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인공지능의 이해와 사회적 영향력에 관한 교육 프로그램 개발 및 적용
Development and Application of Education Program on Understanding Artificial Intelligence and Social Impact 원문보기

컴퓨터교육학회논문지 = The Journal of Korean Association of Computer Education, v.23 no.2, 2020년, pp.21 - 29  

김한성 (한국교육학술정보원) ,  전수진 (호서대학교) ,  최승윤 (경기도 별내초등학교) ,  김성애 (경기도 운암중학교)

초록
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본 연구의 목적은 인공지능(AI)과 관련한 기술적 지식과 사회적 영향력에 대한 균형 잡힌 시각을 길러주는 교육 프로그램을 개발하고 그 효과성을 살펴보는 것에 있다. 이를 위해 구성주의적 접근에 기초한 교육 프로그램을 개발하고 중학생을 대상으로 한 실험수업을 통해 AI에 대한 개념과 인식의 변화 그리고 수업 만족도를 분석하였다. 주요 결과를 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 수업 후 AI 개념과 일상생활 속 사례에 대한 이해가 향상한 것을 확인하였다. 둘째, AI가 사회에 미치는 영향력에 대한 인식이 형성되고, 개인정보, 초지능화, 신뢰성에 대한 두려움이 낮아진 것을 확인할 수 있었다. 셋째, 수업 만족도를 보면 AI에 대한 이해, 수업에 대한 재미, AI에 대한 흥미와 관심, 다른 친구에게 추천 관련 항목이 모두 높게 나타났다. 이상의 결과를 토대로 초·중등학교의 AI 교육을 위한 시사점을 논의하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to develop the educational programs for cultivating balanced view of technical understanding and social impact on Artificial Intelligence (AI). To this end, an educational program based on a constructivist approach was developed. Through an experimental class for middle ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이상을 통해 보았을 때, 본 연구는 다소 어렵게 인식될 수 있는 AI에 대한 수업을 구성주의적 수업 설계를 통해 개선할 수 있는 단서를 제공하는 것에 그 의의가 있다. 또한, AI의 원리에 대한 이해와 사회적 영향력에 대한 교육을 균형감 있게 제안하는 시범적인 사례라고 할 수 있다.
  • 4차 산업혁명의 대두로 미래 AI 기반 사회에 필요한 역량을 기르기 위해서는 학생들에게 AI의 올바른 소비자 이자 설계자(또는 개발자)로서의 경험을 제공하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구는 AI에 대해 사전 지식이 없는 중학생을 대상으로 AI에 대한 이해와 사회적 영향력 교육 프로그램을 설계하고 적용하여 그 효과를 분석하였다.
  • 인공지능에 대한 균형 잡힌 접근은 새로운 기술에 대한 비판적인 시각을 가질 수 있도록 하여 소외계층에 대한 시스템의 악영향을 방지하고, 미래에 더 공정한 시스템을 구축할 수 있는 기초 역량을 제공할 수 있게 된다[6]. 이에 본 연구에서는 이러한 균형감 있는 AI 교육을 위해 학생들에게 AI의 올바른 소비자이자 설계자(또는 개발자)로서의 경험을 제공하고자 한다. 이를 위해, Papert(1980)와 Resnick (2017) 등이 주장하는 것과 같이 구성주의(Constructivism) 접근을 토대로 한 교육 프로그램을 설계하고 적용한다[7][8].

