강의식 수업의 대안이자 미래 사회 역량 함양을 위한 모델로 플립러닝이 주목받고 있다. 특히 수학 교과에서는 학습자 간 수준차를 고려한 자기주도적 개별화 학습이 강조되며 이를 실현하기 위한 교수법으로 플립러닝이 시도되어 왔다. 플립러닝에서는 교실 수업이 학습자 중심 활동으로 구성되므로 학습자의 참여가 수업의 성공과 직결된다. 하지만 기존 플립러닝에서는 온라인 참여가 영상 시청 등에 제한되는 점, 온라인 참여의 지속성을 보장하기 힘들다는 점, 온⋅오프라인 참여가 연계되기 힘들다는 점 등의 한계가 있다. 이에 본 연구는 이러한 한계를 보완하기 위한 하나의 방안으로 ChatGPT를 활용한 수학 플립러닝을 설계, 실행하고, 이 수업에서 학생들의 참여 및 참여에 영향을 주는 요인을 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 문헌 및 사례 분석, 전문가 협의, 학습 환경 구축, 수업 실행, 전문가 검토를 통하여 수업을 설계하였고, 한 학기 동안 고등학교 다섯 학급을 대상으로 확률과 통계 수업을 실행하며 자료룰 수집⋅분석하였다. 연구 결과 ChatGPT를 활용한 수학 플립러닝에서 행동적, 정서적, 인지적, 주도적 참여의 다양한 모습이 드러났고, 참여에 영향을 주는 요인으로 교수자 요인(교수자의 피드백, 수용적 태도), 공동체 요인(동료 피드백, 협업 능력), 과제 및 활동 요인(오류 분석, 프롬프트 엔지니어링), 수업 전략 요인(온⋅오프라인 연계, 수업과 평가의 연계), 도구 요인(질문 등급 판정 사이트, 생성형 AI)이 도출되었다. 이를 통해 기존 플립러닝을 보완하는 방안으로 ChatGPT를 활용한 수학 플립러닝 모델이 제안되었고, 수학 플립러닝에서 학생들의 참여 촉진을 위한 교수⋅학습 지침이 제공되었다.

주요어 : ChatGPT, 플립러닝(flipped learning), 수업 참여, 수학 수업, 사례연구