ChatGPT 기반 대화에서 나타난 물리 역학 개념 설명 구조와 오개념 수정 양상 분석

Abstract

본 연구는 ChatGPT 기반 대화 자료를 분석하여 물리 역학 개념학습에서 나타나는 개념 설명 구조와 오개념 수정 양상을 중심으로교육적 가능성과 한계를 탐색하였다. 특히 학생들이 흔히 오해하는관성, 구심력, 원심력, 운동 방향 등의 역학 개념을 중심으로 ChatGPT 의 개념 설명 방식, 오개념 탐지 및 수정 전략, 비유 및 예시 활용, 피드백 구조 등을 정밀하게 분석하였다. 분석 결과, ChatGPT는 과학적으로 정합한 개념 설명과 반복적 피드백, 시각적 상상을 유도하는비유를 활용하여 학습자의 개념 이해를 심화시키는 데 이바지할 가능성을 보였다. 또한, ChatGPT는 오개념 진술에 대해 정의 중심의 응답과 단계적 설명을 제공하며, 개념 재구성을 유도하는 인지적 갈등을유발할 수 있는 전략을 보였다. 그러나 ChatGPT는 학생의 비언어적반응을 인식하지 못하며, 고차원적 문제 해결이나 감성적 상호작용측면에서 한계를 보였다. 이에 따라 본 연구는 ChatGPT를 교사의대체 수단이 아닌, 교수 전략을 보완하는 협력적 도구로 활용하는방향을 제안하며, 향후 교사-학생-AI 간 상호작용 기반의 수업 모형개발과 적용에 대한 필요성을 제기한다.