2021 STEAM 교사연구회 결과보고서

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2021 STEAM 교사연구회 결과보고서

2021. 11. 19.

서울당서초등학교

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과제명 2021년 STEAM 교사연구회 운영

구분

연구회 구성 유형 (택 1) 프로그램 개발유형 (택 1)

① 융합학습공동체형( ○ )

1. 자유학기제형 ( )6. 학생 주도 참여형 ( ) 2. 첨단기술 및 ICT 교구 활용형( ○ )7. 고교학점제 기반 학습형 ( ) 3. 온라인 기반 학습형 ( ) 8. 예·체능 중심 활동수업형 ( ) 4. 지역사회 연계형 ( )9. 유·초등 연계형 ( ) 5. 교육소외계층 포용형 ( )^{10. 자율선택형} (학교 자체 개발 프로그램)( )

② 글로벌형 ( ) StarT 프로그램 참여를 통한 프로그램 개발

프로그램 정보

프로그램명 더 멋진 세상을 향해 성장하는 AI 활용능력&리터러시

신규 개발 ○ 기 개발

학교급 초등학교 대상 학년(군) 3-4학년군

중심과목 도덕 중심과목 성취기준 영역 타인과의 관계

연계과목 체육, 사회, 국어, 미술, 수학 연계과목 성취기준 영역 건강, 지속가능한 세계, 듣기말하기, 표현 연구기간 2021.4.29. ~ 2021.11.30.

신청금액 일금사백만원(￦4,000,000)

참여연구원 총 3명 (연구책임자: 1명, 참여연구원: 2명) 연구 수행자에 관한 사항

구분 소속(학교명) 직위 성명 담당과목

연구책임자 서울당서초등학교 교사 김영현 전과목

참여연구원 서울상신초등학교 교사 강주연 전과목

참여연구원 서울수리초등학교 교사 강지윤 전과목

참여연구원 참여연구원

2021년도 정부의 R&D 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 STEAM 교사연구회를 운영한 결과로써 본 보고서를 제출합니다.

2021년 11월 19일

주관연구기관장 : 도 형 록 (직인)

연구책임자 : 김 영 현 (서명 또는 인)

한국과학창의재단 이사장 귀하

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“이 보고서는 2021년도 정부의 재원으로

한국과학창의재단의 지원을 받아 수행된 성과물임 ”

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목 차

1. 요약문

··· 01

2. 서론

··· 02

3. 연구 수행 내용 및 결과

··· 03

가. STEAM 프로그램 개발‧적용 ··· 03

(1) 프로그램 개발 내용 ··· 03

(2) 프로그램 개발‧적용 결과 ··· 04

나. 성과 확산 및 실천 ··· 04

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최 ··· 04

다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사 ··· 05

(1) STEAM 프로그램 설문조사 실시 ··· 05

(2) 학생 반응 분석 ··· 06

4. 결론 및 제언

··· 07

5. 참고문헌

··· 08

[부록]

부록1. STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물(교수학습지도안, 교사용 참고자료, 학생용 활동지) 부록2. 학생 산출물, 사진, 학생용 설문지, 연구교사 소감 및 성찰

부록3. 회의록

부록4. STEAM 교사연구회 주최, STEAM 확산 실천 사례(행사 및 연수) 자료

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1. 요약문

이 연구 연구의 목적은 학생들이 인공지능(이하 AI)이 활성화된 시대에 필요한 디지털 리터러 시를 갖출 수 있도록 돕는 프로그램을 개발하고 적용하는 데 있다. AI와 관련한 인공지능이 생 활 깊숙이 파고들고 있는 현대 사회에서 AI의 활용능력뿐만 아니라 AI와 관련한 올바른 윤리의 식에 대한 중요성 및 필요성이 대두되고 있다. 이에 초등학교 3-4학년군 학생들을 대상으로 도 덕 교과를 중심으로 체육, 사회, 국어, 미술 교과 등을 통합하여 AI 디지털 리터러시 향상을 위 한 수업을 구안하고 운영하였다.

