창의적 문제해결력 향상을 위한 디자인 씽킹 프로세스 기반 머신러닝 학습프로그램 개발과 적용
Development and application of a machine learning learning program based on the design thinking process to improve creative problem solving
0
조회
0
다운로드
4
인용
0
참고문헌
키워드
초록
4차 산업 혁명 시대에서는 점점 비구조화된 문제들이 많아질 것이다. 또한 머신러닝 등의 인공지능 기술을 활용하여 사회의 다양한 영역이 서로 융합된 비구조화된 문제들을 해결하고 혁신을 이끌어낼 수 있는 능력이 요구된다. 이에 본 연구에서는 ‘스탠포드 디스쿨(Stanford d.school)’의 디자인 씽킹 프로세스를 사용하여 창의적 문제해결력을 향상할 수 있는 머신러닝 학습프로그램을 개발하고, 학습자의 창의적 문제해결력 함양에 효과가 있는지를 검증하였다. 이를 위해 초등학교 6학년 학생 14명을 대상으로 학습프로그램을 10주간 12차시를 적용한 후 창의적 문제해결력 검사와 질문지를 통한 면담을 실시하였다. 연구 결과 디자인 씽킹 프로세스 기반 교통안전을 소재로 한 머신러닝 학습프로그램에 참가한 학습자들은 창의적 문제해결력의 4가지 영역(특정 영역의 지식과 사고 및 기능과 기술의 이해, 확산적 사고, 논리·비판적 사고, 동기적 요소) 모두에서 유의미한 수준의 향상을 확인하였고, 질문지를 활용한 면담 분석 결과 머신러닝에 대한 학습자의 이해도 향상과 창의적인 문제해결력 향상을 확인하였다.
Abstract
In the era of the Fourth Industrial Revolution, there will be more and more unstructured problems, and the ability to solve various social problems and lead innovation by utilizing artificial intelligence technologies such as machine learning is required. In this study, we developed a machine learning learning program that can improve creative problem solving using the design thinking process of Stanford d.School and verified its effectiveness in fostering creative learners' creative problem solving skills. For this purpose, 14 students in the 6th grade of elementary school applied 12 sessions of the learning program for 10 weeks and were interviewed through a creative problem-solving test and questionnaire. The results of the study showed that the learners who participated in the machine learning learning program on traffic safety based on the design thinking process showed significant improvement in all four areas of creative problem solving (understanding of knowledge, thinking, and skills in specific areas, diffuse thinking, critical and logical thinking, and motivational factors), and the analysis of the interviews using questionnaires showed that the learners' understanding of machine learning improved and their creative problem solving skills improved.
참고문헌 (23)
- 권귀염, "제4차 산업혁명 시대의 교육과 유아교사의 역할", 학습자중심교과교육연구, 19(4), pp.47~72 (2018)
- 김경자, "창의적 문제해결능력 신장을 위한 교육과정 개발의 기초", 15(2), pp.137~ (1997)
- 김봉철, "지역화 공공데이터 기반 초등학생 머신러닝 교육프로그램 개발", 정보교육학회논문지, 25(5), pp.751~759 (2021)
- 김혜진, "온라인 수업에 대한 초등교사의 인식 유형 연구", 초등교육논총, 38(4), pp.37~63 (2022)
- 문우종, "소리 데이터를 기반으로 일상생활 문제를 해결하는 초등머신러닝 교육프로그램 개발", 정보교육학회논문지, 25(5), pp.705~712 (2021)
- 박대륜, "머신러닝 플랫폼을 활용한 소프트웨어 교수-학습 모형 개발", 정보교육학회논문지, 24(1), pp.49~57 (2020)
- 송동주, "디자인 씽킹" (2016), 영남대학교 출판부
- 안제춘, "데이터기반교수의 적용 가능성 탐색 : 의사결정 및 교수 변경 단계를 중심으로", 초등교육논총, 39(3), pp.19~42 (2023)
- 유인환, "로봇 활용 인공지능 교육프로그램 개발과 적용에관한 연구", 정보교육학회논문지, 24(5), pp.443~451 (2020)
- 이성혜, "디자인 씽킹 프로세스 기반의 인공지능(AI)교육프로그램 적용 효과분석", 컴퓨터교육학회 논문지, 23(4), pp.49~59 (2020)
- 이소율, "머신러닝 교육 플랫폼 활용 융합 교육이 예비교사의 인공지능 교수효능감에 미치는 영향", 한국디지털콘텐츠학회논문지, 23(4), pp.665~674 (2022)
- 이재호, "디자인 씽킹 기반 메이커 교육프로그램 개발과 적용", 창의정보문화연구, 4(1), pp.35~43 (2018)
- 이한솔, "디자인 씽킹을 활용한 학습성과에 대한 메타분석", 학습자중심 교과교육연구, 20(19), pp.877~902 (2020)
- 이현국, "마이크로비트를 활용한 지도학습 중심의 머신러닝 교육프로그램의 개발과 적용", 정보교육학회논문지, 25(6), pp.995~1003 (2021)
- 간편 창의적 문제해결력 개발 연구(I), "조석희", 한국교육개발원, ~ (2001)
- 간편 창의적 문제해결력 개발 연구(II), "조석희", 한국교육개발원, ~ (2002)
- 조석희, "영재판별을 위한 간편 창의적 문제해결력 검사 개발을 위한 기초연구", 한국교육학술지, 30(1), pp.259~296 (2003)
- 홍승주, "디자인 씽킹 기반 인공지능 교육프로그램이 중학생의 창의적 문제해결력에 미치는 효과", 한국컴퓨터정보학회논문지, 28(2)통권 : 227, pp.227~234 (2023)
- Dewey, J., "How We Think" (1910), D.C. Heath and Company
- K. Schwab, "The fourth industrial revolution", pp.1~73 (2017), World Economic Forum
- M. Mohri, "Foundations of Machine Learning" (2018), MIT Press
- Innovating Pedagogy 2016: Open University Innovation Report 5, "Sharples, M.", The Open University, ~ (2016)
- S. Russell, "Artificial Intelligence: A Modern Approach" (2021), Pearson