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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 장혜원
- 발행연도
- 2024
- 저작권
- 서울교육대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수27
초록· 키워드
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본 연구는 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램을 개발하고, 초등학교 6학년 학생의 통계적 소양에 미치는 영향을 분석하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 2015 개정 수학과 교육과정과 통계교육의 문제점 분석을 토대로 데이터와 통계적 문제해결과정, 인공지능 예측모델의 활용을 강조한 15차시의 통계프로그램을 개발하였다, 개발한 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 초등학교 2개 학급을 대상으로 프로그램을 적용하였다. 프로그램 적용 후 학생들의 통계적 소양 향상 효과를 알아보기 위해 통계적 소양 검사지를 활용하였고, 교사의 관찰 기록지와 학생의 활동 결과물을 분석하였다.
이 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 본 연구에서 개발한 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램은 다음과 같은 특징이 있다. 먼저, 학생 스스로 정한 문제로부터 출발하여 통계적 문제해결의 전 과정을 단계적으로 거치는 것을 독려한다는 점에서 전통적인 통계교육의 문제점을 보완할 기회가 될 수 있다. 또한, 인공지능 교육의 중점 요소인 데이터의 중요성 인식, 공공데이터플랫폼에서 제공하는 실생활 데이터를 사용하는 자료 수집 및 분석 활동을 포함하고, 공학 도구인 엔트리와 이지통계를 활용한다는 점에서 기존 통계교육과 차별화된다. 마지막으로, 미래 사회가 요구하는 역량 중심의 활동을 가능하게 하였다. 학생들은 실생활 데이터를 가공하고 워드 클라우드, 그래프, 통계 포스터 등으로 시각화하여 올바르게 해석하는 과정을 통해 정보처리 능력, 디지털 소양 등을 기를 수 있다.
둘째, 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램은 초등학생의 통계적 소양 함양에 유의미한 효과가 있었다. 또한, 본 프로그램은 통계적 소양의 인지적 요소뿐만 아니라 정의적 요소를 포함함으로써 그 효과를 배가한 것으로 확인된다.
이상의 연구 결과를 종합하면 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램은 초등학생의 통계적 소양 향상에 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다. 본 프로그램을 통해 학생들은 실제 우리 생활 속의 데이터를 공공데이터플랫폼에서 스스로 찾아 탐구하고, 통계적 문제해결의 전 과정을 경험하였다. 특히 빅데이터 분석을 기반으로 한 조사 문항 선정, 예측모델을 제작하며 더 정확하고 많은 데이터를 찾아가는 과정 등의 학생 활동을 통해 본 통계프로그램이 인공지능을 기반으로 했기 때문에 통계적 소양 함양에 더 효과적인 역할을 한 것을 확인할 수 있었다. 정의적으로도 학생들은 열의와 흥미를 갖고 프로그램에 참여하며 주체적이고, 비판적으로 탐구를 수행하였으며 통계적 문제해결의 전 과정에서 활발한 수학적 의사소통을 관찰할 수 있었다. 이 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 통계적 소양 향상 뿐 아니라 빠른 시대 변화에 대처할 수 있도록 의사소통역량, 비판적 사고 역량, 문제해결 역량, 정보 처리 역량 등을 기를 수 있는 역량 중심의 프로그램으로 초등학생을 위한 통계 교수·학습 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
이를 위해 2015 개정 수학과 교육과정과 통계교육의 문제점 분석을 토대로 데이터와 통계적 문제해결과정, 인공지능 예측모델의 활용을 강조한 15차시의 통계프로그램을 개발하였다, 개발한 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 초등학교 2개 학급을 대상으로 프로그램을 적용하였다. 프로그램 적용 후 학생들의 통계적 소양 향상 효과를 알아보기 위해 통계적 소양 검사지를 활용하였고, 교사의 관찰 기록지와 학생의 활동 결과물을 분석하였다.
이 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 본 연구에서 개발한 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램은 다음과 같은 특징이 있다. 먼저, 학생 스스로 정한 문제로부터 출발하여 통계적 문제해결의 전 과정을 단계적으로 거치는 것을 독려한다는 점에서 전통적인 통계교육의 문제점을 보완할 기회가 될 수 있다. 또한, 인공지능 교육의 중점 요소인 데이터의 중요성 인식, 공공데이터플랫폼에서 제공하는 실생활 데이터를 사용하는 자료 수집 및 분석 활동을 포함하고, 공학 도구인 엔트리와 이지통계를 활용한다는 점에서 기존 통계교육과 차별화된다. 마지막으로, 미래 사회가 요구하는 역량 중심의 활동을 가능하게 하였다. 학생들은 실생활 데이터를 가공하고 워드 클라우드, 그래프, 통계 포스터 등으로 시각화하여 올바르게 해석하는 과정을 통해 정보처리 능력, 디지털 소양 등을 기를 수 있다.
둘째, 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램은 초등학생의 통계적 소양 함양에 유의미한 효과가 있었다. 또한, 본 프로그램은 통계적 소양의 인지적 요소뿐만 아니라 정의적 요소를 포함함으로써 그 효과를 배가한 것으로 확인된다.
이상의 연구 결과를 종합하면 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램은 초등학생의 통계적 소양 향상에 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있었다. 본 프로그램을 통해 학생들은 실제 우리 생활 속의 데이터를 공공데이터플랫폼에서 스스로 찾아 탐구하고, 통계적 문제해결의 전 과정을 경험하였다. 특히 빅데이터 분석을 기반으로 한 조사 문항 선정, 예측모델을 제작하며 더 정확하고 많은 데이터를 찾아가는 과정 등의 학생 활동을 통해 본 통계프로그램이 인공지능을 기반으로 했기 때문에 통계적 소양 함양에 더 효과적인 역할을 한 것을 확인할 수 있었다. 정의적으로도 학생들은 열의와 흥미를 갖고 프로그램에 참여하며 주체적이고, 비판적으로 탐구를 수행하였으며 통계적 문제해결의 전 과정에서 활발한 수학적 의사소통을 관찰할 수 있었다. 이 연구에서 개발한 프로그램은 학생들의 통계적 소양 향상 뿐 아니라 빠른 시대 변화에 대처할 수 있도록 의사소통역량, 비판적 사고 역량, 문제해결 역량, 정보 처리 역량 등을 기를 수 있는 역량 중심의 프로그램으로 초등학생을 위한 통계 교수·학습 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
목차
- Ⅰ. 서 론 11. 연구의 필요성 및 목적 12. 연구 문제 23. 용어의 정의 34. 연구의 제한점 4Ⅱ. 이론적 배경 51. 초등 수학에서의 통계교육 52. 통계적 소양과 통계적 문제해결 113. 인공지능 교육 17Ⅲ. 연구 방법 251. 연구 대상 252. 연구 절차 263. 실험 설계 274. 검사 도구 285. 자료 수집 및 분석 30Ⅳ. 연구 결과 331. 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램 개발 332. 데이터와 인공지능 예측모델을 활용한 통계프로그램의 효과 44Ⅴ. 결론 및 제언 591. 결론 592. 제언 61참고문헌 63ABSTRACT 66부록 69
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