부산대학교 도서관

디지털 혁명의 도래로 현대 사회는 지능정보사회로 급격히 변화하고 있으며, 이러한 변화의 중심에는 빅데이터, 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 등이 있다. AI는 최근 컴퓨팅 파워의 증가와 딥러닝의 발전으로 인해 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 디지털 혁명은 거의 모든 분야에 AI의 영향을 미침으로써 그 영향력이 확대되고 있다. AI가 인간의 고유 영역을 대신할 수도 있다는 가능성이 제기될 정도의 우려와 함께 그동안 인간만이 할 수 있다고 믿었던 예술, 창작 등의 많은 영역을 대신하는 AI의 등장으로 기계로 대변되는 하드웨어(hardware) 시대 대신, 시스템과 알고리즘적 지식으로 대변되는 소프트웨어(software) 시대가 도래하였다고 해도 과언이 아니다.AI는 컴퓨터 프로그램과 알고리즘을 활용하여 문제를 더욱 효율적이고 창의적으로 해결할 수 있게 함으로써, 지식정보사회에 필요한 새로운 가치를 창출할 주요한 원천으로 일상생활에 빠르게 접목되고 있다. 이러한 AI의 급속한 발전은 산업, 사회, 삶 등 모든 영역에서 이루어지고 있고, AI와 데이터 과학의 진보는 지능정보사회의 확산과 함께 우리 사회의 패러다임을 변화시키고 있다. AI의 핵심은 학습, 추론, 예측으로, 육체노동을 대신하는 이전 기계들과는 달리, 인지, 표현, 판단 등의 지적 노동이 가능하다는 점이다(관계부처 합동, 2020). 이에 따라 정해진 답을 찾는 능력이 인간보다 빠르고 정확하여 인간의 지적 활동 및 지적 노동 중 상당 부분이 AI로 대체될 것으로 전망되고 있다. 그러나 AI가 인간을 대체하는 것보다 더 큰 관심 사항은 인간 고유 능력에 AI 능력이 더해진 인간과 AI의 협업이다. AI에게 요구되는 것이 정확함과 신속함에 기반을 둔 효율성이라면, 이와 더불어 인간에게 요구되는 것은 AI를 이끄는 첨단 과학기술 분야 또는 생산성이 낮거나, 자동화될 수 없는 필수 분야일 것이다. 디지털 혁신은 컴퓨터, 이메일, 정보통신을 넘어 AI에 집중되고 있다. 이에 따라 AI를 이해하고 활용하는 능력은 사회적, 학문적, 개인적 측면에서 더욱 중요해지고 있다. 다음 세대가 체계적으로 입문할 수 있는 AI교육을 구현하기 위해서는 명확한 교육 방향과 목표, 교과 구성 등을 통한 역할 분담과 협력, 그 실행을 위한 각 방면의 조치 등을 교육과정기준으로 나타낼 필요가 있다. 그러나 이러한 AI교육을 위한 교육과정기준의 구성 및 교육 환경 조성은 아직 시작 단계에 불과하며, 초･중등학교에서의 AI교육을 위한 교육 내용의 구성, 교수･학습의 평가 방안에 관한 구체적인 연구 및 기본적인 운영 방침의 부재로 인해 학교 현장에서는 교육･운영 면에서 혼란이 불가피한 것이 현실이다. 이에 따라 초･중등학교에서 학교급 별로 분절되어 운영되고 있는 AI교육의 현황을 고려하여, 언제 무엇을 어떻게 교육해야 하는지에 대한 ‘AI교육을 위한 교육과정기준’의 개발이 시급하다.