• 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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• 제26권4호
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• pp.333-349
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• 2023

Recently, AI has become a crucial tool in mathematics education due to advances in machine learning and deep learning. Considering the importance of AI, examining teachers' beliefs about AI in mathematics education (AIME) is crucial, as these beliefs affect their instruction and student learning experiences. The present study developed a scale to measure preservice teachers' (PST) beliefs about AIME through factor analysis and rigorous reliability and validity analyses. The study analyzed 202 PST's data and developed a scale comprising three factors and 11 items. The first factor gauges PSTs' beliefs regarding their roles in using AI for mathematics education (4 items), the second factor assesses PSTs' beliefs about using AI for mathematics teaching (3 items), and the third factor explores PSTs' beliefs about AI for mathematics learning (4 items). Moreover, the outcomes of confirmatory factor analysis affirm that the three-factor model outperforms other models (a one-factor or a two-factor model). These findings are in line with previous scales examining mathematics teacher beliefs, reinforcing the notion that such beliefs are multifaceted and developed through diverse experiences. Descriptive analysis reveals that overall PSTs exhibit positive beliefs about AIME. However, they show relatively lower levels of beliefs about their roles in using AI for mathematics education. Practical and theoretical implications are discussed.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제26권4호
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• pp.299-316
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• 2023

본 연구는 교육에서 인공지능 활용의 중요성과 필요성이 제기됨에 따라 수학교육에서 인공지능 활용에 대한 초등 교사들의 인식을 탐색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 초등 교사 161명을 대상으로 인공지능과 수학교육에 대한 태도 및 수학 교수, 학습, 평가 도구로서 인공지능 활용에 대한 인식을 5점 Likert 척도를 활용하여 분석하였다. 연구 결과, 초등 교사들은 전반적으로 수학의 교수, 학습, 평가를 위한 도구로 AI를 활용하는 데에 긍정적인 인식을 드러냈다. 특히, AI를 활용한 수학교육은 맞춤형 개별 교수 학습, 선수 학습 보충, 평가 결과 분석에 도움이 될 것이며 인공지능이 교사의 역할을 대체할 수 없다는 데에 강한 긍정을 드러냈다. 한편, 초등 교사들은 인공지능을 활용한 수학 수업에 대한 자신감이나 준비에서는 상대적으로 낮은 인식을 드러냈는데, 이는 인공지능과 관련된 수학 수업의 실행이나 연수 이수의 여부에 따라 유의한 차이를 드러냈다. 본 연구의 결과를 바탕으로 수학 교육에서 인공지능을 효과적으로 활용하기 위한 교사의 역할 및 교사들에게 필요한 지원에 대한 시사점을 논의하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제63권2호
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• pp.351-368
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• 2024

인공지능이 수학교육에서 효과적으로 활용되기 위해 고려해야 할 중요한 요인 중 하나는 인공지능을 수용하는 교사의 인식이다. 이에 본 연구에서는 인공지능 활용에 대한 교사의 인식을 인공지능의 정의와 활용 태도, 수학 교수 도구, 수학 학습 도구, 수학 평가 도구의 네 가지 범주로 구분한 뒤, 초등 교사 161명과 중등 수학 교사 157명의 인식을 분석하였다. 연구 결과, 교사들은 수학 교수 및 학습의 도구로 인공지능을 활용하는 데에 가장 긍정적인 인식을 드러냈으나, 자신의 수학 수업에서 인공지능을 활용하는 것과 관련된 인공지능에 대한 태도와 관련해서는 상대적으로 낮은 인식을 드러냈다. 또한 모든 문항에서 초등 교사가 중등 수학 교사보다 긍정 응답률이 높게 나타났고, 중등 교사의 경우 중립적 인식에 가진 교사의 비율이 초등 교사에 비하여 높게 나타났다. 본 연구에서 드러난 교사들의 인식을 바탕으로, 인공지능이 수학교육에 효과적으로 활용되기 위하여 교사들에게 필요한 구체적인 교수학적 지원과 방안에 대한 시사점을 논의하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제27권3호
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• pp.199-226
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• 2024

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.

