• 정보교육학회논문지
• /
• 제25권5호
• /
• pp.803-812
• /
• 2021

본 연구는 문헌 연구 통해 설명 가능한 인공지능의 개념과 문제해결과정을 탐구하였다. 본 연구를 통하여 설명 가능한 인공지능의 교육적 의미와 적용 방안을 제시하였다. 설명 가능한 인공지능 교육이란 인간과 관련된 인공지능 문제를 다루는 사람 중심의 인공지능 교육으로 학생들은 문제 해결 능력을 함양할 수 있다. 그리고, 알고리즘 교육을 통해 인공지능의 원리를 이해하고 실생활 문제 상황과 관련된 인공지능 모델을 설명하며 인공지능의 활용분야까지 확장할 수 있다. 이러한 설명 가능한 인공지능 교육이 초등학교에서 적용되기 위해서는 실제 삶과 관련된 예를 사용해야 하며 알고리즘 자체가 해석력을 지닌 것을 활용하는 것이 좋다. 또한, 이해가 설명으로 나아가기 위해 다양한 교수학습방법 및 도구를 활용해야 한다. 2022년 개정 교육과정에서 인공지능 도입을 앞두고 본 연구가 실제 수업을 위한 기반으로써 의미 있게 활용되기를 바란다.

• 컴퓨터교육학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.23-33
• /
• 2020

온라인 저지는 학습자가 제출한 소스의 컴파일과 실행, 문제 해결 여부에 대한 즉각적인 교정적 피드백을 제공하며 평가의 정확성과 신뢰성을 확보할 수 있지만, 대부분의 온라인 저지가 텍스트형 언어 만을 제공하고 있어 학습자의 수준에 따른 언어 선택이 어렵다. 본 연구에서는 온라인 저지용 블록형 언어를 개발하여 고등학교 수업에 적용하고, 블록형 언어 집단과 텍스트형 언어 집단 간 자기효능감의 차이를 확인하였다. 검정 결과, 블록형 언어 집단은 텍스트형 언어 집단 보다 '혐오경험극복 능력기대'가 더 높았고, 텍스트형 언어 집단은 사전-사후 검사에서 '활동시작 능력기대'와 '활동지속 능력기대'가 유의하게 감소된 것을 확인하였다. 이는 블록형 언어의 경우 차후 프로그래밍 활동에 대한 효능감에 효과가 있으며, 텍스트형 언어는 활동의 시작 단계와 진행 단계에서 학생의 자기효능감이 저하되지 않도록 하는 교수·학습 및 평가 방법을 강구해야 한다는 점을 함의한다. 본 연구는 고교 프로그래밍 수업에서 블록형 언어와 텍스트형 언어의 적용과 관련하여 자기 효능감 증진을 위한 교수·학습 설계의 기초를 제공한다는 점에서 의미가 있다.

• 치위생과학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.259-269
• /
• 2012

"구강보건교육학 및 실습" 교과목에서 제시된 학습목표는 '교육일반', '구강보건교육의 실제', '대상 및 장소별 구강보건교육'으로 분류하였고 최종 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, '교육일반' 영역에서는 19개의 학습목표 중 사실적 지식과 개념적 지식이 대부분 이었고, 절차적 지식은 10.6%였으며, 메타인지적 지식에 해당하는 수업목표는 없었다. 둘째, '구강보건교육의 실제'에서는 34개의 학습목표 중 사실적 지식과 개념적 지식이 약 76%였고, 나머지는 절차적 지식이었으며, 메타인지 지식범주에 해당하는 수업목표는 없었다. 셋째, '대상 및 장소별 구강보건교육'에서는 18개의 학습목표 중 다른 영역들과는 달리 절차적 지식이 가장 많았고, 그 다음이 사실적 지식의 학습목표였다. 지식차원의 하위유형은 구체적 사실과 요소에 관한 지식과 교과의 특수한 기법과 방법에 대한 지식범주가 가장 많았고, 다음으로는 원리와 일반화에 대한 지식과 교과의 특수한 기능과 알고리즘에 대한 지식 순이었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제13권9호
• /
• pp.312-321
• /
• 2013

