초등학교에서 인공지능 교육을 위한 학교와 학교장의 역할

Abstract

오늘날 우리 사회는 정보화 시대로 급변하고 있으며 이러한 급격한 변화를 가능하게 하는 핵심 동력은 사회 전반에 활용되기 시작하는 인공지능 기술의 발달과 활용이다. 이와 같은 인공지능 기술의 발달은 학교 교육 분야에도 많은 변화를 가져올 것으로 예상된다. 이러한 상황에서 초등학교에서도 인공지능 교육이 도입되어야 한다는 주장이 설득력을 얻고 있다. 따라서 본 연구는 초등학교에 인공지능 교육을 도입하기 위해서 첫째, 초등학교에서 가르쳐야 할 인공지능 교육의 범주는 무엇이어야 하는가? 둘째, 초등학교에 인공지능 교육을 도입하기 위한 학습 환경은 어떻게 조성되어야 하는가? 셋째, 초등학교에서 인공지능 교육이 활성화되기 위해서 학교와 학교장의 역할은 무엇이어야 하는가? 등의 세 가지 연구문제를 설정하였다. 이 세 가지 연구문제에 대하여 7명의 인공지능 교육전문가와 14명의 초등학교 현직 교장들을 선정하여 FGI, 설문조사, 심층 면담 등의 방법으로 연구를 진행하였다.

