국제 바칼로레아 초등교육 프로그램 기반 인공지능 교육이 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향

김봄솔,고은정,문우종,김종훈 한국정보교육학회 2023 정보교육학회논문지 Vol.27 No.5

본 연구는 ‘초등학교에서 IB PYP 기반 인공지능 교육이 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향’에 초점을 맞추었다. 이를 바탕으로 ADDIE 모형을 이용하여 초등학생을 대상으로 한 인공지능 교육 프로그램을 설계하였다. 이후 실생활과 연계한 인공지능 교육 프로그램을 개발하고, 해당 프로그램이 IB PYP 교육 방식과 부합하는지 IB PYP 전문가에게 검증받았다. 학습자들은 개발된 활동지를 기반으로 팀 프로젝트를 수행하며 주체적인 문제 해결 능력을 키웠다. 교육 프로그램 참여 학생들의 컴퓨팅 사고력 변화를 파악하기 위해 사전 및 사후 검사를 실시하였고, 본 교육 프로그램이 컴퓨팅 사고력 향상에 긍정적인 효과를 가져다 주었음을 확인하였다. This study focused on the ‘Impact of IB PYP-based Artificial Intelligence Education on Computational Thinking Skills in Elementary Schools’. Based on this, an artificial intelligence education program targeting elementary students was designed using the ADDIE model. Subsequently, an AI education program integrated with real-life scenarios was developed and vetted for its adherence to the IB PYP teaching methodology by IB PYP experts. Students engaged in team projects using the devised activity sheets, fostering their proactive problem-solvingabilities. Pre and post-tests were conducted to gauge the shift in students' computational thinking skills, and it was confirmed that the educational program had a positive effect on enhancing their computational thinking capabilities.

초·중·고등학교에서의 멀티미디어 교육을 통한 컴퓨팅 사고력 강화 방안 제안

김봄솔,김종훈,조정원 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2023 지능정보융합과 미래교육 Vol.2 No.3

본 연구에서는 2015 개정 정보 교과 과정에서 컴퓨팅 사고력을 증진할 수 있는 멀티미디어 교과의 과정을 제안하였다. 학습자가 멀티 미디어를 통해 컴퓨팅 사고력을 발전시킬 수 있도록 구체적인 방법과 학습 목표를 제시하고 있다. 또한, 멀티미디어 교과를 정보 교육 과정 내에 배치하는 제안은 학년별로 적절한 내용과 활동을 선택하여 커리큘럼을 구성하는 방법을 제시하고 있습니다. 이러한 배치 방 식은 학습자가 점진적으로 멀티미디어의 활용, 제작, 분석, 프로그래밍, 디자인, 시뮬레이션 등의 다양한 측면을 경험하고 익힐 수 있도 록 도와줍니다. 추가로, 제안된 멀티미디어 교과의 학습 목표와 활동은 컴퓨팅 사고력을 향상시키기 위해 한국 교육부에서 제시하는 컴 퓨팅 사고력 9단계에 맞추어 구성되었습니다. 이는 학습자가 문제 인식, 문제 분해, 패턴 인식, 알고리즘, 자동화, 추상화, 시뮬레이션, 평가, 문제 해결 등의 과정을 거치며 컴퓨팅 사고력을 발전시킬 수 있도록 돕는 구체적인 방안을 제시하고 있다. 총체적으로, 멀티미디 어 교과의 개발과정과 정보 교육 과정 내 배치 방안은 학생들의 참여도와 상호작용을 높이며 컴퓨팅 사고력을 향상시키기 위한 효과적 인 방법을 제시하고 있습니다. 이러한 제안을 토대로 학교 및 교사들은 멀티미디어 교육의 중요성을 인지하고 실제 교육과정에 적용하 여 학생들의 창의성과 문제 해결 능력을 키우는데 기여할 수 있을 것이다. In this study, we propose a multimedia curriculum aimed at enhancing computational thinking as outlined in the 2015 revised information education curriculum. It presents specific methods and learning objectives for learners to develop their computational thinking through multimedia. Additionally, our proposal for integrating the multimedia course within the information education curriculum suggests ways to structure the curriculum by selecting appropriate content and activities for each grade level. This placement approach ensures that learners progressively experience and become proficient in various aspects of multimedia, including its utilization, production, analysis, programming, design, and simulation. Moreover, the proposed learning objectives and activities for the multimedia course align with the nine stages of computational thinking presented by the Korean Ministry of Education. This offers concrete strategies to assist learners in undergoing processes such as problem identification, decomposition, pattern recognition, algorithm design, automation, abstraction, simulation, evaluation, and problem- solving, thereby cultivating their computational thinking skills. Overall, the development and placement approach of the multimedia course within the information education curriculum is designed to increase student engagement and interaction, providing effective strategies to enhance computational thinking. Based on these recommendations, schools and educators can recognize the significance of multimedia education and implement it in their curricula, contributing to the enhancement of students' creativity and problem-solving abilities.

