본 논문은 공과대학에서 인공지능 교과목에 문제중심학습(PBL : Problem-Based Learning) 활용을 위하여 PBL 문제를 개발하여 수업에 적용하고 PBL 효과를 확인하는데 목적을 두었다. 현대 산업사회에서는 협동 학습 능력, 자율적인 학습능력, 통합지식 활용 능력, 창의 문제해결 능력을 갖춘 인재를 필요로 하고 있다. 대학은 사회에서 요구하는 인재를 양성하기 위해 학습자들에게 문제해결능력 향상과 협동학습의 기회를 제공해 주어야 한다. PBL 활동은 이러한 실천을 위한 적합한 학습방법이다. 연구대상은 '인공지능'교과목을 수강한 H대학 2학년 학생 37명이었으며, PBL수업은 15주에 5개의 PBL문제를 적용하였다. 학생들은 주어진 문제의 PBL 활동이 끝날 때마다 성찰일지를 작성하여 제출하였으며, 5번째 PBL문제의 활동이 끝난 후에 강의 평가지를 작성하였다. 연구 결과는 학습내용에 대한 이해(86.48%), 협동학습에 대한 이해(94.59%), 실제적 경험(75.67%), 문제해결력(89.18%), 프리젠테이션 스킬(97.29%), 창의성 향상(81.08%), 지식획득 능력(86.48%), 의사소통 능력 향상(97.29%), 통합지식 활용 능력(78.37%), 자기주도적 학습 능력(86.48%), 자신감(97.29%)과 같은 다양한 PBL의 효과를 경험한 것으로 나타났다. 학생들은 이 PBL 학습 활동은 현대 산업사회에서 요구하는 미래의 유능한 엔지니어로서의 전문성을 기를 수 있는 중요한 방법이라고 인식하였다.
본 논문은 공과대학에서 인공지능 교과목에 문제중심학습(PBL : Problem-Based Learning) 활용을 위하여 PBL 문제를 개발하여 수업에 적용하고 PBL 효과를 확인하는데 목적을 두었다. 현대 산업사회에서는 협동 학습 능력, 자율적인 학습능력, 통합지식 활용 능력, 창의 문제해결 능력을 갖춘 인재를 필요로 하고 있다. 대학은 사회에서 요구하는 인재를 양성하기 위해 학습자들에게 문제해결능력 향상과 협동학습의 기회를 제공해 주어야 한다. PBL 활동은 이러한 실천을 위한 적합한 학습방법이다. 연구대상은 '인공지능'교과목을 수강한 H대학 2학년 학생 37명이었으며, PBL수업은 15주에 5개의 PBL문제를 적용하였다. 학생들은 주어진 문제의 PBL 활동이 끝날 때마다 성찰일지를 작성하여 제출하였으며, 5번째 PBL문제의 활동이 끝난 후에 강의 평가지를 작성하였다. 연구 결과는 학습내용에 대한 이해(86.48%), 협동학습에 대한 이해(94.59%), 실제적 경험(75.67%), 문제해결력(89.18%), 프리젠테이션 스킬(97.29%), 창의성 향상(81.08%), 지식획득 능력(86.48%), 의사소통 능력 향상(97.29%), 통합지식 활용 능력(78.37%), 자기주도적 학습 능력(86.48%), 자신감(97.29%)과 같은 다양한 PBL의 효과를 경험한 것으로 나타났다. 학생들은 이 PBL 학습 활동은 현대 산업사회에서 요구하는 미래의 유능한 엔지니어로서의 전문성을 기를 수 있는 중요한 방법이라고 인식하였다.
This thesis aims to develop PBL (Problem-Based-Learning) problems. Its goal is for some groups of students to creative their own problems and to confirm the effectiveness of PBL as they apply it to AI (Artificial Intelligence) in engineering schools. Modern industrial society needs competent people ...
This thesis aims to develop PBL (Problem-Based-Learning) problems. Its goal is for some groups of students to creative their own problems and to confirm the effectiveness of PBL as they apply it to AI (Artificial Intelligence) in engineering schools. Modern industrial society needs competent people who have abilities in cooperative learning, self-controlled learning, united knowledge application, and creative problem-solving. Universities need to offer their students the opportunity to improve their problem-solving and cooperative learning abilities in order to train the competent people that society demands. PBL activity is an appropriate learning method for the accomplishment of these goals. The study subjects are 37 sophomore students in H University who are studying 'AI'. Five PBL problems were submitted to the class over a period of 15 weeks. The students wrote and submitted a reflective journal after they finished each PBL activity. In addition, they filled out a class evaluation form to assess the performances of each member when the $5^{th}$ PBL problem activity was accomplished. The study shows that the students experienced the effectiveness of PBL in many fields, such as the comprehension of the studied contents (86.48%), comprehension of cooperative learning (94.59%), authentic experience (75.67%), problem-solving skills (89.18%), presentation skills (97.29%), creativity improvement (81.08%), knowledge acquisition ability (86.48%), communication ability (97.29%), united knowledge application (78.37%), self-directed study ability (86.48%) and confidence (97.29%). Through these methods, the students were able to realize that PBL learning activities play an important role in their learning. These methods prepare and enhance their ability to think creatively, work systematically and speak confidently as they learn to become competitive engineers equipped with the knowledge and skills that modern industrial society demands.