연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학교에서 가르쳐야 할 인공지능 교육의 범주는 무엇이어야 하는가에 대하여 초등학교에서의 인공지능 교육의 범주는 ‘인공지능 이해 교육’, ‘인공지능 활용 교육’, ‘소프트웨어 및 AI 교육’ 등으로 구성되어야 하며, 초등학교 저학년에서는 ‘인공지능 활용 교육’이 중심이 되어야 하나 학년이 올라갈수록 ‘인공지능 이해 교육’과 ‘소프트웨어 및 AI 교육’으로 확대되어야 한다. 인공지능 교육은 저학년에서는 교과와 창의적 체험활동을 통하여 주당 2시간 이상으로 편성하는 것이 바람직하나 학년이 올라갈수록 교과와 창의적 체험활동에서 넘어서서 실과나 수학과 등 특정 교과 시간을 집중활용하는 것이 수월하다고 응답 되었다. 인공지능 교수․학습 방법으로는 학교 현장에서 현재 사용되고 있는 놀이 중심형 수업, 문제해결 학습모형, 프로젝트 학습모형, 탐구 학습모형, 데이터 중심의 인공지능 수업을 진행할 수 있는 교과 융합 형태의 적합한 교수․학습 방법들이 제안되었으며, 이와 같은 교수․학습 방법들은 이미 충분히 개발되어 활용되고 있기 때문에 인공지능 교육을 활용하는 분야에도 적용에 별 무리가 없을 것이라는 의견이었다. 둘째, 초등학교에 인공지능 교육을 도입하기 위한 학습 환경은 어떻게 조성되어야 하는가에 대하여 ‘인공지능 교육을 수행할 교사들에 대한 연수가 필요하다.’, ‘인공지능 교육을 위한 학습공간 구축 및 1학생 1 노트북 구비가 필요하다.’, ‘교실에서 충전과 보관을 할 수 있는 시설이 필요하다.’, ‘무선 인터넷이 가능한 협업할 수 있는 공간이 필요하다.’ 등으로 응답 되었다. 셋째, 초등학교에서 인공지능 교육이 활성화되기 위해서 학교와 학교장에게 기대되는 역할은 무엇이어야 하는가에 대하여 Cooper 등(2004)이 제안한 다차원적 분석모형을 토대로 ‘규범적 차원’, ‘구성적 차원’, ‘구조적 차원’. ‘기술적 차원’ 등 4가지 차원으로 분석하였다. 먼저 인공지능 교육의 교육정책 개선이나 변화의 추구와 관계된 규범적 차원으로는 ‘학교장의 인공지능 교육에 대한 철학과 리더십’, ‘인공지능 교육의 방향과 목표’, ‘인공지능 교육의 패러다임 인식’ 등으로 분석되었다. 인공지능 교육의 시행에 영향력을 행사하는 인적 구성과 관련된 구성적 차원으로는 ‘교육부와 교육청의 지침이나 방침’, ‘교사·학교장·학부모의 역할’,‘학생·교사·학부모 등 구성원들 간의 갈등 조정’, ‘학생·교사·학부모·교육청 등의 만족도 향상’ 등으로 응답 되었다. 인공지능 교육정책의 내용이나 방법과 관련된 구조적 차원으로는 ‘인공지능 교육의 내용 영역과 수준’, ‘인공지능 교육의 교사 조직’, ‘인공지능 교육의 교육과정’, ‘ 인공지능 교육의 교수법’ 등으로 응답 되었다. 인공지능 교육의 실행 및 실천과 관련된 기술적 차원에서는 ‘수준별 인공지능 교육의 수업 설계’, ‘인공지능 교육을 위한 교육매체 및 시설 설비 준비’, ‘인공지능 교육을 위한 예산확보’. ‘인공지능 교육 교육과정 운영 점검 및 관리’ 등으로 분석되었다. 이와 같은 본 연구의 결과를 토대로 위 연구문제에 대하여 다음과 같이 결론지었다. 첫째, 초등학교에서의 인공지능 교육은 교육의 범주로 ‘인공지능 이해 교육’, ‘인공지능 활용 교육’, ‘AI 교육 및 소프트웨어 교육’으로 구분할 수 있다. 둘째, 인공지능 교육을 위한 교육환경으로는 ‘교사들의 인공지능 교육에 대한 연수’, ‘인공지능 교육을 위한 시설구축 및 컴퓨터 기기 구비’, ‘ 무선 인터넷이 되는 협업공간의 확보’ 등이 필요하다. 셋째, 초등학교에서 인공지능 교육이 활성화되기 위한 학교와 학교장의 역할은 규범적 차원, 구성적 차원, 구조적 차원, 기술적 차원 등 다면적 차원에서 학교 구성원들과의 적극적 소통을 통한 리더십 발휘, 학교 교육과정 위원장으로서 교사․학부모․교육청․지역사회 등과의 조정적 역할 그리고 무엇보다도 초등학교에서의 인공지능 교육의 필요성에 대한 학교장의 명확한 인식과 의지력이 필요하다고 할 수 있다. 이와 같은 인공지능 교육의 도입 및 활용에 대한 종합적이고 체계적인 학교장의 역할 규명은 결과적으로 학생들의 지·덕·체의 전인적 성장·발달과 다가오는 미래 4차 산업혁명 시대에 자아실현과 교육환경을 제공하는 데 기여할 수 있을 것이다.

마지막으로 이와 같은 본 연구의 결과를 바탕으로 현재 2022 교육과정과 2025 개정 교육과정에서 인공지능 교육을 시행하기 위한 적합한 시수 확보할 수 있는 지침 마련이 필요하다. 인공지능 교육의 활성화를 위하여 교사들의 인공지능 교육역량을 함양하기 위한 교육이나 연수 시스템이 조속히 마련되어야 한다. 인공지능 교육을 처음 시행하는 학교들이 시행착오를 겪으면서 갈팡질팡하지 않고 초등학교 교육과정 속에 안착될 수 있도록 인공지능 교육에 대한 전문적 학교 컨설팅을 제공할 수 있는 시스템이 구축되어야 하며, 인공지능 교육의 도입 및 활성화를 위해서는 단위학교장의 역할이 무엇보다 중요하다는 점에 착안하여 본 연구에서 제안한 종합적이고 체계적인 4차원 모델을 토대로 기대되는 학교장의 구체적 역할들을 구안해 내는 노력이 필요하다. |Recently, our society is rapidly changing into the information age, and the key driving force that enables such rapid change is the development and use of artificial intelligence technology that begins to be used throughout society. The development of such artificial intelligence technology is expected to bring about many changes in the field of school education. In this situation, the argument that artificial intelligence education should be introduced in elementary schools is gaining traction. Therefore, in order to introduce artificial intelligence education in elementary schools, first, what category of artificial intelligence education should be taught in elementary schools? Second, how should a learning environment be created to introduce artificial intelligence education to elementary schools? Third, what should be the role of schools and principals in order for artificial intelligence education to be activated in elementary schools? Three research questions were established. For these three research questions, seven artificial intelligence education experts and 14 incumbent elementary school principals were selected to conduct research through FGI, surveys, and in-depth interviews.

