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HSR 기반 AI 놀이 개발 활동이 예비유아교사의 컴퓨팅 사고력과 교수효능감에 미치는 효과

The effects of HSR-based AI play development activitieson pre-service early childhood teachers' computational thinking and teaching efficacy.

김혜정
교육연구소 (CNU Research Institute of Education)|2024.12|교육문화연구 (Journal of Education & Culture)|제30권 제6호|pp. 743-768|DOI 10.24159/joec.2024.30.6.743

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로봇pre-service teachercomputational thinkingteaching efficacy컴퓨팅 사고력AI 놀이교수효눙감AI playhumanoid social robot

초록

본 연구의 목적은 휴머노이드 로봇을 활용한 AI 놀이 개발 활동이 예비유아교사의 컴퓨팅 사고력과 교수효능감의향상에 미치는 효과를 분석하고, 이들의 학습경험에 대한 의미를 파악하는 것이다. 이에 수도권 소재 A대학교에서2023년 5월15월 부터 7월 15일까지 총 12주간 비교과 프로젝트 프로그램을 시행하고 본 과정에 참여한 19명의 예비유아교사를 대상으로 연구를 시행하었다. 본 연구는 양적 연구와 질적 연구 방법을 함께 활용한 혼합연구(mixed-method research)로 진행되었다. 양적 분석 결과, 컴퓨팅 사고력과 교수효능감 모두 사전-사후 차이 검증에서 유의한 향상을나타냈고 효과 크기도 높은 수준으로 나타났다. 질적 분석 결과 문제 상황에서 팀이 상호 의존하여 협력적으로 문제해결과정에 참여하고 팅커링(tinkering)과 디버깅(debugging)을 반복하는 경험이 컴퓨팅 사고력의 향상에 긍정적인 영향을미친 것으로 확인되었다. 또한 해당 활동 경험을 통해 교육학적 지식이 확장되고 교수효능감이 향상된 것으로 나타났다. 특히 본 활동을 통해 형성된 테크놀로지 활용 효능감은 AI 교육에 대한 인식 및 책임감, 테크놀로지 수용과 같은긍정적인 태도에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 예비유아교사의 AI·디지털 역량증진을 위한교육과정 및 교육 프로그램 개발에 의미 있는 시사점을 제공할 것으로 사료된다

Abstract

This study aims to analyze the effects of AI play development activities using humanoid social robots on the improvement of pre-service early childhood teachers’ computational thinking and teaching efficacy, as well as to understand the significance of their learning experiences. A non-curricular project program involving 19 pre-service early childhood teachers was implemented at A University located in the capital resign from May 15 to July 15, 2023. A mixed-method research approach, combining both quantitative and qualitative research methods, was utilized. The quantitative analysis results showed significant improvements in both computational thinking and teaching efficacy, as evidenced by pre-and post-test comparisons, with a high effect size. The qualitative analysis revealed that the experience of teams collaborating interdependently to participate in problem-solving processes, along with repeated tinkering and debugging, positively influenced the enhancement of computational thinking. Additionally, the experiences gained from these activities expanded pedagogical knowledge and improved teaching efficacy. In particular, the technology utilization efficacy developed through these activities was confirmed to influence positive attitudes towards AI education, responsibility, and technology acceptance. The results of this study are expected to have meaningful implications for the development of curricula and educational programs aimed at enhancing the AI and digital competencies of pre-service early childhood teachers.

참고문헌 (69)

