Earticle

본 연구는 인간 지능의 가장 중요한 요소인 스토리텔링을 기반으로 한 인공지능 학습을 돕기 위해 구안된 인 공지능 스토리텔링 교육 프로그램이 학습 몰입도에 미치는 영향을 검증하는 데 목적이 있다. 이를 위해 16차시 분량의 인공지능 교육 프로그램을 설계하여 개발하고, 초등학교 5∼6학년군 영재 학생 19명을 대상으로 8주에 걸쳐 적용하였다. 인공지능 스토리텔링 교육 프로그램은 차시별 교수‧학습과정안과 이야기책의 형태로 개발되었 다. 인공지능 스토리텔링 교육 프로그램 적용 결과, 도전과 능력의 조화, 행위와 의식의 통합, 명확한 목표, 구체 적인 피드백, 과제에 대한 집중, 통제감, 자의식의 상실, 시간 감각의 왜곡, 자기 목적적 경험 등 학습 몰입도의 9가지 모든 하위 요소에서 평균 점수에 유의미한 향상이 나타났다. 즉, 인공지능 스토리텔링 교육 프로그램은 학 습 몰입도 향상에 효과적임을 확인할 수 있었다.

The purpose of this study is to verify the effect of artificial intelligence storytelling education program designed to help learning artificial intelligence based on storytelling, the most important element of human intelligence, on learning flow. To this end, a 16-hour artificial intelligence education program was designed and developed, and applied over 8 weeks to 19 gifted students in 5th and 6th grades of elementary school. Artificial intelligence storytelling education program was developed in the form of teaching and learning course plans for each class and storybooks. Artificial intelligence storytelling education program application results showed significant improvements in average scores in all 9 sub-factors of learning flow, including combination of challenges and abilities, integration of behavior and consciousness, clear goal, concrete feedback, focus on task, sense of control, loss of self-consciousness, Distortion of the sense of time, and self-purpose experience. In other words, it was confirmed that artificial intelligence storytelling education program was effective in improving learning flow.

인공지능 교육의 수요와 기대가 증가함에 따라 인공지능 교육의 효과성 증대를 위해 학습자의 인공지능에 대한 태도 선행 분석의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 초등학교 저학년을 위한 게임형 인공지능 교육 프로그 램을 개발한 후 전문가 타당도 검사를 통해 내용 타당도를 확보하였다. 인공지능 교육 프로그램을 적용하고 그 효 과를 분석한 결과, 프로그램 적용 이후 인공지능에 대한 학습자들의 태도가 통계적으로 유의미한 수준의 긍정적인 변화가 확인되었다. 게임형 인공지능 교육이 학습자의 인공지능에 대한 태도를 긍정적으로 형성하고 이후 진행될 인공지능 교육의 효과를 높이기 위해서는 초등학교 저학년의 인공지능 시수 확보 등 실질적인 학교 현장의 정책 이 마련되어야 한다.

As the demand and expectations of artificial intelligence education increase, the need for a prior analysis of learners' attitudes toward artificial intelligence is emerging to increase the effectiveness of artificial intelligence education. In this study, after developing a game-type artificial intelligence education program for the lower grades of elementary school, content validity was secured through expert validity tests. As a result of applying the artificial intelligence education program and analyzing its effects, a statistically significant level of positive change in learners' attitudes toward artificial intelligence after applying the program was confirmed. In order for game-type artificial intelligence education to positively form learners' attitudes toward artificial intelligence and increase the effectiveness of artificial intelligence education to be carried out later, practical school field policies such as securing artificial intelligence hours for the lower grades of elementary school should be prepared.

본 연구는 초등학생들의 인공지능에 대한 이미지를 긍정적으로 향상시키고자 하는 인지 모델링기반 인공지능 알고리즘 교육 프로그램의 개발에 관한 것이다. 먼저 인공지능 알고리즘 중 협력필터링의 개념을 분석하고 이를 인지모델링 방법을 활용하여 교육 프로그램을 개발하였다. 이후 전문가 타당도 검사를 통해 인지 모델링기반의 콘텐츠 개발 방법과 개발된 프로그램에 대한 적절성이 CVR .80 이상으로 타당함을 확인하였다. 개발 프로그램 은 초등학교 6학년 학생들에게 수업으로 적용하였고 형용사 단어 23쌍을 이용한 의미분별법을 이용하여 사전- 사후에 인공지능에 대한 학생들의 이미지 인식의 변화를 살펴보았다. 학생들의 인공지능에 대한 이미지는 총 23 개 단어 쌍 중 12개에서 유의미한 긍정적 변화를 확인할 수 있었다.

