2015 개정 교육과정의 인공지능 교육 내용 분석

박선주(Sunju Park),민동환(Donghwan Min),금선호(Seonho Kum),김상우(Sangwoo Kim) 한국컴퓨터교육학회 2022 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.26 No.2

미래 사회로의 디지털 전환 과정에서 인공지능의 중요성이 커지고 있으나 2021년 11월에 발표된 각론에 따르면 2022 개정 교육과정에서 인공지능 교육의 시수 확충은 불투명한 상황이다. 이에 반해 교과 교육 내에서 디지털·인공지능 융합을 통한 내용 재구조화를 제시하여 실천적인 적용 방안이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 2015 개정 교육과정의 틀에서 개발된 인공지능 관련 교과목 및 교재를 분석하여 2022 개정 교육과정에서 진행될 인공지능 교육에 대한 실행 방안을 내용적 측면에서 제시하였다. 분석 대상으로 고등학교 선택 교과목 2종과 교육부와 한국과학창의재단이 개발한 학교급별 교재 5종을 선정하였다. 분석 결과, 2015 개정 교육과정의 인공지능 교육은 인공지능 원리 이해와 활용 측면 위주로 구성되어 있으며, 인공지능 교육의 세부 내용과 교과 융합 측면에서는 보완이 필요한 것으로 나타났다. 이에 따라 인공지능 교육 전반에서 인공지능의 원리와 활용 측면을 다양한 교과목과 연계하여 세분화해 구성하고, 인공지능과 다양한 교과목의 융합을 위한 학습자료 개발 및 활용이 필요함을 제안하였다. 본 연구는 기존 교육내용 분석을 통해 인공지능 교육의 실천적 방안 제시를 시도하였다는 점에서 그 의의가 있다.

딥러닝 원리 중심의 인공지능 교육 프로그램 개발 및 적용

문우종,김봄솔,고승환,고은정,김종훈 한국정보교육학회 2023 정보교육학회논문지 Vol.27 No.3

교육부는 미래사회 변화에 대응할 수 있는 기초 소양과 역량을 기를 수 있는 교육과정 개선을 추진하며 인공지능과 소프트웨어 교육을 비롯한 디지털 기초 소양 강화를 강조하고 있다. 인공지능 교육 분야에서도 인공지능 기술 발전에 따른 사회 변화를 바르게 이해하고 인공지능의 개념과 원리, 기술을 활용하여 실생활 및 다양한 분야의문제를 창의적으로 해결할 수 있는 기초 소양인 인공지능 리터러시에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 머신러닝 포 키즈에서 딥러닝 모델을 구현하는 원리를 보여주는 부분을 활용해서 인공지능의 개념과 원리(노드, 은닉층 등)를 익힐 수 있는 교육 프로그램을 개발하고 적용하여 인공지능 리터러시를 함양하는 데 그 목적을두고 있다. 교육 프로그램은 초등교사 50명의 요구 분석 결과를 바탕으로 목적과 방향을 설계하였고, 초등 정보영재 20명을 대상으로 적용 후 인공지능 리터러시 사전·사후 검사 결과를 통해 교육적 효과를 분석하였다. 분석결과 본 교육 프로그램은 인공지능 리터러시 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다.

고등학교 인공지능 교육에서 기계학습 프로젝트 수업 프로그램 설계 및 적용 방안 연구

정종호(Jongho Jeong),김지윤(Ji-Yun Kim),김귀훈(Kwihoon Kim) 한국컴퓨터교육학회 2022 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.26 No.1

교육부에서 2015 개정 교육과정에 인공지능 기초 교과목을 개발하고 가속화된 4차 산업혁명 시대 인공지능 교육 수요가 높아지고 있지만 인공지능 교육 프로그램 및 자료 개발이 미비할 실정이다. 본 연구에서는 인공지능 플랫폼을 활용한 기계학습 프로젝트 수업 프로그램을 개발하였다. 실생활과 연관된 데이터를 활용한 실습 프로그램을 기반으로 고등학생을 대상으로 적용하여 기계학습 모델 제작 경험을 제공하고 컴퓨팅 사고력 증진에 효과적이었다고 분석된다. 본 연구에는 향후 고등학교에서 인공지능 및 기계학습 교육의 필요성을 시사하며 단순 인공지능 도구 활용 수업뿐 아니라 실생활 혹은 진로와 연계된 인공지능 교육 프로그램의 기반을 갖추게 될 것이다.

