초등학교 교사의 AI 도구 활용에 관한 인식 분석

Abstract

제4차 산업혁명의 시대가 도래하고, 그 중심에 있는 인공지능(AI)이 급속히 발전하면서 산업과 사회 모든 영역에서 패러다임의 변화가 촉발되고 있다. AI 기술이 발전함에 따라 교육계에서도 AI 기술의 활용에 관한 연구가 활발하게 시도되고 있으며, 미국, 중국 등 많은 국가에서 AI 교육의 필요성을 인식하고 관련 정책을 시행하고 있다. 대한민국 역시 인공지능 기반의 에듀테크 시스템을 도입하고, 2019년 인공지능(AI) 국가 전략 등 관련 정책을 발표하여 시행하고 있다. 최근 생성형 AI의 등장으로 인공지능 도구의 활용은 교육계에서 뜨거운 관심을 받고 있다. 인간과 자연스럽고 의미 있는 대화를 나누는 모델인 생성형 AI는 대규모의 데이터를 기반으로 맞춤형 정보를 제공하는 특성을 지니고 있어 교육 분야에서 다양하게 활용될 것으로 기대되지만, 부정확한 답변과 지나친 의존에 대한 우려 등이 존재한다. AI 도구의 활용은 교육 현장에서 아직 생소하게 여겨지나 최근 스마트 기기의 보급, 다양한 AI 도구 관련 연수 진행 등 활용이 적극적으로 독려되고 있다. 이러한 흐름에 발맞추어 AI 교육이나 AI 융합 프로그램을 개발하는 연구가 이루어지고 있지만 AI 도구에 관한 교사의 인식에 주목한 연구는 드물게 이루어졌다. AI 도구와 관련하여 이를 실제로 교육 현장에서 활용할 교사들의 인식을 살펴보는 것은 의미 있는 통찰을 제공할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구는 초등교사의 개인별 특성에 따른 AI 도구 활용에 관한 인식 수준과 수업 설계에서의 각 단계에서 AI 도구 활용에 관한 인식 수준을 분석하고, AI 도구를 교육 현장에 도입 시 기대하는 점과 우려하거나 개선되어야 할 점, AI 도구의 활용을 높이는 방안을 알아보는 것에 목적을 두고 있다. 본 연구에서 설정한 연구 문제는 다음과 같다. 첫째, 교육 현장에서의 AI 도구 활용에 관한 초등교사의 인식은 어떠한가? 둘째, 초등교사들의 배경 변인에 따른 AI 도구 활용에 대한 인식의 차이는 어떠한가? 셋째, 교육 현장에 AI 도구를 도입할 때 고려할 사항은 무엇인가? 본 연구는 AI 도구 활용에 대한 초등교사의 인식을 조사하고, AI 도구 활용 활성화 방향을 도출하고자 총 74문항의 설문지를 제작하여 활용하였다. 예비조사를 실시한 후, 온라인 설문조사 방식으로 초등교사 130명의 응답을 받아 분석하였다. 분석 방법은 빈도분석, 기술통계, 독립표본 t-검정, 일원배치 분산분석과 워드 클라우드를 활용하였다. 본 연구의 주요 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 교육 현장에서 활용되는 AI 도구들의 사용 빈도를 조사한 결과, Entry를 가장 많이 사용하는 것으로 나타났고, ChatGPT, AutoDraw, Quick Draw, Canva, ZEP이 그 뒤를 이었다. 둘째, 수업 설계에서 AI 도구 활용에 대한 인식을 분석한 결과, 초등교사는 평가 단계, 수업 전 분석 단계, 수업 실행 단계, 수업 설계 및 개발 단계 순으로 AI 도구의 도움을 기대하는 것으로 나타났다. 수업 설계의 각 단계 중에서는 과제물, 시험의 자동채점에 가장 높은 기대감을 보였으며, 학습자의 정서 상태에 대한 데이터 분석에 가장 낮은 기대감을 가지고 있는 것으로 나타났다. 셋째, 초등교사의 76.9%가 교육 현장에서 AI 도구의 활용이 필요하다고 응답하였으며 이와 달리, 교육 현장의 AI 도구 활용 준비도에 대해 긍정적인 의견을 가지고 있는 초등교사는 33.8%로 준비도에 대해 낮게 인식하는 것으로 나타났다. 넷째, 초등교사는 교육 현장에서 AI 도구를 활용하기 어려운 이유로 AI 도구 활용 교육 준비의 어려움, 수업에서의 AI 도구 활용에 대한 매뉴얼 미비, AI 도구 활용을 위한 환경 구성 미비를 주요하게 생각하는 것으로 나타났다. 교육 현장에서 AI 도구 도입 시 기대하는 점에 대해서는 다양한 교수학습, 교사의 업무 경감, 학습자의 동기·흥미 유발, 학습자의 특성에 맞는 수준별·개별화 학습을 기대하고 있는 것으로 나타났다. 반면 우려하거나 개선해야 할 점으로 AI 도구에 대한 지나친 의존, 윤리교육의 병행, 매뉴얼과 안내의 부족, 환경과 인프라의 미비, 개인정보의 침해 등이 제시되었다. 본 연구의 분석 결과를 바탕으로 도출한 시사점은 다음과 같다. 첫째, 초등교사들이 AI 도구에 대한 전문성을 갖출 수 있도록 교사 교육이 필요하다. AI 도구에 대한 정보를 제공받고, AI 도구를 경험할 수 있는 실제적이고 현장 중심의 연수를 개설하여 참여할 수 있도록 유도해야 하며, 이러한 연수를 기획할 때, 교사의 개인 역량과 관심도를 고려해야 할 것이다. 또한, 연수뿐만 아니라 전문적 학습 공동체, 교사 연구회 등 자발적인 교사들의 연구 모임을 지원하는 것도 중요하다. 둘째, 수업 설계에서 전반적으로 활용할 수 있는 AI 기반의 교육용 플랫폼을 개발하여 교육 현장에서 활용해야 한다. 접근성이 편리하여 쉽게 활용할 수 있고, 교수·학습 관리가 체계적이며, 다양한 자료와 콘텐츠를 갖추고, 최근 개발되고 있는 학습자의 정서 상태 분석 기술을 접목한 AI 도구를 개발하여 학습 능력뿐만 아니라 정의적 영역에도 긍정적으로 활용될 수 있도록 해야 한다. 셋째, 매뉴얼의 개발 및 보급이 필요하다. AI 도구 활용 우수 사례집과 현장 중심 AI 도구 활용 자료 등을 발간하여 교사들에게 우선적으로 보급하고, 교사간 역량 차이를 줄이기 위하여 매뉴얼을 표준화하여 배포한다면 AI 도구 활용에 대한 교사들의 심리적 장벽을 낮추고 AI 도구 활용을 높일 수 있을 것이다. 넷째, 학교 현장에서 AI 활용이 잘 이루어질 수 있도록 인프라를 확충할 필요가 있다. 기기 확보, 무선인터넷 확충을 비롯하여 학교 네트워크 품질 관리, 플랫폼 및 콘텐츠 등 정보 교육을 위한 인프라 구성 방안, 창의융합적 인재 양성을 위한 실습실 개선 등의 방안을 병행하여야 하며, 지역에 따른 인프라의 편차를 줄이는 방향도 고려해야 할 것이다. 다섯째, 교육 현장에서의 AI 도구의 활용이 교사의 추가적인 업무로 이어지지 않도록 행정적·기술적 지원이 필요하다. 행정적 지원을 통해 AI 도구의 도입이 교사의 행정 업무를 경감시키는 방향으로 이어지도록 하고, 이와 함께 기술적인 부분을 담당할 전담 직원의 배치 등 기술적 지원이 병행된다면 교사들이 업무 본연에 집중하게 되어 AI 도구를 더 안정적으로 활용할 수 있을 것이다. 