This study is about the development of AI algorithm education program using cognition modeling to positively improve students' image on AI. First, we analyzed the concept of user-based collaborative filtering and developed the education program using the cognition modeling method. We checked the adequacy of program through the expert validity test. Both CVR values for the content development method of cognitive modeling and the developed program showed validity above .80. We applied the developed program to elementary school students in class. The test was conducted using a semantic discrimination to examine changes in students' perception of artificial intelligence before and after. We were able to confirm that the students' AI images were significant positive change in 12 of the 23 words in the adjective pair.

최근 세계적으로 4차 산업혁명의 도래와 더불어 인공지능 기술이 우리 생활에 밀접하게 접근하고 있다. 학교 교육현장에서는 소프 트웨어 교육에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 인공지능 교육과 관련하여 개발된 프로그램은 많지 않다. 이에 본 연구는 2015 개정 교육과정을 바탕으로 초등학교 학교 현장에서 적용할 수 있는 인공지능 교육 프로그램 개발을 진행하였다. 제약만족문제 (CSP)를 중심 주제로 정하였고, 총괄목표는 ‘제약만족문제 해결을 경험하고, 제약만족문제를 해결하기 위한 인공지능 알고리즘을 이해하여 실생활에 도움이 되는 문제해결력을 신장한다.’로 설정하였다. 개발된 프로그램은 ADDIE 모형을 기반으로 하여 진행하였 다. 전문가 10명을 대상으로 두 번의 전문가 타당도를 진행해 타당성을 확보하였고, 제약만족문제 기반의 인공지능교육 언플러그드 프로그램을 개발하였다. 개발된 인공지능 언플러그드 프로그램이 앞으로 학교현장에서 인공지능교육을 실현하기 위한 자료로 활용 되길 기대한다.

With the advent of the fourth industrial revolution worldwide recently, artificial intelligence technology is approaching our lives closely. While research on software education is being actively carried out at school education sites, there are not many programs developed in relation to artificial intelligence education. Based on the 2015 revised curriculum, this study developed an artificial intelligence education program that can be applied at elementary school sites. Constraint satisfaction problem (CSP) has been set as the main theme, and the overall goal is to 'experience solving Constraint satisfaction problem and understand artificial intelligence algorithms to solve constraint satisfaction problems, thereby enhancing problem-solving skills that are helpful in real life. The developed program was based on the ADDIE model. Two expert feasibility studies were conducted on 10 experts to secure validity and an artificial intelligence education unplugged program based on constraint satisfaction issues was developed. It is hoped that the developed artificial intelligence unplugged program will be used as data to realize artificial intelligence education at school sites in the future.

본 연구에서는 인공지능 교육을 활용하여 생물 교육의 파충류와 양서류를 분류에 대한 이해를 높이고, AI(Artificial Intelligence) 역량을 증대할 수 있도록 탈학문적(Transdisciplinary) 융합 교육 프로그램을 개발하였 다. 중심 내용으로는 생물교육에서 오랫동안 다루어진 주제인 파충류와 양서류의 분류를 의사결정 트리 및 ML4K(Machine Learnig for Kids)를 활용하여 해결하는 것으로, 총 3차시 분량으로 설계하였다. 개발된 교육 프로 그램에 대하여 전문가 검토를 실시하였고, 그 결과 I-CVI 값이 .88~1.00을 나타내어 내용 타당도를 확보하였다. 이 교육 프로그램은 학습자들에게 정보 교육의 인공지능에 관한 학습 내용과 생물 교육의 척추 동물의 분류에 관한 학습 내용에 대해 동시에 학습할 수 있다는 강점이 있다. 또한, 인공지능 활용 부분에서는 인지 부하를 최소로 하도록 구성되 어 있기 때문에 모든 교사들이 쉽게 활용할 수 있다는 점이 특징이다.

In this study, a transdisciplinary convergence education program was developed to enhance the understanding for classification of reptiles and amphibians in biology education and also to increase AI (Artificial Intelligence) capability by using artificial intelligence education. The main content is to solve the classification of reptiles and amphibians that has been dealt with for a long time in biology education, using a decision tree and ML4K (Machine Learnig for Kids), it was designed for a total of 3 lessons. Experts review was conducted on the developed education program, as a result, the I-CVI(Item Content Validity Index) value was .88~1.00 so that can secure content validity. This education program has the advantage of being able to simultaneously learn about the learning contents of artificial intelligence in informatics and the classification of vertebrates in the biological education. In addition, since it is configured to minimize the cognitive load in the AI using part, it is characterized by the fact that all of any teachers can apply it their lesson easily.