본 연구는 우리의 임상상황에 맞는 시뮬레이션 학습시나리오를 개발하고 시뮬레이션 학습에서 문제해결력과 학습 만족도를 평가함으로 적용가능성을 검증하고자 하였다. 본 연구의 학습시나리오는 응급실에 내원한 간경화증환자의 고칼륨혈증 사례를 개발하여 간경화증과 관련하여 합병증과 증상에 대한 다양한 상황을 시행해볼 수 있는 내용으로 구성하였다. 시나리오 개발단계는 시뮬레이션 학습 목표 및 시나리오 상황 설정, 알고리즘 작성, 임상수행평가 체크리스트 작성, 디브리핑 준비 순으로 이루어졌고, 시나리오는 Jeffries가 제시한 시뮬레이션 학습시나리오 진행 개요에 따라 모니터 세팅(행동들), 환자/마네킨(행동들), 예상되는 중재(사건), 단서를 시간에 따라 구성하였다. 시나리오는 '임상수행능력평가' 과목에 등록한 53명의 간호 학생을 4-5명씩 그룹화 하여 2011년에 사용되었다. 시뮬레이션 학습 적용 전 후 간호학생의 문제해결력 점수는 학습 전 평균 4.05점에서 학습 후 평균 4.30점으로 통계적으로 유의하게 향상되었고 (t=-3.97, p<.001), 시뮬레이션 학습 적용 후 학생들의 학습만족도는 5점 척도에 평균 4.09점을 나타냈으며, 학생들을 수업의 주체로 이끌어 낸 점은 시뮬레이션을 활용한 수업이 효과적인 간호교육방법이 될 수 있다고 본다.

• 정보교육학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.31-38
• /
• 2011

본 연구에서 정보 영재를 교육하기 위한 새로운 방법으로 언플러그드 컴퓨팅과 EPL을 이용한 심화교육프로그램을 제안하였다. 먼저 언플러그드 컴퓨팅 교육을 분석하고 EPL을 활용한 정보영재교육을 위한 심화 프로그램을 개발하였다. 개발된 영재교육프로그램의 교육과정과 수업 전략을 마련하였다. 그리고 정보영재학급의 초등학생들을 대상으로 언플러그드 컴퓨팅 심화 교육프로그램을 적용하였다. 개발된 영재교육프로그램의 효과성을 검증하기 위하여 IT 기반 지식과 알고리즘에 대한 사전 사후 t-검증을 실시하였다. 그 결과 언플러그드 컴퓨팅 교육 프로그램을 적용한 반이 사후검증에서 유의미한 수준으로 성취도가 향상된 것을 볼 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발한 언플러그드 컴퓨팅 교육프로그램은 향후 정보영재를 위한 교육프로그램에 효과적으로 적용될 것으로 기대된다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제40권3호
• /
• pp.321-336
• /
• 2020

본 연구는 실제 교실에서 이루어진 학생의 과학 논증과정을 기계학습을 활용한 자동 채점에 적용함으로써, 논증 자동 채점의 가능성 및 개선 방향을 탐색한다. 분자 구조에 대한 고등학생의 과학 논증수업 중 발생한 2,605개의 모든 발화를 대상으로 연구를 진행하였다. 지도 학습을 위해 5가지의 논증 요소로 발화를 분류하였고, 분류된 발화를 대상으로 텍스트 전처리를 수행하였다. 전처리된 학생 발화를 활용하여 서포트 벡터 머신, 의사결정나무, 랜덤 포레스트, 인공신경망의 기계 학습 방법으로 자동 채점 모델을 구성하였다. 불용어 처리가 되지 않은 학생 발화를 활용한 자동 채점의 결과 랜덤 포레스트의 정확도는 65.96%, kappa는 0.5298의 유미한 결과를 얻었다. 불용어 처리를 수행한 학생 발화를 활용한 새로운 채점 모델의 결과 채점의 정확도가 크게 변화하지 않음에도 논증 발화 중 과학 용어 및 논증 요소의 담화표지가 채점 모델의 분류 기준이 되는 결과를 얻었다. 또한 인간 전문가의 논증 채점 과정을 분석하여 얻어진 전문가 형태소를 자동 채점 모델에 생성 규칙 알고리즘으로 적용하였다. 그 결과 의사결정나무에서 반박에 대한 재현율(recall)이 21.74% 증가하였다. 이에 본 연구 결과는 과학 교육 연구에서 기계 학습 및 논증에 대한 자동 채점의 활용 가능성과 연구 방향성을 제안하였다.

• 정보교육학회논문지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.323-332
• /
• 2008

본 연구에서는 초등학생의 프로그래밍 학습을 효과적으로 조력하기 위해 새로운 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용한 프로그래밍 학습의 가능성을 제시하고자 하였다. 스크래치 프로그래밍 학습 내용은 프로그래밍 과정에서의 학습자의 내적 동기 유발을 위한 전략과 복잡한 인지 능력 향상을 위한 창의적 문제해결 수업모형(CPS)을 토대로 구성하였다. 설계된 학습 내용을 초등학교 6학년 재량활동 시간에 적용한 결과, 스크래치 프로그래밍 학습은 학습자의 내재적 동기와 문제해결력 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 최근 정보통신기술교육 운영지침의 개정으로 프로그래밍 교육과 알고리즘 교육이 초등학교에서도 필요하게 되었고 학교 현장의 여건 등을 고려해보면 본 연구를 통해 설계된 교수 학습 전략을 기반으로 한 스크래치 프로그래밍 학습은 의미 있는 선택이며 기존 프로그래밍 교육의 문제점 해소를 위한 적절한 대안이 될 수 있을 것이다.