This thesis aims to develop PBL (Problem-Based-Learning) problems. Its goal is for some groups of students to creative their own problems and to confirm the effectiveness of PBL as they apply it to AI (Artificial Intelligence) in engineering schools. Modern industrial society needs competent people who have abilities in cooperative learning, self-controlled learning, united knowledge application, and creative problem-solving. Universities need to offer their students the opportunity to improve their problem-solving and cooperative learning abilities in order to train the competent people that society demands. PBL activity is an appropriate learning method for the accomplishment of these goals. The study subjects are 37 sophomore students in H University who are studying 'AI'. Five PBL problems were submitted to the class over a period of 15 weeks. The students wrote and submitted a reflective journal after they finished each PBL activity. In addition, they filled out a class evaluation form to assess the performances of each member when the $5^{th}$ PBL problem activity was accomplished. The study shows that the students experienced the effectiveness of PBL in many fields, such as the comprehension of the studied contents (86.48%), comprehension of cooperative learning (94.59%), authentic experience (75.67%), problem-solving skills (89.18%), presentation skills (97.29%), creativity improvement (81.08%), knowledge acquisition ability (86.48%), communication ability (97.29%), united knowledge application (78.37%), self-directed study ability (86.48%) and confidence (97.29%). Through these methods, the students were able to realize that PBL learning activities play an important role in their learning. These methods prepare and enhance their ability to think creatively, work systematically and speak confidently as they learn to become competitive engineers equipped with the knowledge and skills that modern industrial society demands.
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문제 정의
3%)에 해당되는 적지 않은 비율이어서 전공문제를 해결하는데 팀원들이 많은 시간을 함께 토론해야만 했다. 따라서 만날 수 있는 시간과 장소를 정하는 것과 토론 시간이 길어지게 되는 팀 활동의 어려움을 지적하였다.
3%)에 해당되는 적지 않은 비율이어서 전공문제를 해결하는데 팀원들이 많은 시간을 함께 토론해야만 했다. 따라서 만날 수 있는 시간과 장소를 정하는 것과 토론 시간이 길어지게 되는 팀 활동의 어려움을 지적하였다.
아이디어는 최근 이슈나 학생들의 관심사로부터 자유로운 상상을 통해 이끌어 낼 수 있다. 따라서 본 과목에서의 문제는 각 단원별 특성이 유사한 내용에 따른 문제가 개발되었다.
본 과목에서는 인공지능 교과목에서 학습해야 할 학습 내용을 분석하여 어떤 단원들을 통합하여 PBL 문제로서 적합한지 탐색하였다. 인공지능 교과목의 주요 단원과 각 단원들이 어떻게 통합되었는지를 제시하고 있다.
본 논문은 공과대학에서 인공지능 교과목에 PBL 활용을 위하여 PBL 문제를 개발하여 수업에 적용하고 PBL 효과를 확인하는데 목적을 두었으며, 결과를 정리하면 다음과 같다. 연구 결과는 최근 관심이 집중되고 있는 인공지능에 대하여 이해할 수 있었으며 앞으로 어떻게 적용해야 할지 알게 되었다.
문제를 개발하기 위해서는 학생들에게 제시할 문제는 학생들이 달성해야 할 교육목표와 학습할 내용을 연관 지울 수 있어야하기 때문에 교육과정과 교육 내용에 대한 파악이 가장 먼저 이루어져야 한다. 본 연구에서는 인공지능 교과목에서 학습해야할 학습 내용을 분석하여 PBL 문제로서 적합한지 먼저 탐색하였다.
본 논문은 공과대학에서 인공지능 교과목에 PBL 활용을 위하여 PBL 문제를 개발하여 수업에 적용하고 PBL 효과를 확인하는데 목적을 두었으며, 결과를 정리하면 다음과 같다. 연구 결과는 최근 관심이 집중되고 있는 인공지능에 대하여 이해할 수 있었으며 앞으로 어떻게 적용해야 할지 알게 되었다. 산업사회에서 왜 창의성, 지식획득 능력, 의사소통 능력, 통합지식 활용 능력, 협동학습 능력, 실제적 경험, 문제해결력, 프리젠테이션 스킬, 자기주도적 학습 능력, 자신감이 필요하고 중요한지를 알게 되었다.
