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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이영준
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한국교원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수40
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인공지능(Artificial Intelligence)은 디지털 대전환의 핵심 기술이자 4차 산업 혁명의 주역으로 주목받고 있으며 다양한 산업 분야의 혁신을 일으켰다. 미래에는 인공지능 역량을 갖춘 인재가 국가 경쟁력을 좌우할 것이므로 성공적인 인재를 양성하기 위하여 정부 차원에서 다양한 교육 정책을 추진하고 있다.
교육부는 2022 개정 교육과정에서 실생활에서 발생하는 문제 해결 과정을 간단한 프로그램으로 구현하는 초등학교 교육과정안을 제시하며 인공지능 기술을 활용한 문제 해결력 함양을 강조하였다. 또한 학생 스스로 무엇을 학습할지 선택하는 과정에서 스스로의 학습에 책임감을 가지고 주도적으로 학습을 이끌어 나가는 자기주도적인 사람이 되는 것을 교육 목표로 설정하였다.
이에 본 연구는 실생활의 문제를 바탕으로 이를 해결하는 과정에서 자기주도적 학습 능력 및 문제 해결 능력을 향상시키는 문제중심학습 모형을 기반으로 한 인공지능 교육 프로그램을 개발하고 이를 현장에 적용하여 초등학교 학생들의 자기주도적 학습 능력 및 인공지능 학습 성취도 향상에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 이를 위해 현행 교육과정을 분석하고, 국내외 인공지능 내용 요소들을 추출한 후 문제중심학습 모형 절차에 따라 지도학습의 원리 및 데이터의 중요성에 대해 이해하는 총 6차시의 인공지능 교육 프로그램을 개발하였다.
6학년 4학급 중 2학급의 실험집단에는 문제중심학습 기반 인공지능 교육을 적용하였고, 통제집단에는 전통적 강의식 수업으로 인공지능 교육을 실시하여 개발한 프로그램의 효과성을 검증하였다. 본 연구의 결과, 문제중심학습 인공지능 교육 프로그램을 받은 집단은 전통적인 수업을 받은 집단에 비해 자기주도적 학습 능력에는 유의한 향상을 확인할 수 없었으나, 인공지능 학습 성취도 검사에서 유의하게 높은 결과를 나타내었다.
본 연구의 결과를 바탕으로 인공지능 개념과 원리를 다룬 다양한 교육 프로그램이 개발되어 학생들이 인공지능을 교육적으로 활용할 수 있는 기회가 확장되기를 바란다.
교육부는 2022 개정 교육과정에서 실생활에서 발생하는 문제 해결 과정을 간단한 프로그램으로 구현하는 초등학교 교육과정안을 제시하며 인공지능 기술을 활용한 문제 해결력 함양을 강조하였다. 또한 학생 스스로 무엇을 학습할지 선택하는 과정에서 스스로의 학습에 책임감을 가지고 주도적으로 학습을 이끌어 나가는 자기주도적인 사람이 되는 것을 교육 목표로 설정하였다.
이에 본 연구는 실생활의 문제를 바탕으로 이를 해결하는 과정에서 자기주도적 학습 능력 및 문제 해결 능력을 향상시키는 문제중심학습 모형을 기반으로 한 인공지능 교육 프로그램을 개발하고 이를 현장에 적용하여 초등학교 학생들의 자기주도적 학습 능력 및 인공지능 학습 성취도 향상에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 이를 위해 현행 교육과정을 분석하고, 국내외 인공지능 내용 요소들을 추출한 후 문제중심학습 모형 절차에 따라 지도학습의 원리 및 데이터의 중요성에 대해 이해하는 총 6차시의 인공지능 교육 프로그램을 개발하였다.
6학년 4학급 중 2학급의 실험집단에는 문제중심학습 기반 인공지능 교육을 적용하였고, 통제집단에는 전통적 강의식 수업으로 인공지능 교육을 실시하여 개발한 프로그램의 효과성을 검증하였다. 본 연구의 결과, 문제중심학습 인공지능 교육 프로그램을 받은 집단은 전통적인 수업을 받은 집단에 비해 자기주도적 학습 능력에는 유의한 향상을 확인할 수 없었으나, 인공지능 학습 성취도 검사에서 유의하게 높은 결과를 나타내었다.
본 연구의 결과를 바탕으로 인공지능 개념과 원리를 다룬 다양한 교육 프로그램이 개발되어 학생들이 인공지능을 교육적으로 활용할 수 있는 기회가 확장되기를 바란다.
목차
Ⅰ. 서론 11. 연구의 필요성 및 목적 12. 연구의 내용 및 방법 33. 연구의 제한점 44. 용어의 정의 5가. 문제중심학습(Problem-based Learning) 5나. 자기주도적 학습 능력 6다. 인공지능 학습 성취도 6Ⅱ. 이론적 배경 71. 인공지능 교육 7가. 국내외 인공지능 교육 현황 7나. 초등학교 인공지능 교육 연구 현황 92. 문제중심학습(Problem-based Learning) 10가. 문제중심학습의 개념 10나. 문제중심학습의 프로세스 11다. 문제중심학습 기반 교육 효과 분석 관련 연구 143. 자기주도적 학습 능력 15가. 자기주도적 학습 능력의 정의 15나. 자기주도적 학습의 학습 원리 17다. 자기주도적학습 능력의 특성 요소 184. 인공지능 교육의 효과 측정 도구 20Ⅲ. 문제중심학습 기반 인공지능 교육 프로그램 개발 221. 프로그램 개발 목적 222. 프로그램 개발 전략 및 절차 233. 프로그램 단계별 활동 설계 24가. 교육과정 분석을 통한 학습 준거 추출 24나. 초중등 인공지능 교육 내용 기준에 의한 수업 내용 선정 25다. 인공지능 학습 요소를 통한 학습 주제 선정 27라. 문제중심학습 모형에 따른 수업 설계 28마. 수업 활동 및 차시별 지도 계획 30바. 전문가 검토 및 수정 32Ⅳ. 연구 방법 351. 연구 절차 352. 연구 가설 363. 연구 설계 364. 연구 대상 385. 검사 도구 38가. 자기주도적 학습 능력 검사 도구 38나. 인공지능 학습 성취도 검사 도구 406. 자료 분석 및 처리 방법 43Ⅴ. 연구 결과 441. 자기주도적 학습 능력 사전 검사 결과 442. 집단 간 사후 검사 결과 46가. 자기주도적 학습 능력 결과 46나. 인공지능 학습 성취도 검사 결과 473. 검사 결과의 논의 48Ⅵ. 결론 및 제언 50참고문헌 53ABSTRACT 58부록 60
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