RESEARCH

초등학생의 인공지능 의인화가 인공지능에 대한 태도와 진로희망에 미치는 영향

The influence of elementary school students' anthromorphism of AI on the attitude and the career hope toward AI

본 연구에서는 초등학생의 인공지능에 대한 의인화, 태도, 진로희망 양상을 탐색함으로써 인공지능 리터러시 교육을 위한 시사점을 도출하고자 한다. 인공지능 교육 경험이 있는 4학년에서 6학년까지의 초등학생 27명을 대상으로 인공지능에 대한 면담을 실시하였고, 인공지능에 대한 의인화, 태도, 진로희망 간의 관련성을 탐구하기 위해 질적인 분석과 함께 면담자료를 양화하여 피셔의 정확검정을 실시하였다. 연구에 참여한 상당수의 초등학생들이 인공지능이 감정, 자의성, 일반지능을 가지고 있지 않지만 사람과 유사하게 창의성을 가지고 있다고 인식하였다. 인공지능 의인화에 있어서 학생 간 개인차가 나타났으며, 이러한 개인차는 인공지능에 대한 태도에 주요한 영향을 미쳤다. 인공지능이 감정을 가지고 있다고 믿는 학생일수록 인공지능과 함께 살아갈 미래 사회에 대해 긍정적인 태도를 보였다. 그리고 긍정적인 태도를 가진 학생일수록 인공지능과 관련된 직업을 희망하였다. 이러한 연구결과는 초등학교에서 인공지능 의인화에 대한 심도 있는 연구와 교육이 필요하다는 것을 시사한다. 향후 초등학생들이 인공지능과 함께하는 실제적인 학습 경험을 통해 인공지능에 대한 신념과 태도에 대해 성찰할 수 있도록 도울 필요가 있다.

조수경, 조영환, 김혜은, 김형조 (2022). 초등학생의 인공지능 의인화가 인공지능에 대한 태도와 진로희망에 미치는 영향. 학습자중심교과교육연구, 22 (17), (in progress).

초등 인공지능 교육을 위한 핵심역량 모델링

Core Competency Modeling for Elementary Artificial Intelligence Education

본 연구는 인공지능 교육이 공교육에 도입되기 시작하는 초등학교 고학년을 대상으로 인공지능 핵심역량을 모델링함으로써 인공지능 시대의 인재상을 명확히 하고, 인공지능 교육의 방향성 수립에 기초를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 전문가 일대일 면담, 포커스 그룹 인터뷰, 델파이 조사 등 의견수렴 및 타당화 과정을 반복적으로 실시하였고, 이러한 과정에서 초등 인공지능 교육의 핵심역량 구성요인을 도출하고 타당성을 검증하였다. 인공지능 교육 핵심역량은 ‘인공지능 이해’ 범주에 15개 역량, ‘인공지능 윤리’ 범주에 8개 역량, ‘인공지능 사회정서’ 범주에 8개 역량이 포함되어 총 3개 범주 31개 역량이 도출되었다. 최종안에 대한 델파이 조사결과, 전체 응답평균 3.66/4점, CVI 평균 0.930, CVR 평균 0.863으로 CVI 최솟값 0.70과, CVR 최솟값 0.455를 상회하는 등 높은 공감대를 획득하였다. 특히, ‘인공지능 이해’ 범주의 ‘AI 인지’와 ‘AI 활용’, ‘인공지능 윤리’ 범주의 ‘AI 윤리 문제인식’, ‘인공지능 사회정서’ 범주의 ‘인간-AI 협업’과 ‘능동적 자기관리’ 역량의 타당도와 중요도가 높게 나타났다. 본 연구는 초등 맥락의 인공지능 교육 핵심역량 모델링을 통해 인공지능 이해 교육을 넘어 인공지능 윤리와 사회정서 교육까지로 시야를 넓히는데 기여하고자 하였으며, 초중등 인공지능 교육의 체계를 마련하는데 기초를 제시하였다. 또한 인공지능 교육에 역량중심 융합교육을 도입할 수 있도록 토대를 마련한 것에 의의를 가진다.

