본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

머신러닝 이해 및 활용을 위한 초등 AI 융합 수업 모형 및 설계원리 개발

Development of AI-integrated instructional model and design principles for elementary students’ understanding and application of machine learning

0

조회

0

다운로드

0

인용

0

참고문헌

키워드

주제분류교육학

초록

AI가 초중등교육에 활발히 적용됨에 따라 AI 지식과 교과 지식을 융합해 교과의 문제를 창의적으로해결하려는 AI 융합 수업이 대두되고 있다. 이에, 문제해결을 위해 대표적으로 활용되는 AI 모델인 머신러닝을 이해하고 활용하기 위한 AI 융합 수업을 초등학교에서부터 체계적으로 실시할 필요가 있다. 하지만, 초등학생이 머신러닝을 이해하기 위해서는 중등 이상의 수학적 지식이 필요하므로 초등 학생수준에서 직관적으로 머신러닝을 이해하고 활용하기 위한 AI 융합 수업이 요구되고 있다. 이러한 AI 융합 수업을 설계하기 위해서는 AI, 융합, 문제해결, 초등맥락을 복합적으로 고려하여 설계원리를 통합하고 수업 절차에 적절히 적용해야 한다. 그러나 AI 융합 수업에 익숙하지 않은 교사들이 수업 설계에 참고할 수 있는 표준적이고 구체적인 안내가 부족한 실정으로 초등교사가 효과적으로 AI 융합수업을 설계할 수 있도록 모형과 설계원리를 개발하여 안내하는 것이 필요하다. 이에, 본 연구는 초등학교 맥락에서 머신러닝 이해 및 활용을 위한 초등 AI 융합 수업 모형 및 설계원리를 개발하였다. 개발한 모형 및 설계원리의 현장적용과 효과성 평가를 위해 초등학교 5-6학년 3개 학급을 대상으로 수업 모형 및 설계원리를 바탕으로 개발한 수업을 실행하고 사전․사후 설문, 면담을 진행하였다. 본 연구에서 개발한 모형과 설계원리를 초등학교 현장에 적용한 결과, 데이터 기초, 머신러닝 개념, 머신러닝 모델 개발, 머신러닝 모델 활용 영역이 통계적으로 유의미하게 향상됨을 확인하였다. 본 연구는 AI 의 대표적 모델인 머신러닝을 이해하고 활용하는 역량을 기르기 위해 초등학교에서 AI 융합 수업을개발하고 실행하는 방법에 대한 실제적 지침을 제공한다

Abstract

As AI is actively applied in primary and secondary education, AI-integrated classes that creatively solve subject-related problems by merging AI knowledge and subject knowledge have emerged. Therefore, it is necessary to systematically implement AI-integrated classes in elementary schools to understand and apply machine learning, a representative AI model commonly used for problem-solving. However, since elementary students require mathematical knowledge at the middle school level or higher to understand machine learning, there is a need for AI-integrated classes that help students intuitively grasp and apply machine learning. To design these AI-integrated classes, it is essential to integrate design principles by considering AI, integration, problem-solving, and the elementary context, and to apply them appropriately in the instruction procedure. However, teachers unfamiliar with AI-integrated classes lack standardized and concrete guidelines to refer for class design. Therefore, it is necessary to develop models and design principles to guide elementary teachers in effectively designing AI-integrated classes. This study developed an AI-integrated instruction model and design principles for understanding and applying machine learning in the elementary school context. To evaluate the applicability and effectiveness of the developed model and design principles, the study conducted pre- and post-surveys and interviews with fifth and sixth-grade students. As a result, it was confirmed that the model and design principles for AI-integrated classes significantly improved students' understanding of data, machine learning concepts, machine learning model development, and machine learning model application. This study provides practical guidelines on how to develop and implement AI-integrated classes in elementary schools to build the capacity to understand and utilize machine learning.

관련 논문AI추천

이 간행물의 다른 논문 (16건)