이에 본 연구는 초･중학교 학교급별 AI 교육을 위한 교육과정 기준을 개발하기 위해 고려해야 할 사항을 분석하여, 지식정보사회에서 필요한 인재를 양성하기 위한 초･중학교의 AI 교육과정 기준을 제시하는 것에 목적을 두었다. 본 연구를 위한 연구 문제와 연구 내용은 다음과 같다.첫째, 초･중학교 학교급별 AI교육을 위한 교육과정기준을 개발하기 위해 고려해야 할 사항에는 어떤 것이 있는가? 이 연구 문제에 답하기 위한 연구 내용은 다음과 같다.1) 초･중학교 단계에서 이루어질 수 있는 AI 관련 교과의 내용 체계, 성취기준, 내용 요소, 학습 내용을 분석하여 AI교육의 단계와 수준을 탐색한다. 이를 통해 관련 교과 교육의 방향과 목표에 대한 연계성을 도출한다. 2) 2023년 기준, 글로벌 AI 지수의 상위국인 미국, 중국, 싱가포르, 영국의 AI교육 사례를 교육과정의 주요 정책과 교육과정의 틀로 비교･분석하여 우리나라의 교육과정에 영향을 줄 수 있는 시사점을 도출한다. 3) 우리나라 국가 교육과정 문서 및 국외의 AI교육 관련 문헌 분석을 바탕으로 AI교육을 위한 교육과정기준 개발에 대한 기초를 마련한다.둘째, 초･중학교의 AI교육을 위한 교육과정기준의 모습은 어떠한가? 이 연구 문제에 답하기 위한 연구의 내용은 다음과 같다.1) 가교 교육과정 개발 모형을 수정하여 개괄적 수준의 ‘초안’, 정교화된 수준의 ‘수정안’, 완결형 문서 형태인 ‘최종안’을 개발한다. 이를 위해 AI 분야 및 교육과정 전공 전문가들의 의견을 반영하여 단계별로 적절한 검토 과정을 거친다.2)　타당성과 실효성 및 체계성의 관점에서 공인받은 초･중학교 AI교육을 위한 교육과정기준을 제시한다.이러한 내용의 연구를 수행하고자 Ⅱ장 ‘이론적 배경’에서는 국내･외 AI교육 현황을 살펴보았다. 먼저, 국내 AI교육 현황에서는 AI의 정의를 포함하여 AI교육의 개관을 알아보았다. AI는 컴퓨터 과학자 존 매카시(John McCarthy)에 의해 최초로 제안된 개념으로, 딥러닝(Deep learning), 알고리즘, 컴퓨팅 파워 혁신, 데이터 폭증 등으로 급속히 발달하기 시작하였다. AI교육은 AI와 교육의 키워드가 결합하여 연구자마다 다르게 해석되고 있으나, 본 연구에서는 AI교육의 개념을 ‘초등학교와 중학교 과정에서 AI의 이론적 배경, 탐구, 실제 구성, 그 활용과 활용 상의 유의점 등을 여러 교과에 걸쳐 융합·종합하는 교육적 활용’으로 정의하고자 한다. 다음으로, AI교육정책과 교수·학습 방법에 대해 살펴봄으로써 초·중학교 AI교육을 위한 교육과정기준 제시에 필요한 이론적 틀을 구성하였다. 이를 바탕으로 국가 교육과정 총론 및 각론이 제시한 초·중학교의 AI 관련 교과교육과정의 단계와 수준을 분석하였다. 본 연구에서는 AI교육을 위한 교육과정기준을 이론적, 기술적, 사회·윤리적, 표현적 영역으로 세분화하였고, 각 영역은 다시 하위 교과목으로 구성하여 체계적인 교육과정기준의 형식을 갖추고자 하였다. 본 연구에서는 수학 교과를 AI의 이론적 이해를 위한 기본 교과로 전제하여, 초등학교 3학년부터 중학교 3학년 과정까지의 2022 개정 교육과정에 제시된 AI 관련 내용 요소 및 성취기준을 분석하였다. 