• 정보교육학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.713-721
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• 2021

교육부에서 2022 개정 교육과정에 본격적으로 AI교육을 도입하면서 AI교육과 더불어 데이터 관련 교육의 필요성에 대한 공감도가 높아지고 있다. 인공지능을 제대로 이해하고 활용하는 역량을 기르기 위해서는 데이터에 대한 이해와 활용 역량이 기반되어야 한다. 본 연구에서는 요구분석, 선행연구분석 결과를 종합하여 마이크로비트를 활용한 데이터 기반 문제해결 SW교육 프로그램을 개발하였다. 데이터 기반 문제해결 교육 프로그램은 데이터 과학의 내용 중 초등학생을 대상으로 적용할 수 있는 교육 요소들로 구성하여 개발되었다. 본 연구에서 개발한 프로그램을 통해 실생활 데이터를 바탕으로 다양한 주제와 교과를 융합한 교육을 연계할 수 있다. 더 나아가 데이터에 대한 이해를 바탕으로 보다 내실 있는 AI교육 프로그램의 기반을 갖추게 될 것이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.453-462
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• 2020

인공지능(AI)이 발달하면서 누구나 손쉽게 접속하여 인공지능에 대한 내용을 학습하거나, 인공지능 모델을 만드는 등 인공지능 관련 다양한 활동을 할 수 있는 플랫폼들이 많이 생겨났다. 이에 본 연구에서는 다양한 인공지능 교육 플랫폼을 분석하여 인공지능 기반 SW교육 활성화를 위한 프레임워크기반 인공지능 교육 플랫폼을 활용한 SW교육 수업안을 개발하여 제안하였다. 인공지능 기반 SW교육 프레임워크는 컴퓨팅 사고력(Computational Thinking)의 기반 위에서 인공지능 리터러시(literacy)를 함양하는 것을 목표로 학습자 중심의 프로젝트 수업을 구성하여 실생활의 맥락이나 다른 교과와 융합 가능한 요소를 포함하였다. 이를 활용하여 분리수거 도우미 인공지능 만들기라는 주제로 6차시 분량의 프로젝트 기반 수업으로 실과, 사회, 창의적 체험활동을 활용한 SW교육 수업안을 개발하여 제시하였다. 이 프로젝트 수업은 AI Oceans, 엔트리와 같이 어렵지 않은 플랫폼을 활용하여 수업을 구성하였다.

• 창의정보문화연구
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• 제6권1호
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• pp.31-40
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• 2020

본 연구의 목적은 블록코딩 소프트웨어(SW) 교육과 초등학생의 회복탄력성의 상관관계를 통계적으로 분석한 후 그 결과를 통해 SW 교육의 의의를 찾는 데 있다. 본 연구에서는 인천광역시 소재 A초등학교의 4학년 학생 61명을 대상으로 회복탄력성 사전 검사를 실시하였다. 학습자의 수준에 맞추어 code.org라는 비영리단체의 블록코딩 SW 교육 프로그램을 활용하여 15차시의 수업을 진행하였고 사후 검사를 실시하여 회복탄력성의 개선도를 분석하였다. 연구 결과, 블록코딩 SW 교육을 받은 학생들이 회복탄력성의 대영역인 자기조절력, 긍정성, 대인관계능력 중 자기조절력과 긍정성 등 2개의 영역에서 유의미한 향상을 나타냈으며, 회복탄력성 종합 점수가 통계적으로 유의미하게 증가하였음을 확인하였다. 이를 통해 SW 교육이 학생들의 컴퓨팅 사고력을 기르는 것뿐만 아니라 그들이 삶을 긍정적이고 유연하게 살아나갈 수 있는 힘인 회복탄력성을 기르는 데에도 영향을 줄 수 있다는 가능성을 엿볼 수 있었다.

• 창의정보문화연구
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• 제5권3호
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• pp.237-243
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• 2019

컴퓨팅 기술을 활용하여 문제를 해결하는 능력, 의사소통하는 능력, 협업하는 능력 등이 미래사회에 필요한 핵심역량으로 자리잡고 있다. 이러한 역량을 향상시키기 위해 우리나라 정보 교과에서는 알고리즘과 프로그래밍 능력을 중요한 목표로 설정하고 있다. 알고리즘적 사고는 컴퓨팅 사고력의 핵심적인 요소로 알고리즘을 설계하거나 프로그래밍 하는데 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있고, 정보 교과의 목표를 설정하거나 학생의 성취를 측정할 때 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 초,중,고등학생의 알고리즘적 사고를 측정하는 문항을 개발하고 수준을 측정하였다. 측정 결과, 학교급이 높아질 수록 알고리즘적 사고를 향상되는 것으로 분석되었고, 성별간 차이는 없는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 알고리즘적 사고의 수준을 위한 문항을 구성하거나 난이도를 설정하는데 가이드를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제6권11호
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• pp.519-528
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• 2016