인공지능 교양필수 교육과정의 운영 사례 연구

장은실 한국교양교육학회 2020 교양교육연구 Vol.14 No.5

The nations of the world are now accelerating their development of core technologies needed in the era of the Fourth Industrial Revolution to strengthen their national competitiveness. Since technology involving artificial intelligence is an important element among these emerging technologies, the necessity of artificial intelligence education (AI) is emphasized in elementary, middle school, high school, and university. For effective AI education in Korea, a standard model of the curriculum has been developed, and the system is being further established. In particular, since AI education at universities directly affects the sort of talent training needed more and more in society, AI subjects are mandatory within the curriculum for various majors. Moreover, AI related departments, AI graduate schools, and AI centers are being actively established. In addition, the need to operate basic AI subjects for students not majoring in AI education is emerging in order to fuse AI subjects with those of other fields. Therefore, in this research we organized the required subjects for AI studies, operated the curriculum for all new students of science and engineering at A University, and based on the basic materials obtained through our questionnaire, we analyzed the satisfaction and difficulty suitability of the AI educational content. We learned that this sort of content is regarded as necessary in the era of the Fourth Industrial Revolution, and in addition to receiving positive feedback concerning the study of AI, we also learned that there is a need for educators to adjust the level of the material to better facilitate learning. The results of this study will serve as basic reference material for the design and operation of basic education classes in AI, as well as a case study that operated required subjects for AI education.

대학 기초 과학 수업에서의 인공지능 기반 적응형 학습 시스템의 도입과 적용에 관한 탐색적 고찰 : 일반화학 수업 사례 중심으로

황은경(Hwang, Eunkyung),신종호(Shin, Jongho) 한국교양교육학회 2021 교양교육연구 Vol.15 No.6

본 연구는 2020년 2학기와 2021년 1학기의 2개 학기 동안 일반 화학 교과목에서 적응형 학습 프로그램 으로서의 ALEKS 활용 사례를 통하여 향후 교양 기초 과학 교육에서 인공지능을 활용한 수업 운영에 관련하여 고려할 점들과 그 방향성에 관련한 제언을 서술하였다. 본 연구에 따르면, 인공지능 기반의 적응형 학습 시스템의 활용은 기초 개념 학습에 있어 개별적 학습 지원을 통한 학습 성과 향상에 기여하는 것으로 보인다. 또한 학생들의 학습 진행 상황을 반영한 수업 운영을 통해 학습 흥미도 향상에 영향을 미치는 것을 볼 수 있었다. 이를 통해, 인공지능 기반의 적응형 학습 시스템은 기초 학력 수준에 따른 개별 학습으로부터 자기 주도 학습의 역량에 따라 개념 학습을 유도하는 지식 강화에 효과적인 방안이 될 것으로 예상된다. 그러나 이러한 탐색적 연구들이 교양 교육의 목표를 고려한 기초 과학 교육으로서의 역할을 고려한 실제 교수 환경에서 유의미한 효과들을 만들어내고 지속하기 위해서는 시스템에서 사용된 교과목 내용 체계, 시스템의 산출 데이터를 비롯한 시스템 활용 방식 등에서 유연한 접근이 필요하다. 또한, 개념 이해를 토대로 한 인식의 확장과 과학적 사고를 중심으로 하는 다양한 상호작용이 이루어지는 창의적 수업 구성과 교과목 개발이 필요한 것으로 보인다. 본 연구는 인공지능 기반 적응형 학습 시스템의 기초 과학 교과목 도입과 적용에 관련한 기초자료가 될 것으로 생각한다. Artificial Intelligence is the technical foundation of the Fourth Industrial Revolution, leading innovation and change in various areas of society as a whole. Even in the education area, AI-based learning systems have the potential to be used in adaptive classes and to take into consideration the students’ learning situations. This study focused on the use of ALEKS as an AI-based system on an adapted learning system in a general chemistry class for the second semester of 2020 and the first semester of 2021, and suggested factors to consider when operating AI-applied classes. According to our study, AI-based adaptive learning systems have contributed to the improvement of conceptual learning through individual learning support and learning interest and through class operations measuring the students’ learning progress. However, in order for these exploratory studies to produce real and meaningful effects, flexible access is requires in the use of course content, learning data and systems. In addition, it seems that creative class composition and curriculum development are needed, with the application and expansion of concepts taking place in various interactions. Finally, our exploratory research will be the basis for the introduction and application of a basic science class involving AI based adaptive learning systems.

인공지능 기초 교과서 이야기

김수환(Soohwan Kim),정종광(Jongkwang Jeong),정종호(Jongho Jeong) 한국컴퓨터교육학회 2021 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.25 No.2(B)

인공지능 교육과정과 인공지능 기초 교과서에 대해 자세 살펴본다. 실제 정보 교사의 설문을 바탕으로 결과를 공유하고 인공지능 기초 교과서에서의 시사점을 밝힌다.

