특수교육대상자와 수학 AI 디지털교과서 간 상호작용 양상 연구 = A Study on Interaction Patterns between Students with Special Educational Needs and AI Digital Mathematics Textbooks|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The big topic in current education is AI digital textbooks. This is expected to be introduced in the first half of 2025, and it introduces a state-of-the-art system to prepare for future education. Prior to the introduction of AI digital textbooks before 2025, AI courseware Peng Tok and Smart Mathematics Expedition were introduced. These programs are based on the student's learning data, and AI recommends customized learning to the student's level, and learners induce learning using this. The AI digital textbook is a series of characteristics of these AI courseware. Therefore, AI digital textbooks provide customized education tailored to each student's individual level.
Customized education is in line with the individualized education plan of special education. This is because the big key in special education is to conduct individual learning according to the characteristics of each student's disability and learner's level, and to induce participation in learning through instructional modifications. Therefore, there is a lot of interest in classes using AI digital textbooks even within special education, and various studies on how to use them are needed along with analysis of usage patterns in the actual educational field.
However, many textbooks so far have been presented from the perspective of general class students in the common curriculum in general schools. Therefore, the special teacher and the homeroom teacher directly made instructional modifications according to the level of the special education target students assigned to the general class. It took a lot of effort because individual characteristics had to be considered later. On the other hand, AI digital textbooks focus on customized education and aim for textbooks that can be used by all students, so the textbook itself is equipped with the function of adjusting the learning level and adjusting the order of learning. Naturally, this can be meaningful in that it is possible to easily provide customized classes through textbooks in the classes of special education subjects.
The introduction of AI digital textbooks to special education subjects induces new interaction patterns based on digital devices. This will form a different student-textbook interaction from existing book-type textbooks. However, until now, research related to AI digital textbooks has focused on proposing instructional models or explaining the purpose of development, and application cases in the actual school field are insufficient. In particular, the search in the context of special education or integrated education is more insufficient. Therefore, this study attempted to explore the interaction patterns and factors affecting the interaction of students subject to special education with AI digital textbooks by adopting special classes as school sites and collecting and analyzing actual cases.
To this end, this study analyzed the interaction patterns between special education subjects and textbooks for special classes using mathematics AI digital textbooks, and identified factors that influence them. Two research questions were set. First, what is the interaction pattern between special education subjects and mathematics AI digital textbooks? Second, what are the factors that influence the interaction?
The study was a case study of classes based on the case study method, and two special classes in the 3rd and 5th grades of A elementary school in Seoul were set as spaces for the study. Two teachers and five students participated in the 3rd class and observed, and the class scene was recorded. However, due to the characteristics of students subject to special education, there were few utterances and many actions, so the researcher organized the main actions as a behavioral observation record. Before and after class, interviews with teachers and students were conducted, and the recorded and recorded interview data were used for post-transcription analysis. The collected class transcription, interview transcription, and behavioral observation data were analyzed according to the 6 steps of qualitative thematic analysis proposed by Naeem (2023).
In the study, four types of interaction were found in the interaction between AI digital textbooks and special education subjects. They are active interaction, efficient interaction, complementary interaction, and emotion-based interaction, respectively. In particular, in the case of complementary interactions, since the frequency and sub-themes were derived the most, it was found that delicate intervention of teachers is essential when special education subjects interact with AI digital textbooks.
In addition, six factors were found in the factors influencing interaction. The stability and function of the system, spatial characteristics, the shape and difficulty of tasks, the ability to use AI digital textbooks, the teacher's class progress and feedback method, and the special interests and behaviors of students subject to special education. In particular, the sub-themes of tasks reflecting individual characteristics in terms of the form and difficulty of the task were derived, indicating that the aspect of individualized education of special education subjects was also prominent in the interaction with AI digital textbooks. In addition, the special interests and behaviors of special education subjects also influenced the interaction with AI digital textbooks.
These results suggest that AI digital textbooks can actually help realize individualized learning for special education subjects when applied in the educational field. In addition, it was also found that the intervention of special teachers is essential as a point that distinguishes it from general education when using AI digital textbooks. In addition, considerations when introducing AI digital textbooks in special classes and directions for the development of AI digital textbooks in special education in the future were discussed.
This study expects that the Korean language AI digital textbook of special schools, which is being developed as a national textbook with the aim of introducing it in the second half of 2025, can be used as basic data when it is introduced to the educational field in the future. In addition, it is hoped that the introduction and spread of AI digital textbooks will contribute to the creation of a digital-based environment that realizes the main purpose of educational equality and individualized education.

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국문 초록 (Abstract)