• 컴퓨터교육학회논문지
• /
• 제7권6호
• /
• pp.1-12
• /
• 2004

제 7차 컴퓨터교과 교육과정은 소프트웨어 활용 부분에 치중되어 컴퓨터과학에 관한 원리교육이 이루어지지 못하고 있다. 한편, ACM K-12 컴퓨터과학 교육과정 모델에 관한 보고서에서는 현재의 컴퓨터교육이 그릇된 방향이며 컴퓨터과학 중심의 컴퓨터교육을 위해서 프로그래밍언어 교육을 통한 원리교육의 중요성을 강조하고 있다. 본 논문에서는 프로그래밍 체험학습을 위한 객체지향 기반의 새로운 교육용프로그래밍언어인 두리틀(Dolittle)을 소개한다. 두리틀은 간결한 구문과 한국어와의 대응성, 인크리멘탈 방식의 프로그래밍, 수치, 문자열, 배열과 같은 알고리즘과 구조화, 텍스트 위주의 프로그래밍 등의 설계방침을 적용한 언어이다. 중학생을 대상으로 실제 수업에 적용해 보고 학습효과를 분석한 결과, 객체지향기반이지만 클래스나 상속 등의 개념을 모르고도 활용 가능한 교육용프로그래밍언어라는 것을 확인할 수 있었다. 또한 객체와 메소드 활용을 통하여 프로그래밍 결과를 쉽게 확인할 수 있고 오류 수정이 용이하므로, 학생들의 높은 흥미도를 유지하면서 학업성취도를 향상시키고 차후 학습으로의 연계가 수월하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.30-36
• /
• 2006

본 연구에서는 중학교 국어 교과과정에 있어서 부진아 학생을 위한 부진 영역을 진단을 지원할 수 있는 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템을 학교 수업 현장에 적용함으로써 학습부진 학생들의 수준에 맞는 보충${\cdot}$심화학습이 이루어져 학습결손과 학습부진을 최소화하여 교수${\cdot}$학습의 목표를 알성하고 학업성취도를 향상시킬 수 있도록 하였다. 이 시스템에서의 입력은 36가지 변수가 제안된 코딩 기법을 이용하여 시스템을 위하여 학습데이터와 테스트데이터가 인코딩된다. 이 인코딩된 변수의 값들은 시스템의 입력 층의 값이 된다. 은닉 총의 뉴런 수는 학습 데이터를 이용하여 학습한 후 가장 좋은 성능을 보여주는 결과를 이용하여 결정하였다. 출력 층의 뉴런 수는 각 영역에 하나의 뉴런을 할당하여 4개의 뉴런을 사용하였다. 본 시스템을 개발하기 위해 다층 퍼셉트론 구조와 오류 역전파 알고리즘을 사용하였다. 영역진단 지원 시스템을 위해 학습 데이터로써 2,008개를 사용하였고, 테스트를 위하여 380개의 데이터를 사용하여 실험한 후 성능을 평가하였다.

• 정보교육학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.73-81
• /
• 2013

초등학생들은 매일 정보를 접하면서 생활하고 있다. 또한 초등학생들은 학교 교과 수업에서도 정보를 기반으로 다양한 학습을 하고 있다. 따라서 정보를 기반으로 초등학생들이 일상 생활과 학교 교과에서 계산 사고를 하는 것이 중요하다. 지금까지 계산사고에 대한 교육 자료들은 많이 개발되었지만 계산 사고를 위한 교육 모델들은 개발되어 있지 않다. 본 연구에서는 초등학생들을 위한 계산사고를 위한 교수 학습 모델을 개발한다. 본 연구에서 제안한 계산 사고 교육 모델은 3단계로 구성된다. 첫 번째 단계는 정보 수집단계이다. 두 번째 단계는 계산 수행 단계이다. 세 번째 단계는 의사 결정 단계이다. 의사 결정 단계에서 계산 수행 단계 또는 정보 수집 단계로 순환할 수 있다. 본 연구에서 제안한 모형은 초등 학교에서 계산 사고 교육을 위한 효과적인 교수 학습 방법으로 사용될 것이다.