이 연구는 초등학생들이 인공지능 학습원리에 대해 직관적으로 쉽게 이해할 수 있도록 입력 데이터(온도, 습도 등)와 출력 데이터(채소, 과일 등) 모두 생활 속에서 쉽게 접할 수 있는 형태의 스마트팜을 이용한 융합교육 프로그램을 개발하기 위해 수행하였다. 이를 위해 초등학교의 2015 교육과정에 따른 실과교과의 원예⋅sw⋅로봇 단원에 대한 내용 분석과 인공지능교육 내용 체계에 관한 선행연구 분석을 통해 스마트팜 적용이 쉬우며 인공지능 학습원리를 쉽게 설명해 줄 수 있는 구성 요소 13개와 성취 기준 16개를 선정하여 4회기(8차시) 분량의 인공지능 교육 프로그램과 스마트팜 기능이 들어있는 비닐하우스 교구를 개발하였다. 이 연구에서 개발한 융합교육 프로그 램은 추후 초등학생을 대상으로 하는 인공지능교육에 대한 다양한 교수학습자료 개발 시 참고자료로 활용할 수 있다.

This study was conducted to develop a convergence education program using smart farms with both input data(temperature, humidity, etc.) and output data(vegetables, fruits, etc.) that are easily accessible in everyday life so that elementary school students can intuitively and easily understand the principles of artificial intelligence(AI) learning. In order to develop this program, we conducted a prior study analysis of a horticulture, software, robot units in the 2015 Practical Arts curriculum and artificial intelligence education. Based on this, 13 components and 16 achievement criteria were selected, and AI programs of 4 sessions(a total of 8 hours). This program can be used as a reference when developing various teaching materials for artificial intelligence education in the future.

21세기 지식 정보 사회의 빠른 변화를 교사들이 수용하여 교육에 적용하여야 할 것이다. 빠른 변화의 중요한 축 이 인공지능에 자리매김하고 있기 때문에 초등학교부터 인공지능 교육을 해야 한다. 이런 변화에 발맞추어 초등학 교 교사들이 인공지능 교육을 위한 기본 역량을 갖추어야 한다. 이에 본 연구에서 초등학교 교사들을 위한 인공지 능 교육 프로그램을 개발하였다. 본 개발 내용은 첫 번째 단계에서는 인공지능 개념을 이해해야 것이고, 두 번째 단 계에는 인공지능 도구를 알고 적용할 수 있어야 하고, 마지막 단계는 인공지능 프로그램을 만들어 보고 적용하는 것이다. 이 단계를 적용하기 위하여 교사들에게 교육한 후에 현장 적용하고 평가하는 방법으로 실제 초등학교 교사 15명을 실험한 결과 초등학교에서 인공지능 교육을 담당할 교사들에게 유용한 교육 프로그램이 될 것 이다.

Rapid changes in the knowledge and information society of the 21st century should be embraced and applied to teachers. Since artificial intelligence(AI) is an important axis of rapid change, artificial intelligence education should be started from elementary school. This change requires elementary school teachers to have basic skills for AI education. In this study, an AI education program for elementary school teachers is developed. This development consists of three stages, the first stage is the understanding of artificial intelligence, the second stage is the understanding and application of artificial intelligence tools, and the final stage is the creation and application of artificial intelligence programs. 15 elementary school teachers were tested. The result of this study will be a useful educational program for teachers in charge of AI education in elementary school students.

본 연구는 IB PYP 프레임워크를 적용한 인공지능 교육 프로그램의 필요성을 분석하고 구체적인 프로그램을 제안한다. 이를 위해 2022 교육과정과 IB PYP 프레임워크를 비교 분석하고, IB PYP 학교 교사들을 대상으로 요구분석을 실시하였다. 요구분석 결과, 교사들은 인공지능 교육과 융합된 IB PYP 프로그램의 도입 필요성을 높게 인식했다. 제안된 프로그램은 학생들이 데이터 편향성을 이해하고 인공지능 원리를 바탕으로 코딩할 수 있 는 능력을 함양하며, 데이터 분석과 인공지능 알고리즘 설계를 포함한다. 또한, 사회 이슈를 활용한 교육 프로그 램을 제안하여 IB PYP 기반 인공지능 교육 프로그램이 한국 교육과정에 도입되어 학생들의 디지털 역량과 창 의적 사고를 함양하는 데 기여할 것으로 기대된다.