이러한 고차적 사고 능력과 태도는 21세기 새로운 교육패러다임에서 추구하는 핵심적인 역량일 뿐만 아니라 특히 학생들의 자율적인 학습 능력과 전문성을 강조하는 대학교육에 있어 중요한 교육 목표이기도 하다[3]. 이에 본 연구에서는 학생들이 현대 산업사회에서 요구하는 여러 가지 능력을 기르고, 공과대학에 PBL 활용을 확산하고자 공과대학 수업에서 인공지능 과목에 PBL문제를 개발하여 PBL을 적용하고 PBL의 효과를 확인해 보고자 한다[1,4,5]. 본 논문은 1장 서론, 2장 PBL 문제 개발 절차, 3장 연구방법, 4장 연구결과, 5장 결론으로 구성되었다.
제안 방법
PBL 수업에 대한 학생들의 전반적인 의견을 조사하여 다음 수업을 보완하기 위하여 강의 평가지를 작성하였다. 평가지는 모두 12문항으로 구성되었으며 수업 내용 이해에 대한 유용성, PBL활동에 대한 만족도 및 유용성, PBL의 장단점, PBL 활동 시 어려웠던 점을 묻는 문항으로 구성되었다.
본 강의는 이론과 실기를 병행하여 15주에 걸쳐 진행되었다. 수업 절차는 먼저 PBL 활동을 위해 팀이 구성된다.
본 연구에서는 PBL에서 문제 개발 단계를 교육내용고려 단계, 학습자 특성 파악 단계, 문제 발견 단계, 역할과 상황 설정 단계, 문제 작성 단계로 설정하였다[8].
2. 와 같이 5개의 PBL문제를 개발하였다.
대상 데이터
수업 절차는 먼저 PBL 활동을 위해 팀이 구성된다. 각 팀은 4～5명의 학생이 한 그룹을 이루어 9팀으로 구성하였다. 팀 구성 시에는 사고유형 검사지를 통한 사고유형, 성별, 학년, 전공을 고려하여 팀 간의 차이를 최소화하였다.
본 연구는 2학년 2학기에 개설되는 인공지능 교과목을 수강한 저희 학과 2학년 1개 반 37명 학생을 대상으로 이루어졌다. 수강 학생들은 복수전공자, 전과, 편입한 학생들 중 5명(13.
PBL 활동을 통해서 최근 여러 분야에서 많은 관심을 기울이고 있는 인공지능에 대해서 잘 이해할 수 있었다고 응답하였다. 또한 이런 학습 활동을 통해서 창의성, 지식획득 능력, 의사소통 능력, 통합지식 활용 능력, 협동학습 능력, 실제적 경험, 문제해결력, 프리젠테이션 스킬, 자기주도적 학습 능력, 자신감이 향상되었음을 나타내었다.
89%의 학생이 도움이 되었다고 응답하였다. 학습내용에 대한 이해(86.48%), 창의성 향상(81.08%), 지식획득 능력(86.48%), 의사소통 능력 향상(97.29%), 통합지식 활용 능력(78.37%), 협동학습에 대한 이해(94.59%), 실제적 경험(75.67%), 문제해결력(89.18%), 프리젠테이션 스킬(97.29%), 자기주도적 학습 능력(86.48%), 자신감(97.29%)과 같은 다양한 PBL의 효과를 경험한 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
PBL은 무엇인가?
PBL은 학습자들에게 실제적인 문제를 제시하여 학습자들이 문제를 해결하기 위해 공동으로 문제해결 방안을 논의한 후 개별학습과 협동학습을 통해 공통의 해결안을 마련하는 과정에서 학습이 이루어지는 학습방법 및 학습환경을 말한다[6,9].
우리나라의 교육환경에서는 창의성과 문제해결 능력을 신장시키기에 매우 어려운 여건이므로 저자는 어떤 방법을 적용하고자 하는가?
그러나 우리나라의 교육환경에서는 창의성과 문제해결 능력을 신장시키기에 매우 어려운 여건에 있다. 따라서 인공지능 교과목을 수강하는 학생들에게 창의성 신장과 문제해결 능력 등 많은 능력을 기를 수 있는 문제중심 학습(PBL : Problem Based Learing)을 적용하고자 한다[11-15].
문제중심학습은 어떤 효과가 있는가?
문제중심학습은 전통적인 학업 성취도뿐만 아니라 문제해결력, 창의력 등 고차적인 인지능력을 기르는데 유용한 방법이며, 긍정적인 학습태도, 자기주도적 학습 능력 등을 기르는데도 효과가 있음이 증명되고 있다[1,2]. 이러한 고차적 사고 능력과 태도는 21세기 새로운 교육패러다임에서 추구하는 핵심적인 역량일 뿐만 아니라 특히 학생들의 자율적인 학습 능력과 전문성을 강조하는 대학교육에 있어 중요한 교육 목표이기도 하다[3].
참고문헌 (15)
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