인공지능 기반 환경 교육이 고등학생의 환경 역량 및 인식 변화에 미치는 영향 연구

Abstract

본 연구의 목적은 인공지능 기반 환경 교육 프로그램을 개발하고 적용하여 고등학생의 환경 역량의 변화 분석 및 인공 지능을 이용한 환경 교육에서의 환경에 대한 인식 변화를 알아보기 위함이다. 본 프로그램은 환경 교육과정과 마을 교육 공동체 교육과정, 인공지능 기반 교육과정을 분석하여 개발되었으며 이를 이용하여 총 8차시 수업을 설계하는데 사용되었다. 개발된 프로그램은 서울시 소재 K고교에서 고등학교 1학년 학생 29명을 대상으로 적용되었으며 본 검사를 통해 학생의 환경 역량의 사전 사후 변화를 확인하였다. 각 핵심 역량에 대한 평가 문항은 리커트 5점 척도의 형태이며 개발된 프로그램 적용 전과 적용 후의 환경과 핵심 역량의 차이를 분석하기 위해 SPSS 12.0 프로그램을 이용해 대응 표본 t검증을 거쳐 사전 사후 검사를 진행하였다. 개발된 프로그램 적용 전 실시한 환경 역량의 사전 검사 점수는 4.14점이었고 적용 후 실시한 환경 역량 사후 검사 점수는 4.56점이었다. 연구 결과는 사전 검사보다 사후 검사에서 0.42점이 상승을 보여 주었으며 이는 통계적으로 유의미(p <.01)한 향상이다. 그리고 연구에서 교사는 인공 지능 기반 환경 교육에서의 환경에 대한 인식 변화를 알아보기 위해 설문 조사를 실시하였다. 교사는 학생들의 기후변화와 생물 다양성 감소에 대한 인식 조사 방법으로 구글 클래스룸에서 설문을 제시하고 학생들은 관련 문항에 대해 업로드하는 방식을 사용하였다. 또한 학생들의 활동 자료 및 보고서 등을 동시에 수집 분석하여 개발된 인공 지능을 이용한 환경 교육 인식 변화 연구 프로그램이 고등학생의 환경 및 생태계와 인공지능 교육의 인식 변화에 어떤 영향을 미치는지 총체적으로 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 인공지능 기반 환경 교육 프로그램은 학생들의 환경 역량을 강화시켰다. 학생들이 기후변화와 생물 종 다양성 보존에 대한 문제를 분석하고 구체적인 해결 방법을 모색하는 과정에서 환경 역량이 강화되었고 이는 환경 문제에 대한 이해도를 높이고 실제적인 해결 노력을 기울일 수 있는 능력을 의미한다. 둘쨰, 인공지능 기반 환경 교육 프로그램은 학생들의 환경에 대한 인식 형성에 긍정적인 변화를 보였다. 이는 학생들이 환경 문제에 대한 인식을 높이고, 환경 보호에 대한 태도를 긍정적으로 바꾸는 데 도움이 되었고 학생들이 스스로 환경 보호에 실천할 수 있는 방법을 모색하고 실천하는 데에도 도움이 되었다. 셋째, 인공지능 기반 환경 교육 프로그램은 학생들의 인공지능 기반 교육에 대한 긍정적인 인식을 갖도록 하였다. 본 프로그램은 학생들의 인공지능 기반 교육에 대한 인식을 개선시켰고 이는 학생들이 수업에 적극적으로 참여하고, 학습 과정이 더욱 자기 주도적이고 활동적으로 이루어지며, 학습 목표를 달성하기 위한 효율성을 높이는 데 도움이 되었다. 위에서 언급된 세 가지 결과는 인공지능 기반 환경 교육 프로그램이 학생들의 환경 역량, 환경에 대한 인식, 그리고 인공지능 기반 교육에 대하여 인식의 변화에 있어서 긍정적 영향을 미쳤음을 보여준다. 또한 인공지능 기술이 교육 분야에서 다양한 측면에서 유용하게 활용될 수 있음을 보여주며, 환경 교육과 인공지능 기술의 결합이 학생들의 학습 경험을 개선하는 데에 효과적임을 보여주었다. ; The purpose of this study is to develop and apply an artificial intelligence-based environmental education program to analyze changes in high school students' environmental competencies and to find out changes in environmental perceptions in environmental education using artificial intelligence. This program was developed by analyzing the environmental curriculum, the village education community curriculum, and the artificial intelligence-based curriculum, and was used to design a total of 8 classes. The developed program was applied to 29 first-year high school students at K high schools located in Seoul, and the pre- and post-change of students' environmental competencies was confirmed through this test. The evaluation questions for each core competency are in the form of a Likert 5-point scale, and in order to analyze the difference between the environment and core competencies before and after the application of the developed program, a pre-test and post-test was conducted using the SPSS 12.0 program through a corresponding sample t-test. The pre-test score of the environmental competency conducted before and after the application of the developed program was 4.14 points, and the post-test score of the environmental competency conducted after the application was 4.56 points. The study result showed an increase of 0.42 points in the post-test than in the pre-test, which is a statistically significant improvement (p<.01). And in the study, teachers conducted a survey to find out the changes in environmental perceptions in artificial intelligence-based environmental education. As a method of surveying students' perceptions of climate change and biodiversity reduction, the teacher presented a questionnaire in the Google Classroom and the students uploaded related questions. In addition, we comprehensively analyzed how the research program for changes in environmental education perception using artificial intelligence developed by simultaneously collecting and analyzing students' activity data and reports affects the change in perception of high school students' environment, ecosystem, and artificial intelligence education. The results of this study are as follows. First, artificial intelligence-based environmental education programs strengthened students' environmental capabilities. As students analyzed the problems of climate change and biodiversity conservation and sought concrete solutions, environmental capabilities were strengthened, which means the ability to increase understanding of environmental problems and make practical solutions. Second, artificial intelligence-based environmental education programs showed positive changes in students' formation of environmental awareness. This helped students raise awareness of environmental issues, change their attitude toward environmental protection positively, and also helped students seek and practice ways to practice environmental protection on their own. Third, the artificial intelligence-based environmental education program made students have a positive perception of artificial intelligence-based education. This program improved students' awareness of artificial intelligence-based education, which helped them actively participate in class, make the learning process more self-directed and active, and increase efficiency in achieving learning goals. The three results mentioned above show that the AI-based environmental education program had a positive effect on students' environmental capabilities, environmental awareness, and changes in their perception of AI-based education. It also showed that AI technology can be useful in various aspects in the field of education, and that the combination of environmental education and AI technology is effective in improving students' learning experiences.