개별화 교수전략을 적용한 AI 기반 적응형 학습 시스템 활용 중학교 기초학력 미달 수업에 관한 참여적 실행연구

목적 본 연구의 목적은 개별화 교수전략을 적용한 AI 기반 적응형 학습 시스템 활용 기초학력 미달 수학 수업에 실행연구를 실시하고 이 과정에서 학습자와 교사의 교육적 변화를 탐색하는 것이다. 방법 이를 위하여 교사와 연구진이 약 4개월간 중학교 기초학력 미달 학생을 대상으로 도출된 개별화 교수전략을 적용한 AI 기반 적응형 학습 시스템 활용 수학 수업을 실시하였다. 주요 자료 수집은 관찰일지, 성찰일지, 면담, 학습데이터와 수학학습 정의적 영역 검사로 해당 자료들은 혼합적 연구 방법으로 분석되었다. 결과 실행연구를 진행하며 기초학력 미달 수업은 AI 기반 적응형 학습 시스템을 활용한 개별화 수업으로 변하였고, 이 과정에서 AI 기반 적응형 학습 시스템을 활용한 개별화 수업의 계획, 실행, 성찰을 분석하였다. 이 연구에 참여한 학습자들은 선수학습 결손 부분을 진단 및 회복하여 인지적 영역은 대체로 상승하였고, 정의적 영역에서는 유의한 차이를 보이지 않았으나 질적 분석을 통해 수학적 흥미, 수학적 자기효능감이 향상되고 학습 만족도가 높아졌다는 사실을 확인하였다. 그리고 교사는 개별화 수업을 실현하였고 새로운 교수자의 역할을 경험하며 학교 안에서 개별화 맞춤형 수업의 가능성을 발견하였다. 결론 본 연구의 결과를 바탕으로 개별화 교수전략을 적용한 AI 기반 적응형 학습 시스템 활용 수업의 실행과정, 장점과 한계점을 살펴보고 이를 통해 학교에서 개별화 수업이 실현되기 위한 방안을 논의하였다.

Objectives The purpose of this study is to conduct action research on a mathematics class for students with below basic academic ability using an AI-based adaptive learning system to which a personalized instruction strategy is applied and to explore educational changes between learners and teachers in this process. Methods For this reason, teachers and researchers conducted math classes using an AI-based adaptive learning system that applied personalized instruction strategies derived for middle school students with the achievement of below basic proficiency level for about four months. Collecting main data was from observation logs, reflection logs, interview, learning data, and mathematical learning affective domain test, and the data were analyzed as the mixed research method. Results During research, a class for students with below basic academic ability was changed to a personalized class using the AI-based adaptive learning system, and in this process, planning, execution, and reflection of personalized class using AI-based adaptive learning were analyzed. The learners who participated in this study were diagnosed and recovered the prerequisite learning deficits and the cognitive domains generally increased, while no significant differences were found in the affective domains. Through qualitative analysis, we confirmed that mathematical interest and mathematical self-efficacy improved and learning satisfaction increased. Teachers realized personalized classes, experienced roles of new instructors, and discovered the possibility of personalized and customized instruction within the school. Conclusions Based on the results of this study, the implementation process, advantages, and limitations of classes using the AI-based adaptive learning system applied with personalized instruction strategies were reviewed, and measures were discussed to realize personalized instruction at schools.