This study analyzes the necessity of an AI education program applied with the IB PYP (Primary Years Programme) framework and proposes a specific program. To achieve this, the study compares the 2022 curriculum with the IB PYP framework and conducts a needs analysis with teachers from IB PYP schools. The needs analysis results indicate that teachers highly recognize the necessity of introducing an AI education program integrated with the IB PYP framework. The proposed program aims to equip students with the ability to understand data bias and code using AI principles, including data analysis and AI algorithm design. Additionally, the program leverages social issues to create a practical educational setting. This integration of an IB PYP-based AI education program into the Korean curriculum is expected to enhance students' digital competencies and creative thinking.

2022 개정 교육과정에 인공지능 교육이 도입됨에 따라 교육 현장에서 인공지능 교육에 관한 관심이 높아지고 있고, 이에 맞춰 교육부 등 다양한 교육기관에서 인공지능 내용 기준 및 성취기준을 제시하고 있다. 하지만 현재 제시되고 있는 인공지능 내용 기준을 분석해보면 고학년에 국한되어 있는 경우가 많고 저학년 교육 내용을 제시 한 경우에도 학년 특성을 고려하지 않은 다소 어려운 내용이 포함되거나 학년간 교육 내용의 위계성이 부족한 경우가 많았다. 하지만 초등학생들을 위한 교육에서는 각 학년의 인지 능력을 고려한 교육 내용 설계가 필요하 다. 이를 위해 본 연구에서는 ‘학년 군별 인지 능력을 고려한 단계별 인공지능 교육프로그램’을 제안하여 전 학 년을 대상으로 인공지능 교육을 실시하는데 그 방향성을 제시하였다. 향후 학교 초등학교 전 학년을 대상으로 인공지능 교육이 확대 적용되려면 본 연구에서 제안한 교육프로그램을 바탕으로 교재와 교구를 개발하고 학교 현장에 적용해본 후 그 효과성을 확인하는 연구가 지속적으로 필요하다.

As artificial intelligence education is introduced in the 2022 revised curriculum, interest in artificial intelligence education is increasing in the educational field, and various educational institutions such as the Ministry of Education are presenting artificial intelligence content standards and achievement standards. However, if we analyze the currently presented artificial intelligence content standards, they are often limited to the upper grades, and even if the lower grade contents are presented, some difficult contents that do not consider the characteristics of the grade are included or the hierarchical level of the contents of education between grades is insufficient. However, in education for elementary school students, it is necessary to design educational contents considering the cognitive ability of each grade. To this end, this study suggested a 'step-by-step artificial intelligence education program considering the cognitive abilities of each grade group' and suggested the direction of artificial intelligence education for all grades. In order for artificial intelligence education to be applied to all grades of elementary school in the future, it is necessary to develop teaching materials and teaching aids based on the educational program proposed in this study, apply them to the school site, and continue research to confirm their effectiveness.

본 논문은 인공지능 기술의 발전에 따른 윤리적 문제를 최소화하기 위한 방안으로 인공지능 교육과 인공지능 윤리교육을 통합한 교육 프로그램을 제안하였다. 인공지능이 우리 생활 전반에서 활용되고 있지만, 오남용, 편향, 프라이버시 침해 등 윤리적 이슈 또한 증가하 고 있다. 이를 해결하는 방안으로 본 연구에서는 메타버스 환경의 온라인 학습과 오프라인 프로젝트 학습을 결합한 블렌디드 기반 인공 지능 통합 교육 프로그램을 제안하였다. 인공지능 통합 교육은 컴퓨팅 사고력 함양과 인공지능 윤리 역량 강화를 목표로 하는 인공지능 통합 교육 모델이다. 이 모델을 기반으로 인공지능을 이용한 문제 해결 프로세스를 적용한 사례를 제시하였다. 인공지능을 이용한 문제 해결 6단계를 기준으로 단계마다 필요한 인공지능 교육, 인공지능 윤리 요소, 컴퓨팅 사고력 요소를 배치하고 교육의 효과를 높일 수 있는 교수학습방법 및 평가 방안도 제시하였다. 이 프로그램을 통해 학생들은 인공지능을 이용한 문제 해결 과정에서 인공지능 윤리의 중요성을 인식하고 윤리적 판단을 실천할 수 있는 환경을 만들어 주었으며, 인공지능 교육의 목적인 컴퓨팅 사고력과 윤리적 실천 능력 을 강화하는 것을 목표로 설계하였다.

