본 연구는 AI 기반 학습 환경에서 초등 수학 학습 부진 학생을 위한 효과적인 교수 전략을 개발하고 검증하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 설계 기반 연구(Design-Based Research) 접근을 활용하여 연구를 수행하였다. 연구 대상은 초등학교 4학년 수학 학습 부진 학생 20명으로, 약 4개월 동안 AI 기반 개별화 학습 시스템을 활용한 보충 수업을 진행하였다. 연구는 교수 전략 도출, 현장 적용, 정교화 과정을 순환적으로 거치는 방식으로 이루어졌다. 첫 번째 단계에서는 문헌 검토와 전문가 인터뷰를 통해 7가지 전략 초안을 도출하였으며, 두 번째 단계에서는 이를 현장에 적용하여 학생 피드백과 학습 결과를 분석하여 12가지로 전략을 수정하였다. 이후 2차 적용 및 정교화 과정을 거쳐 최종적으로 19가지 전략을 완성하였다. 최종 도출된 교수 전략에는 개별 피드백 제공, 학습 경로 조정, 동료 교수 활동 등이 포함되었으며, 이를 수업의 도입, 전개, 정리 단계에 맞춰 정리하였다. 도출된 교수 전략의 효과성을 분석하기 위해 통제집단을 설정하여 비교한 결과, AI 기반 교수 전략은 기존의 강의식 수업에 비해 학습 동기 및 참여도 향상에 유의미한 효과를 보였으며, 학생들의 수학 기초학력 점수 또한 유의미하게 개선된 것으로 나타났다. 본 연구는 AI 기반 학습 환경에서 교사의 역할이 단순한 지식 전달자가 아닌 학습 코치 및 촉진자로 변화해야 함을 강조하며, 학습 부진 학생들의 학습 격차를 해소하기 위한 실질적인 교수 전략을 제안하고 있다.

주요어 : 초등학교 수업, AI 기반 학습, 교수 전략, 설계․개발 연구, 초등수학 부진 학생