초등학생을 위한 AI 리터러시 교육 프로그램 개발 및 적용 :A Study on AI Literacy Education Program for elementary school students

홍정현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 홍정현 (서울교육대학교, 서울교육대학교 교육전문대학원)

지도교수: 전우천

발행연도: 2024

저작권: 서울교육대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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초등학생을 위한 AI 리터러시 교육 프로그램 개발 및 적용 홍 정 현 서울교육대학교 교육전문대학원 초등컴퓨터교육전공 ( 지도교수 전 우 천 ) 로 정하여 교육 프로그램을 개발하였다. 연구 대상은 서울에 위치한 초등학교 4학년 학생 22명으로, 질적 연구와 양적 연 구를 병행하였다. 이에 학생들의 AI 리터러시 역량 변화를 측정할 수 있는 총 11문항의 객관식 문항과 2문항의 서술식 문항을 사전 및 사후검사에 활용하였다. 전문가 집단의 검토를 통해 최종 결정된 AI 리터러시 교육 프로그램은 총 13차시 로, AI 리터러시의 각 하위역량을 모두 신장할 수 있도록 고안하였다. 먼저 AI에 대 한 학습 경험이 없는 학생이 약 50%로 확인되어 AI 기초지식 역량을 신장하기 위해 AI 관련 개념을 학습 및 적용하고 AI가 미칠 사회적 영향에 대해 탐구하도록 하였 다. 이후 AI 활용 및 개발능력 역량을 신장하기 위해 직접 데이터를 수집하여 엔트 리를 활용해 텍스트 분류 모델을 만들어보도록 하였으며 AI 윤리·가치관 역량을 신 장하기 위해 가짜뉴스 및 딥페이크, 개인정보 및 사생활 침해 문제를 중점으로 다양 한 윤리적 문제에 대비하도록 하였다. 마지막으로 올바른 AI 활용법에 대해 정리하여 본 교육 프로그램을 정리하였다. 사전검사 및 사후검사를 대응표본 T-검정으로 분석한 결과 각 하위역량별 유의미 한 상승이 있는 것으로 나타났다. AI 기초지식 역량에서는 1.53점, AI 활용능력 역량 에서는 1점, AI 개발능력 역량에서는 1.25점, AI 윤리·가치관 역량에서는 1.29점의 변화가 있었다. 또한 본 교육 프로그램에 만족한 학생이 약 90%였고, 약 86%의 학생이 본 교육 프로그램을 통해 AI 리터러시 역량이 신장하였다고 느꼈다고 응 답하였다. 본 연구는 위와 같이 초등학생의 AI 리터러시 역량을 신장할 수 있는 교육 프 로그램을 초등학교 4학년 학생들을 대상으로 개발 및 적용하였다. 본 교육 프로 그램을 바탕으로 교육현장에서 초등학생들의 AI 리터러시 역량을 신장하여 AI 시대에 대비한 미래인재를 양성하기를 기대한다.

The purpose of this study is to demonstrate effectiveness by developing and applying AI literacy education programs for elementary school students. Therefore, the research questions were set up in two ways as follows.
First, how can artificial intelligence(AI) education programs be structured to improve elementary school students'' AI literacy capabilities?
Second, does this artificial intelligence education program have a significant effect on enhancing the AI literacy capabilities of elementary school students?
Starting with this research problem, the concept and category of AI literacy were analyzed, and educational programs were developed by setting the sub-competencies of AI literacy into four categories: AI basic knowledge, AI utilization ability, AI development ability, and AI ethics and values.
The subjects of this study were 22 fourth-grade elementary school students located in Seoul, and both qualitative and quantitative studies were conducted. Accordingly, a total of 11 multiple-choice questions and 2 descriptive questions that can measure students'' changes in AI literacy capabilities were used for pre- and post-testing.
The AI literacy education program, which was finally determined through the review of the expert group, is a total of 13 sessions, designed to increase each sub-competency of AI literacy. About 50% of students had no experience in learning AI, so they learned and applied AI-related concepts and explored the social impact of AI to enhance AI basic knowledge capabilities. Since then, to increase AI utilization and development capabilities, we have collected data directly and used entries to create a text classification model, and to increase AI ethics and values, we have prepared for various ethical issues, focusing on fake news, deepfakes, personal information, and privacy infringement. Finally, this educational program was studied by organizing the correct AI utilization method.
As a result of analyzing the pre-test and post-test by the corresponding sample T-test, it was found that there was a significant increase for each sub-competency. There were 1.53 points in AI basic knowledge competency, 1 point in AI utilization competency, 1.25 points in AI development competency, and 1.29 points in AI ethics and values competency. In addition, about 90% of students were satisfied with this educational program, and about 86% of students said they felt that their AI literacy capabilities had increased through this educational program.
This study developed and applied an educational program to enhance the AI literacy capabilities of elementary school students to 4th graders. AI literacy competency refers to the ability to communicate with society by critically understanding and utilizing AI beyond simply using digital tools. Based on this educational program, it is expected to cultivate future talents in preparation for the AI era by enhancing the AI literacy capabilities of elementary school students in the educational field.

#AI리터러시 #AI기초지식 #AI활용능력 #AI개발능력 #AI윤리가치관

Ⅰ. 서론 1
1. 연구의 필요성 및 목적 1
2. 연구 문제 2
3. 연구 과정 3
Ⅱ. 이론적 배경 4
1. AI 리터러시 4
2. AI 리터러시 교육 10
Ⅲ. AI 리터러시 교육 프로그램 개발 13
1. 프로그램 개발의 방향 13
2. 타당도 분석 15
3. 프로그램 설계 17
Ⅳ. AI 리터러시 교육 프로그램 적용 19
1. 연구 대상 19
2. 검사 도구 19
3. 사전검사 분석 22
4. 프로그램 적용 24
5. 사후검사 분석 35
Ⅴ. 결론 및 향후 연구과제 39
참고문헌 41
ABSTRACT 43
부록 46
1. 사전 및 사후검사 설문지 46
2. 2-3차시 수업자료 48
3. 4-5차시 수업자료 51
4. 6-8차시 수업자료 54
5. 9-10차시 수업자료 58
6. 11-12차시 수업자료 62
7. 13-14차시 수업자료 65

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