This paper proposes an educational program that integrates artificial intelligence (AI) education with AI ethics education as a means to minimize ethical issues arising from advancements in AI technology. While AI is increasingly utilized in various aspects of our lives, ethical concerns such as misuse, bias, and privacy violations are also on the rise. To address these challenges, this study presents a blended AI education program that combines online learning in a metaverse environment with offline project-based learning. The integrated AI education aims to foster computational thinking skills and enhance capabilities in AI ethics. Based on this model, case studies applying problem-solving processes using AI are provided. The program organizes necessary AI education, AI ethics elements, and computational thinking components at each of the six stages of AI-based problem solving. Additionally, effective teaching methods and assessment strategies are suggested to enhance educational outcomes. Through this program, students are encouraged to recognize the importance of AI ethics during the problem-solving process and to practice ethical judgment, thus achieving the dual goals of strengthening computational thinking skills and ethical practice in AI education.

본 연구는 급변하는 시대와 변화하는 교육 흐름을 따라 학생들이 갖춰야 할 미래 역량 중 하나인 인공지능 리터러시를 키우기 위해 웹드라마를 활용한 초등 인공지능 교육 프로그램을 개발하였다. 학생들이 유기적인 프 로그램 내에서 흥미와 몰입을 느끼도록 하고, 배움의 과정에서 맥락을 형성하기 위해 웹드라마를 사용했다. 또 한 프로그램을 인공지능 리터러시의 하위 요소인 AI 인식, AI 원리와 활용, AI 윤리, AI의 사회적 가치를 모두 경험할 수 있는 내용으로 구성하였다. 서울 소재 J초등학교 학생을 대상으로 12차시의 본 프로그램을 적용해본 결과, 학생들은 인공지능에 대한 흥미를 느끼고 수업에 몰입하였으며 인공지능 리터러시를 기른 것으로 확인된 다. 그러나 본 연구의 프로그램은 적은 인원의 학생에게 제한적으로 적용되었기에 효과성 검증의 일반화에 한계 가 있다. 웹드라마의 적절성에 대해서도 연구자에 따라 의견 차이가 있을 수 있다. 추후 초등 저·중학년에서 활 용이 가능한 웹드라마를 활용한 인공지능 교육 프로그램에 대한 후속 연구를 제안한다.

This study developed an elementary AI education program using web dramas to develop AI literacy, one of the future competencies of students. Web dramas were used to make students feel interested and immersed in program and to form contexts in the learning process. In addition, the program is composed of contents that allow students to experience all sub-elements of AI literacy. As a result of applying this program, it was confirmed that the students were interested in AI, immersed in the class, and developed AI literacy. However, since the program was limitedly applied to a small number of students, there is a limit to the generalization of effectiveness verification. There may also be differences of opinion on the appropriateness of web dramas depending on the researcher. I propose a follow-up study on artificial intelligence education programs using web dramas that can be used in the other grades of elementary school.

본 논문에서는 사물인터넷과 인공지능 교육의 필요성과 중요성을 인식하고, 학생들에게 이러한 기술에 대한 이해와 응용 능력을 제공하는 AI 클래스를 개발하고 적용하고자 하였다. 연구를 위해 인공지능 교육 프로그램 개발에 관한 선행 연구를 고찰하였고, 국내․외 인공지능 교육 플랫폼을 분석하였으며 이를 토대로 교육과정을 재 구성하여 IoT 기반 인공지능 교육 수업안을 개발 적용하였다. IoT 기반 인공지능 교육 프로그램 적용 전후 자 기주도적 학습역량, 창의적 역량, 사회 참여 역량, 공감 역량, 사회적 관계 역량은 모두 통계적으로 유의미하게 향상된 것으로 나타났다. 학생들이 현실 세계에서 성공적으로 IoT와 AI 기술을 활용할 수 있도록 다양한 방면으 로 지원이 이루어진다면 빠르게 변화하는 지능정보기술에 대한 이해와 적용 능력을 갖춘 인력 양성에 기여할 수 있을 것이다.

