초등학생을 위한 AI활용 기후변화교육 프로그램 개발 및 효과성 검증 = Development of climate change education programs using artificial intelligence for elementary school students and verification of effectiveness

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 초등학생을 대상으로 인공지능을 활용한 기후변화교육 프로그램을 개 발하고, 그 효과성을 검증하는 것을 목적으로 한다. 최근 이상기후의 빈번한 발 생과 기후 위기의 심각성은 학교 현장에서 기후변화교육의 필요성을 더욱 강조 하고 있으며, 동시에 디지털 전환 시대에 걸맞은 AI 기반 교육의 활용 가능성을 시사한다. 연구를 위해 전라남도 S초등학교 6학년 학생 40명을 대상으로 실험집 단(20명)과 통제집단(20명)을 구성하였다. 실험집단에는 인공지능을 활용한 기후 변화 프로그램(총 4주 12차시)을 적용하였으며, 통제집단에는 인공지능 도구를 제외한 동일한 내용의 일반 기후변화 프로그램을 실시하였다. 사전·사후 검사를 통해 기후변화에 대한 지식, 인식, 태도 및 인공지능에 대한 태도 변화를 측정하 였고, SPSS 28.0을 활용하여 대응표본 t-검정 및 독립표본 t-검정을 실시하였 다. 연구 결과, 실험집단은 기후변화에 대한 지식·인식·태도에서 통계적으로 유의 미한 향상을 보였으며, 인공지능에 대한 태도 역시 긍정적으로 변화하였다. 이는 인공지능을 활용한 학습이 학습자의 흥미와 몰입을 촉진하고, 기후 문제 해결에 대한 실천 의지를 고취하는 데 효과적임을 시사한다. 결론적으로 본 연구는 초등 학교 교육 현장에서 AI를 활용한 기후변화교육이 학생들의 환경 소양과 미래사 회 대응 역량을 함양하는 데 기여할 수 있음을 보여준다. 향후 연구에서는 다양 한 지역과 학년을 대상으로 프로그램을 확장·적용하고, 학교·가정·지역사회를 연 계한 지속 가능한 기후변화교육 모델을 설계할 필요가 있다. 주제어: 기후변화교육, 인공지능 활용, 초등학생, AI융합교육, 기후변화교육 프로 그램

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to develop a climate change education program utilizing artificial intelligence (AI) for elementary school students and to verify its effectiveness. The recent increase in extreme weather events and the growing severity of the climate crisis highlight the necessity of climate change education in schools, while also suggesting the potential of AI-based education in the digital transformation era. The study was conducted with 40 sixth-grade students at an elementary school in Suncheon, Jeollanam-do, divided into an experimental group (n=20) and a control group (n=20). The experimental group participated in a 12-session climate change program incorporating AI over four weeks, while the control group received a traditional climate change program covering the same content without AI. Pre- and post-tests were administered to measure changes in knowledge, awareness, and attitudes toward climate change as well as attitudes toward AI. Data were analyzed using paired-samples t-tests and independent-samples t-tests with SPSS 28.0. The findings indicated that the experimental group demonstrated statistically significant improvements in knowledge, awareness, and attitudes regarding climate change, along with more positive attitudes toward AI. These results suggest that integrating AI into learning not only enhances students’ interest and engagement but also fosters their willingness to take practical action to address climate issues. In conclusion, this study demonstrates that AI-based climate change education can contribute to fostering environmental literacy and equipping elementary students with the competencies needed to respond to future societal challenges. Further research should expand the program to different regions and grade levels and design sustainable climate change education models that connect schools, families, and local communities.
Keywords: Climate change education, AI utilization, elementary students, AI convergence education, program effectiveness

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 목적 및 필요성 1
• 2. 연구 문제 3
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 1. 기후변화 교육 4
• 가. 기후변화 4
• 나. 기후변화교육 5
• 2. 인공지능 교육 9
• 가. 인공지능 9
• 나. 인공지능 교육 11
• 다. 인공지능 교육의 내용 요소 11
• 라. 인공지능에 대한 태도 14
• 3. 선행 연구 분석 15
• Ⅲ. 연구 방법 17
• 1. 연구 절차 17
• 2. 연구 대상 18
• 3. 연구 설계 18
• 4. 측정 도구 19
• 5. 분석 방법 20
• Ⅳ. 연구 결과 21
• 1. 프로그램 개발 21
• 2. 기후변화의 지식인식태도 결과 34
• 3. 인공지능에 대한 태도 결과 40
• Ⅴ. 결론 및 제언 41