프로그램은 크게 3가지 파트로 나눌 수 있다. AI 기초 이해, AI 활용, AI 윤리이다. 초등학교 3-4학년군 학생들의 특성을 반영하여 놀이중심의 수업을 통해 AI를 처음 접하는 학생들이 어렵 지 않게 개념을 익히고 활용해보도록 하는 데 중점을 두었다. AI의 기초 이해 파트에서는 학생 들이 AI의 정의를 알아보고 우리 삶 속에 스며든 AI를 탐색했다. 그리고 AI에 대해 알아야 할 필요성을 느꼈다. AI 활용 파트에서는 학생들이 인공지능의 학습 방법인 머신러닝을 직접 활용 하여 블록코딩 해보는 활동을 통해 활용 능력을 신장했다. 후반부의 AI 윤리 파트는 본 프로그 램이 가장 중점을 두고 설계한 부분이었다. 학생들은 인공지능이 사회 문제에 어느정도 개입을 해도 좋을지에 대해 윤리적인 고민을 했다. 윤리적 갈등 상황을 두고 토의·토론식 수업을 진행 하여 학생들이 AI 윤리에 대해 보다 깊이 고민해보도록 수업을 진행했다. 인간성과 AI에 대한 고찰에서는 학생들이 AI가 궁극적으로 나아가야 할 방향에 대해 고민하고 탐색했다.

학생 및 교사 만족도 조사를 통해 연구의 정의적 측면의 향상도를 측정하였다. 학생들의 AI에 대한 인지적 측면은 학생들의 활동지 및 교사 관찰평가를 통하여 질적으로 분석하였다. 사후 설문에서 학생들의 과학・수학에 대한 흥미가 증가하였다. 특히 과학 관련 직업에 대한 인식이 개선되었다. 수학 영역에 대한 이해도와 흥미를 묻는 문항은 과학 정도의 증가율은 보이지 않 았다. 따라서 추후 STEAM 프로그램 개발에 있어 수학적 흥미를 더 향상시킬 수 있는 요소를 추가해야 할 필요성이 제기됐다. 활동 후 소감을 적는 활동에서 학생들은 AI 활용 분야를 조사 하며 유용성을 인식하였다. 또 AI를 직접 만들 수 있다는 점에서 흥미와 호기심을 느꼈다. AI의 원리를 파악하는 활동에는 재미를 느꼈으나 동시에 어려움도 느꼈다. 마지막으로 AI의 발전방 향과 함께 하는 미래에 대해 생각해보는 계기도 되었다고 응답하였다.

본 연구 결과, AI 융합 STEAM 교육과정 분석을 준거로 한 AI 융합 STEAM 교육 재구성 편 성·운영과 프로그램 개발 및 활용을 통해 교과 과정 내에 인공지능(AI)을 융합하기 위한 STEAM 교육과정 운영의 실현 계기가 되었다. 또한 AI 융합 STEAM 교수·학습 모델 개발 및 적용을 통해 학생들이 직접 AI학습의 일환으로 머신러닝, 딥러닝, 등 데이터를 분류하는 알고리 즘을 구성함으로써 인공지능(AI)교육의 기초 소양인 절차적 사고, 논리적 사고, 컴퓨팅 사고력을 기를 수 있었다. 더불어 교사연구회 교사들이 협력하여 AI 융합 교육프로그램을 개발 및 공유 하는 기회가 되었다. 깊이 있게 고민하고 연구한 내용을 바탕으로 개발한 교육자료를 서로 공 유함으로서 더 풍성한 교육 프로그램으로 질 높은 수업을 진행할 수 있었다.

마지막으로 AI 융합 STEAM 교육과정 편성을 기반으로 현장 활용도가 높은 AI 및 인공지능 수업자료의 확보와 지속적인 연구 활동이 요구된다는 점, 학생 측면에서 AI 융합 STEAM 교육 을 교과와 연계하여 프로그램 종류 및 적용 범위를 확대할 수 있는 프로그램 개발 및 지원이 후속적으로 필요하다는 점, AI 융합 STEAM 교육 교원역량 강화를 위하여 전문적 이론을 바탕 으로 한 현장사례 중심의 체계적 연수 확대와 지원이 필요하다는 점을 제언하였다.

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2. 서론

AI가 일상생활에 깊숙이 파고드는 미래 사회에 인공지능에 대한 이해와 활용능력이 중요하다 는 부분은 모두가 쉽게 인지하고 있다. 하지만 기술의 발달 이면에서 벌어지는 부작용에 대한 경 각심과 적절한 윤리 교육의 필요성은 상대적으로 덜 주목받고 있는 실정이다. 이에 인간성을 더 나은 세상을 만들어가기 위한 올바른 AI 활용 능력 및 리터러시를 함양시켜주는 교육 프로그램 의 개발 필요성이 강하게 대두된다.

