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초록

영어

Recently, several researchers have been exploring how to utilize generative artificial intelligence in mathematical problem solving competency education. However, how generative AI diagnoses students' errors and what feedback they provide to respond to them has not yet been explored in detail. In this study, the error diagnosis and feedback performance of ChatGPT was evaluated to explore its application in problem solving competency education. To achieve this, representative error types in solving word problems involving division of fractions were identified, and scenarios of students with insufficient problem-solving competency, along with structured prompts, were developed. The results indicated that ChatGPT’s performance in diagnosing and providing feedback on errors associated with problem understanding and strategy exploration was satisfactory. However, ChatGPT’s performance in diagnosing and providing feedback on errors associated with implementing and reflection exhibited variability depending on the type and number of errors. Potential applications of ChatGPT in problem solving competency education and topics for future research were discussed.

한국어

최근 여러 연구자들은 수학적 문제해결 역량 교육에서 생성형 인공지능을 활용하는 방안에 주목하고 있다. 그러나 생성형 인공지능이 학생 들의 수학적 오류를 어떻게 진단하고, 이에 대응하기 위해 어떤 피드백을 제공하는지는 아직 상세히 탐구되지 않았다. 본 연구에서는 문제해결 역량 교육을 위한 ChatGPT 활용 방안을 탐색하기 위해 ChatGPT의 오류 진단 및 피드백 성능을 평가하였다. 이를 위해 분수의 나눗셈 문장제 해결 과정 에서 나타나는 대표 오류 유형을 도출하고, 문제해결 역량이 부족한 학생 시나리오와 구조화된 프롬프트를 개발하였다. 연구 결과, 문제 이해 및 전략 탐색 역량과 관련된 오류에 대한 ChatGPT의 진단 및 피드백 성능은 준수하였다. 한편, 계획 실행 및 반성 역량과 관련된 오류에 대한 ChatGPT의 진단 및 피드백 성능은 오류의 유형 및 개수에 따라 변동성을 보였다. 연구 결과를 바탕으로 문제해결 역량 교육에서 ChatGPT를 활용하는 방안과 후속 연구 주제에 대해 논의하였다.

목차

국문요약
Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 이론적 배경
1. 수학적 문제해결 역량의 의미와 하위 요소
2. 분수의 나눗셈 문장제 문제해결에서 학생들이 경험하는 어려움
3. 수학적 문제해결 역량 교육에서 오류 진단과 피드백
4. 수학적 문제해결 역량 교육에서 ChatGPT의 활용 잠재력
Ⅲ. 연구 방법
1. 분수의 나눗셈 문장제 시나리오
2. 자료 수집
3. 자료 분석
Ⅳ. 연구 결과
1. ChatGPT의 전반적인 오류 진단 및 피드백 수준
2. 문제 이해 및 전략 탐색 역량 관련 오류에 대한 ChatGPT의 진단 및 피드백 사례
3. 계획 실행 및 반성 역량 관련 오류에 대한 ChatGPT의 진단 및 피드백 사례
Ⅴ. 논의 및 결론
참고문헌

키워드

저자

• 이경화 [ Lee, Kyeong-Hwa | 서울대학교 교수 ]
• 신동조 [ Shin, Dongjo | 부산대학교 교수 ]
• 박진형 [ Park, JinHyeong | 경인교육대학교 교수 ]
• 김영준 [ Kim, Yeongjun | 서울대학교 대학원생 ]
• 이송희 [ Lee, Song Hee | 서울대학교 대학원생 ] Corresponding to (교신저자)

참고문헌

발행기관

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• 간행물명

  한국학교수학회논문집 [Journal of the Korean School Mathematics Society]

• 간기

  계간

• pISSN

  1229-0890

• 수록기간

  1998~2025

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 410 DDC 510