[교단만필] 수학 방탈출 게임으로 학습 부진 탈출하기

공주교육대학교부설초등학교 교사 주종민

주종민 교사

생성형 AI로 만든 수학 방탈출 게임으로 초등학교 3학년 2학기 수학과 원의 성질, 반지름, 지름 알아보기 수업 사례를 소개하고자 한다.

이 수업의 첫 번째 키워드는 '생성형 AI 기술'이다. 이는 원본의 패턴과 구조를 학습해 비슷한 특징의 새로운 데이터를 만들어내는 기술이다. 이것은 AI 기술이 글쓰기, 예술 활동을 할 때 인간의 창의성을 강화하는 보조 도구로 활용 가능하다는 점을 시사한다.

두 번째 키워드는 '방탈출 게임'이다. 기존 수학과 스토리텔링 수업 방식은 몇 가지 한계를 가진다. 개연성이 부족한 스토리는 학생들에게 내재적 동기유발을 효과적으로 하지 못한다. '방탈출 게임' 수업방식이 이를 보완할 수 있다. 방탈출 게임을 통해 학습자에게 이미지, 조작 활동 자료 등을 다양하게 제시할 수 있고, 무엇보다 '방탈출'이라는 구체적인 목표를 제시할 수 있다. 이를 통해 내재적 동기유발이 가능하고, 이는 학습 몰입과 연결된다.

세 번째 키워드는 '챗봇'이다. 챗봇이란 인간처럼 대화를 자연스럽게 나눌 수 있는 프로그램을 의미한다. AI 기술에 기반한 챗GPT, 뤼튼 AI, POE 플랫폼 등이 있다. 이 챗봇들은 성능이 우수하다는 장점이 있으나 반응 예상이 어려워 수업 장면에서 의도대로 이용하기 어려운 단점이 있다. 정범모 교수의 '교육은 인간 행동의 계획적 변화'라는 정의에 부합하게 랜드봇을 이용하면 교사의 의도대로 챗봇 제작이 가능하다.

여기서 랜드봇 활용 수업 유형은 크게 네 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 정보전달형으로 국어 시간에 '감각적 표현 사전 챗봇'으로 개념을 이해하고 감각적 표현이 들어간 문장을 쓰는 활동에 활용해보았다. 둘째는 시나리오형으로 동굴에 갇힌 탐험가 주인공이 구조 신호 보내기에 필요한 간이스피커 만들기 실험방법 안내에 활용하였다. 챗봇을 학습 보조교사로 활용한 것이다. 셋째는 퀴즈형으로 정리 단계에서 학생들의 학업성취도를 점검하기 위한 퀴즈 챗봇을 제작해 활용해봤다. 마지막은 앞에서 나온 세 가지 유형을 모두 결합한 수학 방탈출 챗봇이다. 원의 중심과 반지름의 성질을 시나리오 연계 활동을 통해 이해하고, 중간중간 퀴즈를 통해 성취도를 확인해볼 수 있게 설계했다.

스토리 생성에는 챗GPT를 활용했다. 챗GPT에 명령프롬프트를 입력해 '마법 원의 비밀을 밝히기 위한 주인공의 여행' 이야기를 생성했다. 그리고 이를 랜드봇으로 구현하는 방식과 장면별 이미지 설명, 마지막에 비밀번호를 입력해 방탈출을 하는 형식으로 요청하여 결과물을 얻어냈다.

이미지 생성에는 'Dream by Wombo'를 활용했다. 명령프롬프트를 입력하면 AI 기술이 원하는 이미지를 생성해 주는데 영어로만 입력 가능하여 파파고 번역기를 활용했다.

챗봇은 랜드봇으로 제작하였다. 랜드봇은 코딩에 관한 지식이 없어도 시각화된 블록들을 결합하고 그 안에 텍스트나 이미지를 삽입한 후 연결하기만 하면 간단하게 챗봇을 만들 수 있다.

이렇게 만든 수학 방탈출 챗봇으로 1차시 '원의 중심과 반지름 알아보기', 2차시 '원의 지름을 알아보기' 수업을 하였다. 챗봇에 알지오매스 링크에 접속해 원을 그려 미션 해결하기, 오프라인에서 원 모양 판 지름의 길이를 재 크기 순으로 원 모양 판을 포개어 양궁 게임, 반지름 별 땅따먹기 등의 게임 리터러시 요소도 추가했다.

이 수업의 기대 효과는 다음과 같다. 학습자의 흥미를 유발해 수학적 개념을 쉽게 이해할 수 있고 챗봇으로 학습 내용을 개별적으로 안내받을 수 있어 수학 수업의 이상적 형태인 개별화 수업 실현에 도움이 된다. 마지막으로 방탈출 게임 챗봇에 제시된 원과 관련한 다양한 문제를 해결해 봄으로써 디지털 기반 창의·융합 능력 향상도 가능하다.

방탈출 게임 챗봇 활용 수업에서 가장 중요한 점은 수업이 수학적 배움을 최우선 해야 한다는 점이다. 현란한 에듀테크 기술이 교사를 대체할 수는 없다. 방탈출 게임 챗봇이 단순히 재미와 오락을 위한 수단이 되지 않고 학생들에게 배움이 일어날 수 있도록 하는 역할은 여전히 교사의 몫이다./공주교육대학교부설초등학교 주종민 교사