본 연구의 목적은 최근 초중등 교육에 도입되고 있는 인공지능 교육의 목적, 내용, 방법 등을 교육과정의 측면과 교사교육에 필요한 요인 측면을 조사하고 분석하여 우리나라 초중등 인공지능 교육의 방향을 제안하는 것이다. 1차 문헌으로는 국내외 논문 9편, 2차 문헌으로는 11편의 국내외 정책 보고서를 수집하고 분석하였다. 수집된 문헌을 서술적 고찰방법을 적용하여 분석하였으며, 문헌의 다각도 분석을 위해 교육과정 구성요소 측면과 TPACK 요소 측면에서 분석하여 시사점을 도출하였다. 본 연구의 결과로 인공지능 교육 대상을 인공지능 사용자, 활용자, 개발자의 3단계로 구분하였다. 초중등 인공지능 교육에서는 사용자와 활용자 단계가 적합하고, 사용자 교육을 위해 인공지능 리터러시를 포함해야 한다. 활용자 교육을 위해 현재의 컴퓨팅 사고력 및 코딩 역량을 기반으로 하여 인공지능의 기능을 적용하여 창의적인 산출물을 만들어 낼 수 있는 역량을 목표로 삼는 것이 필요하다는 시사점을 도출하였다. 또한, 교사는 교수 지식 및 플랫폼 사용 능력 외에도 문제해결, 추론, 학습, 인식 영역 및 일부 응용수학, 인지/심리학/윤리에 대한 내용 지식이 필요하므로 이에 대한 연수가 필요하다.
본 연구의 목적은 최근 초중등 교육에 도입되고 있는 인공지능 교육의 목적, 내용, 방법 등을 교육과정의 측면과 교사교육에 필요한 요인 측면을 조사하고 분석하여 우리나라 초중등 인공지능 교육의 방향을 제안하는 것이다. 1차 문헌으로는 국내외 논문 9편, 2차 문헌으로는 11편의 국내외 정책 보고서를 수집하고 분석하였다. 수집된 문헌을 서술적 고찰방법을 적용하여 분석하였으며, 문헌의 다각도 분석을 위해 교육과정 구성요소 측면과 TPACK 요소 측면에서 분석하여 시사점을 도출하였다. 본 연구의 결과로 인공지능 교육 대상을 인공지능 사용자, 활용자, 개발자의 3단계로 구분하였다. 초중등 인공지능 교육에서는 사용자와 활용자 단계가 적합하고, 사용자 교육을 위해 인공지능 리터러시를 포함해야 한다. 활용자 교육을 위해 현재의 컴퓨팅 사고력 및 코딩 역량을 기반으로 하여 인공지능의 기능을 적용하여 창의적인 산출물을 만들어 낼 수 있는 역량을 목표로 삼는 것이 필요하다는 시사점을 도출하였다. 또한, 교사는 교수 지식 및 플랫폼 사용 능력 외에도 문제해결, 추론, 학습, 인식 영역 및 일부 응용수학, 인지/심리학/윤리에 대한 내용 지식이 필요하므로 이에 대한 연수가 필요하다.
The purpose of this study is to propose the direction of AI education in K-12 education through investigating and analyzing aspects of the purpose, content, and methods of AI education as the curriculum and teacher training factors. We collected and analyzed 9 papers as the primary literature and 11...
The purpose of this study is to propose the direction of AI education in K-12 education through investigating and analyzing aspects of the purpose, content, and methods of AI education as the curriculum and teacher training factors. We collected and analyzed 9 papers as the primary literature and 11 domestic and foreign policy reports as the secondary literature. The collected literatures were analyzed by applying a descriptive reviews, and the implications were derived by analyzing the curriculum components and TPACK elements for multi-dimensional analysis. As a result of this study, AI education targets were divided into three steps: AI users, utilizer, and developers. In K-12 education, the user and utilizer stages are appropriate, and artificial intelligence literacy must be included for user education. Based on the current computing thinking ability and coding ability for utilizer education, the implication was derived that it is necessary to target the ability to create creative output by applying the functions of artificial intelligence. In addition to the pedagogical knowledge and the ability to use the platform, The teacher training is necessary because teachers need content knowledge such as problem-solving, reasoning, learning, perception, and some applied mathematics, cognitive / psychological / ethical of AI.
