유아 소프트웨어 교육 역량 개발을 위한 예비교사 교육 프로그램의 효과

문은경,고은현,홍찬의,이경희,이영석,조정원 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2023 지능정보융합과 미래교육 Vol.2 No.2

이 연구의 목적은 유아 대상 소프트웨어 교육을 위한 예비교사들을 위한 교육과정을 개발하고, 프로그램의 효과성 확인 및 이후 예비 교사들의 역량 개발을 위한 시사점을 도출하는 것이다. 이를 위하여 유아 대상 소프트웨어 교육과정과 유아 대상 소프트웨어 교육을 위 해서 유아교사가 갖추어야 할 교수역량에 대한 선행연구를 바탕으로 예비교사들을 위한 총 12차시 교육과정을 개발하였다. 그리고 서 울 소재 유아교육과 학생을 대상으로 교육 프로그램을 운영하고, 유아대상 소프트웨어 교수역량에 대한 인식 사전-사후 검사를 진행하 였다. 연구 결과, 교육을 이수한 예비교사들의 소프트웨어 교육을 위한 교수역량에 대한 인식이 전반적으로 유의하게 증가한 것으로 나 타났으며, 좀 더 개발되어야 할 역량은 ‘교육과정 계획’영역으로 나타났다. 이에 관련 교육 현장 및 연구를 위한 구체적인 사례를 제공 하고, 향후 예비교사 및 교사 재교육을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. This study aimed to develop an educational program for pre-service teachers of software education for early childhood, evaluate its effectiveness, and identify implications for the development of future pre-service teachers. Based on a preliminary study on teaching competency for software education in early childhood and needs of educational programs for pre-service teachers, we developed a 12-session curriculums on software education for early childhood. We then conducted the program for preschool teachers in Seoul, administrated the pre-post tests to measure their teaching competency for software education, and analyzed the results. The study showed a significant improvement in the participants' overall awareness of their teaching competency and the teaching competency area that needed more development was 'Curriculum Planning.' Concrete examples and implications for education were provided to enhance educational planning for pre-service teachers of software education. The developed program and findings can be utilized as foundational material for the improvement of pre-service and in-service teacher education.

인공지능 교육을 위한 피지컬 컴퓨팅 캠프 프로그램 운영 사례 연구

이아영,이영석 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2023 지능정보융합과 미래교육 Vol.2 No.1

피지컬 컴퓨팅(Physical Computing)은 컴퓨터 과학에서 하드웨어와 소프트웨어를 결합하여 실세계와 상호작용하는 컴퓨팅 시스템 을 만드는 방법론으로, 인공지능 교육에서 실제 문제 해결 능력 강화, 창의성과 협업 능력 개발, 인공지능에 관한 전문 지식 습득, 직관 적인 학습 방법 등의 관점에서 중요한 인공지능 융합 교육의 가능성을 가지고 있다. 본 논문은 이러한 인공지능 융합 교육을 위한 피지 컬 컴퓨팅 캠프 프로그램을 설계 및 개발하고, 실제 운영한 사례를 분석하였다. 실제 교육 프로그램은 8차시 분량으로 개발하였고, 블 록 프로그래밍 기반의 피지컬 컴퓨팅 교구를 활용하여 학생들이 직접 데이터를 수집 및 가공하고, 인공지능 모델에 적용할 수 있는 기 회를 제공하였다. 교육을 실시한 결과, 학생들의 인공지능에 대한 흥미도와 활용 가능성에 대한 이해도가 긍정적인 반응으로 나타났 고, 데이터의 수집 및 처리, 인공지능 모델의 활용, 인공지능 모델의 평가에 대한 중요성을 모두 인식하고 만족도가 높게 나타났음을 알 수 있었다. 본 연구를 바탕으로 피지컬 컴퓨팅의 개념을 도입하여 인공지능에 필요한 센서, 모델 등에 대한 이해를 포함하는 다양한 프 로그램을 개발하여 학생들에게 적용한다면 학생들의 흥미를 높이면서 인공지능에 대한 이해 및 활용 교육을 원활하게 수행할 수 있을 것이다. Physical computing is a methodology in computer science that combines hardware and software to create a real-world computing system that has the potential of artificial intelligence (AI) convergence education in terms of strengthening real-world problem-solving skills, developing creativity and collaboration skills, acquiring expertise in AI, and intuitive learning methods. This study designs and develops a physical computing camp program for such education and analyzes the actual operation. The actual education program was developed in eight sessions, and provided opportunities for students to collect and process data directly and apply it to AI models by utilizing block programming-based physical computing teaching tools. As a result of the training, students’ interest in AI and understanding of the possibility of utilization were positive, and the importance of data collection and processing, and use and evaluation of AI models were all recognized and satisfied. If the concept of physical computing is introduced based on this study and various programs including understanding of sensors and models necessary for AI are developed and applied to students, it will be possible to smoothly understand and utilize AI while increasing students’ interest.

