인공지능 윤리 역량 강화를 위한 교사 교육 모형 개발 연구 = Research on Developing a Teacher Education Model to enhance AI Ethics Competency|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The contemporary age has been marked by a significant paradigm shift towards digital transformation. In the context of the rapid advancements in digital technology, society is confronted with novel possibilities, which is accompanied by substantial changes in the educational sector. The Korean Ministry of Education has adopted digital education as its core policy, and education utilizing artificial intelligence, big data, and learning analytics is becoming more widespread. The government has distributed digitized textbooks to elementary, middle, and high schools nationwide. These applications include "Smart Mathematics Exploration Team" and "AI PengTalk." In the private sector, generative AI-based educational technology markets, including "ChatGPT," "Teachable Machine," and "Grammarly," are experiencing significant growth and being introduced into educational settings. Moreover, the 2022 revised curriculum 2022 includes artificial intelligence as an official subject. Additionally, the notion of "AI integrated education," which integrates artificial intelligence with subjectmatter education, is garnering increasing attention. Consequently, AI is precipitating substantial transformations in the content, methodologies, and direction of education. Education is thus undergoing a gradual evolution toward a novel paradigm of "AI-based education."
However, the integration of AI in educational settings presents both novel opportunities and significant challenges. As artificial intelligence (AI) technology continues to advance, concerns regarding social anxiety are escalating. For instance, AI errors can yield inaccurate feedback, and personal information leaks can result in violations of student privacy. This phenomenon can lead to a wide range of detrimental consequences, including physical and emotional distress, as well as the escalation of social issues. Consequently, in the context of education, the implementation of AI must be approached with caution, ensuring the preservation of the dignity of students, teachers, parents, and other stakeholders, as well as the upholding of public values. An approach that prioritizes efficiency and effectiveness without considering ethical implications can potentially compromise the fundamental principles of education. The utilization of AI should not be regarded as a mere declaration; rather, it should be acknowledged as a tangible issue that has the potential to jeopardize human dignity and the social responsibility of education.
Teachers play a critical role in the integration of AI into education, as they are responsible for designing and implementing lessons. Consequently, the training of educators is imperative for the responsible utilization of AI. However, the prevailing professional development programs for educators predominantly emphasize the practical application of AI tools, offering only limited attention to the ethical considerations surrounding these technologies. Consequently, it is imperative to implement comprehensive AI ethics training to empower educators to identify ethical issues, engage in critical reflection, and respond appropriately. The objective of this study is twofold: first, to develop educational principles and models for enhancing teachers' AI ethics competencies, and second, to empirically verify the validity and effectiveness of these models. To this end, the model research approach was employed. This approach is considered to be among the design and development research methodologies suitable for generating practical knowledge by linking theory and practice in the field of educational technology.
The study was conducted in three primary stages. First, a systematic literature review and interviews with current teachers were conducted to derive the theoretical foundations for educational principles and models, and to analyze educational needs. A review of existing AI ethics education goals, content, and methods was conducted, and individual interviews were carried out with eight in-service teachers, followed by thematic analysis. Secondly, based on the analysis results, initial educational principles and models were developed, and internal validity was ensured through repeated reviews by nine experts in educational technology, ethics, and AI. Thirdly, the developed model was utilized to design educational workshops, which were subsequently conducted with a total of 27 teachers. The effects and reactions to the educational intervention were assessed through the administration of AI ethics competency tests, the analysis of reflection journals, satisfaction surveys, focus group interviews (FGI), and observational studies. In light of these findings, we have subsequently formulated principles and models for teacher education that are designed to enhance AI ethics competencies.
As a result of the study, four educational principles were derived: 1) ethical motivation principle, 2) cooperative interaction principle, 3) AI utilization principle, and 4) teacher-centered contextualization principle. First, 1) the ethical motivation principle consists of ① utilizing actual cases to encourage teachers to accept AI ethics as their own issue, ② cultivating a solution-oriented attitude toward AI ethics issues among teachers, ③ stimulate teachers' ethical imagination by encouraging them to reflect on the sustainability of AI technology, ④ present ethical challenges and provide teachers with the experience of solving them on their own, and ⑤ internalize ethical problem-solving procedures through reflective activities. This principle aims to help teachers recognize AI ethics as a personal and practical issue and to foster active participation and internal motivation based on ethical responsibility.
Second, the principle of collaborative interaction consists of two specific principles: ① Encourage teachers to interact with others through collaborative tasks to accept others' perspectives and clarify their own perspectives, and ② Provide teachers with experiences to establish the basis for their ethical decisions through dilemma discussions. This principle aims to deepen and expand teachers' ethical judgments through diverse perspectives.