조수경, 최미설 (2022). 초등 인공지능 교육을 위한 핵심역량 모델링. 핵심역량교육연구, 7(1), 43-75. https://doi.org/10.52616/JCCER.2022.7.1.43

Inﬂuence of Elementary School Students’ Anthropomorphism of AI on Career Hope : Who Wants to Be an AI Professional?

In the era of the 4th industrial revolution, the demand for artificial intelligence (AI) scientists and engineers is increasing in diverse fields of the society, and education should help all students to develop AI literacy and competency. A growing number of countries emphasize AI education as part of their STEM curriculum in K-12 school. Nevertheless, AI education seldom highlights students’ attitude toward AI, which may influence their intention to become an AI professional. This study aims to explore elementary school students’ perception and attitude toward AI and to investigate the relationship between the attitude and their willingness to become an AI professional. Semi-structured interviews were conducted with 26 elementary school students (13 females) who had received AI education for two semesters in Korea. They consisted of seven 4th graders, nine 5th graders, and ten 6th graders. The interviews were conducted in regards to (1) students’ perception on AI (e.g., emotion, creativity, fairness, trustworthiness, versatility, self-willingness), (2) attitude toward AI (e.g., fear, friendliness, positive future with AI), and (3) willingness to become an AI professional. Students were likely to perceive that AI was creative (57.7%), fair (53.8%), and trustworthy (76.9%). They also perceived that AI did not have emotion (65.4%), versatility (69.2%), and self-willingness (65.4%). Although most students wanted to have AI friends and showed a positive attitude toward the future with AI, a half of students felt fear of AI because it would take humans’ jobs in the future. These perceptions and attitudes were not significantly different according to students’ gender and grades. This study also found that students (n=13, 50%) who were willing to AI professionals tended to have a positive attitude toward the future with AI. Students with this positive attitude were likely to perceive that AI had emotion and versatility. These findings imply that AI education should consider elementary school students’ attitude as well as their knowledge and skills of AI in order to encourage students to pursue their career in the field of AI.

Cho, S. K., Cho, Y. H., Kim, H., Kim, H. (2021, Fall). Influence of elementary school students' anthropomorphism of AI on career hope: Who wants to be and AI professional? Paper presented at the 21st International Conference of Educational Research. Seoul, Korea.

WISE(Web-based Inquiry Science Environment)를 활용한 초등과학 수업의 효과성 규명

Analyzing the Effectiveness of WISE(Web-based Inquiry Science Education) for Elementary Science Classes

과학학습에서의 탐구활동은 과학의 개념과 과정의 이해뿐 아니라 과학에 대한 태도까지 긍정적으로 변화시킬 수 있는 가능성이 있다고 하지만, 현장수업에서는 시?공간의 제약 등 다양한 이유로 실행되지 못하고 있다. 이를 극복할 수 있는 한 가지 방법으로 본 연구에서는 웹 기반 과학탐구학습 프로그램 중 WISE(Web-based Inquiry Science Environment) 프로그램을 선정하여 초등학교 6학년 과학수업에서 활용해 본 후, 그 효과분석을 위해 두 가지 연구문제로 연구를 진행하였다. 첫째, 전통적 수업을 받은 학생들과 WISE 활용 수업의 학생들은 수업 효과에서 차이를 보이는가? 둘째, 전통적 수업을 받은 학생들과 WISE 활용 수업의 학생들은 수업 효과의 하위 요소들에서도 차이를 보이는가? 두 그룹의 수업 효과 비교는 과학적 태도, 과학탐구능력, 과학 성취도 세 가지 종속변인으로 분석되었고, 과학적 태도는 7가지 하위요소로, 과학탐구능력은 10가지 하위요소로 세분화하여 분석되었다. 두 집단으로부터 세 변인의 사전 점수와 사후점수를 측정한 후 사전점수를 공변인으로 설정하여 중다공변량분석을 실시한 결과, 수업효과 차이는 과학적 태도와 과학성취도에서 유의미하게 나타났으며, 하위요소 별 분석에서는 과학적 태도의 유의미한 차이가 5가지 하위요소에 기인하고 있음을 알 수 있었으나, 과학탐구능력의 하위요소 분석에서는 유의미한 차이를 보는 요소가 없음이 확인 되었다.