현 문화재 교육방식은 대부분이 시대의 흐름과 기술의 발전에 적합하지 못한 단순 주입식이나 지식 전달로 이루어지고 있다. 이를 보강하기 위해서 동영상이나 영상을 이용한 멀티미디어 요소를 이용하고 있지만 여전히 한계가 있다. 주입식 교육은 지식전달이라는 목적은 달성하고 있지만 창의력과 사고력이 발달할 시기인 성장기 학습자의 흥미를 유발시키기에는 제약이 따른다. 본 논문에서는 이에 대한 해결방안으로 HMD를 이용한 VR 체험형 문화재 콘텐츠를 제안한다. 사용자의 간접 체험과 흥미를 유발하기 위하여 세계의 유명 관광 문화재를 선택하였다. 사용자의 직접적인 선택의 느낌을 부여하기위해서 Leapmotion 인터렉션을 사용하여 학습 참여도를 높이고자 하였다. 문화재에 대한 지식을 제공하는 것과 함께 퍼즐 게임을 즐기면서 문화재에 대한 인식을 증대하고자 하였다. 또한 360VR 동영상을 제공하여 체험과 더불어 시각적 몰입감을 제공하여 흥미를 유발하였다. 제안된 콘텐츠를 검증하기 위해 사용자평가를 실시하였다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2021년도 학술논문집
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• pp.369-376
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• 2021

인공지능(AI) 기술의 발전에 따라 많은 분야에서 인공지능 활용 방안에 대한 논의가 활발하게 일어나고 있으며 교육 분야에서도 인공지능 인재 양성을 위한 각종 정책이 추진되고 있다. 본 연구에서는 인공지능 기술을 활용한 로봇 프로그래밍 프레임워크를 제안하고 이를 기반으로 머신러닝(Machine Learning) 분야에서 높은 빈도로 활용되는 파이썬(Python)과 교육 현장의 활용도가 높은 교육용 로봇을 활용하여 인공지능(AI) 교육 프로그램을 제안하였다. 국제자동차공학회(SAE)에서 제시하는 자율주행자동차 수준(0~5단계)을 4단계로 단순화하고 이를 기반으로 로봇에 부착된 카메라가 선(객체)을 인지(Perception)하고 검출(Object detection)하여 스스로 움직일 수 있는 라인 디텍터(Line Detector)를 만드는 것을 목표로 하였다. 개발된 프로그램은 단순히 특정 프로그래밍 언어를 활용하여 주어진 문제를 해결하는 정형화된 형태가 아니라 생활 속의 복잡하고 비구조화된 문제를 자기주도적으로 정의하고 인공지능(AI) 기술을 기반으로 해결하는 경험을 가지는데 그 의의가 있다.

• 한국과학교육학회지
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• 제19권4호
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• pp.604-621
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• 1999

본 연구는 경북대학교 과학영재교육센터에서 1998학년도 신입생 선발에 사용한 과학적 사고기능 검사 및 학력검사 문항을 분석한 것이다. 과학적 사고기능 검사지는 탐구기능 검사지와 논리적 사고력 검사지의 두 소검사지로 나누어져 있으며, 이들은 원래 한국교육개발원에서 초등학교 4, 5, 6학년 학생들의 영재성을 판별하기 위하여 제작된 것이나, 초등학교 4학년부터 중학교 3학년까지의 일반 학생을 대상으로 과학 문제 해결 능력을 판별하는데 사용할 수 있도록 표준화 검사를 거쳐서 판매하는 것이며, 학력검사 문항은 수학 및 과학 전 분야의 탐구력과 사고력을 요구하는 문항으로서 본 센터에서 자체 제작한 것이다. 이러한 검사지를 사용하여 대구광역시와 경상북도 교육청 산하의 중학교로부터 추천받은 학생 323명을 대상으로 과학영재 선발 시험을 실시한 결과로부터 문항의 곤란도 지수와 변별도 지수 및 오답의 능률도를 평가한 결과, 과학적 사고기능 검사지는 두 종류 모두 대부분의 문항들이 문항의 곤란도 지수와 변별도 지수가 적정 값에서 크게 벗어났으며, 적정 값을 갖는 문항들도 오답의 능률도가 대단히 낮았다. 따라서 한국교육개발원에서 개발한 과학적 사고기능 검사지는 과학 영재교육센터의 선발시험에 응시한 준영재 집단에 적용하여 일정 수의 영재성을 지닌 학생을 선발하는데는 적합하지 않은 것으로 나타났다. 또, 본 센터에서 개발한 학력검사 문항은 중학교 1학년 학생들에게는 지나치게 어려운 문항들이 많아서, 일부 문항들은 성적 분포가 양극화 양상을 보였다. 그러나 전체적인 성적은 정규분포를 나타내는 고른 분포를 보였으며, 따라서 학력검사 성적이 선발에 결정적인 영향을 미친 것으로 보인다. 마지막으로 이러한 문항 분석 결과를 토대로 과학영재 선발에 대한 몇 가지의 제언을 하였다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.377-397
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• 2008