초등 정보 교육 관련 교과의 인정교과서 및 교육과정 개발 방향 설정 연구

이영호 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2023 지능정보융합과 미래교육 Vol.2 No.4

2022 개정 교육과정 총론 시안에서는 미래 대응을 위한 교육과정 구성의 주요 방향 중 하나로 디지털 기초소양 강화를 제시하였으며, 기초소양과 역량을 함양하기 위해 AI 소프트웨어 교육을 강화하는 방향을 제시하였다. 중등은 2015 개정 교육과정에서 정보 과목이 필 수로 지정되어 중학교와 고등학교에서 체계적인 정보 관련 교육을 받을 수 있지만 초등학교에서 정보와 관련된 내용을 가르칠 수 있는 시간은 실과 교과에서 17차시, 전체 초등학교 시수의 0.29%에 불과하다. 우선적으로 정보 관련 교육을 할 수 있는 교과 독립이 필요하 지만, 이에 대한 해결 방안의 하나로 학교장 주도의 정보 관련 과목 개설이 있다. 이에 본 연구에서는 학교장 주도의 정보 관련 과목 개 설을 위해 필요한 교육과정과 이를 지도하기 위해 필요한 인정도서 개발 절차를 살펴보았다. 그리고 인정도서 개발 및 지도를 위한 교 육과정 구성의 방향을 국내외 정보 교육과정 및 총론 수준에서의 문헌 분석을 통해 제시하였다. 그 결과 학교장 신설 인정도서의 인정 신청을 위해서는 해당 도서가 사용될 교육과정이 필요하며, 초등학교 정보 교과에 필요한 핵심 역량에 대한 연구와, 현장 교사의 참여 를 바탕으로 한 중등 정보 교과와의 연계성을 확보한 교육과정을 개발할 필요가 있다. The 2022 revised curriculum draft proposed strengthening AI software education to develop basic literacy and competencies. In secondary education, since the 2015 curriculum revision, informatics has been mandated, enabling systematic informatics education in middle and high schools. However, in elementary schools, the time allocated for teaching informatics-related content is limited to 17 class hours in practical arts courses, accounting for only 0.29% of the total elementary school hours. There is a primary need for the independent establishment of informatics-related subjects. As one solution, the introduction of such subjects led by school principals is proposed. This study examined the curriculum necessary for the principal-led introduction of informatics subjects and the process of developing textbooks for instruction. It also proposed directions for curriculum development and guidance for textbook development through a literature analysis of both domestic and international informatics education curricula and general principles. The results indicate that for the approval of new textbooks initiated by principals, a corresponding curriculum is required. It is necessary to develop a curriculum that investigates the key competencies needed for elementary informatics subjects and ensures coherence with secondary informatics subjects, based on the participation of field teachers.

초등학생을 위한 라즈베리파이 기반 자율주행 자동차 교육 프로그램 운영 방안 연구

이대환,임은주,왕경은,이영석 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2023 지능정보융합과 미래교육 Vol.2 No.4

본 연구는 라즈베리파이 기반 자율주행 자동차를 활용하여 학생들이 객체 이미지 데이터를 어노테이션(Annotation)하고 컴퓨터 비 전 기반의 인공지능을 개발하는 인공지능 교육을 위한 캠프 프로그램을 제안하여 인공지능에 대한 올바른 인식과 함께 인공지능에 대 한 흥미와 이해도를 향상시키고자 한다. 본 교육 프로그램은 학생들이 직접 이미지 데이터를 생성하고 객체인식 모델을 활용해 자율자 동차에 적용해볼 수 있는 프로젝트 형태로 구성하였으며, 학생들의 수준을 고려하여 기계 학습 및 이미지 추론이 가능한 블록 코딩을 활용한다. 자율주행 자동차의 센서와 작동 원리를 개괄적으로 이해하고, 자율주행 자동차 제어에 필요한 기초적인 문법과 이미지 추론 방법을 익혀 자율주행 자동차를 주행하고자 한다. This study proposes a camp program for artificial intelligence education, utilizing a Raspberry Pi-based autonomous driving car, to enhance students' interest and understanding of artificial intelligence along with a correct perception of AI. The program aims to involve students in annotating object image data and developing artificial intelligence based on computer vision. The educational camp program is designed in a project format, allowing students to directly generate image data and create object recognition models to be applied to autonomous vehicles. Block coding, capable of machine learning and image inference, is employed, taking into consideration the students' proficiency levels. The program covers a broad understanding of the sensors and operating principles of autonomous vehicles, and it aims to familiarize students with basic syntax and image inference methods necessary for controlling autonomous driving cars.

