초록 ▼

□ 연구개요
최근 인공지능 교육의 전세계적인 확산에 발맞추어 초등 수준에서 인공지능 교육을 제공할 수 있는 교수-학습 플랫폼과 콘텐츠를 개발하고, 인공지능 교육 모델을 제안하여 초등 대상의 인공지능 교육의 효과성을 분석하는 연구임

□ 연구 목표대비 연구결과
□ 초등 학습자를 위한 인공지능 교수-학습 플랫폼 개발
○ 과학실험에 기반한 빅데이터 수집 도구 개발
- 학생들이 직접 실험한 데이터나 NASA 등에서 제공하는 과학 데이터 등을 효과적으로 수집할 수 있는 과학실험 기반 빅데이터 수집 도구 개발<

□ 연구개요
최근 인공지능 교육의 전세계적인 확산에 발맞추어 초등 수준에서 인공지능 교육을 제공할 수 있는 교수-학습 플랫폼과 콘텐츠를 개발하고, 인공지능 교육 모델을 제안하여 초등 대상의 인공지능 교육의 효과성을 분석하는 연구임

□ 연구 목표대비 연구결과
□ 초등 학습자를 위한 인공지능 교수-학습 플랫폼 개발
○ 과학실험에 기반한 빅데이터 수집 도구 개발
- 학생들이 직접 실험한 데이터나 NASA 등에서 제공하는 과학 데이터 등을 효과적으로 수집할 수 있는 과학실험 기반 빅데이터 수집 도구 개발
○ 피지컬 컴퓨팅과 메카트로닉스 도구를 통한 빅데이터 수집 도구 개발
- 센서를 통해 수집된 데이터 값을 실시간으로 확인 가능하고, 수집된 센서 값을 이용하여 인공지능 및 사물인터넷과 효과적인 연계가 가능한 수집 도구 개발
○ 블록형 프로그래밍 언어 기반 인공지능 프로그래밍 도구 개발
- 인공지능의 원리와 특징을 이해하고, 기계학습의 과정을 통해 도출되는 결과를 학생이 직접 구체적으로 확인할 수 있는 블록형 프로그래밍 언어 기반의 프로그래밍 도구 개발
□ 초등 학습자를 위한 인공지능 교육 콘텐츠 개발
○ 초등 수준의 과학실험을 통해 데이터를 수집하고, 인공지능을 통해 결과를 예측하거나 판별하는 과학컴퓨팅 교육 콘텐츠 개발
- 초등 과학 교육과정을 분석하여 인공지능과 효과적으로 연계 가능한 교육 내용 발굴
- 발굴된 교육 내용을 바탕으로 인공지능과의 연계 방안 등을 고려한 핵심주제 제시
- 교육현장에서 활용 가능한 교수학습 방법, 교육 자료, 학습지 등을 교육 콘텐츠 형태로 개발
○ 초등 수준에서 조작할 수 있는 센서를 활용하여 데이터를 수집하고, 인공지능을 통해 분류하거나 판단할 수 있는 피지컬 컴퓨팅 및 메커트로닉스 교육 콘텐츠 개발
- 학습자의 흥미나 관심을 고려하여 실생활과 관련 있는 주제를 문제해결 중심으로 제시
- 사용된 센서의 종류와 인공지능 프로그래밍 난이도를 고려하여 수준별 콘텐츠 개발
- 인공지능과 연계하여 수집된 데이터를 이용하여 분류하고 판단하는 교육 콘텐츠 개발
□ 초등 학습자를 위한 인공지능 교육모델 개발 및 효과성 분석
○ 인지적 구성주의 기반 교육모델을 제안하고, 교육적인 효과성 분석
- 초등 학습자의 특성을 고려하여 인지발달 수준에 적합한 형태로 콘텐츠 제공방식을 구성하고, 수업단계를 조직화하여 교육모델을 제안
○ 제안하는 인공지능 교수-학습 플랫폼과 콘텐츠의 교육적인 효과성을 분석하기 위해 학습자의 인지적 수준의 변화를 분석
- 문제해결능력, 컴퓨팅 사고력 등의 인공지능 교육과 관련된 인지적 수준을 측정

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
□ 인공지능 교육 요구 확대에 따른 과학적 인력양성 필요성 증대
○ 정부의 인공지능 분야 투자액 증가 및 국내 주요 기업 인공지능 투자 확대
- 인공지능 산업 확대에 따른 AI 인력양성 필요
- 효과적인 인공지능 인재 양성을 위한 인공지능 교육 플랫폼, 콘텐츠 확보 필요
□ 컴퓨팅 사고력 기반의 인공지능 교육, 정보교육-SW교육-인공지능 교육의 연계
○ 21세기 학습자가 반드시 갖추어야 할 역량인 컴퓨팅 사고력 향상 필요
- SW교육을 통해 추구하는 인재는 컴퓨팅 사고력을 가진 창의, 융합 인재임
- 정보교육과 SW교육이 연계된 인공지능 교육을 통해 학습자의 컴퓨팅 사고력 향상 기대
□ 인공지능 교육의 확대, 보급, 확산
○ 미래사회를 대비하는 모두를 위한 인공지능 교육
- SW교육을 넘어 인공지능을 포함한 심화 교육을 2020년부터 초․중․고 실시
- 다가오는 미래사회에 대비하기 위해 모두를 위한 인공지능 교육 보급 및 확산 필요
□ 교육 공학적인 측면에서 과학적인 교육의 효과 분석의 필요
○ 기존의 교육과 관련된 연구들이 과학적인 타당성이 부족
- 교육의 효과를 과학적으로 측정하고 평가할 수 있는 방법을 적용할 필요가 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 목적 ... 4
• 나. 필요성 ... 4
• 다. 목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 가. 인공지능 교수-학습 플랫폼 개발 및 콘텐츠 개발 ... 6
• 나. 현장 적용의 일원화된 체계를 구축 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 가. 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 나. 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 다. 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 가. 인공지능 인력양성의 기틀을 마련하는 기초연구 ... 10
• 나. 인공지능 교육의 국내외 보급·확산 ... 10
• 다. 교수-학습 플랫폼, 콘텐츠, 교육모델이 연계된 패키지 형태로 통합된 형태로 제공할 수 있고, 초등 인공지능에 대한 교육 대상을 손쉽게 확대할 수 있음 ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 6. 자체점검표 ... 11
• 7. 참고문헌 ... 11
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 14
• 끝페이지 ... 24