East Asian mathematical journal

The Youngnam Mathematical Society (영남수학회)
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A Case Study on the Pre-service Math Teacher's Development of AI Literacy and SW Competency

예비수학교사의 AI 소양과 SW 역량 계발에 관한 사례 연구

  • Received : 2023.01.26
  • Accepted : 2023.02.27
  • Published : 2023.02.28
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Abstract

The aim of this study is to explore the pre-service math teachers' characteristics of education to develop their AI literacy and SW competency, and to derive some implications. We conducted a 14-hours AI and SW education program for pre-service teachers with theory and practice, and an analysis on class observation data, video frames of classes and interview, Python programming assignments and papers. The results of this case study for 3 pre-service teachers are as follows. First, two students understood artificial neural network and deep learning system accurately, furthermore, all students conducted a couple of explorations related with performance improvement of deep learning system with interest. Second, coding and exploration activities using Python improved students' computational thinking as well as SW competency, which help them give convergence education in the future. Third, they responded positively to the necessity of AI literacy and SW competency development, and to applying coding to math class. Lastly, it's necessary to endeavor to give a coding education to the student's eye level according to his or her prerequisite and to ease the burden of student's studying AI technology.

Keywords

References

  1. 교육부 (2015a). 수학과 교육과정. 교육부 고시 제 2015-74호 [별책8번].
  2. 교육부 (2015b). 정보과 교육과정. 교육부 고시 제2015-74호.
  3. 교육부 (2020a). 인공지능 시대 교육정책방향과 핵심과제, (2020.11).
  4. 교육부 (2020b). 제3차 수학교육종합계획(2020-2024). 교육부 과학.수학.정보.융합 교육 종합계획.
  5. 김수환, 김성훈, 이민정, 김현철 (2020). K-12 학생 및 교사를 위한 인공지능교육에 대한 고찰. 컴퓨터교육학회 논문지, 23(4), 1-11.
  6. 김준석 외 5명 (2017). 25시간만에 배우는 머신러닝 예제. 이모션미디어.
  7. 박경은, 이상구 (2015). "컴퓨팅 사고력(Computational thinking)" 향상과 Sage 도구를 이용한 수학교육. 수학교육논문집, 29(1), 19-33.
  8. 박만구 (2020). 수학교육에서 인공지능 활용 가능성. 한국수학교육학회지 시리즈 E, 34(4), 545-561.
  9. 사이토 고키 (2017). 밑바닥부터 시작하는 딥러닝. 한빛미디어.
  10. 신동조, 고상숙 (2019). 수학교육에서 계산적 사고(Computational Thinking)의 의미 및 연구 동향 탐색. 한국수학교육학회지 시리즈 A, 58(4), 483-505.
  11. 안성진 (2015). Computational Thinking에 대한 이해, 정보문화포럼 2015년연구보고서.
  12. 이승우 (2020). 프랑스 중학교 수학 교육과정 분석: '알고리즘과 프로그래밍' 영역을 중심으로. 학교수학, 22(1), 125-159.
  13. 이은경 (2020). 국내외 초.중등학교 인공지능 교육과정 분석. 컴퓨터교육학회논문지, 23(1), 37-44. https://doi.org/10.32431/KACE.2020.23.1.003
  14. 이재호, 장준형 (2020). 일반학생과 영재학생의 소프트웨어교육을 통한 컴퓨팅 사고력 신장 효과 비교 분석. 영재교육연구, 30(1), 55-64.
  15. 이지혜, 허난 (2018). 수학교육의 변화와 인공지능과의 연관성 탐색. 한국수학교육학회지 시리즈 E, 32(1), 23-36.
  16. 정인우, 조한혁 (2020). 3차원 좌표계 기반 코딩환경을 활용한 수학적 창의성 발현 방안: 코딩과제 설계 및 코드표현의 분석을 중심으로. 학교수학, 22(1), 161-181.
  17. 최인용, 김화경, 이화영, 임해미 (2021). 프랑스 고등학교 수학 교과서의 '알고리즘과 프로그래밍' 영역 분석. 대한수학교육학회지 <학교수학>, 23(4), 617-646.
  18. 한국과학창의재단 (2014). 초중등 단계 ComputationalThinking 도입을 위한 기초연구, (2014.04).
  19. 홍진곤 외 5인 (2020). 고등학교 인공지능 수학. 천재교과서.
  20. G. E. Hinton (2000). Computaton by Neural Networks. Nature Neuroscience, 3(2000), 1170-1176.
  21. G. Gadanidis, R. Cendros, L. Floyd, & I. Namukasa (2017). Computational thinking in mathematics teacher education. Contemporary Issues in Technology and Teacher Education, 17(4), 458-477.
  22. J. A. Freeman, & D. M. Skapura (1992). Neural Networks. Addison Wesley.
  23. J. M. Wing (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
  24. J. M. Wing (2017). Computational thinking's influence on research and education for all. Italian Journal of Educational Technology, 25(2), 7-14.
  25. P. D. Wasserman (1989). Neural Computing: Theory and Practice. Van Nostrand Reinhold(New York).
  26. S. Ioffe, & C. Szegedy(2015). Batch Normalization: Accelerating Deep Network Training by Reducing Internal Covariate shift. arXiv:1502.03167v3 [cs.LG].
  27. Y. LeCun, Y. Bengio, & G. Hinton (2015). Deep Learning. Nature, 521, 436-444. https://doi.org/10.1038/nature14539
  28. 김두천 (2022). '인공지능교육진흥법'제정안 발의: https://www.idomin.com/news/articleView.html?idxno=802904
  29. 김태년 (2022). 정확한 AI 개념 가르칠 교재.프로그램 필요하다: https://www.hangyo.com/mobile/article.html?no=95571