Abstract
The purpose of this study was to analyze the trends of research focusing on artificial intelligence and the science education and derive important problems, topics, and research trends,. The analysis of the AI convergence science education research trends targeted 83 articles on the awareness of artificial intelligence, research trends, design, development, and application of the education programs related to artificial intelligence. The analysis data was collected through the RISS. The collected data was refined using Excel and Textom, and the main keywords were identified and analyzed through the frequency analysis and keyword network analysis. The connection centrality of the keywords was confirmed using the CONCOR analysis. The research results showed that the AI convergence science education research was expanding in both quantitative and qualitative aspects, and that the main keywords were identified as 'AI,' 'AI convergence education,' 'AI convergence science education,' 'AI education,' 'science education,' 'science,' 'machine learning,' 'elementary school,' 'generative AI,' and 'educational program.' Through the connection centrality analysis and CONCOR analysis, it was confirmed that the clusters were formed around the 'naming,' 'content and method,' 'elementary,' and 'data' in the AI integrated science education. Based on the results, the main topics and trends of the research integrating artificial intelligence into the science subjects were derived and the implications and directions for follow-up research were set forth.
본 연구의 목적은 인공지능과 과학교육에 초점을 두고 연구된 연구의 동향을 분석하여 중요한 이슈와 주제, 연구의 흐름과 경향성을 도출하는 것이다. AI융합 과학교육 연구 동향 분석은 인공지능과 연계한 과학교육 관련 인식, 연구 동향, 교육프로그램을 설계, 개발, 적용한 문헌 83편을 대상으로 하였고, 학술연구정보서비스(RISS)를 활용하여 분석 자료를 수집하였다. 수집한 데이터는 엑셀과 텍스톰을 활용하여 정제작업을 수행하고 빈도 분석과 키워드 네트워크 분석을 통해 주요 키워드를 파악하여 분석하고 시각화하였다. CONCOR 분석을 활용하여 키워드의 연결 중심성을 확인하였다. 연구 결과로 AI융합 과학교육 연구는 양적 질적 측면에서 확대되고 있고, 주요 키워드로 'AI', 'AI융합교육', 'AI융합과학교육', 'AI교육', '과학교육', '과학', '머신러닝', '초등', '생성형 AI', '교육프로그램'을 확인하였다. 연결 중심성 분석과 CONCOR 분석을 통해 AI융합 과학교육의 '용어', '내용과 방법', '초등', '데이터'를 중심으로 군집이 형성되어 있음을 확인하였다. 연구 결과를 바탕으로 과학 교과에 인공지능을 연계하고 융합하는 연구의 주요 주제 및 흐름을 도출하였고 이를 바탕으로 시사점 및 후속 연구의 방향을 논의하였다.