노벨엔지니어링기반 피지컬컴퓨팅을 활용한 인공지능 교육 프로그램 개발 : (초등학교 실과수업 동물기르기 중심으로) = Development of an AI education program using Nobel Engineering-based physical computing : focusing on raising animals in elementary school practical classes

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 ‘초등학교에서 인공지능융합교육이 미래사회가 요구하는 학생들의 역량을 향상시킨다.’는 사실에서 출발한다. 여기에 최근에 인공지능과 소프트웨어 융합교육에 적합하다고 평가되는 노벨엔지니어링 수업방식을 도입하고, 초등학생들의 흥미를 이끌어내기 위해 피지컬컴퓨팅을 활용했다. 따라서 연구의 방향을 노벨엔지니어링을 기반으로 한 피지컬컴퓨팅 활용 인공지능융합수업을 개발하고, 이 프로그램이 학생들의 창의적 문제해결능력과 인공지능 리터러시 능력을 향상시키는지 검증하는 데 목적이 있다.
본 연구는 창의적 문제해결능력과 인공지능 리터러시 역량의 변화를 알아보기 위해 충청남도 아산시의 D초등학교 5학년 학생 25명을 대상으로 동일집단 사전 사후검사(간편 창의적 문제해결력, 인공지능 리터러시)로 이뤄졌으며 개발된 인공지능 융합교육 8차시 프로그램이 투입되었다. 간편 창의적 문제해결력 검사(서울대MI연구팀)와 인공지능 리터러시(초등수준으로 재구성) 검사를 동일집단 대응표본 t검정을 통해서 분석하였다.
연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 노벨엔지니어링을 기반으로 한 피지컬컴퓨팅 인공지능융합수업 프로그램을 투입했을 때 인공지능 리터러시가 향상되는 것으로 나타났다.
둘째, 개발된 프로그램을 투입있을 때 간편 창의적 문제해결력 검사에서 동기적 요인과 창의적 문제해결력 전체의 점수가 향상 되었다.

이상의 결과를 토대로 도출한 결론은 다음과 같다.
첫째, 노벨엔지니어링 기반 피지컬컴퓨팅을 활용한 인공지능교육 프로그램은 학생들의 창의적 문제해결력을 향상시킨다.
둘째, 노벨엔지니어링 기반 피지컬컴퓨팅을 활용한 인공지능교육 프로그램은 학생들의 인공지능 리터러시 능력을 향상시킨다.

그러므로 초등학생들에게 노벨엔지니어링을 기반으로 한 다양한 피지컬컴퓨팅 활용 인공지능 교육 프로그램이 투여될 필요성이 확인됐다.

본 연구는 초등학생들에게 노벨엔지니어링 기반 피지컬컴퓨팅 활용 인공지능 교육 프로그램이 학생들의 창의적 문제해결력과 인공지능 리터러시 능력을 향상시킨다는 것을 확인하였다. 따라서 초등학교 교육현장에서 더 많은 교육 프로그램이 개발되어 활용되어야 한다는 방향을 제시한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 내용 4
• 3. 연구 가설 4
• 4. 연구의 제한점 5
• 5. 연구의 기대효과 5
• Ⅱ. 이론적 배경 6
• 1. 노벨엔지니어링 6
• 2. 피지컬컴퓨팅 8
• 3. 머신러닝 10
• 4. 햄스터s 11
• 5. 햄스터 AI카메라 12
• 6. 인공지능 리터러시 12
• Ⅲ. 연구 절차 및 방법 13
• 1. 연구개요 14
• 2. 연구대상 16
• Ⅳ. 인공지능교육 프로그램 개발 17
• 1. 프로그램 개발모형 17
• 2. 프로그램 설계 20
• 3. 프로그램 활동 예시 21
• Ⅴ. 연구 결과 27
• 1. 창의적 문제해결력 사전 사후 검사 결과 27
• 2. 인공지능 리터러시 사전 사후 검사 결과 28
• Ⅵ. 결론 및 제언 29
• 1. 결론 29
• 2. 제언 30
• 참고문헌 32
• ABSTRACT 35
• 부록 38