The purpose of this study is to propose the direction of AI education in K-12 education through investigating and analyzing aspects of the purpose, content, and methods of AI education as the curriculum and teacher training factors. We collected and analyzed 9 papers as the primary literature and 11 domestic and foreign policy reports as the secondary literature. The collected literatures were analyzed by applying a descriptive reviews, and the implications were derived by analyzing the curriculum components and TPACK elements for multi-dimensional analysis. As a result of this study, AI education targets were divided into three steps: AI users, utilizer, and developers. In K-12 education, the user and utilizer stages are appropriate, and artificial intelligence literacy must be included for user education. Based on the current computing thinking ability and coding ability for utilizer education, the implication was derived that it is necessary to target the ability to create creative output by applying the functions of artificial intelligence. In addition to the pedagogical knowledge and the ability to use the platform, The teacher training is necessary because teachers need content knowledge such as problem-solving, reasoning, learning, perception, and some applied mathematics, cognitive / psychological / ethical of AI.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 국내외 초중등 인공지능 교육의 동향과 논의를 살펴보고, 이를 토대로 우리나라 초중등 학생과 교사를 위한 인공지능 교육의 방향을 제안하고자 한다.
한국에서는 2019년 12월 17일 제53회 국무회의를 통해 인공지능 국가전략을 발표하였다[14]. 전 생애 모든 직군에 걸쳐 AI 교육 실시 및 세계 최고의 AI 인재양성을 목표로 한다. 이 중 초중고관련 아젠다는 <표 1>과 같다.
가령, ④⑤ 항목은 기본적인 ‘인공지능 리터러시(소양) 교육’에 해당한다. 통상적으로 우리 주변과 산업에서는 인공지능 서비스와 제품을 이해하고 건강하게 사용하여 해당 분야의 작업 효율성을 높일 수 있는 역량을 목표로 한다. 인공지능 사용자 수준에 필요한 역량이다.
제안 방법
다음으로 프로그래밍이 수반되는 교육에서는 다양한 ICT 도구가 수반되며, 교사들에게는 기존의 교수내용지 식(PCK)외에도 테크놀로지와 관련된 지식이 필요하므로 [30] TPACK 요소에 따른 국가별 인공지능 교육과정 현황을 와 같이 분석하였다.
내용지식에 관해서는 일본을 제외하고 모든 분석대상들이 내용 지식을 제시하고 있으며, 그 수준과 범위는 차이가 있다[15]. 마지막으로 AI4K12의 가이드문서에서 학습자가 인공지능을 블랙박스라고 생각지 않도록 명시적으로 동작과정을 제시해 줄 수 있어야 한다 등의 활동 선정 시의 고려사항은 교수학습 과정이나 설계 평가 시에 다양한 테크놀로지를 활 할 수 있는가를 묻는 테크놀로지 교수지식(TPK)측면으로 분류하였다.
문헌 조사 및 분석은 본 연구에 참여한 3명이 조사하고 교차 분석하였으며, 마지막 단계에서 다른 연구원 1명이 최종 검토, 분석하였다.
본 연구에서는 인공지능 교육 대상을 인공지능 사용자 -활용자-개발자 3단계로 구분하였으며, 사용되는 기술 분야를 연구-인프라-서비스개발-산업-소비와 활용의 5단계로 구분하였다.
본 연구에서는 초중등 교육현장에 인공지능이 도입될때 나타나는 문제점을 해결하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위해 일반적인 교육과정 구성에 필요한 정책, 목표, 성격(개념 포함), 내용, 방법, 평가를 분석 요소로 설정하고 관련 문헌을 서술적 고찰(narrative reviews)법을 적용하여 분석하였다. 서술적 고찰 방법은 특정 주제에 대해 비판적으로 고찰하고 분석하여 이론적인 논의와 시사점을 도출하는 방법이므로 본 연구에서는 여러 문헌을 고찰하고 분석하는 방법론으로 적용하였다.
또한 문헌 분석의 타당도를 확보하고 교사를 위한 교육 시사점을 도출하기 위해 삼각검증법(Triangulation)[19] 을 적용하여 교육과정의 구성요소와 TPACK(테크놀로지 교수내용지식, Technological Pedagogical Content Knowledge) 모형의 2가지 측면에서 분석하였다. 삼각측 정법은 타당도와 신뢰도를 높이기 위한 방법으로 본 연구에서는 조사자의 관점을 교육내용, 방법, 도구로 나누어 분석한 후, 교차검증을 실시하였고, 자료분석의 프레 임을 교육과정 요소와 TPACK 모형을 적용하여 다각도의 분석을 시도하였다.