AI와 함께 살아가게 될 초연결사회에서 초등학생들은 AI 시대, 새로운 공동체에 필요한 디지털 시민성을 갖출 필요성이 있다. 학생들이 바람직한 AI 융합인재로 성장할 수 있도록 돕기 위해 AI 기반 교육 프로그램이 윤리 교육과 연계될 필요성이 커지고 있다. 기존에 개발된 AI 교육프로그 램은 인공지능에 대한 이해와 이를 바탕으로 한 윤리 문제를 해결하기에 다소 부족하다. 본 연구 회에서는 이를 개선 및 보완하여 학교 현장에서 실제로 적용할 수 있는 AI 교육 프로그램을 개 발하고자 하였다.

본 연구는 AI 활용 및 리터러시 함양을 목표로 초등학교 3-4학년군을 대상으로 한 놀이 및 체 험중심 수업을 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 도덕 교과를 중심 교과로 하여 체육, 사회, 국 어, 미술 교과를 융합한 AI 융합 STEAM을 고안하였다. 학생들은 총 12차시의 수업에 참여하며 AI의 기초에 대한 이해, AI 활용 능력, AI 윤리의식을 순차적으로 길렀다. 모든 수업은 학생 중심 의 참여형 수업으로 구성하였다. 12차시의 AI 융합 STEAM 프로그램 참여 이후 상황에 알맞은 AI 활용능력을 가지고, 적절한 AI 리터러시를 체득하는 것을 수업의 최종 목표로 하였다.

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3. 연구 수행 내용 및 결과

가. STEAM 프로그램 개발‧적용

(1) 프로그램 개발 내용

(가) 인공지능(AI) 프로그램 주제 및 소개

① 인공지능을 사용하는 올바른 태도와 다짐을 통해 AI 리터러시를 함양하는 것에 중점을 둔 프로그램을 개발 및 적용하고자 함.

② 첨단 기술의 명과 암을 모두 살펴보고 토론활동을 통하여 인공지능 시대의 올바른 가치를 창출하고자 함.

③ 체육, 사회, 국어, 미술 교과와 연계하여 교과학습 중 인공지능의 원리와 활용을 자연스럽게 체득하도록 유도함.

④ 대상 학생이 3~4학년인 것을 고려하여 인공지능의 원리와 활용 부분은 기본적인 내용만 도입하며, 인공지능의 소개 및 윤리, 진로교육을 보다 강화하여 프로그램을 개발함.

⑤ 인공지능을 처음 만나는 아이들을 위해 친숙한 소재로 인공지능을 도입함.

⑥ 생활 주변에서 인공지능 기술 사례를 찾으며 인공지능에 대한 흥미와 관심을 유도함.

⑦아이들의 자기 이해와 더불어 꿈(직업)과 인공지능(AI)을 연결지어 생각할 수 있는 발판을 마련하여 진로 교육의 일환으로 활용할 수 있음.

(나) 적용 대상 및 시기

- 서울 소재의 S초등학교 일반학급 3학년 84명(2학급) - 서울 소재의 D초등학교 일반학급 4학년 56명(2학급)

STEAM 프로그램

구분

프로그램명 더 멋진 세상을 향해 성장하는 AI 활용능력&리터러시 선행

프로그램명 해당 없음

학교급 초등학교 대상 학년(군) 3~4학년군

목표 수혜학생 수 203명

중심과목 도덕 중심과목 성취기준 영역

※ 주제는 ‘기술(실과)’를 바탕으로 융합되었으며, 대상학생은 4학년 이므로 따로 실과 교과로 넣지 않음 [초등학교 3~4학년] (2) 타인과의 관계

연계과목

체육 사회 국어 미술 수학

연계과목 성취기준 영역

[초등학교 3~4학년] (1) 건강

[초등학교 3~4학년] (9) 지속가능한 세계 [초등학교 3~4학년] (1) 듣기말하기 [초등학교 3~4학년] (2) 표현

[초등학교 1~2학년] (5) 자료와 가능성

개발계획

주제 연번 차시 (시수)

과목 연계(안)