Third, 3) The principle of AI utilization consists of three specific principles: ① Guide teachers who lack a basic understanding of AI to understand how AI works through AI experience activities; ② Consider the characteristics of teachers (e.g., school level, digital familiarity, community characteristics, age, etc.) when selecting AI tools for learning content; ③ Verify teachers' understanding of AI when conducting AI practice activities, and adjust the difficulty of assignments and lessons accordingly. This principle is designed to enable teachers to directly experience technical principles and develop concrete solutions to actual ethical problems.
Fourth, 4) The principle of teacher-centered contextualization consists of three specific principles: ① Construct cases using familiar content that reflects the occupational nature of teachers; ② Present realistic dilemma situations that are relevant to the school context to promote teacher engagement; ③ Introduce teachers to the goals and content of AI ethics education for their students to motivate learning. This principle aims to increase engagement and improve practical skills by providing examples that reflect actual educational settings.
Reflecting these four principles, the final AI ethics education model for teachers consists of three stages: “Understanding AI Ethics Traits and Necessity,” “Analyzing AI Ethics Issues in Education,” and “Evaluating AI Ethics Issues in Education,” as well as basic knowledge areas of “AI Ethics Principles” and “AI Technology.” At the core of the education model lies an ethics dilemma case bank, which enables customized instruction, developing cognitive, critical, and creative ethical competencies gradually.
The first stage, entitled "Understanding AI Ethics Traits and Necessity," aims to facilitate a comprehensive understanding of the fundamental concepts and the indispensability of AI ethics principles. This stage offers a comprehensive overview of relevant ethical issues in AI, drawing from authentic educational scenarios to assist educators in recognizing ethical concerns as personal issues and fostering a comprehensive understanding of the underlying rationales for ethical reasoning. The subsequent stage, entitled "Analyzing AI Ethics Issues in Education," employs authentic case studies to methodically examine and critically evaluate ethical concerns. This stage provides personalized, customized dilemma cases and analyzes them from various perspectives. The objective of this analysis is to help teachers accept the perspectives of others and refine their own judgment criteria. Ultimately, this process clarifies their ethical judgment process. The third stage, entitled "Evaluating AI Ethics Issues in Education," aims to derive creative and practical ethical solutions. In this stage, participants establish priorities for various ethical values and establish practical plans that can be applied to actual educational situations. Through this process, teachers can connect ethical thinking to actual behavior and narrow the gap between ethical judgment and practice.
In order to enhance the ethical competencies of AI, the section entitled "Understanding AI Ethical Principles" presents fundamental ethical principles, including transparency, fairness, and accountability, in a conceptual manner. This clarifies the differences between laws, norms, guidelines, and ethical principles, and helps teachers design their own practical strategies through the meaning of ethical principles and actual application cases. The “Understanding AI Technology” area is divided into three sub-areas: “AI Concepts and Characteristics,” “AI Principles and Applications,” and “AI Utilization and Evaluation.” It consists of exploring the basic concepts and types of technology, exploring the actual operating principles, and finally utilizing and evaluating AI. These two areas of basic knowledge form the foundation for teachers' ability to use AI technology ethically.
Education model-based programs have been shown to result in increased teacher satisfaction and enhanced ethical competence. According to the results of a recent satisfaction survey, the average satisfaction score among teachers was 4.85, which is considered to be very high. Focus group interviews also reported improvements in critical thinking skills through ethical discussions and exchanges of diverse perspectives. Statistical analysis revealed a significant increase in AI ethical competency scores from 3.37 before the education to 4.30 after the education. Furthermore, reflection data analysis indicated changes in awareness of ethical practices in AI utilization as well as specific action plans. This finding underscores the efficacy of the educational model in fostering teachers' ethical knowledge, critical thinking skills, and ethical problem-solving abilities, thereby suggesting its potential for applicability across diverse educational settings.
In conclusion, this study developed educational principles and models to strengthen teachers' AI ethics competencies and verified their effectiveness through actual application. The results of this study were discussed in the context of the importance of social cooperation for ethical practice in AI-utilized education. The study also examined the effectiveness of dilemma discussion methods and case-based learning as educational strategies. Additionally, it explored the significance of reflection as an intervention strategy in adult education. Additionally, the potential for the expansion of the model to include teacher training and student education in the future was presented. The significance of this study lies in its establishment of a practical foundation for the shift from technology-centered education to ethics-centered education.
