국제 사회는 최근 인공지능(AI)과 같은 첨단 기술의 발전으로 제4차 산업혁명이라 불리는 거대한 문명사적 변화에 직면하였다. 또한, 코로나19로 인해 촉발된 디지털 전환의 시대에서 SW교육과 AI 교육의 중요성이 대두되고 있다. 이러한 상황에 발맞추어 최근 정보교육학계에서는 AI 교육과 관련된 연구가 활발히 진행되는 모습을 보이고 있으나, 피지컬 컴퓨팅 기반의 AI 교육 프로그램 개발 및 교육 효과성 검증 연구는 부족한 것이 현실이다. 이에 본 연구는 피지컬 ...
국제 사회는 최근 인공지능(AI)과 같은 첨단 기술의 발전으로 제4차 산업혁명이라 불리는 거대한 문명사적 변화에 직면하였다. 또한, 코로나19로 인해 촉발된 디지털 전환의 시대에서 SW교육과 AI 교육의 중요성이 대두되고 있다. 이러한 상황에 발맞추어 최근 정보교육학계에서는 AI 교육과 관련된 연구가 활발히 진행되는 모습을 보이고 있으나, 피지컬 컴퓨팅 기반의 AI 교육 프로그램 개발 및 교육 효과성 검증 연구는 부족한 것이 현실이다. 이에 본 연구는 피지컬 컴퓨팅 기반의 AI 교육 프로그램을 개발하여 현장에 적용하고 교육 효과성을 검증하는 것을 목적으로 수행되었다. 본 연구는 연구 목적을 달성하기 위해 다양한 선행 연구를 분석하여 교육 효과성을 분석할 요소와 검사 도구를 선정하였으며, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육 프로그램을 개발하기 위해 선행 연구를 바탕으로 개발 방향을 설정한 후 교육 프로그램에 적합한 AI 교육 플랫폼 및 피지컬 컴퓨팅 교구를 선정하였다. 이후, 교육 프로그램 개발 방향에 따라 ‘SW와 AI의 이해’, ‘AI의 원리와 활용’, ‘AI의 사회적 영향’의 세 영역으로 구성된 ‘총 16차시의 교육 프로그램을 개발하였다. 연구대상은 경기도 소재의 C초등학교 6학년 4학급 총 106명(남 61명, 여 45명)으로 설정하였고, 2021년 9월 2주~ 10월 4주까지 7주에 걸쳐 비대면, 대면 수업을 병행하여 수행되었다. ‘컴퓨팅 사고력, AI 기술에 대한 태도, AI 관련 진로 지향도’ 검사 도구를 이용하여 사전, 사후 검사를 실시하였으며, 그 결과를 통계를 위한 오픈소스 소프트웨어인 R과 통합개발환경인 R-Studio를 이용하여 분석하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 첫째, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육 프로그램은 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 매우 긍정적인 영향을 미친다. 둘째, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육 프로그램은 초등학생의 AI 기술에 대한 태도의 전반적인 영역에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육 프로그램은 초등학생의 AI 관련 진로지향도 중 일부 영역에 긍정적인 영향을 미쳤다. 넷째, 수업 후 학생들의 느낀 점과 소감을 종합적으로 분석했을 때, 학생들은 AI 교육에 대해 긍정적으로 여기는 것으로 나타났다. 결론적으로, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육은 초등학생의 컴퓨팅 사고력을 신장시키며, AI 기술에 대한 태도 대부분의 영역과 AI 관련 진로지향도의 일부 영역을 향상시키는데 긍정적인 영향을 미치며, 학생들은 AI 교육에 대해 긍정적으로 느끼게 하는데 효과가 있었다. 본 연구를 바탕으로 다양한 AI 교육 프로그램이 개발되어 AI 교육의 교육 현장 정착이 원활하게 이루어지고, 본 연구가 미래 사회에 필요한 인재를 양성하는데 기여하길 바란다.
