초등학생을 위한 강화학습 중심 인공지능 교육이 인공지능 기술 태도에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

현재 교육 현장에서 다양한 인공지능 교육 프로그램과 자료가 개발되고 있으며 대부분 기계학습의 3가지 방법 중 지도학습을 기반으로 하고 있다. 이는 학생들에게 ‘기계학습은 곧 지도학습’이라는 오개념을 심어줄 우려가 있다. 미래 사회에 주목받는 기계학습 방법인 강화학습은 인간의 학습 과정을 기반으로 만들어졌으며, 게임으로 쉽게 시연할 수 있다는 장점이 있다. 이에 인공지능에 대한 긍정적 인식을 향상시키는 인공지능 교육 프로그램에 적합한 기계학습 방법으로 강화학습을 선정하였다.
이에 본 연구는 2022 개정 교육과정을 바탕으로 초등학생을 위한 강화학습 중심의 인공지능 교육 프로그램을 개발하였다. 또한 학생들이 에이전트 역할을 직접 체험하면서 강화학습의 요소와 원리를 이해하는 횡스크롤 웹 게임을 개발하였다. 초등학교 6학년 2개 학급을 대상으로 강화학습 중심 인공지능 교육과 일반적인 인공지능 교육을 각각 실시한 후 인공지능 기술 태도를 검사하였다. 그 결과 강화학습 중심 인공지능 교육 프로그램이 초등학생의 인공지능 기술 태도에 긍정적인 효과가 있음을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구의 내용 및 방법 3
• 3. 연구의 제한점 4
• II. 이론적 배경 6
• 1. 인공지능 교육 6
• 2. 기계학습 8
• 3. 강화학습 10
• 4. 선행연구 고찰 12
• 5. 인공지능 기술 태도 16
• III. 인공지능 교육 프로그램 설계 및 자료 개발 18
• 1. 개발 목적 및 절차 18
• 2. 분석 19
• 3. 프로그램 및 자료 설계 23
• 4. 프로그램 및 자료 개발 34
• IV. 연구 방법 57
• 1. 연구 가설 57
• 2. 연구 절차 58
• 3. 연구 대상 59
• 4. 연구 설계 59
• 5. 검사 도구 60
• 6. 자료의 분석 및 처리 방법 62
• V. 연구 결과 64
• 1. 집단 간 사전 검사 결과 64
• 2. 실험집단 사전 사후 검사 결과 65
• 3. 통제집단 사전 사후 검사 결과 66
• 4. 집단 간 사후 검사 결과 68
• 5. 검사 결과 해석 70
• VI. 결론 및 제언 74
• 1. 결론 74
• 2. 제언 75
• 참고문헌 76
• ABSTRACT 79
• 부록 81