이 연구는 2022년부터 2025년까지 국내 지구과학교육 분야에서 수행된 생성형 인공지능(GAI) 활용 연구의 동향을 체계적으로 분석하는 것을 목적으로 한다. PRISMA 가이드라인에 따라 RISS와 KCI에서 검색된 79편의 예비 문헌 중 엄격한 선별 절차를 거쳐 최종 21편을 분석 대상으로 확정하였다. 분석틀은 연구 기초 현황, 지구과학 교과 학문 영역, 교수학습 활용 목적, 지식의 깊이(DOK), 교육성과의 다섯 가지 범주로 구성하였고, DOK 모델을 통한 인지적 수준 분석과 2022 개정 교육과정과의 정합성 진단을 중심 분석 축으로 설정하였으며, 전문가 검토진 3인의 교차 검증을 통해 분석의 객관성을 확보하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 동향 측면에서는 GAI 활용 연구가 2025년에 집중되며 급격한 양적 팽창을 기록하였고, 초등학교와 고등학교에 연구가 편중되었다. 지질학과 천문학이 전체 연구의 71.4%를 차지하였으며, GAI는 학습 도구로서 학습자 중심의 탐구 활동에 주로 활용되었다. 인지적 수준과 교육과정 정합성 측면에서는 DOK 분석 결과 전략적 사고(DOK 3) 수준의 활동을 포함한 연구가 65% 이상을 차지하였으나, 이는 AI 도입이 인지적 복잡성을 유발한다는 인과적 증거가 아닌 연구 설계의 경향을 반영하는 것으로 해석해야한다. 2022 개정 교육과정의 역량 중심 기조와의 정합성 측면에서 국내 지구과학교육 GAI 연구는 학습자 중심 고차 탐구 활동설계를 지향하나, 인과적 효과 근거의 부재, 교사 주도 연구의 미흡, 연구 지형의 영역 불균형이라는 세 가지 구조적 한계를 내포하고 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 지구과학 교과 전 영역의 균형 잡힌 연구 확대 및 학교급 간 연계 모델 개발, AI 유발 오개념 연구와 윤리 가이드라인 수립, 과학교사의 GAI-TPACK 역량 체계 구축, GAI 활용 효과의 엄밀한 검증 연구를 제언하였다.
This study systematically analyzed research trends on the use of generative artificial intelligence (GenAI) in domestic Earth science education from 2022 to 2025. Following the PRISMA guidelines, 21 studies were selected from 79 preliminary items retrieved from the RISS and KCI databases. The analytical framework consisted of five categories: the current status of research foundations, the academic domains of earth science, the purposes of teaching and learning, the depth of knowledge (DOK), and educational outcomes. The analysis focused on assessing cognitive levels using the DOK model and evaluating alignment with Korea’s 2022 revised curriculum. Research on GenAI utilization in Earth science education was concentrated in 2025 and recorded rapid quantitative growth, with a bias toward the elementary and high school levels. Geology and astronomy accounted for 71.4% of all studies, and GenAI was primarily used as a tool for learner-centered inquiry activities. The DOK analysis revealed that studies involving activities at the strategic thinking level (DOK 3) accounted for over 65% of the corpus. However, this should be interpreted as reflecting a trend in research design rather than providing causal evidence that GenAI adoption induces cognitive complexity. Korean GenAI research in Earth science education has predominantly focused on designing learner-centered, higher-order inquiry activities but contained structural limitations like a lack of evidence for causal effects and insufficient teacher-led research. This review therefore proposes the expansion of balanced research across all areas of the Earth Science curriculum, developing models for inter-grade coordination, conducting research on GenAI-induced misconceptions, establishing ethical guidelines, building a competency framework for science teachers’ GenAI-TPACK, and conducting rigorous studies to verify the effectiveness of GenAI implementation.
Ⅰ. 서 론 Ⅱ. 연구 방법 Ⅲ. 연구 결과 및 논의 Ⅳ. 결론 및 제언 참고문헌
