인공지능 윤리를 강조한 인공지능교육 프로그램이 인공지능 윤리의식과 창의적 문제해결력에 미치는 영향

Abstract

현재 우리 사회는 정보통신기술을 통해 생성, 수집된 데이터와 인공지능이 결합하여 발전하는 지능정보사회이며 인공지능은 이 중심에서 사람들의 일상에 지대한 영향을 미치고 있다. 하지만 여러 사회적 문제에서 확인할 수 있듯이, 사람들이 인공지능을 대하는 태도와 관련된 정의적 역량은 인공지능 기술의 발전 속도를 따라가지 못하고 있다. 교육부가 2025년부터 인공지능교육을 초중고 정규 교육과정에 정식 도입할 계획을 밝힌 상황에서 경쟁력 있는 AI 국가가 되기 위해서는 실효성 있는 교육정책 수립이 필요하다. 현재 인공지능 교육 프로그램은 인공지능 프로그램 사용 능력을 함양하는 것에 초점이 있다. 하지만 학생들에게 필요한 것은 개발된 프로그램을 사용하는 것에만 그치는 것이 아니라, 앞으로 생길 다양한 인공지능 문제에 비판적으로 사고·판단하는 인공지능 윤리의식과 문제를 해결해 나가는 창의적 문제해결 능력이다. 따라서 본 연구에서는 인공지능교육 내용에 가장 적합한 프로젝트 학습법을 활용하여 프로그램을 개발하였으며, 플립러닝을 통해 인공지능 관련 지식을 사전 형성하고자 하였다. 즉 본 연구는 인공지능 윤리가 강조된 프로그램의 개발과 적용을 통해 새로운 시대에 필요한 인공지능 윤리의식과 창의적 문제해결력을 기르는 효과적인 프로그램을 개발하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 연구에서 제시한 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 인공지능 윤리가 강조된 인공지능교육 프로그램의 모습은 어떠한가? 둘째, 개발된 인공지능교육 프로그램은 학생의 인공지능 윤리의식에 기여하는가? 셋째, 개발된 인공지능교육 프로그램은 학생의 창의적 문제해결력에 기여하는가? 본 연구를 위해 10차시의 플립러닝을 활용한 프로젝트 기반 인공지능교육 프로그램을 개발하여, 서울 시내 소재 초등학교 6학년 인공지능 동아리 학생 18명을 대상으로 프로그램을 적용한 후 인공지능 윤리의식과 창의적 문제해결력의 사전·사후 검사를 시행, 대응표본 t검정을 실시하였다. 이에 따라 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 인공지능 윤리가 강조된 인공지능교육 프로그램은 초등학생을 위한 인공지능 이해·활용·윤리 교육의 측면에서 체계적이고 단계적인 수업계획과 평가 계획을 실행하였으며 이를 통해 수업 운영을 효과적, 효율적으로 가능하게 하고 있다. 둘째, 개발된 인공지능교육 프로그램은 학습자의 인공지능 윤리의식 신장에 유의미한 영향을 미친다. 인공지능 윤리의식 측정 도구를 통해 사전 점수와 사후 점수를 측정하여 비교한 결과, 전체 영역에 대해 사전 9.16점, 사후 11.09점으로 사후에 1.93점이 더 높아졌으며 유의미한 차이를 보였다. 셋째, 개발된 인공지능교육 프로그램은 학습자의 창의적 문제해결력 신장에 유의미한 영향을 미친다. 창의적 문제해결력 측정도구를 통해 사전 점수와 사후 점수를 측정하여 비교한 결과, 사전 16.46점, 사후 18.28점으로 사후에 1.82점이 더 높아졌으며 유의미한 차이를 보였다. 본 연구에서 도출한 시사점과 후속 연구에 대한 제언은 다음과 같다. 첫째, 다양한 학년과 성별로 대상을 확대하여 후속 연구를 할 필요가 있다. 둘째, 인공지능교육을 현장에서 적용할 교사들의 전문성 신장을 위한 연수와 배려가 필요하다. 셋째, 인공지능 교육을 위한 다양한 교과와의 융합 연구가 필요하다. 넷째, 본 연구를 시행하는 데 있어서 학교의 인공지능 교육환경이 조성이 필요하다. ;Currently, our society is an intelligent-information society that combines data generated, collected, and accumulated through information and communication technology with artificial intelligence, and artificial intelligence has a great influence on people's daily life at this center. However, as we can see from several social problems, people's proper attitude toward artificial intelligence is not keeping up with the pace of the development of artificial intelligence technology. Since the Ministry of Education announced plans to formally introduce artificial intelligence education to elementary, middle and high school regular curriculums from 2025, it is necessary to establish effective education policies in order to become a competitive AI country. The current education programs for teachers focus on cultivating the ability to use artificial intelligence programs. However, what students who will lead the new society need is not just to use the already developed artificial intelligence program, but also to solve problems through artificial intelligence ethics consciousness and creative thinking ability about various artificial intelligence problems that will occur in the future. Thus, this study aims to develop a program using project learning method, which is the most suitable teaching and learning method for the contents of artificial intelligence education, and tried to pre-form unfamiliar knowledge of artificial intelligence to learners through flipped learning method. In other words, this study aims to develop an effective program to develop artificial intelligence ethics awareness and creative problem solving skills needed in a new era. The research questions are as follows. First, what is the aspect of the artificial intelligence education program that emphasizes the artificial intelligence ethics? Second, does the developed artificial intelligence education program contribute to the students' artificial intelligence ethical consciousness? Third, does the developed artificial intelligence education program contribute to the students' creative problem solving ability? For the study a project-based artificial intelligence education program using flipped learning was developed and the program was applied to 18 students of ‘artificial intelligence’ club in Seoul, and paired sample t-test was conducted. The results of the study are as follows. First, the developed program reflects the understanding, utilization, and ethics education of artificial intelligence based on five key topics and includes evaluation plans. Video lectures and reading materials were provided before each class. In the class, discussions were held through the project and the students review the knowledge and functions acquired in advance. Second, the developed program had a positive effect on the improvement of learners' artificial intelligence ethical consciousness and had an effect on all sub-areas. Third, the developed program had a positive effect on the improvement of creative problem solving ability of learners and showed a significant difference in all sub-areas. The implications of this study are as follows. First, since this study was targeted at sixth graders in elementary school, it is necessary to conduct research on other grades. Second, training and consideration are needed to improve the professionalism of teachers who apply artificial intelligence education in the field. Third, it is necessary to study convergence with various subjects for artificial intelligence education. Fourth, it is necessary to create an artificial intelligence education environment of the school.