기능적 영역은 문제 해결과 설계를 비롯한 활용 능력에 중심을 두는 영역으로, 실과(기술), 정보, 과학 교과로 구성하였다. 실과(기술), 정보, 과학 교육과정에서 다루는 컴퓨터와 정보 기술의 원리와 활용 방법은 컴퓨터 비전, 자연어 처리, 기계학습 등 정보처리 영역을 기반으로 AI의 이해 및 기술적 활용에 핵심이 된다는 전제로 하여 초등학교 3학년부터 중학교 3학년 과정까지의 2022 개정 교육과정에 제시된 AI 관련 내용 요소 및 성취기준을 분석하였다. 사회·윤리적 영역은 국어, 도덕, 사회 교과로 구성하여, 각 교과의 교육과정에서 다루는 문해력과 윤리적 가치, 사회적 규범을 AI와 요소로 전제하여 살펴보았다. 마지막으로 표현적 영역은 감성, 창의성, 자기주도성의 표현에 중점을 두어 음악, 미술, 체육 교과로 구성하였다. 표현적 영역은 AI교육을 통해 다양한 매체와 기술을 활용하여 자유롭게 표현하고 문제를 해결하는 능력을 함양하여 미래 사회에서 요구되는 인재로의 양성 방안을 구상하였다. 우리나라 AI교육에 시사점을 제시할 국외 사례 분석에서는 2023년 기준, 글로벌 AI 지수의 상위 국가인 미국, 중국, 싱가포르, 영국, 총 4개국의 AI교육 현황을 분석 대상으로 하였다. 미국, 중국, 싱가포르, 영국의 AI교육 사례가 우리나라 AI교육에 주는 시사점으로는 다음과 같다.먼저, 미국은 교육부 산하 교육기술부의 주도하에 국가 교육 기술 정책을 개발하고 있었으며, Chat-GPT 및 칸 아카데미와 같은 AI 기반 교육 학습 도구가 현장에서 다양하게 사용되고 있었다. AI 기반 교육은 다양한 교육 활동과 학생별 맞춤형 교육을 더욱 용이하게 제공할 수 있다는 데 장점이 있다. 그러나 AI를 이해하고 적절히 활용할 수 있는 능력인 ‘AI 리터러시’와 AI윤리 체계에 대한 충분한 이해, 그리고 AI 기반 학습 도구를 수업 현장에 효과적으로 녹여낼 수 있는 교원의 교수 역량이 수반될 때, 그 장점이 학생의 학습과 성장에 긍정적 영향을 미칠 것이라는 점에 주목해야 한다.중국의 경우, 국가 스마트 교육 공공서비스 플랫폼 등을 통해 수집한 빅데이터와 AI 기술을 활용하여 개별 학생에게 필요한 맞춤형 교육을 제공하기 위해 노력하고 있다는 점에 주목해야 한다. AI 자체를 육성, 지원하는 차원에서 머물지 않고, 이를 통해 다시 ‘AI와 교육’, ‘AI와 의료’, ‘AI와 금융’, ‘AI와 공업’, ‘AI와 농업’ 등 많은 영역에서 AI를 활용 및 연구를 통해 국가 정책으로 발전시키고 있다는 점에서 우리나라에 시사하는 바가 크다. 싱가포르의 경우, 각 정부 기관이 별도의 예산을 책정하여 관리하는 것이 아닌 국가적 차원으로의 AI 연구 및 예산을 관리한다는 점을 싱가포르 국가 정책만의 가장 큰 특징이라고 할 수 있다. 이를 통해, 싱가포르 정부 기관들은 불필요한 인력과 예산을 낭비하지 않고 국가 차원에서 효율성을 높일 수 있다. 마지막으로 영국의 경우, 국가 교육과정 개정을 통해 컴퓨팅 교육과정에 코딩과 컴퓨터 프로그래밍 교수를 의무화함으로써, 기본적인 컴퓨터 알고리즘 및 프로그래밍과 관련된 내용을 중등 단계까지 학습하게 한다. 