융합적 문제해결력을 높이는 초등학교 인공지능 융합교육 프로그램 개발

차수영,조정원 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2022 지능정보융합과 미래교육 Vol.1 No.1

만 5세를 위한 놀이중심 교육과정 기반 AI 교육 운영 사례 연구

박지은,홍미선,조정원 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2022 지능정보융합과 미래교육 Vol.1 No.1

컴퓨팅 사고력 향상을 위한 계산 모델 제안

이정훈,조정원 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2023 지능정보융합과 미래교육 Vol.2 No.2

소프트웨어 중심사회의 도래로 소프트웨어·인공지능 교육의 중요성이 점점 강조되고 있다. 소프트웨어·인공지능 교육 의 궁극적인 목적은 컴퓨팅 사고력을 함양하는 것이다. 컴퓨팅 사고력은 실생활 문제를 파악 및 분석하고, 이를 컴퓨팅 시스템을 활용하여 효과적이고 효율적으로 해결하는 역량이다. 문제를 컴퓨팅 시스템으로 효과적이고 효율적으로 해결 하기 위해서는 프로그래밍 대상에 대한 고유 계산 능력인 계산 모델을 파악하는 것이 중요하다. 하지만 기존의 컴퓨팅 사고력과 관련한 연구와 교육은 문제 해결을 중심으로 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 교육용 프로그래밍 언어 에 대한 이해를 도울 수 있는 계산 모델을 제시하고자 한다. 이를 위해 교육용 프로그래밍 언어에 대한 분석과 프로그 래밍 언어론의 내용을 바탕으로 계산 모델을 제시하였다. 본 연구가 프로그래밍 대상에 대한 계산 능력 파악의 중요성 과 이와 관련한 연구에 도움이 되기를 바란다. With the emergence of a software-centric society, the importance of software and artificial intelligence (AI) education is being increasingly emphasized. The ultimate goal of software and AI education is to cultivate computational thinking. Computational thinking refers to the ability to identify and analyze real-life problems and effectively solve them using computational systems. In order to effectively and efficiently solve problems using computational systems, it is important to understand the computational model, which is the intrinsic computational ability of the programming subject. However, existing research and education related to computational thinking mainly focus on problem-solving. Therefore, this paper aims to propose and present a computational model that can assist in understanding educational programming languages. To achieve this, an analysis of educational programming languages and the content of programming language theory were conducted to propose a computational model. It is hoped that this research will contribute to understanding the importance of computational abilities in relation to programming subjects and provide assistance to related research.

유아 교사를 위한 인공지능 교육 프로그램 개발 연구

이경희 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2022 지능정보융합과 미래교육 Vol.1 No.1

Writing Instruction in the Age of Artificial Intelligence : Exploring Implications for Foreign Language Learning

Sheila Noonen,Joeun Baek 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2023 지능정보융합과 미래교육 Vol.2 No.4

