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R 매핑을 이용한 인공지능의 교육적 활용 탐색 -국외 문헌 분석을 중심으로-
Exploring the Educational Use of Artificial Intelligence based on R mapping - Focusing on Foreign Publication Analysis Results - 원문보기

정보교육학회논문지 = Journal of the Korean Association of Information Education, v.24 no.4, 2020년, pp.313 - 325  

김형욱 (서울대학교 물리교육과) ,  문성윤 (한국교원대학교 컴퓨터교육과)

초록
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최근의 혁신적 기술 진보를 배경으로 지능정보사회의 핵심기술인 머신러닝, 딥러닝을 비롯한 인공지능 기술이 비약적으로 발전하면서 인공지능의 교육적 활용에 대한 관심과 필요성이 높아지고 있다. 이에 교육부에서도 인공지능 기술에 기반한 지능정보사회를 대비하여 인공지능 역량 강화 교육을 교육 현장에 도입하는 제 1차 정보교육 종합계획을 발표하였다. 이에 본 연구에서는 인공지능의 교육적 활용 가능성을 탐색하기 위해 Web of Science(WoS)에서 인공지능의 교육적 활용과 관련된 국외 논문 416편의 자료를 수집하였다. 수집한 자료를 대상으로 R 프로그램의 bibliometrix 패키지를 활용하여 국가별 연구현황과 연구 주제, 인용횟수, 저자 등록 키워드 네트워크 분석을 실시하였다. 이를 통해 현재 해외에서 이루어지는 있는 인공지능의 교육적 활용에 대한 연구 동향을 알 수 있었다. 본 연구의 결과를 토대로 인공지능 역량 강화 교육을 위한 정보교육 과정에서 연구되어야 할 주제와 방향성에 대한 시사점 얻을 수 있을 것으로 보인다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