Educational technology has the responsibility to design the parameters of a new educational paradigm in the midst of the transitional period brought about by the digital transformation. Educational technology, as a field rooted in the tradition of technology-based education, should propose directions for the cultivation of specific expertise, along with the content and methods, within the new technological environment. This study presents a human-centered educational paradigm through AI ethics, reflecting on the essence of education from such a perspective. This study anticipates continued discussions toward "ethical AI-utilizing education," in which the inherent values of education and innovation can coexist harmoniously.

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국문 초록 (Abstract)

바야흐로 디지털 대전환 시대가 도래하였다. 유례없이 빠른 디지털 기술의 진보 속에서 사회는 새로운 가능성을 마주하고 있으며, 교육 역시 큰 변화를 겪고 있다. 교육부는 디지털 교육을 핵심 정책 기조로 채택하였고, 인공지능, 빅데이터, 학습분석 등을 활용한 교육이 확산되고 있다. 디지털 교과서가 전국 초·중·고등학교에 보급되었고, ‘똑똑! 수학탐험대’, ‘AI 펭톡’ 등 정부 주도 애플리케이션도 활발히 사용되고 있다. 민간에서도 ‘챗지피티(ChatGPT)’, ‘티처블 머신(Teachable Machine)’, ‘그래머리(Grammarly)’와 같은 생성형 인공지능 기반 에듀테크 시장이 성장하며 교육 현장에 도입되고 있다. 또한 2022 개정 교육과정에서는 인공지능 교과가 정식 과목으로 편성되었고, 인공지능과 교과 교육을 융합하는 ‘AI 융합 교육’의 개념도 확산되고 있다. 이처럼 AI는 교육의 내용, 방법, 방향에 근본적 변화를 일으키고 있으며, 교육은 점차 ‘AI 기반 교육’이라는 새로운 패러다임으로 전환되고 있다.
하지만 교육에서 AI 활용은 새로운 가능성인 동시에 도전적 과제이기도 하다. AI 기술이 고도화될수록 사회적 불안도 커지고 있다. 예를 들어 AI의 오류는 잘못된 피드백을 제공할 수 있고, 개인정보 유출은 학생의 프라이버시 침해로 이어질 수 있다. 이는 신체적·정서적 피해로 연결될 수 있으며, 더 나아가 사회적 문제로 확산될 수 있다. 따라서 교육에서는 학생, 교사, 학부모 등 주체의 존엄성과 공공의 가치를 보장하는 방향으로 AI를 신중하게 활용해야 한다. 윤리적 고려 없이 효율성과 효과만을 강조하는 접근은 교육의 본질을 훼손할 수 있다. AI 활용은 단순한 선언이 아니라, 인간 존엄성과 교육의 사회적 책임을 위협할 수 있는 실질적 문제로 인식되어야 한다.
AI를 교육에 도입하는 과정에서 교사는 수업 설계와 실행을 책임지는 핵심 주체이다. 따라서 AI 활용의 윤리적 실천을 위해 교사 대상 교육이 필수적이다. 그러나 현재 교사 연수는 AI 도구 활용에 집중되어 있으며, AI 윤리는 단편적으로만 다뤄지고 있다. 따라서 교사가 윤리적 문제를 인식하고, 비판적으로 성찰하며, 합리적으로 대응할 수 있도록 체계적인 AI 윤리 교육이 필요하다. 본 연구는 이러한 문제의식에서 출발하여, 교사의 AI 윤리 역량 강화를 위한 교육 원리와 모형을 개발하고 그 타당성과 효과를 실증적으로 검증하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 교육공학 분야에서 이론과 실제를 연계하여 실천적 지식을 생성하는 데 적합한 설계·개발 연구 방법론 중 모형 연구 접근법을 적용하였다.
연구는 크게 세 가지 단계로 진행되었다. 첫째, 체계적 문헌 고찰과 현직 교사 면담을 통해 교육 원리 및 모형의 이론적 기반을 도출하고 교육 요구를 분석하였다. 기존 AI 윤리 교육의 목표, 내용, 방법을 검토하고, 교사 8인을 대상으로 개별 면담을 진행하여 주제 분석을 실시하였다. 둘째, 분석 결과를 바탕으로 초기 교육 원리와 모형을 개발하고, 교육공학·윤리학·AI 분야 전문가 9인의 반복적 검토를 통해 내적 타당성을 확보하였다. 셋째, 개발된 모형을 기반으로 수업을 설계하고, 교사 27명을 대상으로 워크숍을 실시하였다. AI 윤리 역량 검사, 성찰 일지 분석, 수업 만족도 조사, 포커스 그룹 인터뷰(FGI), 수업 관찰을 통해 교육에 대한 반응과 효과를 확인하였다. 이러한 결과를 반영하여 최종적으로 AI 윤리 역량 강화를 위한 교사 교육 원리와 모형을 도출하였다.
