표제지
목차
요약 5
Ⅰ. 서론 16
1. 연구의 필요성 및 목적 17
2. 연구 결과의 활용방안 및 기대효과 20
가. 연구 결과 활용방안 20
나. 기대효과 21
다. 기타 효과 및 예상되는 후속 연구 21
3. 연구 내용 및 방법 22
가. 연구 내용 22
나. 연구 방법 22
Ⅱ. 이론적 배경 24
1. 국내외 인공지능 윤리 가이드라인 동향 분석 25
가. 국외 인공지능 윤리 가이드라인 동향 25
나. 국내 인공지능 윤리 가이드라인 동향 27
2. 국내외 인공지능 윤리 교육 프로그램 현황 분석 31
가. 교육 분야 인공지능 윤리정책 및 프로그램 현황 분석 31
나. 인공지능 윤리 교육 프로그램 현황 분석 36
3. 인공지능 통합 교육 프로그램 설계를 위한 선행연구 분석 38
가. 정보 38
나. 인공지능 기초 41
다. 데이터 과학 44
라. 헬싱키대학교의 Elements of AI 47
마. AI4K12 이니셔티브 48
바. AI 윤리 내용 요소 51
Ⅲ. 연구 내용 56
1. 인공지능 윤리 기반 인공지능 통합 교육 프로그램 내용 체계 설계 57
가. 연구 절차 및 내용 57
2. 인공지능 통합 교육 프로그램 측정 도구 설계 71
가. 인공지능 윤리 역량 척도 72
나. 정보ㆍ인공지능 역량 및 컴퓨팅 사고력 관찰평가 76
다. 인공지능 학습 과정에서의 컴퓨팅 사고력 관찰평가 84
라. 인공지능 학습 동기 척도 88
Ⅳ. 연구 결과 96
1. 인공지능 통합 교육 프로그램 설계 결과 97
가. 인공지능 윤리 기반 인공지능 통합 교육 프로그램 내용 체계 97
나. 윤리적 요소를 통합한 고등학생용 인공지능 교육 프로그램 적용사례 101
2. 인공지능 교육 프로그램 측정 검사에 대한 양적 분석 124
가. 검사도구의 구성 124
나. 기초통계 및 상관분석 126
다. 상관 및 신뢰도 검토 134
라. 문항묶음 자료의 기초통계 및 상관분석 138
마. 사전-사후검사 비교 148
Ⅴ. 결론 154
참고문헌 158
ABSTRACT 163
[부록 1] 교수학습 과정안 및 학생 활동지 169
[부록 2] 자기보고식 설문도구(수정ㆍ보완 사항) 189
[부록 3] 정보 역량 문제풀이식 검사 문항 194
[부록 4] 인공지능 역량 문제풀이식 검사 문항 196
[부록 5] AI 교육 프로그램 학생 발표 자료 199
판권기 207
〈표 Ⅰ-1〉 인공지능 신뢰 확보를 위한 정책 추진 현황(과학기술정보통신부, 2020, 2021) 17
〈표 Ⅰ-2〉 국외 초ㆍ중등 대상 인공지능 윤리 교육 현황(장시준 & 김정남, 2022를 재구성) 18
〈표 Ⅱ-1〉 주요국 인공지능 윤리 가이드라인 주요 정책 내용 25
〈표 Ⅱ-2〉 인공지능 윤리기준 : 3대 기본 원칙 및 10대 핵심 요건 27
〈표 Ⅱ-3〉 인공지능 신뢰성의 주요 핵심요소 및 의미(과학기술정보통신부, 2021) 30
〈표 Ⅱ-4〉 국내외 인공지능 윤리 쟁점 키워드 도출 30
〈표 Ⅱ-5〉 교육분야 인공지능 윤리원칙 주요 내용 32
〈표 Ⅱ-6〉 인공지능 윤리 교육 콘텐츠 개발 기준(안) 주요 내용(정보통신정책 연구원, 2021) 33
〈표 Ⅱ-7〉 인공지능 및 인공지능 윤리 교육의 구성 요소 및 주요 내용 37