※ 주제는 ‘기술(실과)’를 바탕으로 융합되었으며, 대상학생은 4학년 이므로 따로 실과 교과로 넣지 않음

1 4 도덕(3)+미술(1)

2 2 체육(1)+수학(1)

3 4 도덕(2)+사회(2)

4 2 도덕(1)+국어(1)

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- 서울 소재의 S초등학교 일반학급 4학년 63명(3학급)

- 연구개발 착수(4~7월) 후 전문가 검토를 통한 프로그램 검수(7~8월) - 수정·보완된 AI 활용&리터러시 교육프로그램 적용 및 자료 수집(8~10월) - 프로그램 만족도 조사 및 인터뷰, 성과확산을 위한 나눔의 장(10월~11월) - 최종 보고서 제출 및 적용 성과 보고 (11월)

(2) 프로그램 개발‧적용 결과

교수학습 지도안 개발

차시(시수)

프로그램명 프로그램 주제 운영

대상(학년)

완료 여부

개발 수업적용 학생수

1~2 인공지능, 만나서 반가워

- 인공지능을 조사하고

체험하기 3-4학년 완료 완료 203

3~4 같이 있는 AI, 가치 있는 AI

-머신러닝 AI학습으로

인공지능 체험하기 3-4학년 완료 완료 203

5~6 나만의 인공지능 만들기

-인공지능 원리 이해하고

나만의 인공지능 만들기 3-4학년 완료 완료 203

7~8

더 건강한 세상을 위한 나만의 인공지능 만들기

-블록코딩으로 만드는

인공지능 운동도우미 3-4학년 완료 완료 203

9~10

더 나은 세상을 위한 인공지능 활용

고민하기

-모럴 머신과 인공지능

가치 선택 3-4학년 완료 완료 203

11~12

더 나은 세상을 위한 인공지능 발전

방향 모색하기

-인공지능과 인간성 3-4학년 완료 완료 203

합계 1,218

나. 성과 확산 및 실천

(1) 교사연구회 STEAM 행사 개최

회차 일시 장소 참석대상 주요내용

1차 ‘21.10월 중순 교 실 신청 인원 - 수업 진행 중간사항 공유 - 수업 지도안 및 자료 공유 2차 ‘21.10월 중순 교 실 신청 인원 - 수업 진행 중간사항 공유

- 수업 지도안 및 자료 공유 3차 ‘21.11월 중순 ZOOM 신청 인원 - 활동 산출물 발표

- 수정·보안된 수업 지도안 및 자료 공유

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다. STEAM 프로그램 적용 성과 분석 및 조사

(1) STEAM 프로그램 설문조사 실시

코로나로 인해 온라인 설문은 일부 간소화하여 진행하였다. 온라인 학습으로 학생들이 참여하기 가 어려웠기 때문이며 응답 대상은 연구교사회가 소속되어 있는 3,4학년 3개 학급(70명)만 실시 하였다. 설문지는 한국과학창의재단에서 제공한 설문지를 사용하였다.

사전 설문 결과, 학생들의 응답은 주로 수학, 과학에 대한 관심은 있지만 수학, 과학을 공부하는 것에 대한 부담을 느끼고 있는 것을 알 수 있었다. STEAM 교육을 통해 다양한 교과와 융합한 STEAM 교육으로 호기심과 흥미를 이끌 다채로운 활동의 구성이 중요성함을 알게 되었다.

사후 설문 결과, 본 프로그램을 통하여 과학과 수학과목에 대한 흥미가 증가하였으며 특히 과학 관련 직업에 대한 인식이 개선되었다. 이는 진로교육과 연계한 AI STEAM 교육 프로그램의 효과 를 확인할 수 있는 부분이었다. 한편, 수학 내용에 대한 이해도와 흥미를 묻는 문항에서는 과학 만큼의 효과를 확인하지 못하여, 추후 STEAM 프로그램 개발에 있어서 수학적 흥미를 고려한 프 로그램을 개발해야 함을 알게되었다.

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(2) 학생 반응 분석

설문을 통해 확인할 수 있었던 학생들의 반응은 다음과 같으며, 학생 반응을 분석한 결과는 다음과 같다.

1) 인공지능이 활용 분야를 조사하며 유용성을 인식하였다.

2) 인공지능을 직접 만들 수 있다는 점에서 흥미와 호기심을 느꼈다.

3) 인공지능의 원리를 파악하는 활동은 재미있지만 동시에 어려움을 느꼈다.

