활동중심 인공지능(AI) 윤리 교육 프로그램의 인지유형별 학습효과 분석 = An Analysis of Learning Effects by Cognitive Style in an Activity-Based Artificial Intelligence (AI) Ethics Education Program

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 인공지능(AI) 윤리 교육 프로그램이 학습자의 인지유형에 따라 어떠한 교육적 효과를 보이는지를 분석하고, 그 결과를 토대로 인지적 특성에 부합하는 적절한 교육 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다.
4차 산업혁명 시대의 도래와 함께 인공지능(AI) 기술은 사회 전반에 걸쳐 빠르게 확산되고 있다. 특히 AI 기술의 윤리적 활용과 책임 있는 태도 함양은 교육 현장에서 중요한 과제로 부상하고 있다. 2022 개정 교육과정에서는 인공지능을 독립된 학습 영역으로 규정하고 있으며 기술적 이해를 넘어 사회적·윤리적 함의를 포괄적으로 다루는 실천 중심의 교육이 강조되고 있다.
그러나 실제 학교 현장에서는 여전히 기술 중심의 지식 전달에 치우친 수업이 주를 이루고 있다. 학습자의 인지적 특성이나 사고유형을 고려한 맞춤형 교육 전략은 충분히 마련되지 못하고 있는 실정이다. 이러한 배경 속에서 본 연구는 인지유형에 따른 교육 효과의 차이를 실증적으로 분석하고 인공지능 윤리 교육의 실천적 효과성을 높이기 위한 이론적 및 실천적 기반을 제공하고자 한다.
본 연구는 특성화고등학교에 재학 중인 2·3학년 학생들을 대상으로 실시되었다. 인공지능 윤리 교육 프로그램을 설계하고 학습자의 인지유형을 장의존형(Field Dependent), 중간형(Intermediate Type), 장독립형(Field Independent)으로 구분한 후 인지유형별 프로그램 효과를 확인하였다.
교육 프로그램은 총 5차시로 구성되었다. 주요 내용은 인공지능의 기본 개념 이해, AI와 인간의 공존 문제, 데이터 문제, 편향성, 자율주행차의 윤리적 딜레마, 사회적 대응 및 정책 수립과 같은 주제를 중심으로 설계되었다. 각 차시에서는 학습자 참여를 유도하는 과제 기반 활동이 포함되었으며, 예를 들어 AI 이미지 분류 실습, 데이터 편향 사례 탐색, 자율주행 시나리오에 대한 윤리적 판단 선택 등이 이에 해당한다.
학습 효과는 각 과제의 수행 결과를 바탕으로 분석되었으며, AI 분류와 수행도, 윤리적 판단력 측면에서 인지유형 간 유의미한 차이가 나타났다. 분석 결과 장의존형 학습자는 협동 활동 및 사회적 맥락을 고려하는 상황에서 우수한 반응을 나타냈고, 장독립형 학습자는 자기주도적 탐구와 논리적 사고를 요구하는 분석 중심의 과제에서 높은 성취를 보였다. 중간형 학습자는 양측 특성을 부분적으로 포함하며 비교적 안정적이고 균형 잡힌 학습 결과를 도출한 것으로 나타났다.
또한, 학습자들이 활동 과정에서 작성한 개방형 질문을 통해 인공지능이 지니고 있는 다양한 윤리 문제에 대한 인식이 심화되었음을 확인할 수 있었다. 더불어 많은 학습자들이 책임 있는 기술 활용의 중요성을 자각하고 이를 내면화하는 태도 변화를 보였다는 점에서 본 교육 프로그램이 윤리적 실질적인 효과가 있었음을 시사한다.
이와 같은 결과는 인공지능 윤리 교육이 학습자의 사고 특성에 부합하는 방식으로 윤리적 이해를 함양할 수 있음을 보여준다. 따라서 본 연구는 향후 인공지능 윤리 교육의 방향을 설정함에 있어 학습자의 인지적 특성을 반영한 교육 설계가 필요함을 강조하며 실천 중심의 윤리 교육을 구현하기 위한 기초 자료로서 활용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to analyze the educational effectiveness of an artificial
intelligence (AI) ethics education program based on learners’ cognitive
styles and to propose appropriate instructional strategies tailored to their
cognitive characteristics. As AI technologies continue to spread rapidly
across society in the era of the Fourth Industrial Revolution, cultivating
ethical awareness and responsible attitudes has become a key educational
priority. The 2022 revised national curriculum in South Korea highlights AI
as an independent learning domain and emphasizes a practice-oriented
approach that addresses not only technical understanding but also social
and ethical implications. Despite this, current classroom practices remain largely focused on
technology-centered knowledge transfer, with limited attention to learners’
cognitive styles or thinking types. In response, this study provides empirical
evidence on the differences in educational effectiveness according to
cognitive style and seeks to establish theoretical and practical foundations
to enhance the real-world impact of AI ethics education.
The research involved 2nd and 3rd grade students at specialized vocational
high schools. An AI ethics education program was designed and
implemented over five sessions, covering key topics such as the
fundamentals of AI, AI-human coexistence, data-related issues, algorithmic
bias, ethical dilemmas in autonomous vehicles, and policy responses.
Learners were categorized into three cognitive types: field-dependent,
intermediate, and field-independent. The program featured task-based
learning activities such as AI image classification, exploration of data bias,
and ethical decision-making scenarios. Analysis of student performance revealed significant differences in
outcomes across cognitive types. Field-dependent learners excelled in
cooperative and socially contextualized tasks, while field-independent
learners performed better in analytical, inquiry-based tasks requiring
self-directed and logical thinking. Intermediate learners showed balanced
results, reflecting traits of both cognitive extremes. Moreover, responses to
open-ended tasks demonstrated deepened ethical awareness and a shift
toward more responsible attitudes in AI usage. These findings suggest that AI ethics education can be more effective
when aligned with learners’ cognitive traits. This study underscores the
importance of incorporating cognitive diversity into instructional design and
serves as a foundational resource for the development of practice-based,
learner-centered AI ethics education in the future.