〈표 Ⅱ-8〉 정보 과목 영역별 내용 체계 39
〈표 Ⅱ-9〉 인공지능 기초 과목 영역별 내용 체계 42
〈표 Ⅱ-10〉 데이터 과학 과목 영역별 내용 체계 45
〈표 Ⅱ-11〉 EU AI 교육 영역별 내용 체계 47
〈표 Ⅱ-12〉 미국 교육과정 학습 목표(9학년~12학년 대상) 49
〈표 Ⅱ-13〉 가치 및 태도에 포함된 정보ㆍ인공지능 윤리 내용 요소 52
〈표 Ⅱ-14〉 인공지능의 사회적 영향에 포함된 인공지능 윤리 내용 요소 53
〈표 Ⅱ-15〉 인공지능 윤리원칙(과학기술정보통신부, 2020) 53
〈표 Ⅱ-16〉 교육 분야 인공지능 윤리원칙(교육부, 2022) 55
〈표 Ⅲ-1〉 인공지능을 이용한 워크플로 58
〈표 Ⅲ-2〉 문제해결 단계와 핵심 개념 연결 60
〈표 Ⅲ-3〉 인공지능 대영역별 핵심 개념 및 내용요소 도출 62
〈표 Ⅲ-4〉 인공지능 교육의 대영역별 핵심 개념 및 내용 요소 도출 64
〈표 Ⅲ-5〉 인공지능 교육과 인공지능 윤리 교육이 통합된 핵심 개념 변경 과정 66
〈표 Ⅲ-6〉 윤리 요소를 고려한 인공지능 교육의 핵심 개념별 내용 요소 변경안 67
〈표 Ⅲ-7〉 윤리 요소를 반영한 인공지능 교육 내용 체계 구성(안) 69
〈표 Ⅲ-8〉 윤리 요소를 고려한 인공지능 교육 프로그램 내용 체계 최종안 69
〈표 Ⅲ-9〉 중등 대상 인공지능 윤리 역량 척도 72
〈표 Ⅲ-10〉 컴퓨팅 사고력 평가 방법(최숙영, 2019) 77
〈표 Ⅲ-11〉 정보 역량 평가를 위한 자기보고식 설문 77
〈표 Ⅲ-12〉 인공지능 역량 평가를 위한 자기보고식 설문 79
〈표 Ⅲ-13〉 정보 역량 평가를 위한 지필평가 문항 출처 및 관련 성취기준 80
〈표 Ⅲ-14〉 인공지능 역량 평가를 위한 지필평가 문항 출처 및 관련 성취기준 82
〈표 Ⅲ-15〉 Bloom's revised taxonomy(2009) 85
〈표 Ⅲ-16〉 본 연구에서 제시한 평가 기준 위계(이정훈, 2020) 85
〈표 Ⅲ-17〉 컴퓨팅 사고력 관찰평가 기준(이정훈, 2020) 86
〈표 Ⅲ-18〉 인공지능 학습동기 척도의 구성 92
〈표 Ⅳ-1〉 인공지능 윤리 기반 인공지능 통합 교육 프로그램 내용 체계(최종안) 99
〈표 Ⅳ-2〉 인공지능 통합 프로그램 목표 101
〈표 Ⅳ-3〉 인공지능 통합 프로그램 개요 102
〈표 Ⅳ-4〉 인공지능 통합 프로그램 내용 103
〈표 Ⅳ-5〉 Part 1. 인공지능 윤리 교육 내용 104
〈표 Ⅳ-6〉 Part 2. 인공지능 교육 내용 105
〈표 Ⅳ-7〉 Part 3. 인공지능 프로젝트 학습 내용 107
〈표 Ⅳ-8〉 인공지능 통합 프로그램 워크지 내용 108
〈표 Ⅳ-9〉 인공지능 윤리 카드 세부 내용 111
〈표 Ⅳ-10〉 인공지능 윤리 카드 예시 113
〈표 Ⅳ-11〉 협업 활동 도구 114
〈표 Ⅳ-12〉 관찰평가 체크리스트(이정훈, 2020을 토대로 구성) 115
〈표 Ⅳ-13〉 자기보고식 설문 검사도구 구성 125
〈표 Ⅳ-14〉 정보ㆍ인공지능 역량 문제풀이식 검사도구 구성 125
〈표 Ⅳ-15〉 자기보고식 설문 검사도구의 구성 126
〈표 Ⅳ-16〉 정보 역량 자기보고식 설문 사전검사 상관분석 결과 128