연구 결과 도출된 네 가지 교육 원리는 1) 윤리적 동기부여 원리, 2) 협력적 상호작용 원리, 3) AI 활용 원리, 4) 교사 중심 맥락화 원리로 구성된다. 첫째, 1) 윤리적 동기부여의 원리는 ① 실제 사례를 활용하여 교사가 AI 윤리를 나의 문제로 받아들이도록 하라, ② 교사가 AI 윤리 문제에 대한 해결 지향적인 태도를 함양하도록 하라, ③ AI 기술의 지속 가능성에 대해 성찰하도록 교사의 윤리적 상상력을 자극하라, ④ 윤리적 도전과제를 제시하고 이를 교사 스스로 해결하는 경험을 제공하라, ⑤ 성찰활동을 통해 교사가 윤리적 문제해결 절차를 내면화하도록 하라의 다섯 가지 세부 원리로 구성되었다. 이 원리는 교사가 AI 윤리를 개인적이고 실천적인 문제로 인식하며, 윤리적 책임감을 바탕으로 적극적인 참여와 내면적 동기 형성을 목표로 한다.
둘째, 2) 협력적 상호작용의 원리는 ① 협력 과제를 통해 타인과 상호작용하여 타인의 관점을 수용하고, 자신의 관점을 명확히 할 수 있도록 하라, ② 딜레마 토론을 통해 자신의 윤리적 결정에 근거를 세우는 경험을 제공하라의 두 가지 세부 원리로 구성된다. 이 원리는 교사들이 다양한 관점을 통해 자신의 윤리적 판단을 심화하고 확장하는 것을 목표로 한다.
셋째, 3) AI 활용의 원리는 ① AI에 대한 기초 이해가 없는 교사가 AI 체험 활동을 통해 AI의 작동 원리를 이해하도록 유도하라, ② 학습 내용으로 다룰 AI 도구 선정 시 교사의 특성(예: 학교급, 디지털 친숙도, 지역 특성, 나이 등)을 고려하라, ③ AI 실습 시 교사의 AI에 대한 이해도를 확인하고, 이에 맞춰 과제와 수업 난이도를 조절하라의 세 가지 세부 원리로 구성되었다. 이 원리는 교사가 기술적 원리를 직접 체험하고, 실제 윤리적 문제해결 방안을 구체적으로 마련할 수 있도록 설계되었다.
넷째, 4) 교사 중심의 맥락화의 원리는 ① 교사의 직업적 특성을 반영하여 교사에게 친숙한 내용으로 사례를 구성하라, ② 학교 맥락에 부합하는 실제적 딜레마 상황을 제시하여 교사의 몰입을 촉진하라, ③ 교사가 가르칠 학생들이 배우는 AI 윤리 교육의 목표와 내용을 제시하여 학습의 동기를 부여하라의 세 가지 세부 원리로 구성되었다. 이 원리는 실제 교육 현장과 직무 특성을 반영한 사례를 제공하여 높은 몰입도와 실천력 제고를 목표로 한다.
이러한 네 가지 원리를 반영한 최종 교사의 AI 윤리 역량 강화 교육 모형은 ‘AI 윤리 속성 및 필요성 이해’, ‘AI 윤리 이슈 분석’, ‘AI 윤리 이슈 평가’의 세 단계와 ‘AI 윤리 원칙’, ‘AI 기술’이라는 기반 지식 영역으로 구성된다. 교육 모형의 중심에는 윤리 딜레마 사례은행이 포함되어 맞춤형 수업을 지원하며, 인지적, 비판적, 창의적 윤리 역량을 단계적으로 함양하도록 설계되었다.
