디지털 대전환에 따른 사회변화와 위기 상황에 대응할 수 있는 역량 및 변화 대응력을 가진 미래 인재를 함양하기 위하여 인공지능 교육을 현장에 적용하려는 다방면의 시도와 연구가 필요한 과도기이다. 인공지능 교육의 목적은 인공지능 기술 때문에 빠르게 변화하는 사회에 대응하기 위하여 인공지능을 이해하고, 인공지능의 사회적 영향과 윤리적인 측면을 인식하고, 이를 통해 다양한 문제 상황에서 인공지능을 적절히 사용할 수 있도록 하는 데 있다. 그리고 이러한 인공지능 교육의 기초가 되는 것은 인공지능 ...
디지털 대전환에 따른 사회변화와 위기 상황에 대응할 수 있는 역량 및 변화 대응력을 가진 미래 인재를 함양하기 위하여 인공지능 교육을 현장에 적용하려는 다방면의 시도와 연구가 필요한 과도기이다. 인공지능 교육의 목적은 인공지능 기술 때문에 빠르게 변화하는 사회에 대응하기 위하여 인공지능을 이해하고, 인공지능의 사회적 영향과 윤리적인 측면을 인식하고, 이를 통해 다양한 문제 상황에서 인공지능을 적절히 사용할 수 있도록 하는 데 있다. 그리고 이러한 인공지능 교육의 기초가 되는 것은 인공지능 리터러시의 함양이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 초등학생의 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램을 개발하고 적용하여 인공지능 리터러시와 인공지능에 대한 태도에 미치는 효과를 탐색하고자 하였다. 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램은 ADDIE수업 설계 모형을 기반으로 분석(Analysis), 설계(Design), 개발(Development), 실행(Implementation), 평가(Evaluation) 단계에 따라 개발되었다. 학습자와 환경, 인공지능 교육 내용에 대한 분석 결과를 반영하여 ‘인공지능 이해 교육’을 STEAM 방법으로 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 STEAM 준거에 따라 융합하고, 인공지능 관련 문제를 학생과 관련성이 있는 실생활 문제로 받아들여 미래 문제를 자기 주도적으로 해결하는 능력을 기를 수 있도록 설계하고 개발하였다. 본 프로그램은 초등학교 6학년 5개 학급 120명 학생을 대상으로 4주 동안 총 17차시로 적용되었다. 프로그램 적용 전‧후에 인공지능 리터러시 검사, 인공지능에 대한 태도 검사를 실시하고, 프로그램 적용 후 프로그램에 대한 학생 만족도 검사를 실시하여 그 결과를 분석하였다. 본 연구를 통해 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램의 적절성 및 효과성을 확인한 결과는 다음과 같다. 첫째, 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램은 학생의 만족도를 충족시킨다. 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램에 대한 만족도를 5점 척도로 알아본 결과, 흥미도의 평균은 4.317, 참여도는 4.359, 난이도에 대한 인식은 3.375, 전체 만족도 평균은 4.017로 확인할 수 있었다. 둘째, 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램은 학생의 인공지능 리터러시 향상에 효과가 있었다. 전체 학생의 인공지능 리터러시에 대한 사전-사후 변화 결과, AI 기초 지식(t=-12.858, p<0.001), AI 활용 능력(t=-8.936, p<0.001), AI 개발 능력(t=-8.283, p<0.001), AI 윤리·가치관(t=-7.429, p<0.001) 및 전체 AI 리터러시(t=-10.660, p<0.001)는 수업 후 평균값이 더 높았으며 이는 통계적으로 유의하였다. 셋째, 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 수업을 받은 학생은 인공지능에 대한 태도가 긍정적으로 변화하였다. 인공지능에 대한 태도에 대한 전체 학생의 사전-사후 변화 결과, 흥미(t=-4.716, p<0.001), 배려(t=-5.243, p<0.001), 소통(t=-4.894, p<0.001), 유용성·가치 인식(t=-4.075, p<0.001), 자아개념(t=-4.140, p<0.001), 자아효능감(t=-5.825, p<0.001), 이공계 진로 선택(t=-2.516, p=.013) 및 전체 인공지능에 대한 태도(t=-6.092, p<0.001)는 수업 후 평균값이 더 높았으며 이는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의하였다. 또한 학생들의 이공계 진로 선택에 성별 차이 결과를 분석한 결과 여학생의 이공계 진로 선택(t=-3.527, p=0.001)의 수업 후 평균값이 더 높았다. 이는 유의수준 .01에서 통계적으로 유의한 결과이며, 여학생의 이공계 진로 선택에 긍정적인 영향이 있었음을 확인할 수 있었다. 본 연구는 인공지능 기술의 발전으로 인한 급격한 사회변화에 따라 미래 인재를 양성하기 위한 새로운 연구가 시도되고 다양한 교육적 노력이 이어지는 가운데, 도구 활용 놀이‧체험 중심의 인공지능 교육에서 인공지능 리터러시 전반을 위한 교육으로 확장하기 위한 기초 연구라는 점에서 의의가 있다.
