AI로 디지털 자신감 키운다…과학동아AiR 수업에서 몰입 효과 확인

작성일 07-30

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 <img alt="최윤수 원곡고 교사가 지난 7월 27일 울산과학기술원(UNIST)에서 열린 ‘2025 과학교육포럼’ 특별 강연에서 초등 영재 대상 ‘과학동아AiR 활용 지역사회 문제 해결 수업 모델’을 소개하고 있다. 동아사이언스 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/30/dongascience/20250730140809920wkut.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="WNNc5Hf5dm" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/30/dongascience/20250730140809920wkut.jpg" width="658">
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 최윤수 원곡고 교사가 지난 7월 27일 울산과학기술원(UNIST)에서 열린 ‘2025 과학교육포럼’ 특별 강연에서 초등 영재 대상 ‘과학동아AiR 활용 지역사회 문제 해결 수업 모델’을 소개하고 있다. 동아사이언스 제공
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 “챗GPT를 고등학교 심화 탐구 수업에 활용했을 때, 학생들이 금세 네이버나 유튜브로 이동하는 사례가 반복적으로 나타났습니다. 출처가 명확한 정보를 찾기 위해 검색하는 과정에서 흥미로운 콘텐츠에 쉽게 노출돼 주의가 산만해지는 경우가 많았기 때문입니다.”
 지난 7월 27일 울산과학기술원(UNIST)에서 열린 ‘2025 과학교육포럼’ 특별 강연에서 최윤수 원곡고등학교 교사는 이 같은 문제의식을 바탕으로 개발한 초등 수업 모델을 소개했다.
 발표 주제는 ‘과학동아AiR를 활용한 지역사회 문제 해결 수업’. 최 교사는 디지털 산만도가 높은 초등학생을 대상으로 수업 모델을 개발하고 수업을 통해 RAG 시스템 기반 AI 도구가 학생의 몰입도와 디지털 자기효능감 향상에 어떤 영향을 주는지 탐색했다.
 과학동아AiR는 RAG 시스템 기반 AI로, 학생의 질문에 가장 적합한 동아사이언스의 과학 기사를 실시간으로 검색하고 그 내용을 바탕으로 응답하는 방식으로 작동한다.
 RAG(검색 증강 생성, Retrieval-Augmented Generation)는 사용자의 질문에 대해 사전에 구축된 데이터베이스에서 관련 정보를 검색(Retrieval)하고 이를 바탕으로 문맥에 맞는 답변을 생성(Generation)하는 기술로 출처가 명확하고 신뢰할 수 있는 정보를 기반으로 응답을 제공하는 것이 가장 큰 특징이다.
 ● ‘질문→탐구→발표’로 이어진 탐구 AI 수업 모델
 최 교사의 수업 모델은 단순한 AI 도구 활용을 넘어, 디지털 전환 시대가 제기하는 교육의 구조적 과제를 정면으로 다룬다는 점에서 의미가 깊다. 
 2014년 한국교원대와 한국교육학술정보원(KERIS)이 공동 연구한 ‘디지털 교과서와 서책형 교과서 사용 시 두뇌 활성 차이-EEG 연구’에 따르면 디지털 교과서는 창의성을 자극하는 한편 주의력 저하와 같은 인지적 부작용을 유발할 수 있다고 경고한 바 있다.
 또한 2023년 국제 디지털 정보 이해 능력 평가(ICILS)에서 한국 학생들의 디지털 자기효능감은 참여 17개국 중 최하위권으로 나타났다. 단순한 기기 조작을 넘어 스스로 디지털 도구를 활용해 문제를 해결할 수 있는 역량의 중요성이 부각되고 있다. 올해부터 전면 적용된 2022 개정 교육과정도 전 교과에서 디지털 역량 함양을 강조하고 있다.
 최 교사는 한 지역 영재교육원의 초등학교 6학년 학생 19명을 대상으로 총 6차시 수업을 설계했다. 학생들은 ‘우리 학교 교실의 공기질 개선’, ‘초고층 빌딩의 내진 설계 방안’ 등 학교와 지역의 문제를 직접 선정한 뒤 동아사이언스 기사를 기반으로 답변을 제공하는 과학동아AiR를 활용해 탐구 주제를 구체화하고 최종적으로 소논문을 작성했다.