이 연구는 외국어 학습에서 AI 기반 글쓰기 지도의 함의를 탐구하고자 하였으며 특히 AI 챗봇인 ChatGPT가 학생들의 전통적인 글쓰기 과제에 미치는 영향에 초점을 맞추었다. 구체적인 연구의 목표는 글쓰기 지도에 AI를 통합하는 것에 대한 교사의 인식과 그것이 쓰기 교육에 미치는 영향을 알아보고, AI를 어떻게 글쓰기 과제를 적응시켜 실제적이며 의미있는 학습을 촉진하는지 이해하며, 또한 AI 기 반 글쓰기 지도의 효과와 학생들의 언어 학습 경험의 확장시킨다는 맥락에서 글쓰기에 미치는 영향을 살펴보는 것이다. 이런 목표를 달 성하기 위하여 AI 기반 글쓰기 지도와 그것이 외국어 학습에 미치는 영향에 관련된 기존 학술 문헌, 연구 논문, 그리고 출판물들에 대한 문헌분석을 수행하였다. 연구 결과를 제시하면, ChatGPT와 같은 AI 챗봇은 자동 피드백, 맞춤형 학습, 다양한 글쓰기 실습을 제공하여 학생들의 언어 능력과 상호소통의 기술을 향상시켜준다. 그러나 AI 통합으로 인해 실제성(authenticity), 그리고 형식적으로 글쓰기를 하게 될 수 있다는 우려가 있으며, 교사의 역할을 재정립해야 하는 문제가 존재한다. 외국어 글쓰기 지도에 AI를 능숙하게 통합함으로 써 학습자에게 맞춤형으로 효율적이며 효과적인 학습 경험을 제공할 수 있다. 인공지능의 통합과 함께 비판적 사고를 함양시킴으로써 교육자들은 학생들이 정보를 처리하는 데 있어서 분별력과 적응력이 필수적인 AI 중심의 미래에서 성공할 수 있도록 준비시킬 수 있을 것이다. The purpose of this study was to explore the implication of AI-powered writing instruction in foreign language learning, specifically focusing on the impact of AI chatbots like ChatGPT on traditional writing tasks for students. To achieve this objective, we conducted a comprehensive literature review, analyzing existing academic literature, research studies, and publications related to AI-powered writing instruction and its implications in foreign language learning. The analysis revealed that AI chatbots, such as ChatGPT, offer significant benefits in the context of foreign language writing instruction. These benefits include automated feedback, personalized learning, and diverse writing practice, which collectively enhance students' language proficiency and communication skills. However, the integration of AI also raises concerns. Educators' perceptions of AI integration vary, and there is a need to address challenges related to maintaining authenticity in writing, preventing formulaic approaches, and redefining the educator's role in the classroom. To harness the potential of AI-powered writing instruction effectively, we recommend skillfully integrating AI into foreign language writing instruction. This integration can empower both learners and instructors, creating a personalized, efficient, and effective learning experience. Moreover, educators should emphasize the cultivation of critical thinking alongside AI integration to equip students with the skills necessary to thrive in an AI-driven future, where discernment and adaptability in processing information are essential.

중학교 SW영재를 위한 인공지능 ESG 융합 프로젝트 기반 수업 설계 및 적용

이경희 제주대학교 지능소프트웨어 교육연구소 2023 지능정보융합과 미래교육 Vol.2 No.4

본 연구에서는 중학교 SW영재를 위한 인공지능 ESG 융합 프로젝트 기반 수업을 설계하고 이를 적용하여 그 효과를 분석하였다. 이를 위해 설계된 인공지능 ESG 융합 프로그램을 2주 동안 8차시로 중학교 SW영재 학생에 적용하고 사전, 사후 검사를 통해 영재교육 대상 자 50명의 융합적 사고력과 협력적 문제해결력 변화와 만족도를 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 융합적 사고력은 사전과 사후 검사 결과 통계적으로 유의미하게 향상된 것을 볼 수 있었다. 둘째, 협력적 문제해결력은 사전과 사후 검사 결과에서 통계적으로 유의미하게 향상된 것을 볼 수 있었다. 또한, 수업에 대한 만족도가 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 이러한 변화는 실생활에서 접할 수 있는 ESG 관련 문제에 대해 공감하며 직접 찾아보고 인공지능 머신러닝 플랫폼으로 해결해 보는 경험에서 융합적 사고력 변화된 것 으로 해석할 수 있다. 또한, 팀원들과 함께 공동의 목표인 문제해결을 위해 적극적으로 소통하고 협력하는 과정에서 협력적 문제해결력 이 향상된 것으로 해석할 수 있다. ESG 관련 프로젝트는 하나의 문제를 해결할 때 전체적인 흐름과 상호작용, 영향성까지 고려하는 주 제이기 때문에 학생들이 문제를 보다 넓은 시야에서 이해할 수 있는 종합하는 능력을 길러줄 수 있다. In this study, an artificial intelligence ESG convergence project-based class for middle school SW gifted students was designed and applied to analyze its effects. The artificial intelligence ESG convergence program designed for this was applied to gifted middle school SW students for 8 sessions for 2 weeks, and the changes and satisfaction of 50 gifted students were analyzed through pre- and post-testing. The research results are as follows. First, it was found that the convergent thinking ability was statistically significantly improved as a result of the pre and post-test. Second, it was found that the cooperative problem-solving ability was statistically significantly improved in the pre and post-test results. In addition, it was confirmed that satisfaction with the class was high. These changes can be interpreted as a change in convergent thinking ability from the experience of empathizing with ESG-related problems that can be encountered in real life, searching directly, and solving them with an artificial intelligence machine learning platform. In addition, it can be interpreted that cooperative problem-solving skills have improved in the process of actively communicating and cooperating with team members for problem-solving, a common goal. ESG-related projects are topics that consider overall flow, interaction, and impact when solving a problem, so students can develop the ability to synthesize problems in a broader perspective.