4) 트롤리의 딜레마, 모랄 머신 등의 인공지능 윤리 활동은 선택은 매우 괴롭지만 선택의 상황을 피할 수 없음을 인정하였다.

5) 인공지능의 명과 암을 이해하는 과정을 통해 기술의 발전에 대해 깊이 생각해보는 계기가 되었다.

6) 진로교육과 연계하여 인공지능과 함께하는 미래에 대해 생각해보는 계기가 되었다.

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4. 결론 및 제언

2021년 STEAM 교사연구회 AI 융합 교육프로그램 개발 및 적용 운영 면에서 크게 세 가지 성과를 제시할 수 있다.

첫째, AI 융합 STEAM 교육과정 분석을 준거로 한 AI 융합 STEAM 교육 재구성 편성·운영과 프로 그램 개발 및 활용을 통해 교과 과정 내에 인공지능(AI)을 융합하기 위한 STEAM 교육과정 운영의 실 현 계기가 되었다.

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5. 참고문헌

둘째, AI 융합 STEAM 교수·학습 모델 개발 및 적용을 통해 학생들이 직접 AI학습의 일환으로 머 신러닝, 딥러닝, 등 데이터를 분류하는 알고리즘을 구성함으로써 인공지능(AI)교육의 기초 소양인 절 차적 사고, 논리적 사고, 컴퓨팅 사고력을 기를 수 있었다.

셋째, 교사연구회 교사들이 협력하여 AI 융합 교육프로그램을 개발 및 공유하는 기회가 되었다.

깊이 있게 고민하고 연구한 내용을 바탕으로 개발한 교육자료를 서로 공유함으로써 더 풍성한 교육프 로그램으로 질 높은 수업을 진행할 수 있었다.

무엇보다 AI 융합 STEAM 프로그램 운영은 학생에게 긍정적인 영향이 있었다.

첫째, 학생들에게 친숙한 매체(스마트 기기, 컴퓨터)와 수업 제재(AI, 코딩교육 등)를 수업 속에 활 용하여 학생들의 수업에 대한 흥미와 몰입도를 향상시켰다.

둘째, 학생들에게 새로운 교육프로그램(티쳐블 머신, 모럴 머신 등)을 수업에 활용하여 정보를 수 집하고 분석 및 정리하는 능력을 높일 수 있었다.

셋째, 인공지능 교육에서 윤리 문제와 가치 판단에 대해 깊이 성찰하는 계기를 마련하였다. 기술 이 발달함에 따라 인공지능이 우리 삶에 깊숙이 들어올수록 인공지능을 개발하는 인간의 책임감과 윤 리의식이 중요하다는 것을 학생들이 스스로 깨닫고 고민하는 기회가 되었다.

끝으로 이번 AI 융합 STEAM 프로그램 운영을 통하여 얻은 결과를 토대로 후속 과제 수행을 위한 개선 방안 및 시사점은 다음과 같다.

첫째, 현재 3,4학년 학년군의 교과 과정은 인공지능 융합교육과 동떨어져 있어서 자연스럽게 교과 과정 내에 인공지능 및 코딩교육을 융합할 수 있는 프로그램에 대한 논의 및 개발이 더 필요하다. AI 융합 STEAM 교육과정 편성을 기반으로 현장 활용도가 높은 AI 및 인공지능 수업자료의 확보와 지속 적인 연구 활동이 요구된다.

둘째, 학생 측면에서 AI 융합 STEAM 교육을 교과와 연계하여 프로그램 종류 및 적용 범위를 확 대할 수 있는 프로그램 개발 및 지원이 필요하다.

셋째, AI 융합 STEAM 교육 교원역량 강화를 위하여 전문적 이론을 바탕으로 한 현장사례 중심의 체계적 연수 확대와 지원이 요구된다.

교육부(2015). 국어 3-2 교사용 지도서 교육부(2015). 국어 4-2 교사용 지도서 교육부(2015). 도덕 3 교사용 지도서 교육부(2015). 도덕 4 교사용 지도서 교육부(2015). 사회 3-2 교사용 지도서 교육부(2015). 사회 4-2 교사용 지도서 교육부(2015). 수학 3-1 교사용 지도서 교육부(2015). 수학 3-2 교사용 지도서 교육부(2015). 수학 4-1 교사용 지도서 교육부(2015). 수학 4-2 교사용 지도서

박명기 외 11인(2017). 체육 4 지도서. 천재교육.