국제 사회는 최근 인공지능(AI)과 같은 첨단 기술의 발전으로 제4차 산업혁명이라 불리는 거대한 문명사적 변화에 직면하였다. 또한, 코로나19로 인해 촉발된 디지털 전환의 시대에서 SW교육과 AI 교육의 중요성이 대두되고 있다. 이러한 상황에 발맞추어 최근 정보교육학계에서는 AI 교육과 관련된 연구가 활발히 진행되는 모습을 보이고 있으나, 피지컬 컴퓨팅 기반의 AI 교육 프로그램 개발 및 교육 효과성 검증 연구는 부족한 것이 현실이다. 이에 본 연구는 피지컬 컴퓨팅 기반의 AI 교육 프로그램을 개발하여 현장에 적용하고 교육 효과성을 검증하는 것을 목적으로 수행되었다. 본 연구는 연구 목적을 달성하기 위해 다양한 선행 연구를 분석하여 교육 효과성을 분석할 요소와 검사 도구를 선정하였으며, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육 프로그램을 개발하기 위해 선행 연구를 바탕으로 개발 방향을 설정한 후 교육 프로그램에 적합한 AI 교육 플랫폼 및 피지컬 컴퓨팅 교구를 선정하였다. 이후, 교육 프로그램 개발 방향에 따라 ‘SW와 AI의 이해’, ‘AI의 원리와 활용’, ‘AI의 사회적 영향’의 세 영역으로 구성된 ‘총 16차시의 교육 프로그램을 개발하였다. 연구대상은 경기도 소재의 C초등학교 6학년 4학급 총 106명(남 61명, 여 45명)으로 설정하였고, 2021년 9월 2주~ 10월 4주까지 7주에 걸쳐 비대면, 대면 수업을 병행하여 수행되었다. ‘컴퓨팅 사고력, AI 기술에 대한 태도, AI 관련 진로 지향도’ 검사 도구를 이용하여 사전, 사후 검사를 실시하였으며, 그 결과를 통계를 위한 오픈소스 소프트웨어인 R과 통합개발환경인 R-Studio를 이용하여 분석하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같다. 첫째, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육 프로그램은 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 매우 긍정적인 영향을 미친다. 둘째, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육 프로그램은 초등학생의 AI 기술에 대한 태도의 전반적인 영역에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육 프로그램은 초등학생의 AI 관련 진로지향도 중 일부 영역에 긍정적인 영향을 미쳤다. 넷째, 수업 후 학생들의 느낀 점과 소감을 종합적으로 분석했을 때, 학생들은 AI 교육에 대해 긍정적으로 여기는 것으로 나타났다. 결론적으로, 피지컬 컴퓨팅 기반 AI 교육은 초등학생의 컴퓨팅 사고력을 신장시키며, AI 기술에 대한 태도 대부분의 영역과 AI 관련 진로지향도의 일부 영역을 향상시키는데 긍정적인 영향을 미치며, 학생들은 AI 교육에 대해 긍정적으로 느끼게 하는데 효과가 있었다. 본 연구를 바탕으로 다양한 AI 교육 프로그램이 개발되어 AI 교육의 교육 현장 정착이 원활하게 이루어지고, 본 연구가 미래 사회에 필요한 인재를 양성하는데 기여하길 바란다.
With the recent development of artificial intelligence technology, the world has faced a huge civilization historical change in the Fourth Industrial Revolution. In addition, the importance of SW education and AI education is emerging in the era of digital transformation triggered by COVID-19. I...