 이 수업 모델의 핵심은 디지털 도구 사용을 제한하고 하나의 AI 도구에 집중하도록 설계한 점이다. 과학동아AiR를 중심 도구로 사용하고 그 외 디지털 도구는 가능한 한 배제했다. 주제 탐색 단계에서는 6개 과학 분야(생명, 화학, 컴퓨터, 건축, 지구과학, 기계)의 질문을 마인드맵 형태로 종이에 정리하게 했다. 소논문 개요는 문서 작성 프로그램에서 직접 작성하도록 해 디지털 문서 활용 역량도 함께 길렀다.
 학생들이 작성한 소논문은 모둠별로 상호 검토하고 과학동아AiR ‘튜터’를 통해 과학적 타당성을 검증하는 과정을 거쳤다. 이후에는 모의면접 기능이 있는 과학동아AiR ‘소크라테스’를 활용해 각자 자신의 주제에 대한 이해도를 확인하고 탐구 내용을 말로 설명하는 활동을 진행했다.
 최 교사는 “학생이 과학동아AiR에 질문하고 자신의 생각을 말로 정리하는 과정에서 사고 흐름이 정돈되는 효과가 있었다”고 밝혔다. 수업에 참여한 학생들 역시 대체로 긍정적인 반응을 보였다. “주제를 정하는 과정이 가장 재미있었다”, “지역사회에 기여하는 기분이 들어 뿌듯했다”는 소감이 이어졌으며 “AI가 질문을 다르게 이해하거나 응답이 느릴 때 다소 답답했다”는 개선 요청도 있었다.
 ● AI 수업, 기술보다 ‘교육 맥락’이 먼저
 최 교사는 추후 연구에서 디지털 기기 사용에 따른 자기효능감 변화 등을 측정할 계획이다. 그는 “AI를 단순히 도입하는 것보다 어떤 교육적 맥락에서 어떻게 설계된 도구를 사용하는지가 학습의 질을 결정한다”며 “앞으로도 아날로그 활동과 디지털 도구의 균형을 고려한 수업 설계를 이어가겠다”고 말했다.
 2025 과학교육포럼 특별강연 좌장을 맡은 황요한 서울여대 교양대 교수는 "학교는 학생들이 사회로 나가기 전 안전하게 보호받으며 변화를 경험할 수 있는 공간"이라며 "AI 시대에 필요한 학생 역량을 명확히 정의하고 RAG 기반 과학 AI 등을 활용해 신뢰할 수 있는 정보를 제공하는 체계적인 교육 가이드라인과 플랫폼 구축이 필요하다"고 강조했다. 
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 <img alt="7월 24일 서울대학교에서 열린 ‘한국과학교육학회 하계 학술대회’ 과학동아AiR 특별 워크숍에서 교사들이 노트북을 활용해 질문카드 기반 수업을 직접 체험하고 있다. 동아사이언스 제공 " class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/30/dongascience/20250730140811175cuti.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="YB6xOrFOnr" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/30/dongascience/20250730140811175cuti.jpg" width="658">
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 7월 24일 서울대학교에서 열린 ‘한국과학교육학회 하계 학술대회’ 과학동아AiR 특별 워크숍에서 교사들이 노트북을 활용해 질문카드 기반 수업을 직접 체험하고 있다. 동아사이언스 제공 
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 ● 현장 교사들 관심 집중… 질문카드로 AI 수업 아이디어 공유
 한편 동아사이언스는 7월 23~24일 서울대학교에서 열린 ‘한국과학교육학회 하계 학술대회’와 7월 26~27일 UNIST에서 열린 ‘2025 과학교육포럼’ 현장에서 과학동아AiR 체험 부스를 운영했으며 사전 신청한 교사를 대상으로 별도 워크숍도 진행했다.
 현장에서는 실제 과학동아·어린이과학동아 독자들이 보낸 질문 중 50개를 엄선해 만든 ‘질문카드’를 활용해 AI 응답 시연과 수업 활용 아이디어를 소개했다.
 부스를 방문한 교사에게는 카카오톡 채널 추가 시 30일 무료 체험권과 함께 한국과학교육학회(회장 윤혜경)와 공동 개발한 과학동아AiR를 활용한 초·중·고 수업 상황별 교수학습지도안과 학생 활동지를 배포해 좋은 반응을 얻었다. 
 [조가현 기자 gahyun@donga.com]
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