류청산 외 9인(2019). 실과 6 지도서. 금성출판사.

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주 의 문

1. 본 연구의 주장이나 제언은 연구진의 견해이며, 한국과학창의재단의 공식 입장이 아닙니다.

2. 이 보고서 내용을 대외적으로 공개하거나 발표할 때에는 반드시 한국

과학창의재단과 사전에 상의하여야 합니다.

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[부록1] STEAM 프로그램 개발 내용 및 결과물

프로그램 명:

더 멋진 세상을 향해 성장하는 AI 활용능력&리터러시

1. STEAM 프로그램 개발·적용 교육과정

연번 차시 (중심과목)

2015 개정 교육과정 성취기준

(연계과목) 성취기준 영역

1 1~2/12 [6실04-07]소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는

영향을 이해한다. [초등학교 3~4학년] (1)듣기·말하기

2 3~4/12 [6실04-09]프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.

[4도04-01] 자연·초월과의 관계 [4과03-01] 생명의 연속성 [4미02-05] 표현

3 5~6/12

[2 수 5-01]교실 및 생활 주변에 있는 사물들을 정해진 기준 또는 자신이 정한 기준으로 분류하여 개수를 세어보고, 기준에 따른 결과를 말할 수 있다.

[초등학교 5~6학년] (4) 기술 활용 [초등학교 3~4학년] (1) 건강

4 7~8/12 [4체01-02]다양한 운동 수행을 통해 체력의 향상과 건강한 생활을 경험한다.

[초등학교 3~4 학년] (9) 지속가능한 세계 [초등학교 5~6 학년] (3) 기술시스템

[초등학교 3~4 학년] (4) 자료와 가능성

5 9~10/12 [4 도 02-04]협동의 의미와 중요성을 알고, 경청·도덕적

대화하기·도덕적 민감성을 통해 협동할 수 있는 능력을 기른다.

[초등학교 3~4 학년] (9) 지속가능한 세계

[초등학교 5~6 학년] (4) 기술 활용

6 11~12/12 [4 도 02-04]협동의 의미와 중요성을 알고, 경청·도덕적

대화하기·도덕적 민감성을 통해 협동할 수 있는 능력을 기른다.

[4 국 01-02]회의에서 의견을 적극적으로 교환한다.

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2. STEAM 프로그램 총괄표(총 12차시)

차시 주요내용

1~2 /12

주제(단원)명 인공지능, 만나서 반가워

Co 상황 제시는 수업 전 과정에서 학생들이 인공지능의 예를 스스로 조사하고 인공지능을 배워야 하는 이유를 체득할 수 있도록 개발

CD 창의적 설계는 인공지능과 인간의 차이점을 토론을 통해 수립하고 인공지능의 원리에 대해 이해할 수 있도록 개발 하였음.

ET 감성적 체험은 인공지능을 즐겁게 체험하며 자연스럽게 흥미를 유발하고 인공지능을 공감할 수 있도록 개발하였음.

3~4 /12

주제(단원)명 머신러닝 AI학습으로 인공지능 체험하기

머신러닝 AI 학습을 통해 인공지능 기술을 직접 체험하며 인공지능에 대한 흥미를 유발하고, 학습의 필요성을 자연스럽게 느낄 수 있도록 한다. 사람을 위한 가치 있는 인공지능을 개발하는 활동으로 환 경문제 해결을 위한 AI, 사회적 약자를 돕는 AI 개발 아이디어를 구상한다.

Co 인공지능 기술이 발달한 시대를 통해 인공지능에 대한 흥미 유발

CD 머신러닝 AI 학습을 통해 사람을 돕는 가치 있는 인공지능 기술을 창의적으로 설계

ET 환경문제와 사회적 약자를 돕는 다양한 인공지능 기술을 직접 체험하기

5~6 /12

주제(단원)명 나만의 인공지능 만들기!

Co 상황 제시는 우리 주변의 인공지능을 살펴보고, 인공지능의 원리를 유추하도록 하였다.

CD 창의적 설계는 언플러그드 활동을 통해 인공지능의 원리를 파악하고, 인공지능을 만들기 위한 계획을 세우며 창의력과 문제해결능력을 키우도록 개발하였다.

