초등 사회과 AI융합수업이 AI리터러시와 합리적 의사결정능력에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 사회과의 합리적 의사결정 과정과 인공지능 원리의 유사성을 바탕으로 사회과 인공지능 융합 교육 프로그램 개발을 목표로 한다. 교육 프로그램은 실제적인 현장의 요구를 반영할 수 있도록 인공지능 수업설계모형(ADDIE)을 토대로 설계하였다. 이렇게 개발된 교육 프로그램이 학습자의 인공지능 리터러시와 합리적 의사결정 능력에 미치는 효과를 확인하고자 하였다. 본 연구의 가설은 ‘학생들의 교육 전 인공지능 리터러시와 합리적 의사결정 능력 함양의 정도는 교육 후와 차이가 있다.’이다. 효과성 검증을 위해 단일 집단에게 동일한 검사지로 사전·사후 검사를 진행하고 대응 표본 t검정을 실시하여 분석하였다. 본 연구의 교육 프로그램은 총 7차시로 개발되었으며 경기도 소재의 한 초등학교 6학년 학생 183명을 대상으로 적용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 본 교육 프로그램이 학생들의 인공지능 리터러시를 향상하는데 매우 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 인공지능 리터러시 사전-사후 검사 결과를 대응표본 t검정으로 분석한 결과 인공지능 리터러시의 5개 하위영역에서 모두 통계적으로 유의미한 향상을 보였다. 하위영역 중에는 특히 ‘AI 활용능력’ 영역이 가장 큰 향상을 보였다. 학급별로 효과성을 분석해 보았을 때, 모든 반에서 통계적으로 유의미한 향상을 보였다. 본 교육 프로그램이 인공지능 리터러시를 함양하는 데 있어서 교수자나 학급에 따른 차이가 거의 없다는 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 본 교육 프로그램이 학생들의 합리적 의사결정능력을 향상하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 사전-사후 검사 결과를 대응표본 t검정으로 분석한 결과 사회과 합리적인 의사결정능력의 모든 영역에서 통계적으로 유의미한 효과를 보였다. 5개의 하위영역 중에서는 ‘대안선택’ 영역의 평균 점수 차가 가장 컸다. 다만 학급별로 효과성의 차이를 분석해 보았을 때, 7개의 반 중 1개의 반에서는 통계적으로 유의미한 차이를 발견할 수 없었다. 본 연구의 합리적 의사결정능력 검사지의 경우 자기 평가지이기 때문에 자신을 객관적으로 평가하는 데 어려움을 겪을 수 있으며, 학생들이 사전 및 사후 검사 과정에서 문항을 제대로 이해하지 못한 채 검사가 진행되었을 가능성도 있기에 이에 대한 후속 연구가 필요하다. 이러한 분석 결과를 통해 본 연구가 시사하는 바는 다음과 같다. 첫째, 사회과와 인공지능을 연계하여 학교 현장에서 실질적으로 활용할 수 있는 교육 프로그램과 지도 방안을 마련했다. 둘째, 본 연구에서 개발된 사회과 인공지능 융합 교육 프로그램이 인공지능 리터러시와 사회과 합리적 의사결정 능력 함양에 실제로 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 셋째, 앞으로도 후속 연구를 통해 사회과 인공지능 교육 자료가 개발되고 도입되어야 한다는 필요성 및 당위성을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통한 제언은 다음과 같다. 첫째, 합리적 의사결정능력을 효과적으로 측정하고 신뢰할 수 있는 표준화된 문항이 개발될 필요성이 있다. 둘째, 인공지능 융합교육이 원활히 이루어질 수 있는 SW·HW 교육 환경이 구성되어야 한다. 특히, 학교에서 학생들이 손쉽게 접근할 수 있는 소프트웨어나 학습 플랫폼의 마련이 필요하다.;In this study, the aim is to develop an integrated education program combining social studies and artificial intelligence based on the rational decision-making process in social studies and the principles of artificial intelligence. The education program was designed using the Artificial Intelligence Design Model (ADDIE) to reflect the demands of the actual field. The study sought to confirm the effects of this developed education program on learners' artificial intelligence literacy and rational decision-making abilities. The hypothesis of this study is that there is a difference in the degree to which students cultivate artificial intelligence literacy and rational decision-making skills before and after education. To validate the effectiveness, a pre-test and post-test were conducted with the same test administered to a single group, and the paired samples t-test was employed for analysis. The education program, developed over 7 sessions, was applied to 183 6th-grade students in an elementary school in Gyeonggi Province. The research results are as follows: Firstly, the education program significantly improved students' artificial intelligence literacy. The analysis of the pre-test and post-test results using the paired samples t-test showed statistically significant improvement in all five sub-areas of artificial intelligence literacy. Among these sub-areas, the 'AI Utilization Ability' showed the most significant improvement. Analyzing the effectiveness by class, statistically significant improvement was observed in all classes, indicating that the program's impact on cultivating artificial intelligence literacy was consistent across different classes. Secondly, the education program was effective in enhancing students' rational decision-making abilities. The analysis of the pre-test and post-test results using the paired samples t-test showed statistically significant improvement in all areas of social studies rational decision-making abilities. Among the five sub-areas, the 'Alternative Selection' area showed the largest average score difference. However, when analyzing the effectiveness by class, one out of the seven classes did not show statistically significant differences, suggesting the need for further research to explore potential factors affecting this variation. The implications of this study are as follows: Firstly, it provides a practical education program and instructional guidelines that can be effectively utilized in school settings by integrating social studies and artificial intelligence. Secondly, the study demonstrates that the developed social studies and artificial intelligence integrated education program has a real impact on enhancing artificial intelligence literacy and social studies rational decision-making abilities. Thirdly, the study emphasizes the ongoing need for the development and implementation of social studies and artificial intelligence education materials. Recommendations based on this study are as follows: Firstly, there is a need for the effective measurement and development of standardized items for assessing rational decision-making abilities. Secondly, the establishment of a conducive software and hardware education environment for smooth implementation of artificial intelligence-integrated education is crucial. Specifically, providing easy access to software or learning platforms for students in schools is necessary.