국내 중등 교과별 AI 융합 교육 프로그램의 효과성에 대한 메타분석
A meta-analysis of the effectiveness of AI convergence education programs in secondary education in Korea
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초록
본 연구는 국내 중등교육에서 시행된 인공지능(AI) 융합 교육 프로그램이 학업성취도와 AI 소양에 미치는 영향을 메타분석을 통해 종합적으로 분석한 것이다. 2020년 1월부터 2024년 8월까지 발표된 국내 연구 35편을 연구대상에 포함하였으며, 연구 결과 인공지능(AI) 융합 교육 프로그램은 학업성취도와 AI 소양 모두에 긍정적인 영향을 보이는 것으로 나타났다. 구체적으로, 학업성취도에 대한 평균 효과크기는 1.504, AI 소양에 대한 평균 효과크기는 1.020으로 나타났으며, 전체 연구 평균 효과크기는0.830으로 긍정적 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 조절 변수 분석 결과, 교과 간 효과크기에 뚜렷한 차이가 나타났으며, 특히 과학, 수학, 정보 교과와 같이 AI 융합 교육이 실제 적용이 용이한 과목에서 높은 효과가 나타났다. 또, 정보 교과에서는 코딩을 사용하는 경우 긍정적인 효과가 나타난 반면, 정보 외 교과에서는 코딩을 사용하지 않은 경우 교육 효과가 더욱 뚜렷하게 나타나 AI 융합 교육설계에서 코딩이 필수적이지 않음을 시사하였다. 특히, 고등학생을 대상으로 한 연구에서는 중학생보다 높은 효과를 보였으며, 이는 정보 교과의 선행 학습 경험이 영향을 미친 것으로 해석된다. 본 연구에서는 선행 연구들을 메타분석을 통해 종합한 결과, 인공지능(AI) 융합 교육이 중등 교육 현장에서긍정적인 효과를 보이며 그 결과가 교과별로 차이가 있음을 확인하였다. 그러나 교과별 연구 편수의부족, 교육과정의 혼재, 질적 분석의 미비와 같은 한계점을 지적하고 이를 보완하기 위한 후속 연구의필요성을 제안하였다.
Abstract
This study analyzed the effects of Artificial Intelligence(AI) convergence education programs implemented in Korean secondary education on academic achievement and AI literacy in secondary education through a meta-analysis. A total of 35 domestic studies published between January 2020 and August 2024 were included in the analysis. The results showed that AI convergence education programs had a positive impact on both academic achievement and AI literacy. The average effect size for academic achievement was 1.504, the average effect size for AI literacy was 1.020, and the overall average effect size across all studies was 0.830. The moderator analysis revealed significant differences in effect sizes across subjects, with particularly high effects observed in subjects where AI integration is practically applicable, such as science, mathematics, and information. In the information subject, positive effects were found when coding was included; however, in non-information subjects, the absence of coding was associated with more pronounced educational effects, suggesting that coding is not a mandatory component in AI convergence program design. Furthermore, studied targeting high school students showed higher effect sizes compared to those targeting middle school students, which may be attributed to prior learning experiences in the information subject. By synthesizing previous studies through meta-analysis, this study confirmed the positive effects of AI convergence education in secondary education and highlighted that its impact varies by subject area. Nevertheless, limitations such as the small number of studies per subject, curricular inconsistencies, and the lack of qualitative analysis were identified, pointing to the need for further research to address these issues.