인공지능 수업이 학습 동기와 인공지능에 대한 태도에 미치는 효과

Abstract

본 연구는 언플러그드 학습을 적용한 인공지능 교수-학습 방법을 개발, 적용하여 학생들의 학습 동기와 인공지능에 대한 태도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 본 연구의 가설은 다음과 같다. 첫째, 언플러그드 학습법을 활용한 ARCS 전략 수업이 학습자의 학습 동기 유발에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 둘째, 언플러그드 학습법을 활용한 ARCS 전략 수업이 학습자의 인공지능에 대한 태도에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 본 연구는 교수-학습 방법은 총 5차시로 개발되었으며 중학교 2학년 학생 269명을 대상으로 적용하였다. 수업의 주제로 다양한 인공지능의 개념 중 인공지능의 이미지 학습 및 분류를 이해하는 활동을 선택하였다. 이는 언플러그드 학습을 구성하기에 좋은 요소를 가지고 있다고 판단하여 의사결정트리를 활용한 수업을 개발하였다. 또한 모든 교수-학습 과정에서 학습 동기를 향상할 수 있는 요소들을 추가하였다. 언플러그드 학습자료는 CCL이 적용된 수업 자료를 사용하여 학습자의 특성에 맞게 재구성하여 사용하였다. 효과성 측정을 위해 교수-학습 방법을 적용 후 단일집단 사전-사후검사를 실시하여 학습 동기와 인공지능에 대한 태도를 측정하고 JAMOVI 프로그램을 이용하여 신뢰도 분석과 대응 표본 t-검정을 실시하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 언플러그드 학습을 활용한 ARCS 전략 수업이 중학생의 학습 동기에 유의미한 향상을 보였다. 하위 범주인 주의집중, 관련성, 자신감, 만족감 4가지 영역에서 모두 유의미한 향상을 보였다. 둘째, 언플러그드 학습을 활용한 ARCS 전략 수업이 중학생의 인공지능에 대한 태도에 유의미한 향상을 보였다. 하위 범주인 인공지능 기술 관련 진로 의향, 인공지능 기술에 대한 흥미, 인공지능 기술로 인한 결과 3가지 영역에서 유의미한 향상을 보였으며 인공지능 기술의 지루함, 인공지능 기술의 어려움 2가지 영역에서 모두 유의미한 감소를 보였다. 본 연구는 언플러그드 학습을 활용한 인공지능 교수-학습 방법이 중학교 2학년 학생들의 학습 동기와 인공지능에 대한 태도 향상에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 학습 동기에 긍정적인 영향을 미쳤다는 결과를 통해 시사하는 바는 다음과 같다. 학생들은 언플러그드 학습을 통해 인공지능을 흥미롭게 바라보게 되고, 삶에 관련이 있다는 것을 알게 되었다. 또한 인공지능을 어려운 기술로 인지하지 않고 인공지능에 대해 자신감이 생겼으며 이에 따라 학습의 내재적 만족감을 얻게 되었다. 인공지능에 대한 태도에 긍정적인 영향을 미쳤다는 결과를 통해 시사하는 바는 다음과 같다. 학생들은 언플러그드 학습을 통해 인공지능 관련 직업의 가치와 인공지능 기술에 대한 흥미 그리고 인공지능이 삶에 있어 얼마나 중요한지 중요성에 대해 높게 인지하게 되었다. 이러한 연구 결과는 인공지능 교육 관련 언플러그드 수업 자료가 부족한 상황에서 교수-학습 방법을 개발했다는 것과 인공지능 수업과 언플러그드 학습의 효과성 분석이 초등학생 대상 연구가 많은 현재, 중학생을 대상으로 진행한 연구라는 점에서 의의가 있다.;This study attempts to find out how the artificial intelligence teaching-learning method applied with unplugged learning affects students' learning motivation and attitudes toward artificial intelligence. The hypothesis of this study is as follows. First, ARCS strategy classes using the unplugged learning method will have a positive effect on learners' motivation to learn. Second, ARCS strategy classes using the unplugged learning method will have a positive effect on learners' attitudes toward artificial intelligence. The teaching-learning method was developed over a total of 5 sessions and applied to 269 students in the 2nd grade of middle school. As the theme of the class, activities to understand the image learning and classification of artificial intelligence among various concepts of artificial intelligence were selected. It was judged that this had good elements to construct unplugged learning, and classes were developed using decision trees. In addition, elements that can improve learning motivation in all teaching-learning processes were added. The unplugged learning materials were reconstructed and used according to the learner's characteristics using class data to which CCL was applied. After applying the teaching-learning method to measure effectiveness, a single group pre-post test was conducted to measure learning motivation and attitude toward artificial intelligence and a reliability analysis and response sample t-test were performed using the JAMOVI program. The analysis results are as follows. First, the ARCS strategy class using unplugged learning showed a significant increase in the improvement of middle school students' learning motivation. All four subcategories of Attention, Relevance, Confidence, and Satisfaction showed significant improvement. Second, ARCS strategy classes using unplugged learning showed a significant improvement in middle school students' attitudes toward artificial intelligence. There were significant improvements in three areas: job aspirations related to artificial intelligence technology, interest in artificial intelligence technology, and results from artificial intelligence technology, and significant reduction in both areas. This study confirmed that the artificial intelligence teaching-learning method using unplugged learning has a positive effect on improving the learning motivation and attitude toward artificial intelligence of second-year middle school students. Through the results that had a positive effect on learning motivation, the implications are as follows. Through unplugged learning, students were able to look at artificial intelligence interestingly and learned that it was related to life. In addition, rather than looking at artificial intelligence as a difficult technology, I gained confidence in artificial intelligence and thus gained an intrinsic satisfaction of learning. The following are implications from the results that it had a positive effect on attitudes toward artificial intelligence. Through unplugged learning, students became highly aware of the value of artificial intelligence-related jobs, interest in artificial intelligence technology, and the importance of artificial intelligence in life. This is meaningful in that it is a study targeting middle school students.