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인공지능교육 역량 강화를 위한 교원 연수 프로그램과 교사 요구분석

Teacher Training Program and Analysis of Teacher's Demands to Strengthen Artificial Intelligence Education

정보교육학회논문지 = Journal of the Korean Association of Information Education, v.24 no.4, 2020년, pp.279 - 289  

전인성 (한국교원대학교 컴퓨터교육과) ,  전수진 (호서대학교 혁신융합학부) ,  송기상 (한국교원대학교 컴퓨터교육과)

초록
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본 연구의 목적은 초중등 교원의 인공지능 교육역량 강화를 위한 교사 대상 연수 프로그램을 적용하여 그 효과를 분석하고 인공지능 교육에 대한 교사들의 요구를 분석하여 기초 연구 자료를 제공하는 것이다. 참조하기 위한 연수 프로그램은 다섯 가지 인공지능의 핵심 요소를 바탕으로 교육내용을 선정하여 ADDIE 모형을 기초로 설계하였으며, G광역시교육청 소속 교육 전문직 및 교사와 인공지능교육연구회 소속 교사들이 협업으로 프로그램을 개발하였다. 개발된 연수 프로그램 효과 및 교사 요구분석 설문 문항들은 내용 타당도 검사를 하였다. 개발된 프로그램을 적용하여 실시된 연수 결과, 연수의 각 교육과정에 대한 만족도 및 현장 적용 가능성이 높게 평가되었다. 교사들은 초등학교에서는 인공지능 교육을 위한 언플러그드 활동과 기초 인공지능 체험을, 중학교에서는 블록형 프로그래밍 언어와 피지컬 컴퓨팅 활동이 포함된 인공지능 교육내용을 가르쳐야 하는 것으로 인식하고 있음을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to apply the training program for teachers to strengthen the competence of artificial intelligence education in primary and secondary school teachers and to analyze its effectiveness and analyze teachers' demands for artificial intelligence education to provide basic res...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 초·중등 교사를 대상으로 적용이 가능한 인공지능 교육 프로그램을 개발하고자 한다.
  • 이를 통해 인공 지능 교육을 위한 기초자료를 제공하고 각 시·도 교육청 및 대학 등 교육 기관에서 적용할 수 있는 인공지능 교육 교원연수 프로그램 개발에 기여하고자 한다.
  • 이에 본 연구에서는 초·중등 학생에게 적용할 수 있는 인공지능을 이해하고 인공지능을 직접 제작하고 체험해보는 활동을 통해 교원의 인공지능 교육역량을 기를 수 있는 교원연수 프로그램을 제작하여 적용 후 교사들의 연수에 대한 인식을 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ADDIE 모형이란? 본 연구의 인공지능교육 교원연수 프로그램 개발을 위해 ADDIE 모형을 활용하였다. ADDIE 모형은 많은 교수설계자들에 의해 오랜 시간 동안 점차적으로 정교화되었으며 다양한 교수체제설계 모형의 기초가 되고 널리 활용되는 모형으로서 분석(Analysis), 설계(Design), 개발(Development), 실행(Implement), 평가(Evaluation)의 5가지 단계적 절차로 구성되어 있다[1]. 인공지능교육 교원연수 프로그램 개발을 위하여 ADDIE 모형의 각 단계에서 추진한 내용을 정리한 표는 [Table 2]와 같다.
인공지능의 주요 내용은? 인공지능 교육의 기본 방향은 초등학생은 놀이·체험 중심 교육을 통해, 중·고등학생은 원리 이해를 통한 실생활 적용 중심의 교육을 통해 인공지능의 기본 원리를 이해하고 실생활에 활용하는 능력을 함양한다. 인공지능의 주요 내용은 인공지능의 개념·원리의 이해 및 체험, 사회 현상의 공감·분석을 통한 문제 발굴, 데이터·통계를 활용한 창의적 문제해결, 인공지능 윤리를 포함한 사회적 영향 등이다.
언플러그드 활동을 통한 인공지능 원리 이해의 대략적인 과정은? 즉, 먼저 뉴럴 네트워크의 ‘입력층’에 해당되는 사람들(4명)은 각각 네 장의 메모지에 사진을 나타내는 단어를 적어 ‘은닉층’에 지정된 사람들(4명)에게 넘긴다. ‘은닉층’에 해당되는 사람은 사진을 보지 않고 ‘입력층’의 포스트잇만 보고 가중치를 적용하여 새로운 두 장의 메모지를 만들어 ‘출력층’에 해당되는 사람(1명)에게 전달한다. ‘출력층’으로 지정된 한 사람은 최종 전달받은 여덟 장의 메모지를 읽고 첫 번째 사진을 유추한다. 이런 활동을 통하여 뉴럴 네트워크의 [입력층 → 은닉층 →출력층]으로의 순전파와 그 과정에 필요한 가중치의 역할 등을 생각하고 뉴럴 네트워크의 동작 구조를 몸으로 익힐 수 있도록 하였다.
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참고문헌 (22)