This paper recognizes the necessity and significance of education in the Internet of Things (IoT) and Artificial Intelligence (AI), aspiring to develop and implement an AI class that provides students with understanding and application abilities concerning these technologies. For the research, literature studies were conducted to review preceding studies for the development of an AI education program, and domestic and international AI education platforms were analyzed. Based on this, the educational curriculum was restructured, and an IoT-based AI education lesson plan was developed and applied. The application of the IoT-based AI education program demonstrated statistically significant enhancements in self-directed learning capabilities, creative capabilities, social participation capabilities, empathetic capabilities, and social relationship capabilities. It is anticipated that if support is provided in various ways to enable students to successfully utilize IoT and AI technologies in the real world, it can contribute to fostering personnel equipped with an understanding and application ability regarding the rapidly changing technologies in society.

인공지능은 빠른 속도로 발전하고 있으며 인공지능은 단순한 기술의 발달이 아니라 사회 전반의 다양한 측면에서 변화를 가져오고 있다. 기존의 시민성과 인공지능 시대에 요구되는 시민성은 확연히 차이가 있으며 이에 인공지능 교육은 인공지능 시대를 살아갈 전 시민을 대상으로 해야 하며, 원리나 활용뿐 아니라 가치와 태도에 대한 학습도 함께 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 인 공지능 시대를 살아가는 데에 필요한 소양을 인공지능 리터러시로 보고 인공지능 리터러시의 준거를 도출하였다. 또한 인공지능 리 터러시 향상을 위하여 지식, 기능, 태도 관련 교수‧학습모형을 구성하였다. 하나의 프로젝트를 통하여 인공지능 리터러시를 전반적 으로 향상 시킬 수 있는 주요 주제로 ‘설명 가능한 인공지능’을 선정하였다. 본 연구에서 도출한 인공지능 리터러시 준거를 바탕으 로 설명 가능한 인공지능 프로그램을 구성하였고 이는 초등학생을 대상으로 적용 가능하며 인공지능 리터러시 향상을 확인하였다.

Artificial intelligence(AI) is developing rapidly, and AI is not just developing technology, but is bringing about changes in various aspects of society. There is a clear difference between the existing citizenship and the citizenship required in the AI era, so AI education should be aimed at all citizens living in the AI era, and not only principles and utilization but also learning values and attitudes. In this study, the knowledge necessary to live in the AI era was viewed as AI literacy and the criteria for AI literacy were derived. In addition, a teaching and learning model was constructed to improve AI literacy. Through one project, 'Explained artificial intelligence(XAI)' was selected as the main topic that can improve AI literacy overall. An XAI program was constructed based on the AI literacy criteria derived in this study, which was applicable to elementary school students and confirmed the improvement of AI literacy.

본 연구에서는 인공지능에 대한 이해를 돕고 인공지능을 활용하여 실생활의 문제를 해결하는 경험을 제공하기 위한 중등 학생 대상 인공지능 교육 프로그램을 개발하고 교육의 효과성을 분석하고자 한다. 이전 연구에서 개발한 K-12 대상 인공지능 교육체계를 기반으로 설계한 교육 프로그램은 실생활의 문제 중에서 최근 이슈로 떠오르고 있는 자율주행 자동차를 주요 주제로 선정하여 총 12차시로 구성하였다. 소프트웨어 교육을 받은 경험이 있는 중등 학생을 대상으로 수업을 진행하고 교육의 효과성 분석과 수업 만족도를 분석하였다. 분석 결과 인공지능에 대한 이해와 인공지 능 효능감이 향상된 것으로 확인하였고, 수업 만족도는 교육 내용, 수업에 대한 재미, 수업의 난이도, 인공지능에 대한 흥미 등 모든 항목에서 높게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 중등 학생 대상 인공지능 교육을 위한 시사점을 제안하 였다.

This study aims to develop an AI education program for secondary school students to help understand AI and to provide an experience of solving real-life problems by using AI, and to analyze the effectiveness of education. The education program based on the AI education system for K-12 developed in the previous study was composed of a total of 12 lessons by selecting the self-driving cars, which is emerging as a recent issue among real life problems, as the main topic. Classes were conducted for secondary school students who had experience in software education, and the effectiveness of education and class satisfaction were analyzed. As a result of the analysis, it was confirmed that the understanding of AI and the sense of AI efficacy were improved, and the class satisfaction was high in all items such as educational content, fun in class, difficulty of class, and interest in AI. Based on these results, implications for AI education for secondary students were proposed.