여섯째, 교육 현장에서 AI 도구의 윤리적인 활용과 관련한 연구와 논의가 필요하다. AI 기술이 발전하면서 이와 관련한 논란과 사회적 문제가 잇따르고 있어 AI 도구의 윤리적인 활용 방안에 대한 지속적인 연구와 논의를 이어나갈 필요가 있으며, 이를 통해 교육 현장에 AI 도구의 바람직한 정착을 도울 수 있을 것이다.;The era of the fourth industrial revolution has arrived, and the rapid development of artificial intelligence (AI) at the center of it is triggering a paradigm shift in all areas of industry and society. As AI technology advances, researchers are actively attempting to utilize AI technology in education, and many countries such as the United States and China have recognized the need for AI education and implemented related policies. South Korea is also introducing an AI-based edutech system and has announced and implemented related policies such as the 2019 National Strategy for Artificial Intelligence (AI). With the recent rise of generative AI, the use of artificial intelligence tools in education has gained a lot of attention. Generative AI, which has attracted attention as a model for having natural and meaningful conversations with humans, is expected to be used in various fields of education because it provides customized information based on large amounts of data, but there are still limitations, such as concerns about inaccurate answers and over-reliance. The use of AI tools is still unfamiliar in education, but the spread of smart devices and training on various AI tools are actively encouraged. In line with this trend, studies have been conducted to develop AI education and AI convergence programs, but few studies have focused on AI tools and teachers' perceptions. It would be meaningful to examine the perceptions of teachers who actually use AI tools in the field of education. Therefore, the purpose of this study is to analyze the level of awareness of using AI tools in education according to the individual characteristics of elementary school teachers and the level of awareness of using AI tools in each stage of lesson design, and to find out their expectations, concerns, and ways to improve the use of AI tools in education. The research questions set for this study are as follows. First, what are elementary teachers' perceptions of utilizing AI tools? Second, what are the differences in their perceptions of utilizing AI tools based on background variables? Third, what should be considered when introducing AI tools in education? In this study, a 74-question questionnaire was designed and utilized to investigate elementary school teachers' perceptions of the use of AI tools and to derive activation directions. After conducting a preliminary survey, 130 elementary school teachers' responses were collected and analyzed through an online survey method. The analysis methods were frequency analysis, descriptive statistics, independent sample t-test, one-way analysis of variance, and word cloud. The main findings of this study are as follows First, Entry is the most popular AI tool used in education, followed by ChatGPT, AutoDraw, Quick Draw, Canva, and ZEP. Second, Second, elementary teachers expect AI tools to help them in the following stages: assessment, pre-lesson analysis, lesson implementation, and lesson design and development. Among the stages of lesson design, the highest expectations were for automatic grading of assignments and tests, and the lowest expectations were for data analysis of learners' emotional states. Third, 76.9% of elementary school teachers said that they need to utilize AI tools in education, but only 33.8% of elementary school teachers have a positive opinion about their readiness to utilize AI tools in education. Fourthly, elementary school teachers perceive difficulty in preparing education for the