오늘날 학교수학에서는 학생들의 학습 결과만이 아닌 학습자 사고의 진 과정을 평가해야 한다는 방향으로 평가관이 변화되어 가고 있으며, 대안적인 평가방법으로 서술형 평가가 교육청의 권고 하에 학교현장에 급격히 도입되고 있는 실정이다. 그러나 서술형 평가의 잠재적 장점을 살리면서 현장에 안정적으로 적용되기 위해서는 성숙한 실행조건을 갖추는 것이 우선되어야 한다. 이에 본 연구에서는 현재 학교에서 시행되고 있는 수학과 서술형 평가의 효율적인 정착을 위해 서울 및 수도권 소재 중 고등학교 수학교사 120명을 대상으로 서술형 평가의 실시 현황, 문항 제작 및 채점, 기대 및 개선 방향에 대한 인식을 조사하여 그 시사점을 제안하고자 하였다. 연구 결과, 많은 학교가 서술형 평가를 학교에서 주관하는 정기 시험에서 실시하여 그 결과를 성적에 반영하고 있었다 서술형 평가는 학생들의 사고력 신장과 학업 성취도에 대한 보다 정확한 측정을 위하여 '중'이나 '중상' 정도 난이도로 출제되고 주로 분석적인 채점 방법으로 4회 이상 반복 채점하곤 있었다. 서술형 평가와 관련한 문제점으로는 학급 당 학생 수, 평가 과정에서의 객관성 확보, 문항 개발의 어려움과 더불어 학생들이 학습 부담의 증가 등이 꼽혔는데, 이에 대한 해결 방안으로 교사의 업무 경감, 서술형 평가를 위한 적극적인 문항 개발 및 보급, 서술형 평가를 위한 타당하고 객관적인 평가기준의 개발 및 보급이 시급하게 개선되어야 하는 것들로 나타났다.

• 디자인학연구
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• 제15권1호
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• pp.143-152
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• 2002

인터넷이 보편직인 일상의 도구로 자리잡으면서, 그 이용자의 수도 급격하게 증가하고 있다. 특히 초등학생의 인터넷 이용률의 급심장을 주목할 필요가 있다. 이들은 태어나면서부터 자연스럽게 인터넷을 접하게 된 세대로 앞으로 대두될 새로운 미디어 시대를 이끌어 나갈 주역이다. 또한 이들은 미래의 인터넷의 발전과 변화를 주도할 수 있다는 잠재력을 가지고 있는 세대이기도 하다. 현재 국내에서는 이러한 어린이를 위한 웹사이트에 대한 투자가 미흡하지만, 그 관심도가 높아지는 만큼 인터넷 시장을 주도할 새로운 영역으로 자리 잡아가고 있다. 이러한 관점에서 지금까지의 단순 학습 전달 목적의 사이트 개발보다는 보다는, 흥미 있는 요소를 통해 자연스럽게 학습환경에 몰두할 수 있도록 도와주는 에듀테인먼트 사이트의 개발이 요구된다. 어린이의 인지적인 특성을 고려하여 사이트를 설계함과 동시에, 디자인, 공학, 아동학 등의 다양한 학문 분야들 간의 학제적 접근이 필요하다. 뿐만 아니라 학습자가 보다 쉽게 정보를 인지하고 수용할 수 있는 인터페이스의 설계가 필요하며 이를 위해서는 일관성 있는 레이아웃과 아동의 감성을 고려한 색상과 배색, 내용의 조직화와 더불어, 멀티미디어 요소를 적극 활용하여 학습으로 연결해야 한다. 또한 어린이 스스로가 직접 제어하며 사고하도록 유도하는 상호작용을 통해 학습 효과를 높이고 학습의 참여도와 상상력, 사고력도 더욱 향상시킬 수가 있을 것이다. 어린이 웹사이트가 가진 잠재력을 최대한 발휘하기 위해서는 이러한 시도 외에도 기술적인 지원과 적극적인 투자가 필요하며, 동시에 어린이의 사용성 평가를 통한 관련 연구들의 선행이 필수적이다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제13권1호
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• pp.73-96
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• 2002

