예비 과학교사의 AI 활용 수업 설계와 딜레마 = Designing Science Lessons Incorporating AI: Pre-service Teachers’ Approaches and Dilemmas

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 예비 과학교사들이 인공지능(AI)을 수업에 활용하는 과정과 그 과정에서 나타나는 딜레마를 탐구하였다. 3개의 조의 예비교사들이 설계한 수업에 초점을 맞추었으며, 예비 과학교사들의 AI에대한 인식조사, 그룹 논의, 수업 설계 보고서, 모의 수업 자료, 수업에대한 동료 피드백과 자기 성찰 보고서를 분석하였다. 연구 결과, 예비과학교사들이 생성형 AI 도구를 과학 수업에 활용하는 방식은 크게생성형 AI 도구로 기존의 활동 도구를 기능적으로 대체하거나, AI 도구를 활용하여 탐구와 학생의 표현을 확장하는 것으로 나타났다.
동시에 예비교사들은 교육 목표, 수업 맥락, AI 기술의 특성이 충돌하면서 다양한 딜레마를 경험하였다. 예를 들어, 생성형 AI 도구는 학생탐구를 확장할 가능성을 제공했으나, 참여를 위해서는 상세한 안내가필요하며, 생성형 AI의 특성상 산출물이 획일화되는 문제가 드러났다. 이러한 실천적 모순은 예비교사들로 하여금 AI 도구 활용의 목적을 성찰하게 하며, 교사로서의 정체성과 교육철학을 재구성하게 하는계기가 되었다. 본 연구는 교사교육이 단순한 기술 습득을 넘어, 예비교사들이 AI 도구 통합 과정에서 발생하는 딜레마를 탐구하고 협의할수 있는 장을 제공해야 함을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study investigates how pre-service science teachers incorporated artificial intelligence (AI) into their lesson designs and the dilemmas they encountered. Lesson plans and reflections by pre-service teachers were analyzed to identify patterns of AI employed and the tensions that emerged. The findings revealed two distinctive types of AI-supported lessons: those that employed AI as a tool to support conceptual learning and those that used AI to expand student inquiry. These variations illustrate that the adoption of new technologies is not a matter of technical proficiency alone but is mediated by teachers’ practical knowledge, pedagogical orientations, and agency. At the same time, pre-service teachers experienced dilemmas arising from conflicts between educational goals, lesson contexts, and the nature of AI technologies. For instance, while AI offered opportunities to extend student inquiry, it also created challenges such as the need for structured guidance and the risk of uniform outputs. Such practical contradictions prompted pre-service teachers to reflect on the purposes of using AI tools in lessons, thereby reconstructing their professional identities and pedagogical commitments. These findings suggest that teacher education should move beyond technical training to create spaces where pre-service teachers can explore and negotiate dilemmas productively. By framing tensions as resources for inquiry and reflection, teacher education programs can cultivate future teachers as pedagogical designers capable of leveraging AI for meaningful science learning.