  1. Branch, R. M. (2009). Instructional design: The ADDIE approach (Vol. 722). Springer Science & Business Media. 

  2. Kim, G. R. (2019). Latest AI policy trends in the United States. Special Report 2019-6, Daegu: National Information Society Agency. 

  3. Kim, H. S. & Jun, S. J. (2020). Artificial Intelligence Curriculum Design for Liberal Arts Education, Korean Association of Artificial Intelligence Education Transactions, 1(1), 93-100. 

  4. Kim, H. S. et al. (2020). Development and Application of Education Program on Understanding Artificial Intelligence and Social Impact. The Journal of Korean Association of Computer Education, 23(2), 21-29. 

  5. Kim, K. S. (2019). An Artificial Intelligence Education Program Development and Application for Elementary Teachers, Journal of The Korean Assocaition of Information Education, 23(6), 629-637. 

  6. Kim, K. S., Park, Y. K. (2017). A Development and Application of the Teaching and Learning Model of Artificial Intelligence Education for Elementary Students. Journal of The Korean Assocaition of Information Education, 21(1), 137-147. 

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  8. Lawshe, C. H. (1975). A quantitative approach to content validity 1, Personnel psychology, 28(4), 563-575. 

  9. Lee, E., K. (2020). A Comparative Analysis of Contents Related to Artificial Intelligence in National and International K-12 Curriculum, The Journal of Korean Association of Computer Education, 23(1), 37-44. 

  10. Lee. Y. H. (2019). An Analysis of the Influence of Block-type Programming Language-Based Artificial Intelligence Education on the Learner's Attitude in Artificial Intelligence. Journal of The Korean Assocaition of Information Education, 23(2), 189-196. 

  11. Ministry of Education(2015). Informatics Curriculum in Middle School. 

  12. Ministry of Education. (2020). 2020 Ministry of Education business report. retrieved from https://www.moe.go.kr /boardCnts/vi ew.do?boardID346&lev0&boardSeq79918 

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  15. Ministry of Science and ICT. (2020). 2020 Ministry of Science and ICT Business Plan. 

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  17. Park, D. Y. et al. (2020). The Development of Software Teaching-Learning Model based on Machine Learning Platform, Journal of The Korean Assocaition of Information Education, 24(1), 49-57. 

  18. Ryu, M. Y., Han, S. K. (2019). AI Education Programs for Deep-Learning Concepts. Journal of The Korean Assocaition of Information Education, 23(6), 583-590 

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  20. Touretzky, D., et al. (2019). Special Session: AI for K-12 Guidelines Initiative. In Proceedings of the 50th ACM Technical Symposium on Computer Science Education, 492-493. 

  21. Touretzky, D., Gardner-McCune, C., Martin, F., & Seehorn, D. (2019). Envisioning AI for K-12: What Should Every Child Know about AI?. In Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence 33, 9795-9799. 

  22. Trump, D. J. (2019). Executive order on maintaining American leadership in artificial intelligence. Federal Register: White House, 3967-3972. 

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