분수 학습의 어려움
4학년 2학기 수학 첫 단원은 늘 걱정이 큰 단원이다. ‘분수의 덧셈과 뺄셈’은 학생들이 가장 어려워하는 단원 중 하나다. 올해도 마찬가지였다. 3월 학기 초 진단평가 결과를 펼쳐놓고 한숨이 나왔다. 20명의 학생 중 3명은 분수를 그림으로 나타내는 데 어려움을 보였다. 3분의 1을 4칸 중 3칸은 색칠하고 1칸은 색칠하지 않은 것으로 표현하거나, 3분의 1 더하기 3분의 1을 6분의 2라고 쓰는 식이었다. 분수의 기본 의미부터 불안했다. 몇몇 학생은 분자와 분모를 혼동했고, 또 몇몇은 대분수를 가분수로, 가분수를 대분수로 바꾸는 문제에서 오답을 냈다. 분수의 크기를 비교하는 문제도 절반 정도가 틀렸다. 

지난 여러 해의 수업을 돌이켜보면 늘 비슷했다. 분수의 덧셈과 뺄셈의 의미를 이해하지 못하는 학생들이 많았다. “왜 분모는 더하지 않을까?”, “왜 4분의 3과 8분의 6의 크기가 같을까?”라는 교사의 질문에 막막해하는 얼굴들. 이런 학생들이 분수를 제대로 이해할 수 있도록 하는 데는 많은 시간과 노력이 필요했다. 방과후에 남겨서 개별지도를 하고, 쉬는 시간마다 보충 설명을 해도 따라잡기 어려운 학생들이 있었다. 반면 이미 분수 덧셈을 할 줄 아는 학생도 몇 명 있었다. 이 학생들은 수업시간을 지루해했고, 나는 이들을 위한 심화활동을 준비하느라 또 다른 부담을 느꼈다.

문제는 명확했다. 한 교실에 있지만, 분수의 의미조차 불안한 학생부터 이미 분수 연산을 할 줄 아는 학생까지, 20명의 출발점은 제각각이었다. ‘평균적인 학생’을 위한 수업을 하면, 뒤처진 학생은 더 뒤처지고, 앞선 학생은 시간을 낭비한다. 하지만 교사 혼자서 20개의 서로 다른 수업을 동시에 진행할 수는 없다.

이러한 어려움을 극복하기 위해 떠올린 것은 디지털과 생성형 AI 기반 학습도구의 활용이었다. 2022 개정 교육과정 도입과 함께 1인 1 스마트기기가 보급되어 디지털 수업 여건이 마련되었고, 수학 수업에서 활용할 수 있는 교육용 앱들도 다양해졌다. 이 중에서도 특히 주목한 것은 디지털 분수 조작 도구와 생성형 AI 기반 학습 도구이다.

디지털 AI 수업 도구
1) 교육용 AI 챗봇
교육용 AI 챗봇은 교사가 입력한 프롬프트를 바탕으로 학생과 1:1로 대화하며 학습을 지원하는 도구다. 최근 생성형 AI의 발전으로 자연스러운 대화가 가능해졌고, 학생의 수준과 반응에 따라 즉각적인 맞춤형 피드백을 제공할 수 있게 되었다.

일반 ChatGPT와 달리 교육용 AI 챗봇은 교사가 설정한 학습목표 범위 내에서만 대화가 이루어진다. 교사는 대시보드로 학생들의 대화를 실시간 모니터링할 수 있어, 잘못된 응답이나 어려움을 겪는 학생에게 즉시 개입할 수 있다. 학생들은 로그인 없이 접속 가능하며, 개인정보가 수집되지 않고 대화 내용도 안전하게 보호된다.