  1. 교육부, "유치원 교사의 디지털 역량 강화를 위한 연수자료", 교육부, ~ (2021)
  2. 디지털 기반 교육혁신 방안, "교육부", 교육부, ~ (2023)
  3. 김보현, "유아교사의 디지털 리터러시 요인과 교수효능감이 스마트 교육 실행에 미치는 영향", 미래유아교육학회지, 26(2), pp.97~119 (2019)
  4. 김수환, "Computational Thinking 교육에서 나타난 컴퓨터 비전공 학습자들의 어려움 분석", 컴퓨터교육학회논문지, 18(3), pp.49~57 (2015)
  5. 김정현, "예비유아교사를 위한 소프트웨어 교육 효과성 검증 : 컴퓨팅 사고력과 협력적 문제해결 역량을 중심으로", 학습자중심교과교육연구, 22(17), pp.125~138 (2022)
  6. 김혜정, "유아교육현장에서 적용할 수 있는 멀티미디어", 열린유아교육학회 추계학술대회 토론 (2023)
  7. 김혜정, "휴머노이드 로봇 기반 교구개발 수업이 예비유아교사의 TPACK와 컴퓨팅 사고력에 미치는 효과", 어린이미디어연구, 23(3), pp.241~266 (2024)
  8. 예비･현직 교원의 AI･디지털 역량체계 정립 사업결과보고서, "김희규", 한국교원교육학회, ~ (2022)
  9. 김희영, "보육교사의 디지털리터러시가 놀이교수효능감 및 놀이지원역량에 미치는 영향", 인문사회과학연구, 6(5), pp.35~52 (2024)
  10. "대화하고 동요 부르는 AI로봇, 어린이집 300곳 찾아간다" (2021), 서울시[URL]
  11. 동풀잎, "포스트휴먼 시대의 새로운 유아들의 놀이와 학습에 대한 탐구 : 디지털 놀이", 유아교육연구, 42(6), pp.357~383 (2022)
  12. 박성희, "컴퓨팅 사고력(Computational Thinking)함양을 위한 대학에서의 SW교육에 관한 고찰", 디지털융복합연구, 14(4), pp.1~10 (2016)
  13. 박주연, "미래 교육을 위한 유아교사의 디지털 역량 탐색", 어린이미디어연구, 21(2), pp.327~360 (2022)[DOI]
  14. 에듀테크 활용을 통한 영유아교사 전문성 제고 방안, "박창현", 육아정책연구소, ~, pp.연구보고 2021-16 (2021)
  15. 미래 세대 AI 소양 함양을 위한 교원의 AI교육 역량 강화 방안 연구보고서, "변순용", 한국과학창의재단, ~ (2022)
  16. 서영민, "초등학교 로봇프로그래밍 교육의 통합적 접근의 필요성", 통합교육과정연구, 7(1), pp.25~44 (2013)
  17. 손복영, "교수효능감 수준에 따른 예비유아교사의 전문성인식 및 교수기술에 관한 연구", 열린교육연구, 29(3), pp.155~169 (2021)
  18. 송윤희, "예비유아교사의 디지털 역량과 테크놀로지 자기효능감이 디지털 활용 교육 의향에 미치는 영향", 상담심리교육복지, 10(5), pp.145~157 (2023)
  19. 송연경, "예비유아교사의 테크놀로지 기기 활용인식과 컴퓨팅 사고력, 테크놀로지 교과교육학 지식의 관계", 융합정보논문지, 9(9), pp.166~174 (2019)[DOI]
  20. 신정애, "영유아 교사의 교사효능감 측정 도구 개발과 타당화", 한국보육학회지, 19(2), pp.129~143 (2019)
  21. 유구종, "알파미니 AI로봇을 활용한 통합놀이가 유아의 언어표현력에 미치는 효과 및 교육적 의미", 열린유아교육연구, 28(3), pp.105~134 (2023)
  22. 이소율, "예비교사의 인공지능 교수 효능감 측정 도구(AI-TEBI)개발", 컴퓨터교육학회논문지, 24(1), pp.47~61 (2021)
  23. 이은정, "테크놀로지 기반 캡스톤디자인 수업이 예비유아교사의 테크놀로지 교과교육학지식에 미치는 효과 및 경험적 의미 탐색", 학습자중심교과교육연구, 20(24), pp.525~546 (2020)
  24. 이재호, "피지컬 컴퓨팅 기반 소프트웨어 교육이 초등학생의 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향", 창의정보문화연구, 7(4), pp.242~255 (2021)
  25. 이종만, "유아교사들의 인공지능(AI)을 활용한 교육과정 운영 경험", 어린이미디어연구, 22(1), pp.153~185 (2023)
  26. 이종승, "교육심리연구방법론" (2009), 교육과학사
  27. 이주영, "예비유아교사의 디지털 테크놀로지 역량, 테크노스트레스, 디지털 테크놀로지수용과 활용 관계 탐색", 한국유아교육학회 학술대회자료집, pp.210~215 (2024)
  28. 진현정, "예비교사의 개인 혁신성, 자기효능감, 교수 효능감이 교육 현장의 기술수용에 미치는 영향", 한국산학기술학회논문지, 24(2), pp.583~591 (2023)
  29. 최현정, "에듀테크 활용 수업이 예비유아교사의 디지털 역량과 교사효능감에 미치는 영향", Studies on Humanities and Social Sciences, 6(1), pp.731~744 (2024)
  30. 최현주, "인공지능시대의 유아 및 유아교사 대상 교육의 방향 탐색 : 전문가 집단 델파이 분석", 영유아교육과정연구, 13(1), pp.17~38 (2023)
  31. 최형신, "교육용 로봇 기반 SW 융합교육이 초등학생의 컴퓨팅 사고력, 협업 능력 및 의사소통 능력에 미치는 효과", 정보교육학회논문지, 24(2), pp.131~138 (2020)
  32. 한영신, "비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위한 프로그래밍 교육의 효과성 분석", 정보 교육학회논문지, 22(1), pp.41~52 (2018)[DOI]
  33. 한지원, "예비유아교사의 디지털 역량 요구도 분석", 학습자중심교과교육연구, 24(6), pp.897~910 (2024)
  34. 한형종, "휴머노이드 로봇 활용 통합 교육을 위한 초등교사 역량 모델 개발 및 교육 요구도 분석", 교육문화연구, 30(4), pp.173~201 (2024)
  35. 홍유나, "예비유아교사 대상 AI 교육의 효과성 검증 연구", 학습자중심교과교육연구, 20(19), pp.1001~1020 (2020)
  36. "Self-efficacy Beliefs as an Indicator of Teachers’ Preparedness for Teaching with Technology" (1999)[URL]
  37. Bers, M. U., "Coding and computational thinking in early childhood : The impact of Scratch Jr in Europe", European Journal of STEM Education, 3(3), pp.8~20 (2018)
  38. Brennan, K., "New Frameworks for Studying and Assessing the Development of Computational Thinking", Proceedings of the 2012 Annual Meeting of the American Educational Research Association, 1 (2012)
  39. Chase, C., "Teachable Agents and the Protege Effect: Increasing the Effort towards Learning", Journal of Science Education and Technology, 18(4), pp.334~352 (2009)
  40. Chevalier, M., "Fostering computational thinking through educational robotics : a model for creative computational problem solving", International Journal of STEM Education, 7(39), pp.1~18 (2020)
  41. "British Journal of Educational Technology", 2018, 911~927
  42. Cohen, J., "Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences" (1988), Lawrence Erlbaum Associates
