공업계열 특성화고의 제조 빅데이터를 활용한 인공지능 융합 프로그램 개발 및 적용

Development and Implementation of an AI-Convergence Program Utilizing Manufacturing Big Data for Industrial Specialized High Schools

목적 본 연구에서는 공업계열 특성화고등학교의 전기과 학생을 대상으로 10차시 분량의 제조 빅데이터를 활용한 인공지능 융합 교육 프로그램을 개발하고 적용하여 인공지능 리터러시의 효과를 검증하였다. 방법 ADDIE 교수 설계 모형을 적용하여 프로그램을 개발하고, 충청북도 소재의 특성화고등학교 전기과 3학년 학생 20명을 대상으로 수업에 적용하였으며 인공지능 리터러시 검사 도구를 활용하여 단일 집단 사전-사후 대응 표본 t 검정을 실시하였다. 결과 인공지능 리터러시 측정 검사 도구를 활용하여 단일 집단 사전-사후 대응 표본 t 검정 결과, 학생들의 인공지능 리터러시는 통계적으로 유의하였고, 그 하위 영역인 7가지 범주 중에 ‘AI의 사용’, ‘AI의 사회적 영향’의 2가지 범주에서 통계적으로 유의한 결과를 얻었다. 또한 Hedges' g 효과 크기에서 인공지능 리터러시와 ‘AI의 사회적 영향’은 큰 효과 크기, ‘AI의 사용’은 매우 큰 효과 크기를 나타내었으며 개발된 프로그램이 실질적인 교육적 효과가 있음을 알 수 있었다. 결론 본 연구에서 개발한 제조 빅데이터를 활용한 인공지능 융합 교육 프로그램은 인공지능 리터러시를 향상시키는데 효과가 있음을 확인하였으며, 이를 통해 전기과 교육과정의 데이터 리터러시 교육과 인공지능 융합 교육의 중요성을 강조하고, 이에 대한 다양한 교수학습 프로그램 개발 및 후속 연구의 필요성을 제시하였다.

Objectives In this study, the effectiveness of artificial intelligence literacy was verified by developing and implementing a 10-session AI-convergence education program utilizing manufacturing big data for electrical engineering students at an industrial specialized high schools. Methods A program was developed by applying the ADDIE instructional design model and applied to classes for 20 third-year students in the electrical department at a specialized high school in Chungcheongbuk-do. A single-group pretest-posttest paired sample t-test was conducted using an artificial intelligence literacy test tool. Results As a result of a single-group pre-post paired sample t-test using the artificial intelligence literacy measurement test tool, students' artificial intelligence literacy was statistically significant, and among the seven sub-categories, ‘use of AI’ and ‘social impact of AI’ Statistically significant results were obtained in two categories. In addition, in Hedges' g effect size, artificial intelligence literacy and ‘social impact of AI’ had large effect sizes, and ‘use of AI’ had very large effect sizes, showing that the developed program had a practical educational effect. Conclusions The artificial intelligence convergence education program using manufacturing big data developed in this study was confirmed to be effective in improving artificial intelligence literacy. Through this, the importance of data literacy education and artificial intelligence convergence education in the electrical engineering curriculum was emphasized, The need for development of various teaching and learning programs and follow-up research on this was presented.