디지털 대전환에 따른 사회변화와 위기 상황에 대응할 수 있는 역량 및 변화 대응력을 가진 미래 인재를 함양하기 위하여 인공지능 교육을 현장에 적용하려는 다방면의 시도와 연구가 필요한 과도기이다. 인공지능 교육의 목적은 인공지능 기술 때문에 빠르게 변화하는 사회에 대응하기 위하여 인공지능을 이해하고, 인공지능의 사회적 영향과 윤리적인 측면을 인식하고, 이를 통해 다양한 문제 상황에서 인공지능을 적절히 사용할 수 있도록 하는 데 있다. 그리고 이러한 인공지능 교육의 기초가 되는 것은 인공지능 리터러시의 함양이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 초등학생의 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램을 개발하고 적용하여 인공지능 리터러시와 인공지능에 대한 태도에 미치는 효과를 탐색하고자 하였다. 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램은 ADDIE 수업 설계 모형을 기반으로 분석(Analysis), 설계(Design), 개발(Development), 실행(Implementation), 평가(Evaluation) 단계에 따라 개발되었다. 학습자와 환경, 인공지능 교육 내용에 대한 분석 결과를 반영하여 ‘인공지능 이해 교육’을 STEAM 방법으로 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 STEAM 준거에 따라 융합하고, 인공지능 관련 문제를 학생과 관련성이 있는 실생활 문제로 받아들여 미래 문제를 자기 주도적으로 해결하는 능력을 기를 수 있도록 설계하고 개발하였다. 본 프로그램은 초등학교 6학년 5개 학급 120명 학생을 대상으로 4주 동안 총 17차시로 적용되었다. 프로그램 적용 전‧후에 인공지능 리터러시 검사, 인공지능에 대한 태도 검사를 실시하고, 프로그램 적용 후 프로그램에 대한 학생 만족도 검사를 실시하여 그 결과를 분석하였다. 본 연구를 통해 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램의 적절성 및 효과성을 확인한 결과는 다음과 같다. 첫째, 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램은 학생의 만족도를 충족시킨다. 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램에 대한 만족도를 5점 척도로 알아본 결과, 흥미도의 평균은 4.317, 참여도는 4.359, 난이도에 대한 인식은 3.375, 전체 만족도 평균은 4.017로 확인할 수 있었다. 둘째, 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 프로그램은 학생의 인공지능 리터러시 향상에 효과가 있었다. 전체 학생의 인공지능 리터러시에 대한 사전-사후 변화 결과, AI 기초 지식(t=-12.858, p<0.001), AI 활용 능력(t=-8.936, p<0.001), AI 개발 능력(t=-8.283, p<0.001), AI 윤리·가치관(t=-7.429, p<0.001) 및 전체 AI 리터러시(t=-10.660, p<0.001)는 수업 후 평균값이 더 높았으며 이는 통계적으로 유의하였다. 셋째, 인공지능 리터러시 향상을 위한 STEAM 수업을 받은 학생은 인공지능에 대한 태도가 긍정적으로 변화하였다. 인공지능에 대한 태도에 대한 전체 학생의 사전-사후 변화 결과, 흥미(t=-4.716, p<0.001), 배려(t=-5.243, p<0.001), 소통(t=-4.894, p<0.001), 유용성·가치 인식(t=-4.075, p<0.001), 자아개념(t=-4.140, p<0.001), 자아효능감(t=-5.825, p<0.001), 이공계 진로 선택(t=-2.516, p=.013) 및 전체 인공지능에 대한 태도(t=-6.092, p<0.001)는 수업 후 평균값이 더 높았으며 이는 유의수준 .05에서 통계적으로 유의하였다. 또한 학생들의 이공계 진로 선택에 성별 차이 결과를 분석한 결과 여학생의 이공계 진로 선택(t=-3.527, p=0.001)의 수업 후 평균값이 더 높았다. 이는 유의수준 .01에서 통계적으로 유의한 결과이며, 여학생의 이공계 진로 선택에 긍정적인 영향이 있었음을 확인할 수 있었다. 본 연구는 인공지능 기술의 발전으로 인한 급격한 사회변화에 따라 미래 인재를 양성하기 위한 새로운 연구가 시도되고 다양한 교육적 노력이 이어지는 가운데, 도구 활용 놀이‧체험 중심의 인공지능 교육에서 인공지능 리터러시 전반을 위한 교육으로 확장하기 위한 기초 연구라는 점에서 의의가 있다.
This is a transition period that requires various attempts and research to apply artificial intelligence education to the field in order to foster future talent capable of responding to social changes and crises caused by digital transformation. The purpose of artificial intelligence education i...
This is a transition period that requires various attempts and research to apply artificial intelligence education to the field in order to foster future talent capable of responding to social changes and crises caused by digital transformation. The purpose of artificial intelligence education is to understand artificial intelligence and recognize the social impact and ethical aspects of artificial intelligence in order to cope with the rapidly changing society due to artificial intelligence technology. The foundation of such artificial intelligence education is the development of artificial intelligence literacy. Therefore, in