세종대 "AI 제한적으로 사용해야 학습 효과 더 높다"

교육혁신처 장혜원 교수 연구팀
학부생 14명 대상으로 관찰

[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 세종대 교육혁신처 장혜원 교수 연구팀은 AI 도구의 '제한적 접근'이 오히려 팀 기반 물리 학습에서 더 나은 성과를 가져온다는 연구 결과를 보고했다.

이번 연구는 ChatGPT를 활용한 협력적 물리 문제 해결 과정을 분석한 것으로, 연구진은 학부생 14명을 대상으로 네 가지 다른 AI 접근 조건에서 팀 물리 문제 해결 과정을 관찰했다.

관찰 결과 무제한 AI 접근을 허용한 그룹보다 구조화된 제한 조건 하에서 AI를 사용한 그룹들이 더 높은 성과를 보였다.

구체적으로 통제군(AI 미사용)은 8%의 성과 향상을 보였지만, 무제한 AI 접근 그룹은 17% 향상에 그쳤다. 하지만 공유 기기를 사용한 그룹은 34%, 10분 토론 후 제한적 AI 사용 그룹은 31%의 놀라운 향상을 보였다.

연구진은 AI 도구 도입이 팀 내 상호작용 패턴을 근본적으로 변화시킨다는 점도 발견했다.

모든 AI 사용 그룹에서 언어적 상호작용이 약 45% 감소했다. 그러나 구조화된 접근 조건에서는 발화의 길이와 복잡성이 증가해 더 심도 있는 토론이 이뤄졌다.

연구진이 분석한 ChatGPT 사용 패턴에서 무제한 접근 그룹은 주로 문제를 그대로 복사해서 묻는 단순한 질문(58.8%)을 많이 했지만, 제한적 접근 그룹은 복합적이고 독립적인 질문(66.7%)을 더 많이 제기했다.

이는 제한된 환경에서 학생들이 AI와 더 전략적으로 상호작용하며, 단순한 답 찾기보다는 개념적 이해를 추구한다는 것을 보여준다.

장 교수는 "이번 연구는 AI 도구를 교육에 도입할 때 '얼마나 많이 사용하느냐'보다 '어떻게 사용하느냐'가 더 중요하다는 것을 보여준다"고 설명했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 세종대 기관생명윤리위원회의 승인을 받았다.

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