인공지능의 교육적 활용을 넘어 미래인재의 창의적 문제해결역량 향상을 위한 인공지능 융합 교육의 필요성이 강조되고 있다. 하지만 교과-인공지능 융합 수업의 사례와 전략에 대한 연구는 여전히 충분하지 않다. 이에 본 연구는 수학 교과에서 생성형 인공지능을 활용한 인공지능 융합 교육의 가능성을 탐색하고 이를 수업 모형의 형태로 개발하였다. 이를 위해 설계개발연구 방법론에 따라서 문헌 고찰 및 교사 인터뷰를 통해 초기모형을 개발하고, 인공지능 기반 수학교육 전문가 4인을 대상으로 2회의 전문가 타당화를 통해 수업 모형을 수정․보완하였다. 이에 따른 최종 수업 모형의 외적 타당성 확보를 위해 수원의 S 고등학교 1학년 8개 반 총 204명을 대상으로 모형을 적용하여 수업을 실행하고 설문 및 면담을 실시하였다. 연구결과, 학습자의 인공지능 리터러시 수준과 수학적 문제해결력에서 유의한 변화가 관찰되었으며, 학습자의 긍정적 반응이 확인되었다. 본 연구를 통해 수학과 인공지능 융합 수업의 특징, 생성형 인공지능의 AI 융합 교육 활용 가능성 및 한계, 교원의 인공지능 융합 교육역량의 중요성에 대한 시사점이 제시되었다.

주요어 : 인공지능 융합 교육, 수업 모형, 생성형 인공지능, ChatGPT, 수학교육