this study, we developed and applied a STEAM program to improve artificial intelligence literacy among elementary school students to explore the effects on artificial intelligence literacy and attitudes toward artificial intelligence. The STEAM program to improve artificial intelligence literacy was developed through Analysis, Design, Development, Implementation and Evaluation based on the ADDIE class design model. Reflecting the analysis results of learners, environment, and artificial intelligence education, ‘artificial intelligence understanding education’ was designed and developed by STEAM method in accordance with STEAM compliance with situation presentation, creative design, and emotional experience. The program was applied for the 17th time in four weeks for 120 students in 5th class of elementary school. Before and after the application of the program, an artificial intelligence literacy test and an attitude test on artificial intelligence were conducted, and a student satisfaction test on the program was conducted after the application of the program. The results of this study confirming the appropriateness and effectiveness of the STEAM program for improving artificial intelligence literacy are as follows. First, the STEAM program to improve artificial intelligence literacy satisfies students' satisfaction. The satisfaction level of STEAM program for improving artificial intelligence literacy was examined on a 5-point scale, and the average interest level was 4.317; participation level was 4.359, difficulty level was 3.375; and overall satisfaction level was 4.017. Second, the STEAM program to improve artificial intelligence literacy was effective in improving students' artificial intelligence literacy. As a result of pre-post-change in artificial intelligence literacy among all students, AI basic knowledge (t=-12.858, p<0.001), AI utilization ability (t=-8.936, p<0.001), AI development ability (t=-8.283, p<0.001), AI ethics and values (t=-7.429, p<0.001) and overall AI literacy (t=-10.660, p<0.001) were significantly higher. Third, students who took STEAM classes to improve artificial intelligence literacy changed their attitude toward artificial intelligence positively. As a result of student-wide pre- and post-change in attitude toward artificial intelligence, interest (t=-4.716, p<0.001), consideration (t=-5.243, p<0.001), communication (t=-4.894, p<0.001), usefulness‧value recognition (t=-4.075, p<0.001), self-concept (t=-4.140, p<0.001), self-effectiveness (t=-5.01, p<0.001). The results of gender differences in students' career choices in science and engineering showed that female students' career choices in science and engineering (t=3.527, p=0.001) were higher after classes. This was a statistically significant result at a significant level of .01, and it was confirmed that there was a positive impact on female students' choice of career in science and engineering. This research is meaningful in that it is a basic research to expand from artificial intelligence education focusing on playing and experiencing tools to education for artificial intelligence literacy in general as new research is attempted and various educational efforts are continued.