가설 설정

  • 셋째, AI 시스템은 가치중립적이지 않고 사회적 쟁점을 가질 수 있다는 것을 이해한다. 넷째, AI 시스템이 미래 사회에 미칠 영향력을 이해한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
AI 교육을 위한 5가지 빅아이디어는 어떻게 구성되어 있는가? 미국은 American Association for Artificial Intelligence (AAAI)와 미국 컴퓨터교사 협회인 Computer Science Teachers Association (CSTA)가 연합해 AI4K12 사이트를 개설하고 초·중등학생 대상의 AI 교육을 위한 ‘5가지 빅아이디어(5 Big ideas in AI)’를 포함해 다양한 교재와 온라인 강의 등을 제공하고 있다[9]. 5가지 빅아이디어를 살펴보면 [그림 1]과 같이 인지(Perception), 표현과 추론 (Representation & Reasoning), 학습(Learning), 상호작용 (Natural Interaction), 그리고 사회적 영향력(Social Impact)으로 구성되어 있다.
초·중등학생 대상의 AI 소양 교육을 위해서는 머신러닝, 딥러닝 등으로 대표되는 기술적인 주제를 가르치는 것만으로는 충분하지 않은 이유와 그 문제를 해결하기 위해 어떻게 가르쳐야 하는가?? 하지만 초·중등학생 대상의 AI 소양 교육을 위해서는 머신러닝, 딥러닝 등으로 대표되는 기술적인 주제를 가르치는 것만으로는 충분하지 않다[3]. 몇몇 연구에 따르면, 기술적으로 가치중립적 또는 객관적으로 홍보되고 있는 AI 시스템이 실제로는 성별과 피부색에 따른 편향성을 가지고 있다거나, 특정 인종차별을 옹호하는 발언을 하는 등의 윤리적 이슈가 보고되고 있다[4][5]. 이와 같이 AI 시스템은 객관적이지 않을 수 있을 뿐만 아니라 의도하지 않았던 결과를 초래할 위험이 있기 때문에 기술적 이해와 사회적 영향력에 대한 이해를 연계해서 가르쳐야 한다.
AI 시스템이 갖는 윤리적 문제점으로 나타나는 것은 무엇인가? 하지만 초·중등학생 대상의 AI 소양 교육을 위해서는 머신러닝, 딥러닝 등으로 대표되는 기술적인 주제를 가르치는 것만으로는 충분하지 않다[3]. 몇몇 연구에 따르면, 기술적으로 가치중립적 또는 객관적으로 홍보되고 있는 AI 시스템이 실제로는 성별과 피부색에 따른 편향성을 가지고 있다거나, 특정 인종차별을 옹호하는 발언을 하는 등의 윤리적 이슈가 보고되고 있다[4][5]. 이와 같이 AI 시스템은 객관적이지 않을 수 있을 뿐만 아니라 의도하지 않았던 결과를 초래할 위험이 있기 때문에 기술적 이해와 사회적 영향력에 대한 이해를 연계해서 가르쳐야 한다.
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참고문헌 (33)

  1. WEF (2016). World Economic Forum Annual Meeting 2016 : Mastering the Fourth Industrial Revolution. Davos-Klosters, Switzerland 20-23 January. 

  2. WEF (2018). The Future of Jobs Report 2018. Retrieved from : http://www3.weforum.org/docs/WEF_Future_of_Jobs_2018.pdf 

  3. Breazeal. C., Payne, B., & Williams. R., (2019). Empowering Children through Algorithmic Justice Education. Journal of Design and Science. Retrieved from https://jods.mitpress.mit.edu/pub/zopifn5w 

  4. Joy, B., & Timnit, G. (2018). Gender Shades: Intersectional Accuracy Disparities in Commercial Gender Classification. Proceedings of the 1st Conference on Fairness, Accountability and Transparency, 81, 77-91. 

  5. 한국정보화진흥원 (2017). 미래신호 탐지 기법으로 본 인공지능 윤리 이슈 - 글로벌 동향과 전망. 한국정보화진흥원 

  6. Skirpan, M., Beard, N., Bhaduri,S., Fiesler, C., & Yeh, T. (2018). Ethics Education in Context : A Case Study of Novel Ethics Activities for the CS Classroom. Proceedings of the 49th ACM Technical Symposium on Computer Science Education - SIGCSE '18, 940-945. 

  7. Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas. New York, NY, USA: Basic Books, Inc. 

  8. Resnick, M., & Robinson, K. (2017). Lifelong kindergarten : Cultivating creativity through projects, passion, peers, and play. MIT Press. 

  9. Touretzky, D., Martin, F., Seehorn, D., Breazeal, C., & Posner, T. (2019). Special Session: AI for K-12 Guidelines Initiative. Proceedings of the 50th ACM Technical Symposium on Computer Science Education, 492-49. 

