본 연구는 인공지능 교육과정의 확대에 따른 교육과정의 안정적 운영을 위해 필요한 조건 및 지원을 탐색하기 위해 실시되었다. 이에 2020년도부터 인공지능 교육과정을 운영한 A 고등학교를 대상으로 인공지능 교육과정에 대한 학생과 교사의 인식 및 구현방안, 지원방안에 대해 설문하였다. 설문 문항은 1) 인공지능 교육에 대한 경험 조사 2) 인공지능 교육의 구현 방향, 3) 이를 통한 기대효과를 중심으로 범주화하였으며 경향성 파악을 위해 빈도분석을 중심으로 결과를 도출하였다. 분석 결과, 세 가지의 시사점을 도출하였다. 첫째, 인공지능 교육의 활성화가 제시되었다. 둘째, 실습형의 인공지능 교육과정 개발과 교육과정 전반에 인공지능을 접목할 필요가 있음을 제시하였다. 셋째, 실습형 교육 운영을 위한 물적 인프라의 확충과 함께 인공지능 교수학습을 구현할 수 있는 교원의 역량 강화 방향에 대한 시도가 필요하다는 점을 강조하였다.
본 연구에서는 초중등 모든 전공의 예비교사를 대상으로 하는 AI 교양 교과목을 설계하고자 하였다. 이를 위해 AI 교과목의 주요 영역 및 주차별 하위 주제들과 학생활동 등을 구체적으로 설계하고 13명의 전문가를 통해 2차에 걸친 델파이를 통해 검증받았다. 본 연구의 AI 교양 교과목은 'AI 이해' 영역, 'AI 윤리' 영역, 'AI 교육' 영역의 3개 영역으로 구성하였다. 또한, 연구진 및 전문가의 의견에 따라 주차별 세부 주제를 확정하고 자연스러운 흐름에 따라 총 13주차로 배치하였다. 컴퓨터교육 비전공 학생들의 학습동기 및 학습이해도를 높이기 위해 경험학습 기반 모델을 적용한 학습활동을 학습 내용에 맞게 적절히 배치하여 교수학습에 도움을 주고자 하였다. 향후 초중등 예비교사를 위한 다양한 AI 교육 교과목 개발에 본 연구가 기초 자료로 활용되길 기대한다.
코로나 이후 급격한 현대사회의 변화는 인공지능 인재가 국가 경쟁력을 좌우하는 주요한 영향요인으로 부각시겼다. 이에 따라 교육부에서는 인공지능 교육 공백기에 있는 초등학교 4-6학년과 중고등학생의 디지털 역량을 개발시키기 위해 대단위 SW·AI 캠프 교육 사업을 기획하였다. 이에 본 연구에서는 초등학교 4-6학년 학생들을 대상으로 하는 캠프 형 SW·AI교육프로그램을 개발하여 초등학교 4-6학년 학생들로 하여금 인공지능 기초소양을 갖추도록 하고자 한다. 이를 위해 초등학교에서의 SW·AI 교육의 의미를 정의하고 초등학교과정에서 다루어야 할 SW·AI 내용으로 'SW·AI의 이해', 'SW·AI의 원리와 활용' 및 'SW·AI의 사회적 영향'을 설정하였다. 또한 설정된 초등학교 SW·AI 교육학습 요소와 현재 초등학교에서 사용하고 있는 교과서의 관련 교과 및 단원과의 연계를 시도하였다. 교육에 사용되는 프로그램으로는 블록코딩 기반의 소프트웨어 코딩 학습 도구인 엔트리를 통하여 소프트웨어 프로그래밍 기초 역량을 강화하도록 하였으며, 모든 프로그램은 초등학생의 발달적 특징을 고려하여 경험과 체험 위주의 참여자 중심으로 운영되도록 설계하였다. 본 연구에서 이루어진 SW·AI 캠프 교육 프로그램은 방과 후 과정이나 방학 등을 이용하여 단기간에 운영되는 프로그램이다. 따라서 이를 토대로 초등학교 과정에서 SW·AI 교육이 정규교육과정의 일원으로 편성되어 운영되기 위해서는 정규교과 내용분석과 SW·AI 교육내용의 심층적인 분석을 기초로 한 연구가 필요함을 제언하는 바이다.
본 논문에서는 디지털 전환 시대에 모든 사람들이 인공지능(AI) 체험부터 피지컬컴퓨팅을 통해서 SW·AI 융합해 아이디어를 쉽게 구현하고 교육 받을 수 있는 플랫폼을 구현하였다. AI 체험을 위해 P5.js와 텐서플로우에 기반한 ML5.js 라이브러리를 이용해 블록 코딩을 할 수 있도록 하였다. 또한 피지컬컴퓨팅에서는 마이크로비트와 아두이노, 라즈베리파이 등을 WebUSB를 통해서 PC와 연결하고 플랫폼에서 인공지능의 다양한 서비스와 융합시킬 수 있도록 제공한다.
