초등학생의 인공지능 리터러시가 창의적 사고 능력에 미치는 영향

Abstract

본 연구의 목적은 인공지능 리터러시와 창의적 사고 능력 간의 관계를 살펴보고, 인공지능 리터러시가 창의적 사고 능력에 미치는 영향에 있어 인공지능에 대한 태도의 매개효과를 알아보는 것이다. 이를 통해 학교 교육에서 창의적 사고 능력을 효과적으로 기르는 방법을 모색하고, 인공지능 리터러시와 인공지능에 대한 태도의 역할을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 이와 같은 연구목적을 달성하기 위한 구체적인 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 초등학생의 인공지능 리터러시는 창의적 사고 능력에 영향을 미치는가? 둘째, 초등학생의 인공지능 리터러시가 인공지능에 대한 태도를 매개로 하여 창의적 사고 능력에 영향을 미친다는 연구모형은 타당한가? 셋째, 초등학생의 인공지능 리터러시가 창의적 사고 능력에 미치는 영향에 있어 인공지능에 대한 태도의 매개효과가 있는가? 위의 연구문제를 분석하기 위하여 본 연구에서는 서울 소재의 단일 초등학교 5, 6학년 학생 220명을 연구대상으로 설정하였으며, 창의적 사고 능력, 인공지능 리터러시, 인공지능에 대한 태도 척도를 사용하여 설문조사를 진행하였다. 수집된 자료는 SPSS 22.0, Jamovi 2.2.5, Mplus 7 프로그램을 이용하여 분석하였으며, Pearson 적률상관분석, 확인적 요인 분석, 구조방정식 모형분석을 이용하였다. 본 연구의 연구결과를 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 초등학생의 인공지능 리터러시는 창의적 사고 능력에 정적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이는 초등학생의 창의적 사고 능력을 신장시키기 위해 인공지능 리터러시를 길러줄 수 있음을 의미한다. 둘째, 초등학생의 인공지능 리터러시가 인공지능에 대한 태도를 매개로 하여 창의적 사고 능력에 영향을 미친다는 연구모형은 타당하였다. 셋째, 초등학생의 인공지능 리터러시와 창의적 사고 능력의 관계에서 인공지능에 대한 태도는 부분매개효과가 있었다. 이는 초등학생의 인공지능에 대한 태도는 인공지능 리터러시에 영향을 받음과 동시에 창의적 사고 능력을 길러주는 요인임을 나타낸다. 즉, 초등학생의 높은 인공지능 리터러시는 인공지능에 대한 긍정적 태도로 이어지고, 인공지능에 대한 긍정적 태도는 창의적 사고 능력을 길러줄 수 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같은 연구결과를 바탕으로 도출한 결론은 다음과 같다. 첫째, 초등학생의 인공지능 리터러시는 창의적 사고 능력에 정적 영향을 미쳤다. 이를 통해 인공지능 리터러시가 높은 학생은 창의적 사고 능력도 높을 것임을 예측할 수 있다. 둘째, 초등학생의 인공지능 리터러시가 인공지능에 대한 태도를 매개로 하여 창의적 사고 능력에 영향을 미친다는 연구모형은 타당한 것을 확인하였다. 셋째, 인공지능 리터러시와 창의적 사고 능력의 관계에서 인공지능에 대한 태도의 매개효과를 검증한 결과, 초등학생의 인공지능 리터러시가 창의적 사고 능력에 미치는 영향에서 인공지능에 대한 태도의 부분 매개효과가 있는 것으로 나타났다. 인공지능 리터러시가 높은 학생은 인공지능에 대한 긍정적 태도를 가지고 있을 것이고, 인공지능에 대한 긍정적 태도는 창의적 사고 능력의 신장으로 이어진다고 할 수 있다. 결론을 기반으로 한 시사점은 다음과 같다. 첫째, 초등학생의 인공지능 리터러시를 길러줌으로써 창의적 사고 능력 신장에 도움을 줄 수 있으므로, 초등학생의 창의적 사고 능력을 기르고자 할 때, 인공지능과 관련된 역량을 길러주는 교육이 중요한 역할을 할 수 있음을 보여준다. 둘째, 본 연구의 결과는 교육과정에 인공지능 관련 내용이 도입되는 초반부의 시기에 인공지능 비전공자인 초등교사들에게 인공지능 교육의 당위성을 제공해 줄 수 있다. 셋째, 본 연구에서는 인공지능 리터러시와 창의적 사고 능력의 관계에서 인공지능에 대한 태도의 매개효과가 있음을 실증적으로 검증하였으므로, 본 연구가 추후 진행될 연구의 근거자료가 될 수 있다. 넷째, 인공지능 교육을 통하여 초등학생의 창의적 사고 능력을 신장시키고자 할 때에 인공지능 리터러시와 같은 인지적 측면 뿐만 아니라 인공지능에 대한 태도와 같은 정의적 영역도 고려해야한다는 방향성을 제공하였다. 본 연구의 한계점과 그에 따른 제언은 다음과 같다. 첫째, 본 연구의 연구대상은 단일 초등학교 5, 6학년으로 표본의 범위가 한정적이다. 본 연구를 일반화하기 위해서는 표본을 보다 더 광범위하게 표집할 필요가 있다. 둘째, SW․ AI 교육의 대상이 초중고 학생 전체라는 점에서, 연구대상을 초중고 학생 전체로 확대할 것을 제안한다. 셋째, 본 연구에서 활용한 척도의 연구대상에는 초등학교 5, 6학년뿐만 아니라 중학생도 포함되어 있다. 본 연구의 연구대상에 적합하도록 초등학교 5, 6학년을 대상으로 하는 척도 개발 연구를 제안한다. 넷째, 현재까지는 인공지능 교육과 관련된 학생들의 인공지능 관련 심리적 특성에 대한 연구가 부족한 실정이다. 이에 따라 후속 연구로 학생들의 인공지능과 관련된 심리적 특성의 연구를 제안한다. 본 연구를 토대로 초등학교 교육에서 창의적 사고 능력을 신장시키는 효과적인 방법에 대해 논의하고 인공지능 리터러시와 인공지능에 대한 태도를 신장시킬 수 있는 교육에 대한 논의가 이루어지기를 기대한다.;The purpose of this study is to find out the relation between artificial intelligence(AI) literacy and creative thinking skills and the mediating effect of attitude toward AI on the impact of AI literacy to creative thinking skills of elementary school students. This study aims to find out how to develop creative thinking skills effectively at school and the role of AI literacy and the attitude toward AI in elementary school. The research questions to achieve the research purpose above are as follows. First, does elementary school students’ AI literacy affect creative thinking skills? Second, is it a valid research model that elementary school students’ AI literacy affects creative thinking skills mediating attitude toward AI? Third, is there a meaningful mediating effect of attitude toward AI on the effect from AI literacy to creative thinking skills? To analyze the research questions, I selected 220 elementary school students at an elementary school in Seoul as research subjects. The research