• East Asian mathematical journal
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• 제35권4호
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• pp.509-528
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• 2019

As various changes in education in general and learning environment in particular have promoted different needs and expectations for learning at both personal and social levels, the roles that schools and school teachers typically have with respect to their students are being challenged. Especially with the recent, rapid progress of the artificial intelligence(AI) field, AI could serve beyond the way in which it has been used. Based on a review of some of the related literature and the current development of AI, a view on utilizing AI to be a collaborative, complementary partner with an human mathematics teacher in the classroom in order to support both students and teachers will be discussed.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제62권3호
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• pp.401-416
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• 2023

본 연구는 기술수용모델을 기반으로 예비교사의 자기효능감과 AI 불안이 수학 수업에서 '똑똑! 수학 탐험대'를 사용하려는 의도에 미치는 영향을 구조적으로 살펴보았다. 이를 위해 254명의 예비교사들의 자기효능감, AI 불안, 인지된 사용 용이성, 인지된 유용성, 사용 의도를 변인으로 연구모형을 설정하고 구조방정식으로 변인 간의 구조적 관계와 직·간접효과를 분석하였다. 분석 결과, 자기효능감은 인지된 사용 용이성, 인지된 유용성, 사용 의도에 유의미한 영향을 미쳤으며, AI 불안은 인지된 사용 용이성과 인지된 유용성에 유의미한 영향을 미치지 않았다. 인지된 사용 용이성은 인지된 유용성과 사용 의도에 유의미한 영향을 미쳤으며, 인지된 유용성은 사용 의도에 유의미한 영향을 미쳤다. 이러한 결과를 통해 수학수업에서 예비교사가 '똑똑! 수학 탐험대' 사용을 촉진하기 위한 시사점과 방안을 제안하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제27권3호
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• pp.261-279
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• 2024

본 연구는 Choppin 외(2014)의 디지털 유형학을 토대로 수학 학습을 위한 AI 코스웨어의 특징을 살펴보고 향후 수학 교수·학습을 위한 AI 코스웨어 개발 방향을 제안하는 데 목적이 있다. 이를 위해 국내에서 활발하게 사용되고 있는 12종의 AI 코스웨어를 분석 대상으로 선정하고, 이러한 AI 코스웨어들이 프로그램과 학생과의 상호작용, 교사의 수업 구성, 평가 시스템 측면에서 어떤 특징을 가지고 있는지 분석하였다. 그 결과, 각 AI 코스웨어들은 학생, 교사, 평가를 위한 고유한 기능적 특징을 제공하고 있었으나 교수·학습을 수정하고 구성할 수 있는 기능은 제한적이었다. 이러한 결과를 바탕으로 수학교육에서 AI 코스웨어의 개발 방향에 대한 시사점을 제시하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제26권3호
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• pp.163-180
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• 2023

본 연구는 AI를 수학 수업에 사용하려는 초등학교 교사의 의도에 미치는 요인들에 대해 살펴보고 수학 수업에서 AI가 효과적으로 사용되기 위해 선행되어야할 요인을 제시하고자 하였다. 이를 위해 기술수용모델(Technology Acceptance Model)을 사용하여 초등학교 교사의 TPACK과 TAM 사이의 구조적 관계를 조사하였다. 그 결과, 초등학교 교사들의 TPACK은 인지된 사용 용이성과 유용성에 유의미한 영향을 미쳤다. 또한 인지된 사용 용이성과 인지된 유용성은 수학 수업에서 AI 활용에 대한 태도에 유의미한 영향을 미쳤다. 인지된 사용 용이성, 인지된 유용성, 태도는 수학 수업에서의 AI 사용 의도에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 초등학교 교사들이 수학 수업에서 AI에 대한 TPACK 역량이 높다고 인식할수록 수학 수업에서 AI를 사용하기가 더 쉽고 AI가 학생의 수학 학습 향상에 도움이 되는 유용한 도구로 인식할 수 있음을 의미한다. 또한 수학 수업에서 AI가 쉽게 사용할 수 있고 유용하다고 인식할수록 AI 사용 의도가 높아질 수 있다. 따라서 초등학교 교사들이 수학 수업에서 AI의 활용하려면 TPACK에 관한 지식 교육이 선행되어야하며, 수학 수업에서 AI 사용의 이점과 편리성에 대한 인식 개선이 함께 이루어져야 한다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제63권3호
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• pp.467-484
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• 2024