수학적인 사고력과 창의력이 강조되고 있는 요즈음 수학교육에서는, 이산수학적인 영역이 담당해야 할부분이 더욱 많아진 것으로 생각된다. 이에 발맞춰, 최근에 이산수학에 관한 연구가 활발해지고 있다. 그러나, 아직 초등학교에서 적절히 사용할 수 있는 별도의 이산수학 관련 서적이나 연구 문헌이 없어 아동들의 이산수학에 대한 관심과, 수학 성적과 이산수학의 문제 해결력과의 관계에 대하여 조사해 보았다. 이산수학의 문제들을 구성하여 아동들에게 예고 없이 평가하고 문제에 대한 수학적인 태도를 질문을 통하여 알아보고, 수학 실력이 우수한 학생과 그렇지 못한 학생들과의 이산수학 문제 해결력의 관계를 알아보고자 다음과 같은 연구 내용을 설정하였다. 이를 살펴보면 첫째, 초등 수학교육에서 이산수학에 대한 학생들의 반응에 대하여 생각해 본다. 둘째, 수학 성적과 이산수학 문제 해결과의 관계를 생각해 본다. 이상의 연구 문제를 해결하기 위해, 문헌 연구를 통하여 이산수학에 관련된 초등학교 내용을 소개하고, 문항을 구성하였다. 소개된 주제 중에서 4개의 주제(수 세기, 한 붓 그리기, 지도 색칠하기, 최소 거리 ${\cdot}$ 비용 수형도)를 선정하여 10개의 문항을 작성하였다. 조사 연구를 위한 대상은 서운 시내 2개 초등학교 5, 6학년 2개 반을 선정하였다. 각 문항의 정답율은 백분율(%)에 의하여 분석하였는데 그 결과를 살펴보면, 첫째, 수 세기의 정답율은 첫 번째 문항의 정답율이 낮았을 뿐, 다른 문항들의 정답율은 비교적 좋게 나타난 것으로 보아 문제를 이해하기 쉽게 구성하는 것이 중요하다는 것을 알게 되었다. 둘째, 한 붓 그리기와 지도 색칠하기의 문제들의 정답율은 상당히 높게 나타났는데, 그러한 것은 아동들이 직접 다양한 방법으로 시도해 봄으로써 문제를 해결할 수 있었기 때문인 것 같다. 또한 이러한 유형의 문제들은 아래 학년에도 투입해 볼 수 있을 것 같다. 셋째, 최소거리 ${\cdot}$ 비용 수형도의 문제에서는 난이도가 높은 이유도 있지만 문제 이해를 완전히 하지 못해 정답율이 무척 낮게 나온 것으로 생각된다. 넷째, 수학 성적이 높은 학생들이 대체적으로 문제 해결력이 높았던 것으로 나타났으나, 몇몇 학생들은 정반대의 결과가 나와 특이한 시사점을 제공했다. 그러한 이유로는 정형화된 문제들을 선호하고 쉽게 해결하는 아동들과, 그렇지 않은 아동들 사이의 문제 접근 방법의 차이라고 생각된다. 본 연구를 통하여 다음과 같은 제언을 하고자 한다. 첫째, 이산수학에 관련된 많은 문항을 개발하여 아동들에게 확대 투입함으로써 수학 수업의 효과와 문제 해결력을 높일 수 있을 것이라 생각된다. 둘째, 수학 실력이 떨어지는 아동들에게 보다 흥미있는 이산수학적 문제들을 제시함으로써 수학에 대한 자신감과 흥미를 높일 수 있을 것이라 생각된다. 셋째, 초등학교 과정에 알맞은 이산수학의 다른 주제도 학습 지도안과 그와 관련된 문제들을 개발하는 연구가 진행되어야 하겠다.