들의 수학 학업 성취도 향상에 유의미하지 않은 것으로 나타났다. 둘째, 인공지능(AI)기반 학습 프로그램을 적용한 수학수업은 수학적 흥미에서 통계적으로 유의미한 결과가 나타났다. 수학적 흥미도의 하위영역 중에서 현재 수학 학습에 대한 감정과 태도에 대한 요인인 실현된 개인적 흥미는 (F=16.914, p<.001)로 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 앞으로의 학습에 대한 가치로 구분되는 잠재적인 개인적 흥미(F=6.660, p<.05)도 유의미하게 나타났으며 학교 내에서 수업 시간에 일어나는 교과와 관련된 흥미라 할 수 있는 교과 관련 상황적 흥미도(F=26.106, p<.00) 역시 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
본 연구는 인공지능(AI)기반 학습 프로그램을 적용한 수학수업이 수학 학업 성취도, 수학적 흥미도에 영향을 미치는지를 살펴보았다는데 의의가 있다. 연구결과를 통해 학습자의 흥미를 유발하는 수학수업 방법을 적용하는 것은 매우 중요함을 알 수 있다. 이후 인공지능(AI)기반 학습 프로그램을 적용한 효과적이고 다양한 방법들에 대한 연구가 이루어 지기를 바란다.
After the pandemic, as the movement emphasizing various education methods related to artificial intelligence(AI) becomes and issue, AI-based learning programs are being strengthened. The purpose of this study is to analyze the effects of mathematics academic achievement and interests through mathematic class adapting an AI-based learning program. The participants of the study were 42 children, the 2nd grade elementary school students were divided into 2 groups. The comparison group was teacher-based learning following the regular curriculum, and solved the questions in textbook. The experimental group conducted a math AI program: “Knock-knock! Math Expedition” 3 times a week for 4 weeks. The experimental group were given individual customized questions by level in the AI program.
For the results, both groups were conducted pre- and post-academic achievement test, and pre- and post-survey about math interests. The results were conducted covariance analysis through the SPSS program. The statistical significance level is p>.05 and the following results were obtained.
First, AI-based learning programs didn’t significantly improve math academic achievement of the 2nd grade elementary school students.
Second, AI-based learning programs showed statistically significant results to the 2n grade elementary school learners’ interests about math.
This study is meaningful in examining whether AI-based learning program at mathematic class affect mathematical academic achievement and interests. The results suggest that it is important to apply teaching methods that arouse learners’ interest. For the future, various and effective teaching methods applying AI-based learning program should be studied.