생성형 인공지능의 급속한 발전으로 이제 프로그래머의 도움 없이 누구나 개인 맞춤형 챗봇을 제작하고 이를 무료로 활용할 수 있는 시대가 열렸다. 본 연구는 예비 교사 교육을 목적으로, OpenAI의 GPTs 기반 맞춤형 챗봇을 개발하였다. 개발된 맞춤형 챗봇은 대규모 언어 모델(Large Language Model, LLM)을 토대로한 생성형 AI를 이용했기 때문에 그 응답 또한 확률적이므로, 맞춤형 챗봇의 개발 절차뿐만 아니라 그 응답이 적절한지에 대한 점검이 필요하다. 이를 위해 예비 교사를 지도하는 교수자들이 맞춤형 챗봇의 응답에 대한 타당성을 5점 척도로 분석하여 수학교육적 성능을 살펴보았다. 동일한 질문에 대한 범용적인 챗봇인 ChatGPT, 맞춤형 챗봇인 GPT, 그리고 초등수학교육 전문가의 응답을 교수자들이 분석한 결과, 초등수학교육 전문가의 응답은 평균 4.52점을, 맞춤형 챗봇인 GPT는 평균 3.73점을 받아 맞춤형 챗봇인 GPT의 응답은 초등수학교육 전문가의 수준에는 미치지 못하는 것으로 나타났다. 하지만 5점 척도에서 보통 이상으로 '적절하다'에 가까운 점수를 받아 맞춤형 챗봇인 GPT의 교육적 활용 가능성을 확인할 수 있었다. 한편, 범용적인 챗봇인 ChatGPT의 응답은 평균 2.86점으로 낮은 평가를 받았으며, 예비 교사를 지도하는 교수자들은 답변 내용이 체계적이지 않고 일반적인 수준에 머물러 있다고 평가하였다. 이에 범용적인 챗봇인 ChatGPT는 수학교육에 한정하여 사용하기에는 어려움이 있어 보인다. 기존의 맞춤형 챗봇이 교육적 효과를 입증했음에도 불구하고, 그 제작 과정에서 요구되는 시간과 비용이 큰 장애물로 작용해왔다. 그러나 이제 GPTs 서비스를 통해 누구나 손쉽게 교수자 및 학습자에게 적절한 맞춤형 챗봇을 제작할 수 있으며, 그 응답이 일정 수준 이상의 수학교육적 타당성을 보여 수학교육의 다양한 측면에서 효과적으로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제34권3호
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• pp.215-234
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• 2020

AI 시대의 함께 교육에서도 AI 활용의 필요성이 제기된다. 본 연구의 목적은 예비수학교사가 인식하는 미래 수학교육에서 AI의 필요성과 AI 활용에서 교사의 역할을 조명하는 것이다. 연구 결과, 교수 측면에서 예비교사들은 학교 수학에 AI 활용이 시대적 요구이며, 다양한 유형의 수업 구현과 정확한 지식 및 정보를 전달할 수 있지만, 인지적·감정적 상호작용에 한계가 있다고 하였다. 학습 측면에서 AI는 개별화 학습을 제공하고, 학교 수업 외 보충학습에 활용할 수 있고, 학습 흥미를 자극할 수 있지만, 학생들의 주체적 사고 능력을 저해할 수 있다고 하였다. 평가의 측면에서 AI는 객관적이고 공정하며 교사의 업무를 감소할 수 있지만 서·논술형 문항과 과정 중심 평가에서 한계가 있다고 하였다. AI 활용에서 예비교사들이 생각하는 교사의 역할은 수업, 감정적 상호작용, 비정형화된 평가, 상담이었고, AI의 역할은 개별화 학습, 기계적 학습, 정형화된 평가와 행정 업무로 나타났다.