〈표 Ⅳ-17〉 인공지능 역량 자기보고식 설문 사전검사 상관분석 결과 129
〈표 Ⅳ-18〉 기대가치이론 학습동기 척도 사전검사 상관분석 결과 130
〈표 Ⅳ-19〉 자기결정성이론 학습동기 척도 사전검사 상관분석 결과 131
〈표 Ⅳ-20〉 인공지능 윤리 역량 자기보고식 설문 사전검사 상관분석 결과 132
〈표 Ⅳ-21〉 설문 검사도구의 신뢰도 133
〈표 Ⅳ-22〉 분석 제외 문항 135
〈표 Ⅳ-23〉 수정된 설문 검사도구 구성 및 신뢰도 140
〈표 Ⅳ-24〉 문항묶음 자료의 상관분석 결과 141
〈표 Ⅳ-25〉 기대가치이론 가치-비용 영역의 모형적합도 비교(문항묶음 자료) 142
〈표 Ⅳ-26〉 기대가치이론 가치 영역의 모형적합도 비교(문항묶음 자료) 143
〈표 Ⅳ-27〉 기대가치이론 비용 영역의 모형적합도 비교(문항묶음 자료 혼합) 143
〈표 Ⅳ-28〉 자기결정성이론의 모형적합도 비교 145
〈표 Ⅳ-29〉 인공지능 윤리 척도의 모형적합도 비교 146
〈표 Ⅳ-30〉 정보 및 인공지능 역량 모형적합도 148
〈표 Ⅳ-31〉 자기보고식 설문의 사전사후검사 통제집단설계 149
〈표 Ⅳ-32〉 자기보고식 설문 사전-사후검사 평균 비교(4점 척도) 149
〈표 Ⅳ-33〉 사전-사후검사 독립표본 t검증(통제집단: 21명, 실험집단: 18명) 151
[그림 Ⅱ-1] 미국 AI4K12 이니셔티브에서 제시한 시에 관한 5가지 빅아이디어(https://ai4k12.org 참고) 49
[그림 Ⅲ-1] 프로그램 내용 체계 설계를 위한 연구 절차 57
[그림 Ⅲ-2] 인공지능 교육 프로그램 대영역 59
[그림 Ⅳ-1] 기대가치이론 가치 영역의 확인적 요인분석 모형 142
[그림 Ⅳ-2] 기대가치이론 가치 영역의 확인적 요인분석 모형 143
[그림 Ⅳ-3] 기대가치이론 비용 영역의 확인적 요인분석 모형 144
[그림 Ⅳ-4] 자기결정성이론의 확인적 요인분석 모형 145
[그림 Ⅳ-5] 인공지능 윤리 척도의 확인적 요인분석 모형 146
[그림 Ⅳ-6] 정보 및 인공지능 역량 척도의 확인적 요인분석 모형 148
〈표 부록-1〉 교수학습 과정안: 문제정의 및 분석 영역 169
〈표 부록-2〉 활동지: 인공지능으로 생활 속 문제 해결하기 172
〈표 부록-3〉 교수학습 과정안: 데이터 수집 영역 173
〈표 부록-4〉 활동지: 문제 해결을 위한 데이터 알아보기 176
〈표 부록-5〉 교수학습 과정안: 데이터 전처리 영역 177
〈표 부록-6〉 활동지: 문제 해결에 적합한 데이터 가공 방법 탐색 179
〈표 부록-7〉 교수학습 과정안: 학습 영역 180
〈표 부록-8〉 교수학습 과정안: 응용프로그램 개발 영역 182
〈표 부록-9〉 활동지: 응용 프로그램의 사회적 영향력과 공공성 고려하기 185
〈표 부록-10〉 교수학습 과정안: 공유 및 성찰 영역 186
〈표 부록-11〉 학생 활동지: 학습 모델을 이용한 다양한 사례 탐색 188
〈표 부록-12〉 정보 역량 설문 척도(〈표 Ⅲ-11〉를 수정ㆍ보완) 189
〈표 부록-13〉 인공지능 역량 설문 척도(〈표 Ⅲ-12〉를 수정ㆍ보완) 190
〈표 부록-14〉 기대가치신념 및 자기결정성이론에 기반한 AI교육 학습동기 척도(〈표 Ⅲ-18〉을 수정ㆍ보완) 191