강명희, 박혜상, 유은진, 조수경 (2011). WISE(Web-based Inquiry Science Environment)를 활용한 초등과학 수업의 효과. 교육정보미디어연구, 17(4), 531-552.

WISE를 활용한 초등학교 과학수업에서 자기주도학습능력, 인지실재감, 과학탐구능력, 과학성취도 간의 인과구조 분석

Investigating the Structural Relationship of Self-regulated Learning Skills, Cognitive Presence, Science Process Skills, and Science Learning Achievement when using WISE

본 연구의 목적은 WISE(Web-based Inquiry Science Environment)를 활용한 초등 과학탐구수업의 성취도에 영향을 미치는 핵심변인으로 선행연구에서 규명된 자기주도학습능력, 인지실재감, 과학탐구능력을 상정하고 이들 간의 적합한 구조모형과 유의미한 직·간접효과를 규명하였다. 연구대상은 서울 소재 D초등학교 6학년 118명이었으며, 8주 동안의 WISE 활용수업에서 수집된 자료를 구조 방정식으로 분석한 결과 자기주도학습능력, 인지실재감, 과학탐구능력, 과학성취도의 순서로 유의미한 인과모형이 규명되었다. 이는 학습자가 복합적인 탐구문제를 능동적으로 해결하도록 구성된 과학탐구학습 환경에서 학습자의 자기주도학습능력은 인지실재감을, 인지실재감은 과학탐구능력을, 과학탐구능력은 과학지식의 습득정도를 측정하는 과학성취도를 예측한다는 의미이다. 또한 자기주도학습능력은 인지실재감을 매개로 하여 학습성과에 간접 효과가 있고 인지실재감은 과학탐구능력을 매개로 하여 과학성취도에 간접 효과가 있음이 확인되었다. 따라서 WISE를 활용한 과학탐구학습의 성취도에 영향을 주는 최초의 변인은 학습자의 자기주도학습능력이라 할 수 있으므로, WISE 활용학습의 성공적인 운영을 위해서는 학습자의 자기주도학습능력을 극대화시킬 수 있는 학습전략이 탐구학습 초기에 실시되어야 함을 시사한다. 더 나아가 탐구학습과정 중에 인지실재감의 담보를 위해 학습자의 몰입과 집중을 높일 수 있는 학습촉진 전략을 개발하여 활용한다면, 과학탐구능력은 향상되고 나아가 과학성취도에까지 영향을 미쳐서 WISE 활용수업의 효과가 높아질 수 있을 것으로 사료된다.

강명희, 김지윤, 류은진, 박영, 조수경 (2012). WISE를 활용한 초등학교 과학수업에서 자기주도학습능력, 인지실재감, 과학탐구능력, 과학성취도 간의 인과구조 분석. 교과교육학연구, 16(2), 481-498.

Investigating a structural relationship among different variables in using web-based Inquiry learning for elementary science classes

With a framework of inquiry-based science teaching and learning, Web-based learning environment has been considered important. Related research persistently tried to identify the core variables that enhance the learning outcome of it. This study, hence, chose four possible variables: Self-Regulated Learning (SRL) skills, cognitive presence, science process skills, and science learning achievement scores and examined their structural relationship using Structural Equation Model analysis. The results show that SRL skills have a direct effect on cognitive presence and an indirect effect on science process skills and achievement scores with mediation of cognitive presence. Cognitive presence has a direct impact on science process skills and achievement scores and science process skills have a direct impact on achievement scores. Therefore, facilitation of students’ SRL skills may be able to stimulate students’ cognitive presence. This could be a critical success factor in such classes.

Kang, M., Park, Y., Kim, J., Yoo, E., & Cho, S. (2012, June). Investigating a structural relationship among different variables in using web-based inquiry learning for elementary science classes. In EdMedia+ Innovate Learning (pp. 1767-1772). Association for the Advancement of Computing in Education (AACE).

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