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논문KCI 등재

의사결정 트리 기반 인공지능 융합교육프로그램 개발 및 적용: 언플러그드 활동을 중심으로

Development and Application of Artificial Intelligence Convergence Education Program Based on Decision Tree: Focusing on Unplugged Activities

김성애
한국실천공학교육학회 (Korean Institute for Practical Engineering Education)|2022.12|실천공학교육논문지 (Journal of Practical Engineering Education)|제14권 제3호|pp. 459-469

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decision treeJunior engineering educationArtificial Intelligence convergence educationunplugged activitiesInformation & Communication Technology education
주제분류과학기술학

초록

본 연구의 목적은 의사결정 트리 기반 인공지능 융합교육프로그램을 개발하고 이를 적용함으로써 교육적 효과를 탐색하는것이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 준비, 개발, 개선의 3단계 절차를 통해 연구를 수행하였으며 개발된 인공지능 융합 교육 프로그램은 창의적 문제 해결 과정의 ‘문제의 이해’, ‘아이디어 탐색 및 개발’, ‘실현’, ‘평가’의 4단계로 구성되었다. 특히 이교육프로그램은 프로그래밍을 포함하지 않는 언플러그드 활동으로서, 프로그래밍을 포함하여 인공지능 기술을 수업시간에다루는 교과인 초등 실과, 주니어 공학교육의 일환인 기술·가정, 정보 이외의 교과에서도 인공지능 융합교육을 실행할 수 있다는 점에서 주목할 만하다. 즉, 특정 교과가 아닌 대부분의 교과에서 인공지능 기술을 융합하여 교육할 수 있다는 것을 보여주는것으로서 교과 내용에 다수 포함되고 있는 분류 개념을 교육할 때 인공지능 기술의 개념과 원리를 활용할 수 있는 현장 적용 가능성을 확인했다는데 큰 의의를 가진다.

Abstract

The purpose of this study is to explore the educational effect by developing and applying a decision tree-based artificial intelligenceconvergence education program. To achieve the purpose of this study, the study was conducted through a three-step processof preparation, development, and improvement. In addition, it consisted of four stages of the creative problem-solving process:‘Understanding the problem’, ‘Idea search and development’, ‘realization’ and ‘evaluation’. In particular, the artificial intelligenceconvergence education program developed in this study is an unplugged activity that does not include programming. Therefore, itis very noteworthy that artificial intelligence convergence education was implemented in subjects other than technology and homeeconomics education, and information education, which are part of junior engineering education, and practical arts education inelementary education, which is a subject that learns Artificial Intelligence technology including programming during class time. Inother words, it shows that AI technology can be integrated and taught in most subjects, not specific subjects and has great signifi-cance in that it can utilize the concepts and principles of artificial intelligence technology when teaching the concept of classification,which is included in the curriculum

참고문헌 (37)

