교육부가 내년 3월 학교에 인공지능(AI) 디지털교과서를 도입하기로 한 가운데, 수업 등에서 디지털 기기를 많이 쓸수록 수학 성적이 하락했다는 국제 비교 연구 분석이 나왔다.

23일 교육부 소관 공공기관인 한국교육학술정보원(KERIS)은 최근 ‘경제협력개발기구(OECD) 국제 학업성취도 평가(PISA) 2022 결과를 통해 본 디지털 리터러시’를 담은 ‘2023년 디지털교육백서’를 공개했다.

PISA는 만 15세 학생들의 읽기·수학·과학 소양의 성취·추이를 국제적으로 비교하고 성취 간 관계를 파악하기 위해 3년 주기로 시행되는 국제 비교 연구다. PISA 2022는 OECD에서 지난해 12월5일 발표했다.

백서에 담긴 분석 결과는 한국교육과정평가원 연구진이 PISA 2022 내 학생 설문 결과 중 ‘학습 활동 및 여가 활동에서 디지털 자원의 사용 시간’ 등을 분석한 것이다. ‘디지털 자원’은 교육용 소프트웨어와 디지털 학습 도구 뿐만 아니라 데스크톱·노트북·태블릿 등을 포함한 것이다.

PISA 2022 설문에선 학생들에게 ▲학교 ▲수업 전과 방과 후 ▲주말 3가지 상황에서 학습 활동과 여가 활동 별로 디지털 자원을 하루 몇 시간 쓰는지 물었다.

그 결과, 우리나라 학생들은 학교에서의 학습 활동 때 ‘디지털 자원’을 하루 2.2시간 쓴다고 답해 OECD 평균(2시간)보다 0.2시간(12분) 많았다. 주말의 학습 활동엔 2.3시간으로 평균(1.6시간)보다 0.7시간(42분) 많았다.

여가 활동의 경우, 주말에는 4.4시간을 쓴 것으로 조사돼 OECD 평균(3.9시간)보다 0.5시간(30분) 길었다.

PISA 2022에서는 디지털 자원의 사용 시간과 수학 성취도 점수의 상관 관계도 분석했다. 학생과 학교의 사회·경제적 배경을 고려한 뒤, 기기를 1시간 더 쓸 때마다 성취도 점수가 어떻게 바뀌는지 비교하는 식이다.

분석 결과 학습 활동에서 하루 디지털 기기 활용 시간이 1시간 늘어날 때 한국 학생들의 수학 성취도 점수는 3점씩 하락했다. OECD 평균(-2점)보다 낙폭이 더 컸다.

여가 활동에서 디지털 기기 사용 시간이 1시간씩 늘어난 경우 한국은 -4점씩, OECD 평균은 -5점씩이었다.
PISA 2022에서는 학생들의 디지털 기기 사용에 대한 행동과 감정에 대해서도 설문을 진행했다.

‘나는 수업 중에 디지털 기기에서 SNS(사회관계망서비스)와 앱의 알림을 꺼 놓는다’는 물음에 한국 학생은 66.4%가 ‘항상’ 또는 ‘거의 항상’이라 답했다. OECD 평균은 45.5%였다. ‘잠잘 때 디지털 기기에서 알림을 끈다’는 물음엔 한국 46.8%, 평균 43.6%였다.

이처럼 디지털 기기의 알람을 꺼 둔다는 학생들은 수학 성취도 점수도 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

수업 중 알람을 끈다고 답한 한국 학생은 수학 성취도 점수가 그렇지 않은 경우보다 27점, OECD 평균은 17점 높았다. 잠 잘 때 알람을 끌 경우 수학 점수는 그렇지 않을 때보다 한국이 16점, 평균이 10점 높다.

‘나는 디지털 기기가 근처에 없으면 초조·불안하다’는 문항에 한국 학생은 2.8%가 ‘항상’ 또는 ‘거의 항상’이라 답했다. 디지털 기기 의존이 심한 학생을 뜻한다. OECD 평균(9%)은 한국보다 6.2%포인트(p) 높았다.

이 같은 PISA 2022 결과에 대해 연구진은 “디지털 기기에 대한 의존도가 높은 학생일수록 수학 성적이 떨어지는 경향이 있음을 알 수 있다”고 분석했다.

PISA 2022 조사엔 OECD 회원국 37개국과 비회원국 44개국 등 총 81개국에서 약 69만명이 참여했다. 한국은 지난해 5월9일~6월3일 중학교(3학년) 13곳, 고등학교(1학년) 168곳 등 186곳 6931명이 참가했다.

한편, 교육부는 내년 3월 초등학교 3~4학년, 중학교 1학년과 고등학교 공통과목(통상 1학년 때 이수) 수학·영어·정보 교과에 AI 디지털교과서를 도입할 예정이다. 수학은 2026년 초5~6, 중2, 2027년 중3까지 순차 도입할 예정이다. AI 교과서는 프로그램이 학습 이력을 기록하고 진단하는 기능을 핵심으로 하며 태블릿PC 등 디지털 기기를 통해 구동된다.