가상환경 기반 중학교 인공지능 윤리 교육 프로그램 개발

국문 초록 (Abstract)

생성형 인공지능을 비롯한 다양한 기술의 발전으로 인공지능은 일상생활 전반에 자연스럽게 스며들고 있으며 사회의 다양한 분야에도 큰 영향을 미치고 있다. GPT와 같은 대규모 언어 모델(LLM)을 필두로 음악, 영상, 이미지 등을 생성하는 생성형 인공지능(Generative AI) 기술이 상용화되면서, 사용자들에게 큰 편의와 혁신을 제공하고 있지만, 그와 동시에 알고리즘의 편향성, 개인정보 침해와 같은 윤리적 문제도 함께 제기되고 있다. 특히 청소년은 이러한 생성형 AI로 인해 변해가는 사회를 누구보다도 직접적으로 경험하기 때문에 그 이면의 윤리적 쟁점을 인식하고 비판적으로 사고할 수 있는 역량을 길러야 하며, 이를 위한 인공지능 윤리 교육의 중요성이 더욱 강조되고 있다.
본 연구는 중학생에게 적합한 인공지능 윤리 교육을 위해, 실제 상황을 반영한 윤리적 문제 시나리오를 개발하고 이를 바탕으로 학습자 중심의 상호작용이 가능한 가상환경을 설계하였다. 학생들이 윤리적 판단이 요구되는 다양한 상황에서 선택과 결과를 경험하며 공정성, 책임성, 프라이버시 보호 등 핵심 윤리 원칙을 자연스럽게 체득할 수 있도록 프로그램을 구성하였다. 이를 통해 학생들이 단순한 지식 전달을 넘어, 윤리적 관점에서 사고하고 사회적 책임을 자각할 수 있는 교육적 경험을 제공하고자 하였다.
이 논문의 연구 결과는 다음과 같다.
첫째, 중학교 1학년 학생 대상으로 엔트리 '탐험하기' 플랫폼을 활용한 총 7차시의 인공지능 윤리 교육 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 AI 감시 시스템과 프라이버시, 자율주행의 윤리적 딜레마, 알고리즘 편향성과 공정성이라는 세 가지 핵심 주제를 중심으로 구성되었으며, 소통 중심 모델(C-UMC)에 기반한 체험형 학습 활동을 설계하였다.
둘째, 개발된 프로그램의 타당성을 검증하기 위해 AI 활용 델파이 기법과 전문가 20명을 대상으로 한 CVR(내용타당도비율) 분석을 실시하였다. 그 결과 교육 프로그램의 목표 적합성, 내용 구성 및 활동의 타당성, 교수·학습 방법의 적절성, 학습자 수준 적합성, 현장 적용 가능성 등 모든 평가 영역에서 CVR 기준값(0.42)을 초과하였으며, 평균 4.65 이상의 높은 점수를 획득하였다.
셋째, 본 연구는 메타버스 환경에서 NPC 상호작용, 조건문 코딩 활동, 딜레마 기반 토의를 통합한 수업 모형을 제시함으로써, 추상적인 AI 윤리 개념을 구체적 경험으로 전환하고 학습자의 윤리적 판단력과 디지털 시민성을 함양할 수 있는 실천적 교육 방안을 마련하였다.
본 연구는 이러한 선행 연구의 시사점을 바탕으로, 메타버스 플랫폼 엔트리 '탐험하기'를 활용한 체험 중심의 인공지능 윤리 교육 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 AI 감시와 프라이버시, 자율주행의 윤리적 딜레마, 알고리즘 편향성과 공정성이라는 세 가지 핵심 주제를 중심으로, 학습자의 비판적 탐색과 윤리적 가치 판단을 촉진하는 7차시 수업 모형을 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

With the advancement of various technologies, including generative artificial intelligence, AI has naturally permeated all aspects of daily life and significantly impacted diverse fields of society. As generative AI technologies that create music, videos, and images, led by large language models (LLMs) such as GPT, have been commercialized, they provide users with great convenience and innovation. However, ethical issues such as algorithmic bias and privacy infringement have also been raised simultaneously. In particular, since adolescents experience the changing society due to generative AI more directly than anyone else, they need to develop the capacity to recognize the underlying ethical issues and think critically. Therefore, the importance of AI ethics education is increasingly emphasized.
This study developed ethical problem scenarios reflecting real-world situations and designed a virtual environment enabling learner-centered interaction for AI ethics education suitable for middle school students. The program was structured to allow students to naturally acquire core ethical principles such as fairness, accountability, and privacy protection by experiencing choices and consequences in various situations requiring ethical judgment. Through this, the study aimed to provide educational experiences that enable students to think from an ethical perspective and become aware of social responsibility, going beyond simple knowledge transmission.
The research findings of this study are as follows:
First, a 7-session AI ethics education program utilizing the Entry 'Exploration' platform was developed for first-year middle school students. The program was constructed around three core themes: AI surveillance systems and privacy, ethical dilemmas in autonomous driving, and algorithmic bias and fairness, and designed experiential learning activities based on the Communication-centered Model (C-UMC).
Second, to verify the validity of the developed program, AI-assisted Delphi technique and CVR (Content Validity Ratio) analysis with 20 experts were conducted. As a result, all evaluation areas including goal appropriateness, content structure and activity validity, teaching-learning method adequacy, learner level suitability, and field applicability exceeded the CVR threshold (0.42), achieving high scores averaging 4.65 or above.
Third, this study established a practical educational approach that can transform abstract AI ethics concepts into concrete experiences and cultivate learners' ethical judgment and digital citizenship by presenting an instructional model integrating NPC interactions, conditional coding activities, and dilemma-based discussions in a metaverse environment.
Based on the implications of previous research, this study developed an experience-centered AI ethics education program utilizing the metaverse platform Entry 'Exploration'. The program presented a 7-session instructional model centered on three core themes—AI surveillance and privacy, ethical dilemmas in autonomous driving, and algorithmic bias and fairness—to promote learners' critical exploration and ethical value judgment.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제2장 이론적 배경 5
• 제1절 메타버스 5
• 1. 메타버스 5
• 2. 엔트리 탐험하기 11
• 3. 메타버스 활용 교육 및 선행 연구 18
• 제2절 인공지능 윤리 교육 25
• 1. 인공지능 윤리 교육 25
• 2. 국내 인공지능 윤리 교육 정책 및 동향 25
• 3. 인공지능 윤리 교육 선행연구 27
• 제3장 인공지능 윤리 교육 프로그램 개발 29
• 제1절 연구 방법 및 절차 29
• 1. 연구 대상 및 학습자 분석 29
• 2. 연구 절차 30
• 3. 교육 프로그램 도구 설정 31
• 제2절 교육 프로그램 설계 31
• 1. 가상환경 기반 인공지능 윤리 교육 프로그램 설계 31
• 2. 교육 프로그램의 개발 방향 34
• 3. 차시별 학습 주제와 수업 지도안 36
• 제4장 인공지능 윤리 교육 프로그램 타당화 48
• 제1절 교육 프로그램 타당화 도구 설계 48
• 1. 타당화 방법 48
• 2. 프로그램 타당성 검증 및 보완 49
• 제2절 타당화 결과 분석 57
• 1. 타당화 검증 척도 57
• 2. 자료 수집 및 분석 58
• 3. 타당화 검사 참여 응답자 정보 61
• 4. 연구 결과 및 분석 63
• 제5장 결론 71
• 참고 문헌 74
• 부록 78
• ABSTRACT 107