현재 교육에서의 큰 화두는 AI 디지털교과서이다. 이는 2025년도 상반기에 도입될 예정으로 미래 교육을 대비하기 위한 최첨단 시스템을 도입한 것이다. 2025년 이전에는 AI 디지털교과서 도입 이전에 AI 코스웨어인 펭톡과 똑똑 수학 탐험대를 도입하였다. 해당 프로그램들은 학생의 학습데이터를 기반으로 해서 AI가 학생의 수준에 맞춤 학습을 추천하고, 학습자는 이를 활용한 학습을 유도하였다. 이러한 AI 코스웨어의 성격이 이어져 나타난 것이 AI 디지털교과서다. 따라서 AI 디지털교과서는 학생의 개인별 수준에 맞춘 맞춤형 교육을 제공한다.
맞춤형 교육은 특수교육의 개별화교육계획과 맞닿아 있는 부분이 있다. 특수교육에서 큰 핵심은 학생 개개인별 장애 특성과 학습자 수준에 따른 개별 학습을 진행하고, 교수로서 수정을 통해 학습의 참여를 끌어내는 것이기 때문이다. 따라서 특수교육 내부에서도 AI 디지털교과서를 활용한 수업에 관심이 많은 상황이며 실제 교육 현장에서 활용 양상 분석과 더불어 활용 방법에 관한 여러 연구가 필요하다.
그러나 지금까지의 교과서는 일반 학교 속 공통 교육과정에서 일반학급 학생의 관점에서 제시된 것이 많았다. 따라서 특수교사와 담임교사는 일반학급에 배치된 특수교육대상학생의 수준에 맞춰 직접 교수적 수정을 했다. 개별적인 특성을 추후에 고민해야 했으므로 많은 노력이 필요하였다. 이에 반해 AI 디지털교과서는 맞춤형 교육에 초점을 두고 모든 학생이 활용할 수 있는 교과서를 목표로 하고 있기 때문에 교과서 자체에 학습 수준을 조정하고 학습의 순서를 조절하는 기능을 탑재하고 있다. 이는 자연스럽게 특수교육대상자의 수업에서 교과서를 통해 손쉽게 맞춤형 수업을 할 수 있다는 점에서 의미를 찾을 수 있다.
특수교육대상자에게 AI 디지털교과서의 도입은 디지털 기기를 기반으로 한 새로운 상호작용 양상을 유도한다. 이는 기존의 서책형 교과서와는 다른 학생-교과서 간 상호작용을 형성할 수 있다. 하지만, 현재까지 AI 디지털교과서 관련 연구는 수업 모형 제안이나 개발 취지 설명에 집중되어 있으며, 실제 학교 현장에서의 적용 사례는 적다. 특히 특수교육이나 통합 교육 맥락에서의 탐색은 더욱 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 특수학급을 학교 현장으로 채택하여 실제 사례를 수집하고 분석하는 것을 통해 특수교육대상 학생이 AI 디지털교과서와 어떠한 상호작용 양상과 상호작용에 영향을 미치는 요인을 탐색하고자 하였다.
이를 위해 본 연구는 수학 AI 디지털교과서를 활용하는 특수학급을 대상으로, 특수교육대상자와 교과서 간 상호작용 양상을 주제 분석하고, 그에 영향을 미치는 요인을 규명하였다. 연구 문제는 두 가지로 설정했다. 첫째, 특수교육대상자와 수학 AI 디지털교과서 간의 상호작용 양상은 어떠한가? 둘째, 해당 상호작용에 영향을 미치는 요인은 무엇인가?
연구는 사례연구 방법을 기반으로 한 수업 사례연구로, 서울 소재 A 초등학교 3~5학년 특수학급 2개 학급을 연구의 공간으로 설정하였다. 교사 2명과 학생 5명을 대상으로 수업 3차시를 참여 관찰하였으며, 수업 장면은 녹화를 진행했다. 그러나 특수교육대상학생의 특성상 발화가 적고 행동이 많아 주요 행동은 연구자가 행동 관찰 기록으로 정리하였다. 수업 전후에는 교사 및 학생과 면담을 진행하였고, 녹화·녹음된 면담 자료는 전사 후 분석에 활용했다. 수집된 수업 전사, 면담 전사, 행동 관찰 자료는 Naeem(2023)이 제안한 질적 주제 분석 6단계에 따라 분석하였다.
연구는 AI 디지털교과서와 특수교육대상자 간의 상호작용에 있어서 네 가지의 상호작용 유형이 나타났다. 각각 능동적인 상호작용, 효율적인 상호작용, 보완적인 상호작용, 감정 기반 상호작용이다. 특히 보완적인 상호작용의 경우 빈도수와 하위 주제가 가장 많이 도출되었기 때문에 특수교육대상자가 AI 디지털교과서와 상호작용 할 때 교사의 섬세한 개입이 필수적인 것으로 나타났다.
또한, 상호작용의 영향 요인에 있어서는 6가지의 요인이 나타났다. 각각 시스템의 안정성과 기능, 공간적인 특성, 과제의 형태와 난이도, AI 디지털교과서 활용 역량, 교사의 수업 진행과 피드백 방식, 특수교육대상학생의 특별한 흥미와 행동이다. 특히 과제의 형태와 난이도 측면에서 개별적인 특성을 반영한 과제의 하위 주제가 도출된 것을 통해 특수교육대상자의 개별화 교육의 측면이 AI 디지털교과서와의 상호작용에서 두드러짐을 알 수 있다. 또한, 특수교육대상자가 가지고 있는 특별한 흥미와 행동도 AI 디지털교과서와의 상호작용에 영향을 미쳤다.
이러한 결과는 실제로 AI 디지털교과서가 교육 현장의 적용될 때 특수교육대상자의 개별화 학습을 실현하는 데 도움을 줄 수 있다는 점을 시사한다. 또한, AI 디지털교과서 활용 시 일반 교육과 구별되는 지점으로 특수교사의 개입이 꼭 필요하다는 점도 나타났다. 더불어 특수학급에서 AI 디지털교과서를 도입할 때 고려할 점과 향후 특수교육 내에서 AI 디지털교과서의 발전 방향을 논의하였다.
본 연구는 2025학년도 하반기 도입을 목표로 국정 교과서로 개발하고 있는 특수학교의 국어 AI 디지털교과서가 추후 교육 현장에 도입될 때 해당 연구가 기초의 자료로 활용될 수 있음을 기대한다. 더불어 AI 디지털교과서의 도입과 확산으로 교육적인 평등과 개별화 교육의 주목적을 실현하는 디지털 기반 환경 조성에 이바지할 수 있기를 기대한다.

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현재 교육에서의 큰 화두는 AI 디지털교과서이다. 이는 2025년도 상반기에 도입될 예정으로 미래 교육을 대비하기 위한 최첨단 시스템을 도입한 것이다. 2025년 이전에는 AI 디지털교과서 도입 ...

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