use of AI tools, lack of manuals on the use of AI tools in the classroom, and lack of environment for the use of AI tools as the main reasons for the difficulty in utilizing AI tools in education. In terms of expectations for the introduction of AI tools in the education field, it was found that they are looking forward to diverse teaching and learning, reducing the workload of teachers, stimulating learners' motivation and interest, and learning by level and individualization according to learners' characteristics. On the other hand, over-reliance on AI tools, ethics education issues, lack of manuals and guidance, inadequate environment and infrastructure, and infringement of personal information were cited as concerns. Based on the findings of this study, there are several implications. First, teacher education is needed to equip primary teachers with expertise in AI tools. Teachers should be provided with information about AI tools and encouraged to participate in practical, field-based trainings where they can experience AI tools. When designing such trainings, teachers' individual capabilities and interests should be taken into account. It is also important to support voluntary teacher research groups, such as professional learning communities and teacher research associations, in addition to trainings. Second, AI-based educational platforms that can be used across the board in lesson design should be developed and utilized in the field of education. It is necessary to develop AI tools that are easily accessible and can be utilized easily, have systematic teaching and learning management, have a variety of materials and contents, and incorporate the recently developed technology for analyzing learners' emotional states, so that they can be used positively not only for learning but also for defining areas. Third, it is necessary to develop and disseminate manuals. If a collection of best practices for using AI tools and field-oriented materials for using AI tools are published and distributed to teachers first, and if manuals are standardized and distributed to reduce the difference in competence among teachers, it will lower the psychological barriers to using AI tools and increase the use of AI tools. Fourth, it is necessary to expand the infrastructure at school sites. It is necessary to secure devices, expand wireless internet, manage school network quality, organize infrastructure for information education such as platforms and contents, and improve labs for fostering creative and convergent talents, and consider ways to reduce the variation of infrastructure by region. Fifth, administrative and technical support is needed to ensure that the use of AI tools in education does not lead to additional work for teachers. Administrative support is needed to ensure that the introduction of AI tools reduces the administrative workload of teachers, and technical support through the deployment of personnel such as dedicated staff to handle technical aspects can help teachers focus on their core duties and increase the adoption and efficiency of AI tools. Sixth, there is a need for research and discussion on the ethical use of AI tools in education. As AI technology advances, controversies and social issues continue to arise, and it is necessary to continue research and discussions on how to ethically utilize AI tools, which will help the desirable settlement of AI tools in education.