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논문KCI 등재

인공지능 활용 과학 피지컬 컴퓨팅 교육 프로그램 개발 및 적용

Development and Application of Science Computing and Physical Computing Education Programs using Artificial Intelligence

이승훈|이재호
한국창의정보문화학회 (The Korean Society for Creative Information Culture)|2023.08|창의정보문화연구 (Journal of Creative Information Culture)|제9권 제3호|pp. 173-183|DOI 10.32823/jcic.9.3.202308.173

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Creative Problem Solving컴퓨팅 사고력인공지능 교육Computational Thinking피지컬 컴퓨팅Physical Computing창의적 문제 해결Artificial Intelligence Education과학 컴퓨팅Science Computing
주제분류학제간연구

초록

본 연구는 초등학생을 대상으로 인공지능을 활용 과학 피지컬 컴퓨팅 교육 프로그램을 개발하고 적용하였다. 과학 피지컬 컴퓨팅 교육 프로그램은 과학 데이터를 바탕으로 인공지능과 피지컬 컴퓨팅 교구를 활용하는 교육 프로그램으로 창의성 역량을 키우기 위해 창의적 문제 해결 모형을 기반으로 개발하였으며, 문제 인식 및 발견, 아이디어 구상 및 설계, 아이디어 구현, 평가 및 공유 단계로 구성하였다. 프로그램은 초등학생 3∼6학년 대상으로 8∼20차시를 적용하였다. 프로그램의 효과를 검증하기 위해 사전·사후 컴퓨팅 사고력과 창의성 검사, 만족도 조사를 하였으며, 검사 결과 컴퓨팅 사고력과 창의성이 향상되었고, 학생들의 만족도 조사 결과도 4.0 이상으로 유의미한 결과를 확인하였다. 이를 통해 인공지능 활용 과학 피지컬 컴퓨팅 교육 프로그램이 인공지능 교육의 하나의 방법으로, 창의적 문제 해결 경험 제공을 통해 학생들의 미래 역량을 키울 수 있다는 가능성을 확인하였다.

Abstract

This study developed and applied science physical computing education programs using artificial intelligence for elementary school students. The scientific physical computing education program is an educational program that utilizes artificial intelligence and physical computing teaching aids based on scientific data and was developed based on creative problem-solving models. The program applied 8th to 20th classes to 3rd to 6th graders of elementary school. In order to verify the effectiveness of the program, pre- and post-computing thinking ability, creativity test, and satisfaction survey were conducted, and the results of the students' satisfaction survey were more than 4.0. Through this, we confirmed the possibility that science physical computing education programs using artificial intelligence can develop students' future capabilities by providing creative problem-solving experiences as a method of artificial intelligence education.

참고문헌 (25)

  1. 이재호, "초등 AI융합교육 프로그램의 개발과 적용을 통한 CT와 AI 역량 효과성 탐색", 창의정보문화연구, 8(4), pp.301~310 (2022), 한국창의정보문화학회[DOI]
  2. 이재호, "키워드 분석을 활용한 인공지능 교육 정책의 시사점 연구", 정보교육학회논문지, 26(5), pp.397~406 (2022), 한국정보교육학회
  3. J. Han, "An Analysis on the Research Trends in Artificial Intelligence Education Using the Keyword Network Analysi", Korean Association of Artificial Intelligence Education Transaction, 1(2), pp.20~33 (2020)
  4. 안형진, "문제해결력 증진을 위한 초등학교 Scratch 교육과정 개발", 정보교육학회논문지, 17(3), pp.317~327 (2013), 한국정보교육학회[DOI]
  5. 오미자, "스크래치 프로그램을 활용한 프로그래밍 교육에 대한 비전공자의 인식 연구", 컴퓨터교육학회 논문지, 20(1), pp.1~11 (2017), 한국컴퓨터교육학회[DOI]
  6. A main point of the Improvements of the General Guidelines of 2022National Curriculum, "Ministry of Education", ~ (2021)
  7. Ministry of Education, "A guide to artificial intelligence education", ~ (2020)
  8. 이은경, "국내외 초·중등학교 인공지능 교육과정 분석", 컴퓨터교육학회 논문지, 23(1), pp.37~44 (2020), 한국컴퓨터교육학회[DOI]
  9. Comprehensive Plan for Science-Mathematics-Information-Convergence Education, "Ministry of Education", ~ (2020)
  10. 이재호, "초등 AI 융합교육 프로그램의 교육 효과성 분석", 정보교육학회논문지, 25(3), pp.471~481 (2021), 한국정보교육학회[DOI]
  11. 한규정, "초등학교에서의 엔트리를 활용한 인공지능 융합 교육 사례", 창의정보문화연구, 7(4), pp.197~206 (2021), 한국창의정보문화학회[DOI]
  12. Computing curricula 2020:Paradigms for future computing curricula, "ACM", ~ (2020)
  13. "National curriculum in England: Computing programs of study" (2013)[URL]
  14. H. Haseski, "Defining a new21st century skill-computational thinking: Concepts and trends", International Education Studies, 11(4), pp.29~42 (2018)
  15. J. Jang, "Development of a Testing Tool for Computational Thinking based on problem-solving in Lifestyle", Ph. D., pp.2020
  16. "Computational thinking: a guide for teachers"[URL]
  17. NGSS Lead States, "Next generation science standards: For States", NGSS Lead States, ~ (2013)
  18. 홍석영, "컴퓨팅 사고력 기반 지구과학 언플러그드 활동의 효과와 시사점 탐색: 고체지구 영역의 문제해결을 중심으로", 대한지구과학교육학회지, 14(2), pp.80~94 (2021), 대한지구과학교육학회
  19. 황요한, "과학적 문제해결과정과 컴퓨팅 사고의 관련성 탐색을 통한 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 제안", 과학교육연구지, 44(1), pp.92~111 (2020), 과학교육연구소[DOI]
  20. 신원섭, "초등과학교육에서 인공지능의 적용방안 연구", 초등과학교육, 39(1), pp.117~132 (2020), 한국초등과학교육학회
  21. 김재휘, "컴퓨팅 사고력 향상을 위한 초등 피지컬 컴퓨팅 교육과정 개발", 정보교육학회논문지, 20(1), pp.69~82 (2016), 한국정보교육학회[DOI]
  22. 이재호, "피지컬 교구를 이용한 인공지능 교육용 데이터 수집 연구", 창의정보문화연구, 7(4), pp.265~277 (2021), 한국창의정보문화학회[DOI]
  23. M. Kim, "Development of history of science-CPS model and its application of heredity teaching program for improvement of the gifted-in science students'creative problem solving ability", Ph. D., pp.2006
  24. D. Treffinger, "Understanding individual problem-solving style：A key to learning and applying creative problem solving", Learning and Individual Differences, 18(4), pp.390~401 (2008)
  25. "K-CTC Elementary Creative Characteristics Test"[URL]

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