  1. S. Kim, "Preparing artificial intelligence (AI) education for technology education, by technology education, and for technology education", KTTA Technical Teachers, 19, pp.25~29 (2020)
  2. 김한성, "인공지능의 이해와 사회적 영향력에 관한 교육 프로그램 개발 및 적용", 컴퓨터교육학회 논문지, 23(2), pp.21~29 (2020), 한국컴퓨터교육학회[DOI]
  3. Y. S. Kim, "An exploratory study on the content system of elementary and secondary artificial intelligence education", Issue Report, pp, 13(18), pp.2020~
  4. Ministry of Education, "Master plan of science mathematics information convergence education" (2020), Ministry of Education
  5. Ministry of Education, "2022 revised curriculum general discussion key issues presentation, Press Release", Ministry of Education, ~ (2021)
  6. Ministry of Education, "2022 digital talent nurturing comprehensive plan basic plan, Press Release", Ministry of Education, ~ (2022)
  7. 김성애, "토픽모델링을 활용한 초·중등 인공지능 교육 관련 연구 동향 분석에 따른 기술교육의 방향과 과제", 한국기술교육학회지, 21(1), pp.106~124 (2021), 한국기술교육학회[DOI]
  8. J. A. Ross, "Improving adolescent decision-making skills", Curriculum Inquiry, 11(3), pp.279~295 (1981)
  9. 서정완, "고등학교 기술‧가정과 ‘기술 혁신과 발명’ 단원에서 의사결정능력 향상을 위한수업 모형 개발", 대한공업교육학회지, 41(1), pp.108~127 (2016), 대한공업교육학회[DOI]
  10. Y. H. Choi, "Analysis of thinking activities in the process of technical problem solving and strategies for its development", Journal of Science Education, 15, pp.281~318 (2003)
  11. B. Lantz, "Machine Learning with R" (2013), Packt Publishing Ltd
  12. R. Hurbans, "Grokking Artificial Intelligence Algorithms" (2020), Manning Publications
  13. J. R. Quinlan, "Induction of decision trees", Machine Learning, 1(1), pp.81~106 (1986)
  14. 박기범, "사회과교육에서 AI 의사결정트리 알고리즘 학습의 가능성", 한국초등교육, 31(4), pp.133~143 (2020), 초등교육연구원[DOI]
  15. "Education policy direction and core tasks in the age of artificial intelligence" (2020)[URL]
  16. S. J. Hong, "The concept and use of artificial intelligence (AI) in school education" (2020)
  17. 윤진영, "데이터과학과 인공지능을 활용한 미디어아트 융합인재교육(STEAM) 프로그램 연구", 한국과학예술융합학회, 37(5), pp.265~276 (2019), 한국전시산업융합연구원
  18. 신원섭, "초등 생물분류 학습에서 인공지능 융합교육의 적용 사례 연구", 초등과학교육, 39(2), pp.284~295 (2020), 한국초등과학교육학회[DOI]
  19. 이소율, "파충류와 양서류 분류를 위한 인공지능 교육 기반의 융합 교육 프로그램 개발", 융합정보논문지, 11(12), pp.168~175 (2021), 중소기업융합학회[DOI]
  20. 신진선, "초등학생을 위한 활동중심 인공지능 융합 교육 프로그램 개발 및 적용", 정보교육학회논문지, 25(3), pp.437~448 (2021), 한국정보교육학회[DOI]
  21. 이영호, "인공지능 융합 교육 프로그램 개발 및 효과성 분석", 정보교육학회논문지, 25(1), pp.71~79 (2021), 한국정보교육학회[DOI]
  22. 민설아, "머신러닝 플랫폼을 활용한 인공지능융합교육이 융합인재소양과 학습몰입에 미치는 영향", 한국컴퓨터정보학회논문지, 26(10), pp.199~208 (2021), 한국컴퓨터정보학회[DOI]
  23. 김정훈, "초등학생 대상의 인공지능교육을 위한 스마트팜 활용 융합교육 프로그램", 한국융합학회논문지, 12(10), pp.203~210 (2021), 한국융합학회[DOI]
  24. 한규정, "초등학교에서의 엔트리를 활용한 인공지능 융합 교육 사례", 창의정보문화연구, 7(4), pp.197~206 (2021), 한국창의정보문화학회[DOI]
  25. I. Helmane, "What is developing integrated or interdisciplinary or multidisciplinary or transdisciplinary education in school?", Signum Temporis, 9(1), pp.7~15 (2017)
  26. Tasks for revitalizing convergence education in elementary and secondary school education, "K. W. Lee", ~, pp.2014KICE Issue paper, Research data ORM 2014-27-12 (2014)
  27. T. Bell, "Computer science unplugged: School students doing real computing without computers", The New Zealand Journal of Applied Computing and Information Technology, 13(1), pp.20~29 (2009)
  28. 김정아, "창의성 신장을 위한 놀이 개발 -알고리즘 요소를 중심으로-", 한국콘텐츠학회 논문지, 9(7), pp.390~401 (2009), 한국콘텐츠학회
  29. 이용배, "놀이 활동 중심과 애니메이션 기반의 정렬 알고리즘 교수-학습 방법 비교", 정보교육학회논문지, 13(2), pp.225~236 (2009), 한국정보교육학회
  30. F. Hermans, "To scratch or not to scratch? A controlled experiment comparing plugged first and unplugged first programming lessons", Proceedings of the 12th Workshop on Primary and Secondary Computing Education, pp.49~56 (2017)
  31. V. R. Lee, "Paper circuits : A tangible, low threshold, low cost entry to computational thinking", Tech Trends, 62(2), pp.197~203 (2018)
  32. 배윤희, "언플러그드 활동의 학습 효과에 대한 메타분석", 교육정보미디어연구, 25(1), pp.121~150 (2019), 한국교육정보미디어학회[DOI]
  33. A. Battal, "Computer science unplugged : a systematic literature review", Journal of Educational Technology Systems, 50(1), pp.24~47 (2021)
  34. R. F. Mager, "Developing Vocational Instruction", pp.1967, Fearon Publishers
  35. 김성애, "2015 개정 고등학교 ‘기술․가정’과 교육 과정에서 ‘기술 시스템’ 영역의 ‘첨단 기술’ 성취 기준을 위한 로봇 체험활동 과제 개발", 학습자중심교과교육연구, 17(7), pp.529~548 (2017), 학습자중심교과교육학회[DOI]
  36. 이상봉, "기술교육에서 창의적인 문제해결능력의함양을 위한 수업설계", 실과교육연구, 13(4), pp.77~98 (2007), 한국실과교육연구학회[DOI]
  37. T. J. Seong, "Understanding and Application of Modern Basic Statistics" (2019), Hakjisa

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