  10. Zhao W., & Chang Hong (2019). "The Zhilong X Plan" allows artificial intelligence to empower the whole process of education. Retrieved from : http://world.people.com.cn/n1/2019/0111/c351610-30516905.html 

  11. Yan W., & Yang Mu. (2019). Chinese artificial intelligen ce experimental textbooks will be pushed to the world. Retrieved from : http://world.people.com.cn/n1/2019/0907/c1002-31342058.html 

  12. 일본 초등학교 학습지도 요령 해설. Retrieved from : https://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/1387014.htm 

  13. 일본 고등학교 학습지도 요령 해설 (정보편). Retrieved from : https://www.mext.go.jp/content/1407073_11_1_2.pdf 

  14. 한국과학창의재단 (2019). 2019 글로벌 SW교육 컨퍼런스 이슈페이퍼: AI 시대, SW교육을 다시 생각하다. 한국과학창의재단. 

  15. 관계부처 합동 (2019). 인공지능 국가전략. Retrieved from : https://www.msit.go.kr/SYNAP/skin/doc.html?fnb94d1781d5ef394ac6a63e274d3949be&rs/SYNAP/sn3hcv/result/202001 

  16. 김갑수.박영기 (2017). 초등학생의 인공지능 교육을 위한 교수 학습 모델 개발 및 적용. 정보교육학회논문지, 21(1), 137-147. 

  17. 이영호 (2019). 블록형 프로그래밍 언어 기반 인공지능 교육이 학습자의 인공지능 기술 태도에 미치는 영향 분석. 정보교육학회논문지, 23(2), 189-196. 

  18. 김진수.박남제 (2019). 초등과정 인공지능 학습 원리 이해를 위한 보드게임 기반 게이미피케이션 교육 실증. 정보교육학회논문지, 23(3), 229-235. 

  19. 김한성 (2019). Web of Science 빅데이터를 활용한 텍스트 마이닝 기반의 정보윤리 이슈 탐색. 컴퓨터교육학회논문지, 22(3). 67-78. 

  20. 중앙일보 (2019). 미국서 연이은 테슬라 차량 사망사고 : 자율주행차 안전 논란. Retrieved from : https://news.joins.com/article/23399958 

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  22. IEEE (2019). Ethically Aligned Design : A Vision for Prioritizing Human Well-being with Autonomous and Intelligent Systems. First Edition. IEEE. 

  23. ACM (2018). ACM Code of Ethics and Professional Conduct. ACM. 

  24. 한국인공지능윤리협회 (2019). 인공지능 윤리 헌장. 한국인공지능윤리협회. Retrieved from : https://kaiea.org/aicharter 

  25. 국민권익위원회 (2019). 기업윤리 브리프스. 국민권익위원회. Retrieved from : http://acrc.go.kr/acrc/briefs/201901/html/img/bro.pdf 

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  27. Stanford University (2014). Artificial Intelligence - Philos ophy, Ethics, and Impact. Retrieved from : https://web.stanford.edu/class/cs122/ 

  28. 과학기술정보통신부 (2019). 과기정통부, SW중심대학 5개(총 40개) 추가 선정한다. -AI분야 인력양성을 위한 AI 교육 강화-. 과학기술정보통신부 보도자료. 

  29. Payne, B. (2019). An Ethics of Artificial Intelligence Curriculum for Middle School Students. MIT Media Lab. 

  30. 조영남 (2008). 구성주의와 객관주의 수업설계 모형 비교 연구. 중등교육연구, 56(3), 67-92. 

  31. Michelle, C. (2019). Using Teachable Machine in the d.school classroom. Retrieved from : https://medium.com/@michellecarney/using-teachable-machine-in-thed-school-classroom-96be1ba6a4f9 

  32. Northstar (2019). AI today, AI tomorrow: Awareness, acceptance and anticipation of AI : A global consumer perspective. ARM. 

  33. 박양미 (2014). PBL교수법을 활용한 학습자 만족도에 의한 수업효과성 분석. 조형교육, 52. 63-187. 

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