본 연구에서는 인공지능에 대한 이해를 돕고 인공지능을 활용하여 실생활의 문제를 해결하는 경험을 제공하기 위한 중등 학생 대상 인공지능 교육 프로그램을 개발하고 교육의 효과성을 분석하고자 한다. 이전 연구에서 개발한 K-12 대상 인공지능 교육체계를 기반으로 설계한 교육 프로그램은 실생활의 문제 중에서 최근 이슈로 떠오르고 있는 자율주행 자동차를 주요 주제로 선정하여 총 12차시로 구성하였다. 소프트웨어 교육을 받은 경험이 있는 중등 학생을 대상으로 수업을 진행하고 교육의 효과성 분석과 수업 만족도를 분석하였다. 분석 결과 인공지능에 대한 이해와 인공지능 효능감이 향상된 것으로 확인하였고, 수업 만족도는 교육 내용, 수업에 대한 재미, 수업의 난이도, 인공지능에 대한 흥미 등 모든 항목에서 높게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 중등 학생 대상 인공지능 교육을 위한 시사점을 제안하였다.
현재 폭염, 폭설, 폭우 등의 환경재해가 급증하면서 환경교육에 대한 관심이 늘어나고 있는 상황이지만 일선 초등학교에서는 환경교육에 대한 의무감이 부족하고 재정지원 부족과 학습자료 부족으로 수업이 직접적으로 실행되기는 어려운 상황이다. 본 연구는 초등학교에서 환경교육 분야 중 분리배출에 대한 내용을 학생들에게 학습시키고 인공지능 프로그래밍을 활용해 종이, 유리, 플라스틱, 페트, 금속 등의 분리배출에 대한 판단력을 보완하고자 하였다. 프로그램에 참여한 학생들의 설문결과, 인공지능 프로그래밍을 학습하고 활용하면서 분리배출에 대한 지식 획득과 분리배출 이해에도 70%이상 긍정적으로 도움을 받은 것으로 나타났다. 또한 인공지능 의미에 대한 이해도가 확대되었고 앞으로 기회가 된다면 인공지능 프로그래밍을 더 배우고 싶다고 하였다.
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.
정부의 인공지능 국가전략을 통해 인공지능 교육은 초등학교에서도 필수교육으로 대두되고 있다. 또한 인공지능 소양을 습득하기 위해 타 교과와 융합한 인공지능 융합 교육의 필요성이 증가하고 있고, 인공지능 발달에 대한 수학의 역할을 고려하여 수학 교과를 통해 인공지능의 이해를 기르는 것이 강조되고 있다. 따라서 본 연구에서는 수학 교과와 인공지능 교과가 융합한 인공지능 융합 교육 프로그램을 개발하기 위해 초등학교 3~4학년 수학 교과의 도형 분류를 의사 결정 나무 모델을 활용하여 가르치는 인공지능 융합 교육 프로그램을 개발하였다. 본 연구를 통해 개발된 프로그램은 초등학생의 인공지능 개념학습을 통한 인공지능 기초소양 함양뿐만 아니라 수학 교과의 이해 및 성취도 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.
본 연구는 디지털 컨버전스 사회에서 AI교육 특성변수들과 심리적 자본, 심리적 자본과 플로워의 관련성, AI 교육 특성변수와 플로워사이에 심리적 자본의 매개효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. AI교육의 특성변수에는 정확성, 유용성, 사용 용이성이 있다. 실증분석은 수도권 대학 중 회계정보를 강의하는 3개 대학에 설문지를 배포하여 최종 282부를 분석에 사용하였다. 자료를 분석하기 위해서 SPSS 22.0을 이용하여 다중회귀분석과 매개변수에 대한 분석으로 계층적 회귀분석의 3단계 분석방법을 실시하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, AI교육 특성변수는 심리적 자본에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. AI교육 특성변수 중 정확성이 가장 중요한 영향을 미치는 변수라는 것이 발견되었다. 둘째, 심리적 자본은 플로워에 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, AI교육 특성변수와 플로워사이에 어떠한 관계가 있는지를 심리적 자본 매개효과를 통해 살펴보았다. 그 결과 심리적 자본은 AI 특성변수와 플로워사이에 주요한 매개 역할을 하는 것으로 나타났다. 본 연구의 시사점은 AI교육 특성변수와 플로워의 관계에서 심리적 자본이 매개역할을 하기 때문에 자기효능감, 복원력, 희망, 낙관주의와 같은 행동요인에 관심을 가져야 할 필요가 있다는 것이다.
본 연구는 생의 기초를 형성하는 중학생을 대상으로 SW·AI 교육프로그램을 구성하여 이를 보급함으로써 중학생들의 SW·AI 기초역량 함양을 제고하고자 한다. 더불어 정규교육과정과의 연계에 의한 SW·AI 교육프로그램을 계획함으로써 2025년부터 시행되는 SW·AI 교육의 공교육화에 초석이 되고자 한다. 이를 위해 먼저 중학교에서의 SW·AI의 개념을 정의하고 소프트웨어/인공지능 학습요인을 정규교육과정과 연계하는 방안을 제시하여 이를 토대로 중학생을 위한 SW·AI 교육프로그램을 작성하였다. 문헌 연구를 토대로 인공지능 기술의 이해, 데이터의 가치 및 실생활에서의 인공지능 기술 활용을 SW·AI 교육내용으로 설정하고, 이를 현행되고 있는 중학교 교과목의 단원별 차원과 SW·AI 교육내용과 연계하여 교육프로그램을 구성하였다. 모든 SW·AI 교육은 참여자 중심으로 수업이 이루어질 수 있도록 이론보다는 실습위주의 형태로 구성되었으며 과정 이수 후에는 인공지능 기술 이해를 바탕으로 실생활에 인공지능기술을 활용할 수 있는 역량을 함양하는 것을 목적으로 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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