AI 디지털교과서 활용이 초등학생의 수학 학업적 흥미, 학업 참여 및 학업 성취도에 미치는 영향 = The Effects of Using AI Digital Textbooks on Elementary School Students' Interest, Engagement, and Achievement in Mathematics

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 AI 디지털교과서를 활용한 수학 수업이 초등학생의 학업적 흥미, 학업 참여도 및 학업 성취도에 미치는 영향을 분석하고, 기존 서책형 교과서 활용 수업과 비교하여 그 효과 차이를 검증하였다. 세종특별자치시 소재 초등학교 3학년 학생 115명을 실험집단과 통제집단으로 설정하여 한 학기 동안 실험 처치를 실시하였으며, SPSS 29.0을 활용하여 반복측정 분산분석(RM-ANOVA)을 실시하였다.
연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 학업적 흥미 측면에서 AI 디지털교과서 활용 수업과 서책형 교과서 수업은 모두 사전 측정에 비해 사후 측정값이 유의하게 높게 나타났다. 그러나 두 집단 간 사후 측정값에는 유의한 차이가 없었으며 , 이는 AI 디지털교과서가 기존 서책형 교과서 방식에 비해 학업적 흥미를 증진시키는 데 있어 차별적인 우위를 나타내지 못했음을 의미한다. 둘째, 학업 참여도 분석 결과, 두 수업 방식 모두 정서적 참여에서 사전 측정에 비해 사후 측정값이 유의하게 높았다. 하지만 두 집단 간 정서적 참여 사후 측정값에는 유의한 차이가 없었으며, 행동적 참여의 경우 두 집단 모두 사전과 사후 측정값 간에 유의한 변화가 나타나지 않았다. 이는 AI 디지털교과서가 기존 대면 수업보다 학업 참여도를 높이는 데 있어 독보적인 효과를 거둔다는 근거를 확보할 수 없었음을 시사한다. 셋째, 학업 성취도 분석 결과, 두 집단 모두 사전 측정에 비해 사후 측정값이 유의하게 향상되었다. 그러나 두 집단 간 학업 성취도 사후 측정값에는 유의한 차이가 발견되지 않아, AI 디지털교과서 도입에 따른 추가적인 성취도 향상 효과는 나타나지 않았다.
본 연구의 결과를 종합하면, AI 디지털교과서라는 새로운 매체의 도입이 초등학생의 정의적·인지적 영역에 유의미한 변화를 일으키는 결정적 변인이 아님이 확인되었다. 이러한 결과는 활동 중심의 교수·학습이 내실 있게 이루어지는 수업 환경에서, 단순히 매체를 교체하는 것만으로는 통계적으로 유의미한 교육적 부가가치를 창출하기 어려움을 시사한다. 따라서 향후 교육 현장에서는 기기 보급과 같은 외형적 변화에 앞서, 디지털 매체의 특성을 실질적인 학습 성과로 연결할 수 있는 정교한 교수 설계와 교사의 역할 변화에 대한 근본적인 논의가 선행되어야 한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 5
• Ⅱ. 이론적 배경 6
• 1. AI 디지털교과서의 개념 및 교육적 논의 6
• 2. 학업적 흥미 12
• 3. 학업 참여 16
• 4. 학업 성취도 20
• Ⅲ. 연구 방법 23
• 1. 연구 대상 23
• 2. 실험 처치 24
• 3. 연구 도구 25
• 가. 학업적 흥미 25
• 나. 학업 참여 26
• 다. 학업 성취도 27
• 3. 자료 분석 28
• Ⅳ. 연구 결과 29
• 1. 실험집단과 통제집단의 사전 동질성 검증 29
• 2. 학업적 흥미의 집단 간 차이 및 시점 간 변화 분석 31
• 3. 학업 참여도의 집단 간 차이 및 시점 간 변화 분석 34
• 4. 학업 성취도의 집단 간 차이 및 시점 간 변화 분석 36
• Ⅴ. 논의 및 결론 39
• 1. 학업적 흥미의 변화 40
• 2. 학업 참여도의 변화 41
• 3. 학업 성취도의 변화 43
• 4. 결론 44
• 5. 연구의 제한점 및 제언 46
• 참고문헌 49
• Abstract 58
• 부 록 61