With the recent development of artificial intelligence technology, the world has faced a huge civilization historical change in the Fourth Industrial Revolution. In addition, the importance of SW education and AI education is emerging in the era of digital transformation triggered by COVID-19. In line with this situation, research related to AI education has recently been actively conducted in in information education academia, but research on developing AI education programs based on physical computing and verifying the effectiveness of education is insufficient. Therefore, this study was conducted to develop an AI education program based on physical computing, apply it to the field, and verify the effectiveness of education. In order to achieve the research purpose, this study selected elements and inspection tools to analyze educational effectiveness by analyzing various preceding studies, and to develop physical computing-based AI education programs, AI education platforms and physical computing parish were selected. After that, according to the direction of education program development, a total of 16 times educational programs were developed consisting of three areas: "Understanding SW and AI," "The Principles and Utilization of AI," and "Social Impact of AI." The subjects of the study were a total of 106 students (61 males and 45 females) in the 6th grade of C Elementary School in Gyeonggi-do, and non-face-to-face and face-to-face classes were conducted for 7 weeks from September 2 to October 2021. Pre- and post-tests were conducted using the "computational thinking, attitude toward AI technology, and AI-related career oriented" test tool, and the results were analyzed using R and R-Studio. The results obtained through this study are as follows. First, physical computing-based AI education programs have a very positive effect on improving elementary school students' computational thinking. Second, it was found that physical computing-based AI education programs had a positive effect on many factors of elementary school students' attitudes toward AI technology. Third, physical computing-based AI education programs had a positive effect on some areas of AI-related career oriented of elementary school students. Fourth, when comprehensively analyzing students' reviews after class, it was found that students were positive about AI education. In conclusion, physical computing-based AI education has been effective in enhancing elementary school students' computing thinking skills, positively affecting most areas of AI technology, and some areas of AI-related career oriented, and making students feel positive about AI education. Based on this study, I hope that various AI education programs will be developed to promote the establishment of AI education in the educational field.
With the recent development of artificial intelligence technology, the world has faced a huge civilization historical change in the Fourth Industrial Revolution. In addition, the importance of SW education and AI education is emerging in the era of digital transformation triggered by COVID-19. In line with this situation, research related to AI education has recently been actively conducted in in information education academia, but research on developing AI education programs based on physical computing and verifying the effectiveness of education is insufficient. Therefore, this study was conducted to develop an AI education program based on physical computing, apply it to the field, and verify the effectiveness of education. In order to achieve the research purpose, this study selected elements and inspection tools to analyze educational effectiveness by analyzing various preceding studies, and to develop physical computing-based AI education programs, AI education platforms and physical computing parish were selected. After that, according to the direction of education program development, a total of 16 times educational programs were developed consisting of three areas: "Understanding SW and AI," "The Principles and Utilization of AI," and "Social Impact of AI." The subjects of the study were a total of 106 students (61 males and 45 females) in the 6th grade of C Elementary School in Gyeonggi-do, and non-face-to-face and face-to-face classes were conducted for 7 weeks from September 2 to October 2021. Pre- and post-tests were conducted using the "computational thinking, attitude toward AI technology, and AI-related career oriented" test tool, and the results were analyzed using R and R-Studio. The results obtained through this study are as follows. First, physical computing-based AI education programs have a very positive effect on improving elementary school students' computational thinking. Second, it was found that physical computing-based AI education programs had a positive effect on many factors of elementary school students' attitudes toward AI technology. Third, physical computing-based AI education programs had a positive effect on some areas of AI-related career oriented of elementary school students. Fourth, when comprehensively analyzing students' reviews after class, it was found that students were positive about AI education. In conclusion, physical computing-based AI education has been effective in enhancing elementary school students' computing thinking skills, positively affecting most areas of AI technology, and some areas of AI-related career oriented, and making students feel positive about AI education. Based on this study, I hope that various AI education programs will be developed to promote the establishment of AI education in the educational field.
주제어
#"인공지능교육" "AI교육" "피지컬컴퓨팅" "컴퓨팅사고력" "AI 기술에 대한 태도" "진로지향도"
학위논문 정보
저자
이동형
학위수여기관
경인교육대학교 교육전문대학원
학위구분
국내석사
학과
컴퓨터교육
지도교수
이재호
발행연도
2022
키워드
"인공지능교육" "AI교육" "피지컬컴퓨팅" "컴퓨팅사고력" "AI 기술에 대한 태도" "진로지향도"
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