This is a transition period that requires various attempts and research to apply artificial intelligence education to the field in order to foster future talent capable of responding to social changes and crises caused by digital transformation. The purpose of artificial intelligence education is to understand artificial intelligence and recognize the social impact and ethical aspects of artificial intelligence in order to cope with the rapidly changing society due to artificial intelligence technology. The foundation of such artificial intelligence education is the development of artificial intelligence literacy. Therefore, in this study, we developed and applied a STEAM program to improve artificial intelligence literacy among elementary school students to explore the effects on artificial intelligence literacy and attitudes toward artificial intelligence. The STEAM program to improve artificial intelligence literacy was developed through Analysis, Design, Development, Implementation and Evaluation based on the ADDIE class design model. Reflecting the analysis results of learners, environment, and artificial intelligence education, ‘artificial intelligence understanding education’ was designed and developed by STEAM method in accordance with STEAM compliance with situation presentation, creative design, and emotional experience. The program was applied for the 17th time in four weeks for 120 students in 5th class of elementary school. Before and after the application of the program, an artificial intelligence literacy test and an attitude test on artificial intelligence were conducted, and a student satisfaction test on the program was conducted after the application of the program. The results of this study confirming the appropriateness and effectiveness of the STEAM program for improving artificial intelligence literacy are as follows. First, the STEAM program to improve artificial intelligence literacy satisfies students' satisfaction. The satisfaction level of STEAM program for improving artificial intelligence literacy was examined on a 5-point scale, and the average interest level was 4.317; participation level was 4.359, difficulty level was 3.375; and overall satisfaction level was 4.017. Second, the STEAM program to improve artificial intelligence literacy was effective in improving students' artificial intelligence literacy. As a result of pre-post-change in artificial intelligence literacy among all students, AI basic knowledge (t=-12.858, p<0.001), AI utilization ability (t=-8.936, p<0.001), AI development ability (t=-8.283, p<0.001), AI ethics and values (t=-7.429, p<0.001) and overall AI literacy (t=-10.660, p<0.001) were significantly higher. Third, students who took STEAM classes to improve artificial intelligence literacy changed their attitude toward artificial intelligence positively. As a result of student-wide pre- and post-change in attitude toward artificial intelligence, interest (t=-4.716, p<0.001), consideration (t=-5.243, p<0.001), communication (t=-4.894, p<0.001), usefulness‧value recognition (t=-4.075, p<0.001), self-concept (t=-4.140, p<0.001), self-effectiveness (t=-5.01, p<0.001). The results of gender differences in students' career choices in science and engineering showed that female students' career choices in science and engineering (t=3.527, p=0.001) were higher after classes. This was a statistically significant result at a significant level of .01, and it was confirmed that there was a positive impact on female students' choice of career in science and engineering. This research is meaningful in that it is a basic research to expand from artificial intelligence education focusing on playing and experiencing tools to education for artificial intelligence literacy in general as new research is attempted and various educational efforts are continued.
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