ET 감성적 체험은 안내된 절차에 따라 인공지능을 만들어보는 수업으로 개발하였다.

7~8 /12

주제(단원)명 블록코딩으로 만드는 인공지능 운동도우미

올바른 체력 운동 방법을 알아보고, 나의 건강상태에 알맞은 체력 운동을 연습하는 과정에서 티쳐블머신을 활용하여 직접 만든 인공지능 운동 도우미의 도움을 받음.

Co 나의 건강상태를 되돌아보고, 체력 운동의 필요성을 느낌

CD 올바른 체력 운동 방법을 모색함

CD 티쳐블머신을 사용한 인공지능 운동자세 교정기 제작 방법을 모색하고 제작함

ET 기초체력의 중요성과 인공지능 기술의 유용성을 깨달음

9~10 /12

주제(단원)명 모럴 머신과 인공지능 가치 선택

지역 사회 문제 상황의 해결을 인공지능에게 맡겨도 괜찮을지에 대한 의문에서 출발하여, 모럴머신을 사용한 트롤리 딜레마 상황을 분석하며 인공지능의 가치선택 과정을 토의함

Co 지역에서 일어나는 다양한 문제 상황을 해결해야겠다는 의지를 다짐

CD 모럴머신의 작동 원리와 이용 가치에 대해 탐색함

CD 트롤리 딜레마 상황을 다각도로 분석하며 가치선택에 대해 탐색함

ET 인공지능의 활용 영역 및 방안에 대해 고찰함

11~12 /12

주제(단원)명 인공지능과 인간성

감정을 가진 인공지능이 가능할지에 대한 의문에서 출발하여, 인공지능에게 감정을 학습시켰을 때의 명암에 대해 토의하고 인공지능의 발전 방향을 모색함

Co 감정을 가진 인공지능이 등장하는 영화를 시청하며, 인공지능과 감정의 관계에 대한 생각을 환기시킴

CD 인공지능의 인간성 습득 가능성에 대해 탐색함

CD 인공지능에게 감정을 학습시키는 것의 명암을 탐색함

ET 인공지능의 발전 방향에 대한 나만의 기준을 가짐

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3. STEAM 프로그램 차시별 수업지도안

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교 / 3-4 학년

중심과목 성취기준

영역

[초등학교 5~6학년] 기술 시스템 중심과목 성취기준

[6실04-07]소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.

주제(단원)명 인공지능, 만나서 반가워! 차시 1~2/12

학습목표 인공지능이 무엇인지 다양한 사례를 통해 알아보고, 그 원리를 이해할 수 있다.

연계과목 국어 연계과목

성취기준 영역 [초등학교 3~4학년] (1)듣기·말하기

STEAM 요소

S 스마트기기를 활용하여 인공지능의 예시 알아보기

T 생활 속 인공지능 적용 사례 조사하고 패들렛이 업로드하기 E

A 인공지능의 정의에 대해 토의하며 인공지능의 원리 이해하기 M

개발 의도 인공지능을 직접 체험하며 인공지능에 대한 흥미를 유발하고, 학습의 필요성을 자연스럽 게 느낄 수 있도록 한다.

- 스마트 기기를 활용하여 인공지능의 예시를 직접 찾을 수 있도록 하되, 사전에 과제로 안내하여보다 풍부한 예시를 나눌 수 있다.

- 인공지능을 정의하기 전에, 예시를 통해 직접 학생들이 유추해볼 수 있도록 한다.

- 사람과 인공지능의 공통점과 차이점을 충분히 생각해볼 수 있도록 한다.

- 핫시트 활동을 통해 인공지능에 몰입하고 인공지능에 대해 이해와 공감을 할 수 있도록 한다.

- 인공지능의 원리에 대해 너무 깊게 설명하지 않고, 학습을 통해 이루어진다는 핵심만을 전달한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

수업 전 과정에서 학생들이

인공지능의 예를 스스로 조사하고 인공지능을 배워야 하는 이유를 체득할 수 있도록 개발

창 의 적 설 계

창의적 설계

인공지능을 즐겁게 체험하며 자연스럽게 흥미를 유발하고 인공지능을 공감할 수 있도록

개발하였음.

감 성 적 체 험 인공지능과 인간의

차이점을 토론을 통해 수립하고 인공지능의 원리에 대해 이해할 수 있도록 개발 하였음.