There is a growing interest and need for the educational use of artificial intelligence as artificial intelligence technologies such as machine learning and deep learning, the core technologies of the intelligent information society, owing to the recent innovative technological advances. Consequentl...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 인공지능의 교육적 활용에 대한 국외논문 문헌 자료를 대상으로 국가별 연구현황과 연구 주제, 키워드, 인용 횟수, 저자등록 키워드에 대한 데이터 및 네트워크 분석을 하였다. 각 자료가 나타내는 결과를 분석하여 향후 도입되는 인공지능 역량 강화 교육이 교육 현장에서 효과적으로 적용될 수 있도록 정보 교육 과정에서 연구되어야 할 주제와 방향성에 대한 시사점을 제공하고자 한다.
  • 본 연구에서는 인공지능의 교육적 활용을 다룬 국외 논문 문헌을 대상으로 R 프로그램의 bibliometrix 패키지를 활용하여 데이터 및 네트워크 분석을 하였다. 그 후 각 자료가 나타내는 결과를 해석하여 앞으로 교육이 인공지능과 함께 나아가야 할 방향을 제시하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 인공지능의 교육적 활용을 다룬 국외 논문 문헌을 대상으로 R 프로그램의 bibliometrix 패키지를 활용하여 데이터 및 네트워크 분석을 하였다. 그 후 각 자료가 나타내는 결과를 해석하여 앞으로 교육이 인공지능과 함께 나아가야 할 방향을 제시하였다.
  • 이에 본 연구에서는 인공지능의 교육적 활용에 대한 국외논문 문헌 자료를 대상으로 국가별 연구현황과 연구 주제, 키워드, 인용 횟수, 저자등록 키워드에 대한 데이터 및 네트워크 분석을 하였다. 각 자료가 나타내는 결과를 분석하여 향후 도입되는 인공지능 역량 강화 교육이 교육 현장에서 효과적으로 적용될 수 있도록 정보 교육 과정에서 연구되어야 할 주제와 방향성에 대한 시사점을 제공하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
실험 결과를 교육적 활용에 의미를 부여할 수 있는 점을 논의하면 무엇이 있는가? 첫째, 베이지안 네트워크를 기반으로 한 학생들의 적절한 학습 방식의 모델화는 웹 기반 적응적 학습의 적절한 사례를 제시하고 있다. 현재, 우리나라는 한 교실에서 20∼40명 가량의 다양한 학생들이 단일한 교육내용을 동시간에 학습한다. 이는 학업 성취도 편차가 큰 학생들의 수준 및 동기 그리고 선호하는 학습 방식이 다양함에도 불구하고, 동일한 수업을 진행함으로써 학습 부적응이나 스트레스, 적절한 동기가 유발되지 못하는 문제가 발생한다[4][18]. 이러한 문제를 해결하기 위해, 프로젝트 학습, 창의적 문제해결 등을 통한 협동학습, 여러 상호작용을 장려하는 실험 수업 등을 해결책으로 제시하였으나 현실적인 효과를 거두지 못했다[12][16]. 하지만, 제시된 연구는 학생들 개개인의 적절한 학습 방식에 대하여 유의미한 모델화를 진행하였으며, 향후 교육에서의 인공지능을 활용한 적응적 학습이 이루어지도록 적절한 방향을 논의하는 데 도움이 될 것이다. 둘째, 의학 분야의 논문은 인공지능의 교육적 활용을 다루는 논문에서 많이 인용되는 논문임이 확인되었다. 이는 의학에서 환자의 진단과 교육에서 학생들의 진단 평가가 각각 치료전략과 교수전략을 확정한다는 점에서 어느 정도 공통된 속성이 있음을 뜻한다. 의학 분야에서의 환자의 진단을 위해 구축한 빅데이터 시스템은 오래전부터 활성화되어 임상에 활용되고 있다. 앞으로 교육 분야에서도 인공지능 역량 강화를 위해 빅데이터와 인공지능 플랫폼을 활용할 수 있는 미래형 교육 인프라를 구축할 필요가 있다. 미래의 교육은 Hutchins(1995)가 제안한 분산형 인지와 공간적인 제약을 초월한 형태의 교육을 추구하여 VR/AR과 같은 기기를 활용할 것이다[10]. 즉, 교실에서 얻은 데이터만으로 활동하는 것을 넘어 별도의 데이터 저장 플랫폼에서 자유롭게 필요한 것을 가지고 올 것이며, 가정이나 실외 공간에서도 학습을 수행하게 될 것이다. 따라서 수업이나 연구에서 활용할 수 있는 고유한 데이터베이스와 시스템을 구축할 필요가 있으며, 이에 대한 연구가 필요하다.
4차 산업혁명이란? 18세기 영국에서 시작된 산업혁명은 시기와 특징에 따라 1차에서 4차 산업혁명으로 구분되며 1차 산업혁명은 1784년 증기기관 혁명과 기계화 생산 설비가 등장한 것을, 2차 산업혁명은 1870년 전기를 활용한 대량 생산으로 제조업이 확대된 것을, 3차 산업혁명은 1969년 컴퓨터를 활용한 정보화, 자동화 생산 시스템의 기틀이 마련된 것을 의미한다[6][12]. 그리고 현재에 해당하는 4차 산업혁명은 인공지능, 로봇, 가상현실, 빅데이터 등 첨단 과학기술을 통해 실재와 가상을 결합함으로써 사물과 환경을 지능적으로 제어하는 가상의 물리 시스템의 출현을 의미한다. 즉, 정보통신기술(ICT)과 제조업, 생명과학기술(BT) 등 다양한 과학기술 분야의 총체적인 변화가 나타나는 사회이며, 기존에 인간이 차지하고 있던 많은 직업을 대체하여 미래 일자리와 사회 환경에 큰 변화를 가져올 것이 예상되는 사회이다[12].
3차 산업혁명이란 무엇을 의미하는가? 18세기 영국에서 시작된 산업혁명은 시기와 특징에 따라 1차에서 4차 산업혁명으로 구분되며 1차 산업혁명은 1784년 증기기관 혁명과 기계화 생산 설비가 등장한 것을, 2차 산업혁명은 1870년 전기를 활용한 대량 생산으로 제조업이 확대된 것을, 3차 산업혁명은 1969년 컴퓨터를 활용한 정보화, 자동화 생산 시스템의 기틀이 마련된 것을 의미한다[6][12]. 그리고 현재에 해당하는 4차 산업혁명은 인공지능, 로봇, 가상현실, 빅데이터 등 첨단 과학기술을 통해 실재와 가상을 결합함으로써 사물과 환경을 지능적으로 제어하는 가상의 물리 시스템의 출현을 의미한다.
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참고문헌 (30)

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  29. Yoon, S.K.(2018). Social Studies Education in the Era of AI: Making a Relationship between Human and AI. Research in Social Studies Education, 25(2), 1-20. 

  30. Youn, J.Y., Kim, Y.M., So, J.H., Kim, Y. H.(2019). A Study on the Media Art STEAM Education Program Using Data Science and Artificial Intelligence. The Korean Society of Science & Art, 37(5), 265-276. 

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