본 연구는 교원의 AI디지털 역량을 직무와 단계별로 세분화하여 개발하고 이를 전문가를 통해 검증을 수행 한 것이다. 이를 위해 국내 교원연수 실태를 제시하고 해외의 다양한 교원연수 분야와 단계별 교원연수 사례 를 분석하였다. 이를 통해 직무와 단계별 교원연수의 필요성을 제시하였다. 교원의 AI디지털 총괄 역량과 4개 의 교원의 직무를 바탕으로 32개 AI디지털 도구 분야와 총 161개의 세부 AI디지털 교원역량을 개발하였다. 그 리고 20명의 관련 분야 전문가를 통해 2회의 델파이 조사를 통해 최종 159개의 AI디지털 역량을 확보하였다. 1차 델파이 조사에서 타당도를 통과하지 못한 대부분은 진입 단계에서 나타났으며 2개 역량은 제외하고 수정, 보완하여 159개의 역량을 개발하였다. 이 역량 지표를 이용하여 체계적인 교원연수 운영할 수 있을 것이다.

This study developed the AI digital competencies of teachers by dividing them into job-task and level categories, and validated them through experts. To do this, the current state of teacher training in Korea was presented, and various teacher training fields and step-by-step teacher training cases abroad were analyzed. Through this, the necessity of job-specific and step-by-step teacher training was presented. Based on the AI digital overall competency of teachers and four teacher jobs, 32 AI digital tool areas and a total of 161 detailed AI digital teacher competencies were developed. Then, two rounds of Delphi surveys were conducted with 20 experts in related fields to secure a final 159 AI digital competencies. Most of the items that did not pass the validity in the first Delphi survey appeared at the entry stage, and after excluding 2 competencies and revising them, 159 competencies were developed. This competence indicator can be used to effectively organize teacher training programs.

초등학교 소프트웨어 교육에서는 간단한 문제해결 과정을 통하여 프로그래밍 과정을 경험하고 있다. 그리고 이러한 경험조차도 문제 해결 과정을 CS Unplugged 활동으로 하도록 강조하는 실정이다. 하지만 CS Unplugged는 컴퓨팅 원리의 습득에 그치고 학습자가 실제 문제 해결의 처리 경험을 하지 못한다는 단점이 존재 한다. 본 연구에서는 초등학생들의 실제적 삶에서 부딪히는 문제들을 해결할 수 있는 역량을 기르는 것에 목표 를 두고 로봇 활용 인공지능 교육 프로그램을 개발하였다. 프로그램을 적용한 결과, 학생들은 개발된 프로그램을 통하여 실생활의 복잡한 문제를 인공지능의 관점으로 해결하고, 로봇 제어를 통하여 인공지능 교육에 대한 흥미 및 이해도가 높아질 수 있었다.

In elementary school software education, a programming process is experienced through a simple problem solving process. And even this experience emphasizes that the problem-solving process is a CS Unplugged activity. However, CS Unplugged has a disadvantage in that it only learns the principles of computing, and the learner cannot experience real problem solving. In this study, a learning program using artificial intelligence robots was developed with the goal of cultivating the ability to solve problems encountered in the real life of elementary school students. Students could solve complex problems in real life from the point of view of artificial intelligence through the developed program, and increase their interest and understanding of artificial intelligence education through robot control.

본 논문은 만 5세 대상 인공지능(AI) 교육 프로그램을 개발하기 위해 AI 교육에 대한 유아교사의 인식과 요구사 항들을 분석하는데 목적을 두고 있다. 연구방법은 ADDIE 모형의 1단계인 분석단계를 중심으로 AI 교육의 교육적 요소 를 추출하기 위해 설문조사 및 심층 인터뷰를 진행하였다. 연구결과는 첫째, 만 5세 대상 AI 교육은 놀이로서 자연스럽 게 받아들일 수 있는 유아교육 내용과 AI를 융합한 교육과정을 설계해야 한다. 둘째, 교사의 성찰을 반영할 수 있는 AI 교육의 평가도구가 체계적으로 개발되어야 한다. 셋째, 놀이중심의 AI 교육환경 지원 및 유아교사 대상 교육지원이 필요하다. 마지막으로 비교과 교육과정의 AI 교육 등을 고려하여 지속해서 유아교육 현장에서 운영될 수 있도록 시스템 을 구축해야 한다. 향후 만 5세 대상 놀이중심 AI 교육 프로그램을 개발하여 유아 대상의 AI 교육에 대한 인식을 확산하 고 학습자의 연령별, 단계별 AI 교육 접근방안을 제시할 것을 기대한다.