subjects surveyed using scales of creative thinking, AI literacy and attitude toward AI. I used programs such as SPSS 22.0, Jamovi 2.2.5, Mplus 7 to analyze collected data and used Pearson correlation analysis, confirmatory factor analysis and structural equation modeling. The results of the study are as follows. First, elementary school students’ AI literacy had a positive effect on creative thinking skills. This means raising elementary school students’ AI literacy can be a way to develop their creative thinking skills. Second, it turned out the research model that elementary school students’ AI literacy affects creative thinking skills mediating attitude toward AI was valid. Third, elementary school students’ attitude toward AI had a partial mediating effect on the relation between AI literacy and creative thinking skills. This means the attitude toward AI is affected by AI literacy and at the same time it is the factor developing creative thinking skills. To summarize, a high level of elementary school students’ AI literacy can lead to a positive attitude toward AI, and a positive attitude toward AI can develop creative thinking skills. Based on these research findings, the following conclusions can be drawn. First, since elementary school students’ AI literacy had a positive effect on creative thinking skills, a student who has high AI literacy would have developed creative thinking skills. Second, it turned out that the research model was vaild. Third, it turned out that there was a meaningful partial-mediating effect on the relation between AI literacy and creative thinking skills. It means a student who has high AI literacy would have a positive attitude toward AI and it would lead to developed creative thinking skills. In accordance with conclusions, the following implications can be drawn. First, since developing AI literacy can help developing creative thinking skills, AI literacy can have an important role when it comes to developing creative thinking skills. Second, this research can provide the reason why AI education is needed to elementary school teachers who did not study AI education. Third, this research verified the mediating effect of attitude toward AI on the relation between AI literacy and creative thinking skills empirically and it can be a reference to follow-up studies. Fourth, when we want to develop elementary school students’ creative thinking skills through AI education, affective characteristics such as attitude toward AI is as important as cognitive aspects such as AI literacy. This study showed that we should consider both cognitive aspects and affective characteristics. The limitations and suggestions of this study are as follows. First, the research subjects are limited to one elementary school 5th and 6th grade students. To generalize the study, more extensive sampling is needed. Second, given that the target of SW, AI education is primary and secondary students, I suggest the realm of the sample be primary and secondary students. Third, subjects of the scales I used for this study include not only 5th and 6th grade students in elementary school but also middle school students. Thus, I suggest a scale development study focusing on elementary school students’ especially 5th and 6th grade students. Fourth, since AI education is in its early stage, the number of studies about AI education is not enough. Research about the psychological characteristics of students on AI competencies is not much yet. Thus, I suggest a study about students’ psychological characteristics related to AI as a follow-up study. Based on this research, I am looking forward to meaningful discussion on how to develop creative thinking skills, AI literacy and attitude toward AI.