초등 사회과교육에서의 K-평균 군집화 알고리즘 기반 수업의 효과성

The effectiveness of K-means clustering algorithm-based class in elementary social education

목적 본 연구의 목적은 K-평균 군집화 알고리즘을 활용하여 초등 사회과수업을 구성하고 실행하였을 때 학습자의 설명력과 정보활용능력 함양에 효과성이 있는지 확인하여 제 4차 산업혁명 시대에 맞는 새로운 초등 사회과수업 모델을 제안하는 것이다. 방법 사회과교육의 기후 환경 수업을 K-평균 군집화 알고리즘의 절차와 원리에 기반한 언플러그드 수업 모델로 재구성하였다. 그리고 실제 초등학교 교실에 적용하여 질적·양적으로 효과성을 분석하였다. 결과 K-평균 군집화 알고리즘을 적용한 수업 후 학생들이 작성한 학습지를 질적 분석한 결과, 설명력이 함양되었음을 알 수 있었다. 그리고 수업 전·후의 학생들의 정보활용능력을 양적 분석하여 비교했을 때, 수업 후 정보활용능력이 향상되었음을 알 수 있었다. 결론 본 연구를 통해 초등 사회과교육과 K-평균 군집화 알고리즘의 융합 가능성을 확인하였고, 초등학교에서 알고리즘 기반 수업의 효과성을 검증하였다. 또한, 제 4차 산업혁명 시대에 활용할 수 있는 새로운 초등 사회과수업을 제안하였다.

Objectives The purpose of this study is to check whether elementary social studies class is effective in cultivating learners' accountability and information utilization skill using the K-means clustering algorithm and to propose a new elementary social studies class model suitable for the era of the 4th Industrial Revolution. Methods Using various tools, the procedure of the K-means clustering algorithm was reconstructed into an unplugged class model, and the class was constructed by fusing it with the climate environment among the topics of elementary social studies education. In addition, the effectiveness was analyzed qualitatively and quantitatively by applying it to actual elementary school classroom. Results After executing the class applying the K-means clustering algorithm, it was found that accountability was cultivated by qualitative analysis of the learning material written by students. In addition, when quantitatively analyzing and comparing students' information utilization skill before and after class, it was found that the information utilization skill after class was further improved. Conclusions Through this study, the possibility of convergence of elementary social studies education and K-means clustering algorithm was confirmed, and the effectiveness of algorithm-based class in elementary schools was verified. In addition, a new elementary social studies class that can be used in the era of the 4th Industrial Revolution was proposed.