데이터 과학 교육을 위한 수업모형 개발 및 타당성 검증

김봉철,김봄솔,김종훈 한국정보교육학회 2022 정보교육학회논문지 Vol.26 No.5

The ‘Comprehensive Plan for Nurturing Digital Talents’ reported at the Cabinet meeting of the Ministry of Education in August 2022 focuses on qualitative and quantitative expansion of informatics education centered on SW, AI education. With the advent of the era of artificial intelligence, data science education is also drawing attention as a field of informatics education. Data science is originally a field where various studies are fused, and advanced technologies are being used for data analysis, modeling, and machine learning. This study devised a draft of the instructional model of data science education through literature research and analysis of previous studies, and developed a final instructional model through usability test and expert validation.

데이터 라벨링 중심의 머신러닝 교육이 초등학생 컴퓨팅 사고력에 미치는 효과

문우종,김봄솔,김정아,김봉철,서영호,오정철,김용민,김종훈 한국정보교육학회 2021 정보교육학회논문지 Vol.25 No.2

본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력을 향상시키기 위한 교육 방법으로 데이터 라벨링 중심의 머신러닝 교 육 프로그램을 개발하여 적용한 후 그 효과를 검증하였다. 교육 프로그램은 현직 초등학교 교사 100명을 대상으 로 실시한 사전 요구분석 결과를 바탕으로 설계 및 개발을 진행하였다. 개발한 교육 프로그램의 효과를 검증하 기 위하여 K 초등학교에 재학 중인 6학년 학생 17명을 대상으로 1일 2차시씩 총 6주간 12차시의 교육을 진행하 였다. 해당 교육이 컴퓨팅 사고력 향상에 미친 효과를 측정하기 위해 '비버챌린지(Bebras Challenge)'를 활용하 여 사전 사후 검사를 진행하여 교육적 효과를 분석하였다. 분석 결과 데이터 라벨링 중심의 머신러닝 교육이 초 등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 기여한 것으로 나타났다. This study verified the effectiveness of machine learning education programs focused on data labeling as an educational method for improving computational thinking of elementary school students. The education program was designed and developed based on the results of a preliminary demand analysis conducted on 100 elementary school teachers. In order to verify the effectiveness of the developed education program, 17 sixth-grade students attending K Elementary School were given 2 classes per day for a total of 6 weeks. In order to measure the effect of the training on improving computational thinking, the educational effects were analyzed by conducting pre-post-inspection using the Beaver Challenge. According to the analysis, machine learning education focused on data labeling contributed to improving computational thinking of elementary school students.

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.

지역화 공공데이터 기반 초등학생 머신러닝 교육 프로그램 개발

김봉철,김봄솔,고은정,문우종,오정철,김종훈,Kim, Bongchul,Kim, Bomsol,Ko, Eunjeong,Moon, Woojong,Oh, Jeongcheol,Kim, Jonghoon 한국정보교육학회 2021 정보교육학회논문지 Vol.25 No.5

본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 교육 방법으로 지역화 공공데이터를 활용한 인공지능 교육프로그램을 개발하고 그 효과를 검증하였다. ADDIE 모형에 따라 초등학생을 대상으로 사전 요구 분석을 진행한 결과를 바탕으로 프로그램 설계를 진행하였다. 지역화 공공데이터를 기반으로 머신러닝 포 키즈와 스크래치를 활용하여 인공지능 원리를 학습하고 공공데이터를 목적에 맞게 추상화하는 과정을 통해 문제를 해결하고 컴퓨팅 사고력을 향상할 수 있도록 교육 프로그램을 개발하고 적용하였다. 비버챌린지를 활용하여 사전·사후 검사결과를 통해 컴퓨팅 사고력의 변화 정도를 분석하였으며, 분석 결과 본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. This study developed an artificial intelligence education program using localized public data as an educational method for improving computing thinking skills of elementary school students. According to the ADDIE model, the program design was carried out based on the results of pre-requisite analysis for elementary school students, and textbooks and education programs were developed. Based on localized public data, the training program was constructed to learn the principles of artificial intelligence using machine learning for kids and scratches and to solve problems and improve computational thinking through abstracting public data for purpose. It is necessary to put this training program into the field through further research and verify the change in students' computational thinking as a result.

