원문정보
Exploring Methods for Generating Elementary Math Problems Using LLM: Focusing on Multiplication and Division for 4th Grade Students
초록
영어
The study explored methods for generating elementary mathematics problems using LLMs. In the context of the Ministry of Education's support for AI convergence education, it is essential to create a creative educational environment through the division of roles between teachers and AI. To this end, a survey was conducted with 21 elementary school teachers, analyzing their perceptions of AI, the results of problem generation, and effectiveness using a 5-point Likert scale. As a result, teachers had a positive perception of the LLM-based mathematics problem generation system and evaluated its educational utility as high. However, there was room for improvement regarding the accuracy of the problems, and the assessment of enhancing students' autonomous learning was low. This suggests that while the technique may be effective for teachers, there may be uncertainty regarding its effectiveness for students, indicating the need for further research.
한국어
ChatGPT가 출시된 지 2년도 채 되지 않은 현재 AI의 활용이 일상생활 속에 자리 잡았다. 현 교육부 또한 AI 융합 교육에 대한 지원에 힘을 실어주는 가운데 교사와 AI의 역할 분담을 통해 창의적이고 전략적인 교육 활 동이 이루어질 수 있는 환경이 필요하다. 이에 본 연구는 LLM(Large Language Model:대형 언어 모델)을 활용 한 초등 수학 문제 생성 방법을 탐구하고, 이를 바탕으로 설문조사를 실시하여 교육에서 AI 활용 방안 을 모색하고자 하였다. 초등 교사 21명을 대상으로 LLM이 생성한 초등 수학 문제를 유형별로 제시한 후 AI에 대한 인식, 문제 생성 결과, 생성 방안의 효과성 등을 5점 Likert 척도를 활용하여 분석하였다. 연구 결과, 초등 교사들은 전반적으로 초등 수학 문제 생성 시스템에 대해 긍정적인 인식을 드러냈다. 특히 LLM을 활용한 수학 문제 생성 방안이 교육적 활용도가 높다고 평가했다. 하지만 교사들은 생성되는 문제의 정확성에 개선 여지가 있음을 밝혔고 학생들의 자율 학습 측면에서의 효과성이 상대적으로 부족하다고 평가했다. 본 연구를 통해 LLM을 활용한 수학 문제 생성이 교사에게는 교육 보조 도구로서의 충분한 가능성을 확인하였고, 개선점을 도 출하였다. 교사와 학생 모두에게 효과적일 수 있는 방향성을 모색하기 위한 추가적인 연구 및 논의가 필요하 며, 이를 통해 교육 분야에서의 다양한 AI의 활용이 기대된다.
목차
1. 연구목적 및 배경
Ⅱ. 이론적 배경
1. LLM과 프롬프트 엔지니어링
2. 2022년 초등수학 개정 교육과정
Ⅲ. 연구 방법
1. 선행연구
2. LLM을 활용한 수학·학습 자료 제작 방안
3. LLM을 활용한 수학·학습 자료 제작 방안에 대한 초등 교사 인식
Ⅳ. 연구 결과
1. 초등학교 4학년 곱셈과 나눗셈 기반 LLM 활용 문제 생성
2. 초등학교 교사를 대상으로 한 설문조사 결과
Ⅴ. 결론 및 제언
참고문헌