한양대 최원영 교수 “생성형 AI 시대, 비판적 사고가 학업 성취도 좌우”

한양대학교 기술혁신대학 산업융합학부 최원영 교수가 생성형 AI 사용이 허용된 대학 수학교육 환경에서 학습 성과를 결정짓는 핵심 요인을 분석한 연구 결과를 발표했다. 이번 연구는 AI의 성능보다 ‘어떻게 가르치느냐’는 학습 설계가 학습 성과를 좌우한다는 점을 실증적으로 제시해 주목받고 있다.

최근 고등교육 현장에서는 AI가 문제를 대신 해결해 줌으로써 학생들의 비판적 사고력이 저하될 수 있다는 우려가 커지고 있다. 이에 최 교수 연구팀은 한양대 한양YK인터칼리지 수학 교과목을 대상으로, AI 활용을 허용한 상태에서 ‘반성적 학습 저널(RLJ)’과 ‘협력 학습 활동(CLA)’을 결합한 수업 모델을 적용해 그 효과를 분석했다.

연구 결과, 생성형 AI의 문제 해결 능력 자체는 학생의 학업 성취도에 유의미한 영향을 주지 못한 것으로 나타났다. 반면, 학생이 AI의 답안을 스스로 검증하고 동료와 논의하는 ‘성찰적 과정’은 성적에 결정적인 영향을 미쳤다.

특히 반성적 학습 저널(RLJ) 참여도가 높을수록 학업 성취도가 뚜렷하게 상승했으며, 반성적 학습 저널(RLJ) 점수가 1점 증가할 때마다 성취도는 약 6.68점 상승했다. 참여 수준에 따른 집단 간 성취도 격차는 최대 약 47점에 달했다. 또한 협력 학습 기반 문제의 경우 일반 문제보다 시험 성적이 통계적으로 유의미하게 높게 나타나(p=.012), AI 환경에서도 인간 간 상호작용이 학습 효과를 높이는 필수 요인임이 증명됐다.

연구팀은 생성형 AI가 단순한 ‘답변 생성 도구’를 넘어, 학습자의 비판적 사고를 촉진하는 ‘상호작용적 학습 파트너’로 기능할 때 교육 효과가 극대화된다고 분석했다. 이때 반성적 학습과 협력 학습은 AI 환경에서 학습의 질을 보호하고 심화시키는 이른바 ‘교육적 안전장치(Pedagogical Safeguards)’ 역할을 한다.

최원영 교수는 “AI는 학습을 돕는 도구일 뿐, 학습자의 사고를 유도하는 설계가 없다면 교육적 효과를 기대하기 어렵다”며, “미래 교육은 기술 중심이 아니라 학습 설계 중심으로 전환되어야 한다”고 밝혔다.

이번 연구는 한양YK인터칼리지의 수업 운영 지원을 받아 수행됐으며, 교육공학 분야 국제학술지 『Education and Information Technologies』에 26년 3월 게재됐다.

해당 논문 「Integrating Generative AI in University Mathematics: Reflective and Collaborative Learning as Pedagogical Safeguards」에는 최원영 교수가 단독저자로 참여했다.