본 연구에서는 초중등 교육현장에 인공지능이 도입될때 나타나는 문제점을 해결하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위해 일반적인 교육과정 구성에 필요한 정책, 목표, 성격(개념 포함), 내용, 방법, 평가를 분석 요소로 설정하고 관련 문헌을 서술적 고찰(narrative reviews)법을 적용하여 분석하였다. 서술적 고찰 방법은 특정 주제에 대해 비판적으로 고찰하고 분석하여 이론적인 논의와 시사점을 도출하는 방법이므로 본 연구에서는 여러 문헌을 고찰하고 분석하는 방법론으로 적용하였다.
Martin 등[8]은 인공지능 리터러시의 개념을 단순히 인공지능 기술이나 소프트웨어를 사용하는 것이 아니라 인공지능의 제품 및 서비스의 기술과 개념을 이해하고 활용하는 능력이라 정의하고 구체적인 내용을 [그림1]과 같이 인공지능과 컴퓨터 과학의 주요 주제 7개를 포함하 도록 제시하였다. 이와 같은 인공지능 리터러시의 증진을 목표로 유치원에서 대학에 이르기까지 4단계의 교육 수준에 따라 연령대 별로 기본 인공지능과 컴퓨터 과학의 주제를 다루는 모듈로 구성한 인공지능 교육 개념의 파일럿 모델을 개발하였다
대상 데이터
문헌의 수집은 1차 문헌으로 IEEE 웹사이트, ACM 저널 사이트, Computer&Education 저널 사이트, 한국정보 교육학회 논문 사이트, 한국컴퓨터교육학회 논문 사이트 에서 9편을 조사하였고, 이중 연관성이 높은 4개를 분석하였다. 2차 문헌으로는 정책 및 개념을 분석하기 위해 미국, 영국, 일본의 보고서 11편을 선별하여 분석하였다.
국내외 인공지능 교육현황을 분석하기 위해 본 연구에서는 나라별 정부기관의 주요 정책과 학계와 관련 단체 등에서 제시하는 가이드, 교육 콘텐츠를 분석대상으로 정하고, K-12 관련 내용을 와 같이 정리하였다.
문헌의 수집은 1차 문헌으로 IEEE 웹사이트, ACM 저널 사이트, Computer&Education 저널 사이트, 한국정보 교육학회 논문 사이트, 한국컴퓨터교육학회 논문 사이트 에서 9편을 조사하였고, 이중 연관성이 높은 4개를 분석하였다.
이론/모형
또한 문헌 분석의 타당도를 확보하고 교사를 위한 교육 시사점을 도출하기 위해 삼각검증법(Triangulation)[19] 을 적용하여 교육과정의 구성요소와 TPACK(테크놀로지 교수내용지식, Technological Pedagogical Content Knowledge) 모형의 2가지 측면에서 분석하였다. 삼각측 정법은 타당도와 신뢰도를 높이기 위한 방법으로 본 연구에서는 조사자의 관점을 교육내용, 방법, 도구로 나누어 분석한 후, 교차검증을 실시하였고, 자료분석의 프레 임을 교육과정 요소와 TPACK 모형을 적용하여 다각도의 분석을 시도하였다.
성능/효과
셋째, 인공지능 교육은 책으로 읽으며 일방적인 강의로 진행할 수 있는 분야가 아니다. 스스로 프로젝트를 구현해 볼 수 있는 실습환경과 도구가 필요하고 공유와 협업 문화가 중요하다.
첫째, 인공지능 기술을 비교적 쉽게 사용할 수 있게 되면서 작품의 구현 범위를 확대할 수 있다.
첫째, 초중등 학교 급별로 인공지능 교육을 통하여 얻고자 하는 성취역량을 분명하게 정의하여야 한다. 그리고 그것에 따라 교육과정의 내용 요소와 난이도, 교수학습 방법, 교사역량 강화 전략을 만들 수 있다.
후속연구
둘째, 이상의 성취역량 수준이 정의되는 것에 따라 정규 그리고 비정규 교육과정을 개발하여 시범 연구를 시작해야 한다. 현재의 ‘정보’ 과목을 인공지능 영역으로 확장 혹은 별도의 과목을 만들 수 있다.
참고문헌 (32)
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