본 연구는 고등학교 지구과학교육에서 ChatGPT가 제공하는 과학적 응답의 타당성을 분석하고, 그 한계 및 향 후 과제 탐색을 목적으로 한다. 이를 위해 15명의 지구과학 예비교사가 2015 개정 교육과정을 기반으로 지구과학 I과 지구과학 II의 내용을 바탕으로 총 600개의 질문-이유-확신도(Q-R-C) 프롬프트 구조의 문답을 생성하였다. 본 연구는 문서 분석(document analysis) 방법을 적용하여 ChatGPT의 응답을 과학적 타당성, 설명적 명확성, 교육적 적합성의 기 준으로 독립적으로 평가하였다. 분석 결과, ChatGPT의 응답 중 85% (N=510)는 과학적으로 타당했으며, 81.2% (N=487)는 설명적 명확성을 충족하였고, 78.7% (N=472)는 지구과학 교육과정에 부합하는 내용을 포함하고 있는 것으 로 나타났다. 반면, ChatGPT 응답의 한계로는 개념적 일관성 부족, 추론 기반 응답의 오류 가능성, 응답 수준의 불균형, 지역별 특이성 미반영이 확인되었다. 이는 ChatGPT가 개념 학습을 지원하는 교육적 도구로 활용될 가능성을 시사하지 만, 향후 효과적인 교수 전략을 통해 교사의 지도와 비판적 사고를 촉진하는 과정이 필수적임을 보여준다. 본 연구는 생성형 AI (Gen AI) 기반 도구가 지구과학교육에서 효과적으로 적용될 수 있는 방안을 탐색하며, 향후 교수·학습 설계 에서 고려해야 할 시사점을 제공한다.

This study analyzes the scientific validity of responses generated by ChatGPT in high school Earth science education and explores its limitations. Based on the content of Earth Science I and II from the 2015 revised national curriculum, 15 pre-service Earth science teachers created 600 question-reason-certainty structured prompts. A document analysis method was used to independently evaluate ChatGPT’s responses based on scientific validity, explanatory clarity, and pedagogical relevance. The analysis revealed that 85% (N=510) of ChatGPT’s responses were scientifically valid, 81.2% (N=487) met the explanatory clarity criterion, and 78.7% (N=472) aligned with the content of the secondary school curriculum. However, several limitations were identified in ChatGPT’s responses, including a lack of conceptual consistency, potential errors in inference-based answers, imbalanced response levels, and insufficient consideration of region-specific characteristics. These findings suggest that although ChatGPT has potential to support conceptual learning, effective instructional strategies that promote teacher guidance and critical thinking are essential. This study explores the potential application of generative AI tools in secondary Earth science education and provides guidance for future instructional design and implementation.

Abstract
요 약
서 론
연구 방법
    1. 연구 절차 및 연구 참여자
    2. 자료 수집
    3. 자료 분석
연구 결과
    1. ChatGPT의 과학적 응답의 타당성
    2. ChatGPT 응답의 현실적 한계: 부정확한 과학적 응답과 향후 과제
결론 및 제언
사 사
References

• 최윤성(부산대학교 지구과학교육과, 46241, 부산광역시 금정구 부산대학로 63번길 2) | Yoon-Sung Choi (Department of Earth Science Education, Pusan National University, Busan 46241, Republic of Korea)
• 김민철(부산대학교 지구과학교육과, 46241, 부산광역시 금정구 부산대학로 63번길 2) | Min-Cheol Kim (Department of Earth Science Education, Pusan National University, Busan 46241, Republic of Korea) Corresponding author