The results of the study are as follows. First, the categories of artificial intelligence education to be taught in elementary schools should consist of 'artificial intelligence understanding education', 'artificial intelligence use education', 'software and AI education' in elementary school, but should be expanded to 'artificial intelligence understanding education' and 'software and AI education'. In the lower grades, it is desirable to organize artificial intelligence education for more than two hours a week through subjects and creative experience activities, but as the grade goes up, it is easier to focus on specific subject hours such as practical and math. As for artificial intelligence teaching and learning methods, suitable teaching and learning methods in the form of curriculum convergence that can conduct play-oriented classes, problem-solving learning models, project learning models, and data-oriented artificial intelligence classes were proposed. Second, it is necessary to establish a learning environment for introducing artificial intelligence education in elementary schools, 'training for teachers to conduct artificial intelligence education,' and 'building a learning space for artificial intelligence education and providing a 1 student laptop.', They responded by saying, "We need facilities that can be charged and stored in classrooms," and "We need a space for collaboration with wireless Internet." Third, based on the multidimensional analysis model proposed by Cooper et al. (2004), 'normative dimension', 'constructive dimension', and 'structural dimension' as to what role should be expected of schools and principals in order for artificial intelligence education to be activated in elementary schools. It was analyzed in four dimensions, including 'technical dimension'. First, the normative dimensions related to the improvement of education policy or the pursuit of change in artificial intelligence education were analyzed as 'philosophy and leadership in artificial intelligence education', 'direction and goal of artificial intelligence education', and 'perception of paradigm'. As for the constructive dimensions related to the human composition influencing the implementation of artificial intelligence education, the Ministry of Education and the Office of Education responded with 'the role of teachers, school principals, and parents', 'improvement of satisfaction among students, teachers, parents, and education'. Structural dimensions related to the content or method of artificial intelligence education policy were responded with 'content area and level of artificial intelligence education', 'teacher organization of artificial intelligence education', 'curriculum of artificial intelligence education', etc. At the technical level related to the implementation and practice of artificial intelligence education, 'class design of artificial intelligence education by level', 'preparation of educational media and facilities facilities for artificial intelligence education', and 'securing budget for artificial intelligence education'. It was analyzed as 'inspection and management of the operation of the artificial intelligence curriculum'. Based on the results of this study, the above research problem was concluded as follows. First, artificial intelligence education in elementary schools can be divided into 'artificial intelligence understanding education', 'artificial intelligence utilization education', and 'AI education and software education'. Second, educational environments for artificial intelligence education include 'training teachers on artificial intelligence education', 'building facilities and computer devices for artificial intelligence education', and 'securing collaborative spaces that become wireless Internet'. Third, the role of schools and principals to activate artificial intelligence education in elementary schools requires leadership through active communication with school members, including normative, compositional, structural, and technological levels, coordination with teachers, parents, education, and communities, and above all, clear awareness and willpower. The comprehensive and systematic identification of the role of principals in the introduction and use of artificial intelligence education can consequently contribute to providing self-realization and educational environment in the era of the 4th industrial revolution in the future.

Finally, based on the results of this study, it is necessary to prepare guidelines to secure appropriate hours for implementing artificial intelligence education in the current 2022 curriculum and the 2025 revised curriculum. In order to revitalize artificial intelligence education, an education or training system should be prepared as soon as possible to cultivate teachers' artificial intelligence education capabilities. A system that can provide professional school consulting on artificial intelligence education should be established so that schools that first implement artificial intelligence education can be settled in the elementary school curriculum without confusion.