지역화 공공데이터 기반 초등학생 머신러닝 교육 프로그램 개발

김봉철,김봄솔,고은정,문우종,오정철,김종훈 한국정보교육학회 2021 정보교육학회논문지 Vol.25 No.5

본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 교육 방법으로 지역화 공공데이터를 활용한 인공지능 교육 프로그램을 개발하고 그 효과를 검증하였다. ADDIE 모형에 따라 초등학생을 대상으로 사전 요구 분석을 진행 한 결과를 바탕으로 프로그램 설계를 진행하였다. 지역화 공공데이터를 기반으로 머신러닝 포 키즈와 스크래치 를 활용하여 인공지능 원리를 학습하고 공공데이터를 목적에 맞게 추상화하는 과정을 통해 문제를 해결하고 컴 퓨팅 사고력을 향상할 수 있도록 교육 프로그램을 개발하고 적용하였다. 비버챌린지를 활용하여 사전·사후 검사 결과를 통해 컴퓨팅 사고력의 변화 정도를 분석하였으며, 분석 결과 본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상 에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. This study developed an artificial intelligence education program using localized public data as an educational method for improving computing thinking skills of elementary school students. According to the ADDIE model, the program design was carried out based on the results of pre-requisite analysis for elementary school students, and textbooks and education programs were developed. Based on localized public data, the training program was constructed to learn the principles of artificial intelligence using machine learning for kids and scratches and to solve problems and improve computational thinking through abstracting public data for purpose. It is necessary to put this training program into the field through further research and verify the change in students' computational thinking as a result.

언플러그드 방식을 활용한 데이터 시각화 교육이 초등학교 3학년 학생의 컴퓨팅 사고력에 미치는 효과

김정아,김태훈,김봄솔,김용민,김종훈 한국정보교육학회 2019 정보교육학회논문지 Vol.23 No.4

This study analyzed the effect of an unplugged educational program which focuses on the education data visualization on enhancing the computational thinking of the third grade students. An unplugged educational program was developed by following the procedures of the ADDIE model based on the result of the demand analysis conducted with 60 incumbent elementary school teachers and 124 third grade students. The developed program was applied to 24 third grade students for 36 classes in six days and a comparison was made through pre-post comparison tests. As a result, the unplugged education program which focuses on the education data visualization is deemed to have positive effect on the computational thinking of the third grade students. 본 연구에서는 데이터 시각화 교육에 초점을 맞춘 언플러그드 교육 방식이 초등학교 3학년 학생들의 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 효과를 분석해 보았다. 현직 초등교사 60명과 초등학교 3학년 학생 124명을 대상으로 실시한 요구분석 결과를 바탕으로, 데이터 시각화의 절차에 따라 언플러그드 교육프로그램을 개발하였다. 개발한 교육프로그램으로 초등학교 3학년 학생 24명에게 총 6일 동안 36시간의 수업을 진행하여 사전·사후 비교 검사를 통해 효과를 분석하였다. 분석 결과, 데이터 시각화 교육에 초점을 맞춘 언플러그드 교육 방식은 초등학교 3학년 학생들의 컴퓨팅 사고력에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 확인되었다.

의학 교육에서 인공지능의 응용: 임상의학 교육을 위한 ChatGPT의 활용을 중심으로

홍현미,강영준,김영전,김봄솔 제주대학교 의과학연구소 2023 The Journal of Medicine and Life Science Vol.20 No.2

This study explores the potential use of artificial intelligence (AI)- based services, specifically ChatGPT-3.5, in medical education. The application of this technology is acknowledged as a valuable tool for simulating authentic clinical scenarios and enhancing learners' diagnostic and communication skills. To construct a case, students received ChatGPT training using a clinical ethics casebook titled "Clinical Ethics Cases and Commentaries for Medical Students and Physicians." Subsequently, a role-play script was generated based on this training. The initial draft of the script was reviewed by two medical professors and was further optimized using ChatGPT-3.5. Consequently, a comprehensive roleplay script, accurately reflecting real-world clinical situations, was successfully developed. This study demonstrates the potential for effectively integrating AI technology into medical education and provides a solution to overcome limitations in developing role-play scripts within conventional educational settings. However, the study acknowledges that AI cannot always generate flawless role-play scripts and recognizes the necessity of addressing these limitations and ethical concerns. The research explores both the potential and limitations of employing AI in the early stages of medical education, suggesting that future studies should focus on overcoming these limitations while further investigating the potential applications of AI in this field.