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본 연구에서는 물리 교육에서 ChatGPT를 활용할 수 있는 방안을 고등학교와 일반물리학 수준에서 탐색해 보았다. 교육 활동의 주요 단계인 계획, 도입, 전개, 평가 단계에서 교육자가 ChatGPT를 활용에 고려할 수 있는 6가지 주제 - 강의 계획, 교육 자료 준비, ChatGPT의 물리학 문제 풀이 능력 탐색, 특정 물리학 주제에 대한 ChatGPT 응답의 신뢰성 평가, 평가 문항 제작, 그리고 서술형 답안 채점 - 를 선정하여 ChatGPT의 교육적 활용 가능성을 탐색해 보았다. 6가지 사례를 통해 ChatGPT는 빠른 시간안에 교육 활동과 관련된 문서의 초안 작성, 참고자료 수집 및 간단한 평가 문항 제작에 유용하여 교사의 업무 효율성을 높이는데 이용 될 수 있음을 확인하였다. 물리학 관점에서 일반물리학 수준의 개념 확인 질문에 81.7 %의 높은 정답률을 보였으나 허구의 자료 제시, 부적절한 일상의 용어의 혼용과 잘못된 물리학 개념 사용, 문제 상황에 대한 이해 부족, 그리고 정답을 제공하는 과정에서 일부 오류를 보이기도 하여 물리학 개념과 관련된 ChatGPT 응답은 교사의 검토가 반드시 필요한 것으로 나타나 현 수준의 ChatGPT 서비스는 물리 교사에게 교육의 보조수단 정도로 활용 가능함을 확인할 수 있었다.
In this study, we explored potential ways to utilize ChatGPT for the perspective of physics education at the high school and general physics levels. We investigated the educational applicability of ChatGPT considering key stages of educational activities: planning, introduction, development, and evaluation. We selected six subjects - lecture planning, preparation of educational materials, exploration of ChatGPT's ability to solve physics problems, evaluation of the reliability of ChatGPT's responses to specific physics topics, creation of assessment questions, and grading of descriptive answers - to explore the educational potential of ChatGPT. Through these six cases, we found that ChatGPT can be used to draft documents related to educational activities, collect reference materials, and create simple assessment questions in a short time, thus potentially improving the efficiency of a teacher's work. ChatGPT achieved a high accuracy rate of 81.7% on general physics-level concept questions. However, due to the presentation of fabricated materials, use of inappropriate everyday terms, misuse of physics concepts, lack of understanding of problem situations, and some errors in the process of providing correct answers, we found that responses from ChatGPT related to physics concepts require reviews by teachers and experts. At its current level, the ChatGPT service can serve only as an educational aid for physics teachers.
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ChatGPT, Physics Education, Generative AI, Teaching and Learning Strategy