  43. Creswell, J. W., "Designing and conductg mixed methods research" (2011), Sage
  44. CSTA, "Operational Definition of Computational Thinking for K-12 Education", Creative Education, 10(13) (2011)
  45. Ekström, S., "The dual role of humanoid robots in education : As didactic tools and social acts", Education and Information Technologies, 27, pp.12609~12644 (2022)[DOI]
  46. Elo, S., "The qualitative content analysis process", Journal of Advanced Nursing, 62(1), pp.107~115 (2008)
  47. Enochs, L. G., ""Further development of an elementary science teaching efficacy belief instrument : Preservice elementary scale"", School Science and Mathematics, 90(8), pp.694~706 (1990)[DOI]
  48. Frey, A., "Predictors of placement recommendations for children with behavioral or emotional disorders", Behavioral Disorders, 27, pp.126~136 (2002)
  49. Gadinidis, G., "Artificial intelligence, computational thinking, and mathematics education", International Journal of Information and Learning Technology, 34(2), pp.133~139 (2017)
  50. Holden, H., "Understanding the influence of perceived usability and technology self-efficacy on teachers’ technology acceptance", Journal of Research on Technology in Education, 43(4), pp.343~365 (2011)
  51. Instefjord, E. J., "Educating digitally competent teachers : A study of integration of professional digital competence in teacher education", Teaching and Teacher Education, 67, pp.37~45 (2017)
  52. Ioannou, A,., "Pre-schooler’ interest and caring behavior around a humanoid robot", Techtrends, 59, pp.23~26 (2015)
  53. Jenkins, T., "On the difficulty of learning to program", Proceedings of the 3rd Annual Conference of the LTSN Centre for Information and Computer Sciences, pp.4~ (2002)
  54. Keane, T., "The impact of humanoid robots on students'computational thinking", Proceedings of Australian Council for Computers in Education 2016 Conference, pp.93~102 (2016), The Queensland Society for Information Technology in Education (QSITE)
  55. Keane, T., "Humanoid robots : Learning a programming language to learn a traditional language", Technology, Pedagogy and Education, 28(5), pp.533~546 (2019)
  56. Korkmaz, Ö., "A validity and reliability study of the computational thinking scales(CTS)", Computers in Human Behavior, 72, pp.558~569 (2017)
  57. Lemaignan, S., "Learning by Teaching a Robot : The Case of Handwriting", IEEE Robotics and Automation Magazine, 23(2), pp.56~66 (2016)
  58. The future of education and skills Education 2030, "OECD", OECD, ~ (2018)
  59. Using Digital Technologies for Early Education during. COVID-19, "OECD", OECD, ~ (2021)
  60. Pandey A. K., "Humanoid Robotics: A Reference" (2017)
  61. Papert, S., "Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas" (1980), Basic Books
  62. Ronsivalle, G. B., "How to implement educational robotics’ programs in Italian schools : A brief guideline according to an instructional design point of view", Technology, Knowledge and Learning, 24, pp.227~245 (2019)
  63. Skaalvik, E. M., "Teacher Self-Efficacy and Teacher Burnout : A Study of Relations", Teaching and Teacher Education, 26, pp.1059~1069 (2011)
  64. Tuna, G., "A Survey on the se of humanoid robots in primary education : prospects, research challenges and future research directions", Cypriot Journal of Educational Sciences, 14(3), pp.361~373 (2019)
  65. Tung, F. W., "Child Perception of Humanoid Robot Appearance and Behavior", International Journal of Human-Computer Interaction, 32(6), pp.493~502 (2016)
  66. A Global Framework of Reference on Digital Literacy Skills for Indicator 4.4.2, "UNESCO", ~ (2018)
  67. Wing, J. M., "Computational thinking", Communications of the ACM, 49(3), pp.33~35 (2006)
  68. Zeng, Y., "Computational thinking in early childhood education : Reviewing the literature and redeveloping the three-dimensional framework", Educational Research Review, 39, pp.100520~ (2023)
  69. Zhong, B., "An exploration of three-dimensional integrated assessment for computational thinking", Journal of Educational Computing Research, 53(4) (2023)[DOI]

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