교육과정과 연계된 초등학교 캠프형 SW·AI교육 콘텐츠 개발에 관한 연구

변영신,한정수 한국사물인터넷학회 2022 한국사물인터넷학회 논문지 Vol.8 No.6

Rapid changes in modern society after the COVID-19 have highlighted artificial intelligence talent as a major influencing factor in determining national competitiveness. Accordingly, the Ministry of Education planned a large-scale SW∙AI camp education project to develop the digital capabilities of 4th to 6th grade elementary school students and middle and high school students who are in a vacuum in artificial intelligence education. Therefore, this study aims to develop a camp-type SW∙AI education program for students in grades 4-6 of elementary school so that students in grades 4-6 of elementary school can acquire basic knowledge in artificial intelligence. For this, the meaning of SW∙AI education in elementary school is defined and SW∙AI contents to be dealt with in elementary school are: understanding of S'W AI, 'principle and application of SW AI', and 'social impact of SW AI' ' was set. In addition, an attempt was made to link the set elements of elementary school SW AI education and learning with related subjects and units of textbooks currently used in elementary schools. As for the program used for education, entry, a software coding learning tool based on block coding, is designed to strengthen software programming basic competency, and all programs are designed to be operated centered on experience and experience-oriented participants in consideration of the developmental characteristics of elementary school students. In order for SW·AI education to be organized and operated as a member of the regular curriculum, it is suggested that research based on the analysis of regular curriculum contents and in-depth analysis of SW·AI education contents is necessary. 코로나 이후 급격한 현대사회의 변화는 인공지능 인재가 국가 경쟁력을 좌우하는 주요한 영향요인으로 부각시겼다. 이에 따라 교육부에서는 인공지능 교육 공백기에 있는 초등학교 4-6학년과 중고등학생의 디지털 역량을 개발시키기 위해 대단위 SW∙AI 캠프 교육 사업을 기획하였다. 이에 본 연구에서는 초등학교 4-6학년 학생들을 대상으로 하는캠프 형 SW∙AI교육프로그램을 개발하여 초등학교 4-6학년 학생들로 하여금 인공지능 기초소양을 갖추도록 하고자 한다. 이를 위해 초등학교에서의 SW∙AI 교육의 의미를 정의하고 초등학교과정에서 다루어야 할 SW∙AI 내용으로‘SW·AI의 이해’, ‘SW·AI의 원리와 활용’ 및 ‘SW·AI의 사회적 영향’을 설정하였다. 또한 설정된 초등학교 SW·AI 교육학습 요소와 현재 초등학교에서 사용하고 있는 교과서의 관련 교과 및 단원과의 연계를 시도하였다. 교육에 사용되는프로그램으로는 블록코딩 기반의 소프트웨어 코딩 학습 도구인 엔트리를 통하여 소프트웨어 프로그래밍 기초 역량을강화하도록 하였으며, 모든 프로그램은 초등학생의 발달적 특징을 고려하여 경험과 체험 위주의 참여자 중심으로 운영되도록 설계하였다. 본 연구에서 이루어진 SW·AI 캠프 교육 프로그램은 방과 후 과정이나 방학 등을 이용하여 단기간에 운영되는 프로그램이다. 따라서 이를 토대로 초등학교 과정에서 SW·AI 교육이 정규교육과정의 일원으로 편성되어운영되기 위해서는 정규교과 내용분석과 SW·AI 교육내용의 심층적인 분석을 기초로 한 연구가 필요함을 제언하는 바이다.

「인공지능 기초」 과목의 평가 설계를 위한 분석 : ‘인공지능과 학습’, ‘인공지능 프로젝트’ 영역을 중심으로

윤혜진(Hye Jin Yun),조정원(Jungwon Cho) 한국컴퓨터교육학회 2023 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.27 No.1

진로영어와 인공지능 기초의 융합지도를 위한 교과서 분석

오화남,한선관 한국인공지능교육학회 2023 인공지능연구 논문지 Vol.4 No.1

고등학교와 대학교에서 SW · AI 교육의 관계

조미영,한옥영 사단법인 한국융합기술연구학회 2023 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.9 No.3

This paper investigates the relationship between the information curriculum conducted in high school and the basic artificial intelligence curriculum from the second semester of 2021 and the required SW and AI courses currently being conducted at universities. Through the results, I would like to propose the direction of the university's SW∙AI education content. First of all, the educational contents of the two subjects, ‘Artificial Intelligence Basic’ and ‘Information’ revised in 2015, are summarized as of the first semester of 2022. In addition, we would like to conduct qualitative research on the contents of the class by conducting expert interviews with professors who have lectured on the contents of SW∙AI education. Through this study, the contents of ‘Information’ and ‘Artificial Intelligence Basic’ education learned in high school and the contents of liberal arts subjects in college are analyzed and the direction of SW∙AI education contents is proposed. 본 논문은 2021년 2학기부터 고등학교에서 진행된 정보 교과와 인공지능 기초 교과와 현재 대학교에서 진행하고 있는 SW∙AI 필수 이수 과정의 연관 관계를 조사한다. 그 결과를 통해 대학의 SW∙AI 교육 내용의 방향성에 대해 제안하고자 한다. 먼저, 2022년 1학기 기준 고등학교에서 진행하고 있는 ‘인공지능 기초’와 2015년 개정된 ‘정보’ 두 과목의 교육 내용을 정리한다. 그리고 SW∙AI 교육을 진행하는 대학에서 해당 내용을 강의한 교수를 대상으로 전문가 인터뷰를 진행하여 수업의 내용에 대해 질적 연구를 진행하고자 한다. 본 연구를 통해 고등학교에서 배운 ‘정보’와 ‘인공지능 기초’ 교육의 내용과 대학에서 교양 과목의 내용을 분석하여 SW∙AI 교육 내용의 방향에 대해 제안한다.