국가 교육과정에서 AI를 직접 언급하거나 관련 학습 내용을 명시하고 있지는 않지만, AI를 이해하고 개발 함에 있어 컴퓨터 프로그래밍에 대한 학습이 필수적이므로 ‘컴퓨팅’을 초·중등 교육과정에서의 의무 교과로 다루고 있다. 또한, 중등 교육과정에서는 ‘컴퓨터 과학’을 선택교과로 다루며 프로그래밍 언어와 알고리즘에 대한 이해를 통해 AI의 기본적인 원리를 활용하는데 필요한 지식을 함양하도록 한다. 특히, 단위 학교마다 자체적인 교육과정을 개발하여 다양한 교과목에서 AI와 관련된 내용을 다루고 있다는 점에서, 앞으로 국가 교육과정 안에서 이를 통합적으로 다루는 방안 등에 대한 논의가 활발히 진행될 것으로 보인다.Ⅲ장 ‘연구 방법’에서는 본 연구의 목적인 초·중학교 단계에서 이루어질 수 있는 AI교육의 수준과 단계를 탐색하고 이를 위한 교육과정기준을 개발하고자, ‘가안-초안-수정안-최종안-적용안’의 순서로 구성된 ‘가교 교육과정기준 개발’ 단계를 일부 수정하여 ‘초안-수정안-최종안’의 순서로 개발 연구를 수행하였다. 구체적인 연구 절차는 다음과 같다. 첫째, 국내･외 AI교육과 관련된 선행연구들과 다양한 문헌들을 분석함으로써 연구의 기반을 다지고, 국내･외 AI교육의 실태와 문제점을 비교･분석하여 AI교육을 위한 교육과정기준 개발에 필요한 시사점을 도출하였다.둘째, 선행연구의 분석 내용을 종합하여 초·중학교 AI교육을 위한 교육과정기준에 필요한 교육의 목표 등의 중점 사항을 설정하였다. 설정한 목표를 바탕으로 이를 달성하기 위한 내용 선정과 조직의 과정을 거쳐 초안을 개발하였다. 셋째, 연구자의 지도교수 및 교육과정을 전공한 교육학 박사 3인을 대상으로 진행한 예비 조사 결과를 바탕으로 ‘초안’에 대한 타당성을 검증하였다.넷째, 초·중등학교의 교육 현장에 재직 중인 전문가 등으로 구성된 총 21명의 전문가 집단을 대상으로 사전에 개발된 설문지를 사용하여 ‘초안’에 대한 의견조사를 수행하였다. 총 59개 문항으로 개발된 설문지를 통해 수집된 의견조사 내용은 연구자의 판단하에 ‘수정안’ 개발에 적극 반영하였다.다섯째, 초·중등학교의 교육 현장에 재직 중인 전문가로 구성된 총 5인의 전문가 집단을 대상으로 FGI(Focused Group Interviews, 초점집단면접법)를 통해 ‘수정안’의 형식과 내용을 축조･심의하였고, 다양한 의견을 반영하여 ‘최종안’으로 개발하였다.Ⅳ장 ‘초･중학교 AI교육을 위한 교육과정기준 개발’에서는 AI교육에 필요한 교육과정의 성격･목표･특성을 중심으로 한 기본적 토대(platforms), 목표 달성을 위한 구체적인 프로그램 개발의 바탕이 되는 내용의 구성 체제 및 구성요소로서 이루어진 구성 틀(frameworks), 그리고 이를 현장에서 실천하는데 필요한 유의 사항을 중심으로 한 실행 지침(guidelines)을 개발하였다. 교육과정 구성에 필요한 기본 영역은 교육과정의 기본적 토대(CP)를 이루는 ‘기본 방향’, 교육과정 구성 틀(CF)을 이루는 ‘내용 체계’, 교육과정 실행 지침(CG)을 이루는 ‘지원 체계’로 세분화하여 구성하였다.