목차 (Table of Contents)

• 표목차 ⅲ
• 그림목차 ⅴ
• 국문초록 ⅵ
• 제1장 서론 1
• 제1절 연구 필요성과 목적 1
• 제2장 이론적 배경 2
• 제1절 인지양식과 관련 연구 2
• 1. 인지양식 2
• 제2절 ADDIE 모형 6
• 제3절 정보통신윤리 8
• 제4절 인공지능(AI) 10
• 1. 인공지능 교육 10
• 2. 인공지능 윤리 12
• 제3장 인지양식 유형별 AI 윤리 교육 프로그램 개발 16
• 제1절 연구 방법 16
• 1. 연구 대상 16
• 2. 연구 절차 21
• 제2절 자료 분석 및 분석 도구 23
• 1. 검사 도구 23
• 2. 분석 도구 및 방법 30
• 3. 신뢰도 분석 30
• 제3절 AI 윤리 교육 프로그램 설계 33
• 제4절 AI 윤리 교육 프로그램 적용 34
• 제4장 인지양식 유형별 AI 윤리 교육 프로그램 효과 46
• 제1절 차시별 AI 윤리 교육 프로그램 효과 46
• 제2절 AI 윤리 교육 프로그램 효과 63
• 제5장 결론 및 제언 67
• 제1절 결론 67
• 제2절 제언 69
• 참고문헌 71
• 부록 74
• 부록 1. AI 윤리 교육 프로그램 설문지 74
• 부록 2. 집단잠입도형검사 77
• 부록 3. 인지유형 설문지 85
• 부록 4. AI 기초와 AI 윤리 자기 평가 설문지 86
• 부록 5. AI 이미지 구분하기 활동지 88
• ABSTRACT 89