드론 활용 인공지능교육 프로그램이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향 = Effects of a Drone-Based Artificial Intelligence Education Program on Elementary School Students’ Creative Problem-Solving Skills

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 초등학교 6학년 학생을 대상으로 드론을 활용해 지역 문제를 해결해보는 인공지능교육프로그램이 창의적 문제해결력에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행하였다. 이를 위해 2022 개정 실과 교육과정에 따른 수송, 로봇, 인공지능 관련 성취기준과 관련 문헌 분석을 통해 ADDIE 모형 절차에 따라 프로그램 개발 방향 및 내용요소와 학습 주제를 선정하여 7회기(총 14차시) 분량의 드론 활용 인공지능교육 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램의 적용 전⋅후 실험집단(51명)과 통제집단(48명)을 대상으로 창의적 문제해결력 검사를 실시하였고 실험집단이 작성한 소감문과 자기성찰지도함께 활용하여 양적⋅질적으로 결과를 분석하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다.
첫째, 실험집단과 통제집단 간 사후 창의적 문제해결력 총점을 살펴보면 실험집단이 통계적으로 p < 0.01 수준에서 유의하게 높게 나타났으며, 영역별로 살펴보면 ‘문제의 발견 및 분석’을 제외한 나머지 4개 영역 모두 유의미한 신장을 보였다. 둘째, 실험집단의 소감문과 자기성찰지의 응답을 통해 드론 활용이 수업에 대한 학생들의 흥미와 관심을 높이며, 지역 문제 해결을 목적으로 하는 프로그래밍과 인공지능 활용 관련 활동에서 학생들의 소통과 협력, 자발적 학습 의지를 자극하고 있음을 관찰할수 있었다.
이러한 연구 결과로부터 드론을 활용한 인공지능교육 프로그램은 초등학생의 창의적 문제해결력신장에 긍정적인 교육 방법이 될 수 있음을 알 수 있으며, 이 연구에서 개발한 프로그램은 추후 초등학생을 대상으로 이루어지는 드론 활용 프로그램 개발 시 유용한 자료로서의 활용 가치가 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to investigate the effects of an artificial intelligence (AI) education program on the creative problem-solving skills of sixth-grade students using drones to solve local problems. For this purpose, achievement standards related to transportation, robotics, and AI were analyzed based on the 2022 revised curriculum and related literature. The program development direction, content elements, and learning topics were selected based on the ADDIE model procedure.
A drone-utilized AI education program for 7 sessions (14 sessions in total) was developed. Creative problem-solving tests were administered to the experimental (51 participants) and control (48 participants) groups before and after the development program, and the results were quantitatively and qualitatively analyzed using testimonials and self-reflection sheets written by the experimental group. The study results are summarized as follows. First, when looking at the total post-test creative problem-solving scores between the experimental and control groups, the experimental group was statistically significantly higher (p < 0.01), and when examined by domain, all four domains were significantly elongated, except for “problem discovery and analysis.” Second, through the experimental group’s reflections and responses to self-reflection sheets, the use of drones increased students’ interest in the class and stimulated their communication, cooperation, and willingness to learn in activities related to programming and using AI to solve local problems. Furthermore, the results revealed that AI educational programs using drones can be a positive educational method for developing creative problem-solving skills in elementary school students, and the program developed in this study can be used as a useful resource for future programs using drones for elementary school students.

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