첫 번째 단계 ‘AI 윤리 속성 및 필요성 이해’는 AI 윤리 개념의 본질과 필요성을 명확히 인식하도록 구성되었다. 이 단계에서는 실제 교육 현장의 AI 윤리 이슈 사례를 제공하여 교사가 윤리 문제를 개인 문제로서 자각하고, 윤리적 사고가 필요한 이유를 스스로 내면화할 수 있도록 돕는다. 두 번째 단계 ‘교육에서 AI 윤리 이슈 분석’에서는 실제 사례를 중심으로 윤리적 이슈를 구조적으로 탐색하고 비판적으로 분석한다. 이 단계에서는 개인화된 맞춤형 딜레마 사례를 제공하고, 이를 다양한 관점에서 분석하여 타인의 관점을 수용하고 자신의 판단 근거를 정교화하며, 최종적으로 자신의 윤리적 판단 과정을 명료하게 정리하는 활동이 이루어진다. 세 번째 단계 ‘교육에서 AI 윤리 이슈 평가’는 창의적이고 실천할 수 있는 윤리적 해결책을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이 단계에서는 다양한 윤리 가치의 우선순위를 설정하고 실제 교육 상황에 적용할 수 있는 실천 계획을 수립한다. 이를 통해 교사들은 윤리적 사고를 실제 행동으로 연결하며 윤리적 판단과 실천의 간극을 좁힐 수 있다.
AI 윤리 역량 강화를 위한 기반 지식인 ‘AI 윤리 원칙 이해’ 영역은 교사가 투명성, 공정성, 책임성 등 핵심 윤리 원칙을 개념적으로 이해하고 실제 교육 현장에서 어떻게 적용되는지를 제시한다. 이는 법, 규범, 지침과 윤리 원칙 간의 차이를 명확히 하고, 윤리 원칙의 의미와 실제 적용 사례를 통해 실천 전략을 스스로 설계할 수 있도록 돕는다. ‘AI 기술 이해’ 영역은 ‘AI 개념 및 특성’, ‘AI 원리 및 적용’, ‘AI 활용 및 평가’의 세 가지 하위 영역으로 나뉘며, 기술의 기본 개념과 유형을 탐색하고, 실제 작용 원리를 탐색하며, 최종적으로 AI를 활용하고 평가해 보는 영역으로 이루어진다. 이러한 두 기반 지식은 교사가 AI 기술을 윤리적으로 활용할 수 있는 역량의 토대가 된다.
개발된 교육 모형 기반 프로그램은 교사의 높은 만족도와 윤리 역량 향상을 이끌어냈다. 만족도 조사 결과, 교사들의 평균 만족도는 4.85로 매우 높았으며, FGI 면담에서도 윤리적 토론과 다양한 관점의 교류를 통한 비판적 사고력 향상 경험이 보고되었다. 통계적 분석 결과, AI 윤리 역량 점수가 교육 전후로 3.37에서 4.30으로 유의하게 증가하였으며, 성찰 자료 분석 결과에서도 AI 활용의 윤리적 실천에 대한 인식 변화와 구체적인 실천 계획이 관찰되었다. 이는 본 교육 모형이 교사의 윤리 지식, 비판적 사고력, 윤리적 문제 해결력 향상에 효과적임을 보여주며, 다양한 교육 현장에의 적용 가능성을 시사한다.
결론적으로 본 연구는 교사의 AI 윤리 역량을 강화하기 위한 교육 원리와 모형을 개발하고, 실제 적용을 통해 그 효과를 검증하였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 AI 활용 교육의 윤리적 실천을 위한 사회적 협력의 중요성, 교육 전략으로서 딜레마 토의 기법과 사례 기반 학습의 효과, 성인 교육에서 개입(intervention) 전략으로서 성찰의 의미 등에 대하여 논하였다. 또한 향후 교사 연수 및 학생 대상 교육으로의 확산 가능성도 제시하였다. 본 연구는 기술 중심 교육에서 윤리 중심 교육으로의 전환을 위한 실천적 기반을 제시했다는 점에서 의의가 있다.
교육공학은 디지털 대전환으로 인한 과도기적 상황에서 새로운 교육 패러다임의 외연을 설계해 나가야 한다. 테크놀로지 기반 교육의 전통을 바탕으로, 새로운 기술 환경에서 어떤 인재를 어떤 내용과 방법으로 양성할지에 대한 방향을 제시해야 한다. 본 연구는 이러한 관점에서 교육의 본질을 고려한 인간 중심 교육 패러다임을 AI 윤리를 통해 제시한다. 본 연구를 통해 ‘교육의 본질’과 ‘혁신’이 조화롭게 공존하는 ‘윤리적 AI 활용 교육’을 향한 논의가 이어지기를 기대한다.

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바야흐로 디지털 대전환 시대가 도래하였다. 유례없이 빠른 디지털 기술의 진보 속에서 사회는 새로운 가능성을 마주하고 있으며, 교육 역시 큰 변화를 겪고 있다. 교육부는 디지털 교육을 ...