The purpose of this paper is to We analyze the perceptions and requirements of early childhood teachers for artificial intelligence(AI) education to develop an AI education program for 5-year-olds. As for the research methodology, we conducted a survey and an in-depth interview to extract the AI educational elements centering on the analysis stage, the first stage of the ADDIE model. The research result is that first, it is necessary to design a curriculum that combines the contents of early childhood education and AI education to be naturally accepted as AI education for 5-year-olds. Second, an evaluation tool for AI education that can showcase the teacher's reflection should be developed systematically. Third, it is necessary to support a play-centered AI education support and environment for early childhood teachers. Lastly, it is essential to establish a system that can be continuously operated in the field of early childhood education in consideration of AI education in the non-curricular curriculum. It is expected that in the future, a play-oriented AI education program for 5-year-olds will be developed to spread awareness of AI education for infants and present an AI education approach for each age and stage of learners.

전 세계적으로 인공지능 교육이 강조되며, 우리나라에서도 인공지능 교육이 화두가 되었다. 교육부는 놀이·체험 중심의 교육을 초등학교의 인공지능 교육 목표로 두었으며 2022 개정 교육과정에서는 인공지능을 활용한 실생활 문제 해결 역량과 창의적 사고 역량을 함양하는 데에 중점을 두었다. 따라서 본 연구에서는 학생 체험 중심의 노 벨엔지니어링을 활용하여 2022 개정 교육과정에서 중요시하는 인공지능 역량을 함양할 프로그램을 개발하였다. 노 벨엔지니어링 단계에 따라 총 10차시의 교육 프로그램을 인공지능 플랫폼 엔트리를 활용하여 개발했다. 개발한 프 로그램의 타당성 검증을 위해 전문가 집단의 타당도 검사를 진행하였다. 검사 결과 개발된 교육 프로그램은 타당 한 것으로 확인되었으며 전문가의 추가 의견에 따라 개선한 최종 프로그램을 제안하였다.

As AI education is emphasized around the world, AI education has also become a hot topic in Korea. The Ministry of Education set play-experience-oriented education as the goal of AI education in elementary schools, and the 2022 revised national curriculum focused on cultivating real-life problem solving capabilities and creative thinking capabilities using AI. Therefore, in this study, a program was developed to cultivate AI capabilities that are important in the 2022 revised national curriculum by using student experience-oriented Novel Engineering. A total of 10 sessions of education programs were developed using AI platform entries according to the stages of the Novel engineering. In order to verify the validity of the developed program, a validity test was conducted by a group of experts. As a result of the test, the validity was verified, and a final education program improved based on additional opinions from experts was proposed.

인공지능 기술의 발전은 사람들의 삶을 크게 변화시키고 있으며 이에 따라 인공지능의 긍정적인 면과 부정적 인 측면이 사회적 쟁점으로 나타나고 있다. 지속되는 인공지능 기술의 발전 과정에서의 오용을 막기 위해서는 올바른 인공지능 윤리 의식 함양이 필요하다. 또한 국제사회와 세계적 기업에서는 앞다투어 인공지능 윤리 기준 을 제시하고 있으며, 교육 분야에서도 인공지능 윤리의 중요성이 커지고 있다. 이에 본 연구에서는 독서토론을 활용한 인공지능 윤리 교육 프로그램을 통해 단순한 교육 방식이 아닌 학생이 직접 고찰하고, 토론을 통해 상호 작용하며 합의점을 도출할 수 있도록 하였다. 이를 통해 학생들이 다양한 정보를 종합할 수 있게 되고, 비판적 사고와 의사소통 능력의 향상과 함께 인공지능 윤리 의식의 함양에 긍정적인 영향을 줄 것이라 기대한다.

The development of artificial intelligence technology is greatly changing people's lives. Accordingly, the positive and negative aspects of artificial intelligence are appearing as social issues. In order to prevent misuse in the ongoing development of artificial intelligence technology, it is necessary to cultivate a correct artificial intelligence ethical mindset. Therefore, in this study, an artificial intelligence ethics education program using reading discussion was developed. Through this, it is not a simple educational method, but students can directly consider, interact through discussion, and draw consensus. It is expected that this will enable students to synthesize various information, improve critical thinking and communication skills, and have a positive impact on the cultivation of artificial intelligence ethics.