감성적 체험

(17)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

▣ 동기유발

- ^Co 우리 주변의 인공지능에 대해 토의하기 - ^Co 인공지능을 배워야 하는 이유 알아보기

▣ 학습 목표 안내

“인공지능이 무엇인지 다양한 사례를 통해 알아보고, 그 원리를 이해할 수 있다”

-PPT, 동 영상, 태블 릿pc

전개 (60 분)

▣ 인공지능, 넌 누구니? ^Co ^CD

- 우리 주변의 인공지능과 다양한 예시 찾아보기 - 인공지능의 다양한 사례 찾아 발표하기

- 인공지능의 예를 보고 인공지능이 무엇일지, 어떤 특징이 있는지 붙임 쪽지에 적어 칠판에 붙이기

- 유사한 내용을 담은 붙임쪽지끼리 분류하기

- 예시를 통하여 인공지능을 정의해보고 패들릿에 적어보기

- 다양한 학자들이 정의하는 ‘인공지능’의 정의 알아보고 이야기 나누기

▣ 인공지능 체험하기 ^ET - 다양한 인공지능 체험해보기

1. 매직스케치패드 https://magic-sketchpad.glitch.me/

2. 퀵드로우 https://quickdraw.withgoogle.com/

3. 세미 컨덕터 https://semiconductor.withgoogle.com/

4. 바흐 프로젝트

https://www.google.com/doodles/celebrating-johann-sebastian-bach 5. AI 듀엣

https://experiments.withgoogle.com/ai/ai-duet/view/

6. 스쿠르블리

https://www.scroobly.com/

- 멘티미터로 인공지능 정의하기

▣ 인공지능, 너의 정체는? ^CD

- 인공지능과 사람의 지능 비교해보기 - 사람과 인공지능 무엇이 다를지 알아보기

- 내가 잘하는 것 vs 인공지능이 잘하는 것 비교해보기 - 핫시트 활동을 통해 인공지능에 몰입해보기

▣ 인공지능, 넌 어떻게? ^CD ^ET

- 인공지능이 똑똑할 수 있는 이유 유추하기 - 인공지능의 다양한 머신러닝 방법 소개하기

- [언플러그드] 원숭이, 독버섯 분류를 통한 머신러닝의 과정 체험하기 - 알파고를 통한 강화학습의 예 살펴보기

-PPT, 태 블릿pc, 붙 임쪽지, 씽 킹보드, 보 드마카, 원 숭이 카드, 독버섯 카 드

정리 (10 분)

▣ 정리하기 -수업 소감 나누기 -다음 차시 예고하기

(18)

중심과목 실과 학교급/학년(군) 초등학교 / 3-4 학년 중심과목

성취기준 영역

기술시스템 중심과목

성취기준

[6실04-09]프로그래밍 도구를 사용 하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.

주제(단원)명머신러닝 AI학습으로 인공지능 체

험하기 차시 3~4/12

학습목표 환경과 사회적 약자를 위한 인공지능(AI)의 활용 예시를 알아보고, 가치 있는 AI 아이디어를 떠올려 글과 그림으로 표현할 수 있다.

연계과목 도덕, 과학, 미술 연계과목

성취기준 영역

[4도04-01] 자연·초월과의 관계 [4과03-01] 생명의 연속성 [4미02-05] 표현

STEAM 요소

S 환경문제를 해결하기 위한 방법과 노력 알아보기 T

E 머신러닝 AI 학습을 통해 인공지능 기술 직접 체험하고, 절차적 사고로 사고력 확장하기

A 사회적 약자를 돕는 AI 를 개발하는 아이디어 개발 및 구현하기 M

개발 의도

머신러닝 AI 학습을 통해 인공지능 기술을 직접 체험하며 인공지능에 대한 흥미를 유발 하고, 학습의 필요성을 자연스럽게 느낄 수 있도록 한다.

사람을 위한 가치 있는 인공지능을 개발하는 활동으로 환경문제 해결을 위한 AI, 사회 적 약자를 돕는 AI 개발 아이디어를 구상한다.

- code.org ‘바다를 위한 AI’를 통해 학생들이 직접 인공지능 기술을 체험한다. 이를 통해 인공지능 에 대한 흥미를 유발하고, 학습의 필요성을 자연스럽게 느낄 수 있도록 한다.

- 스마트 기기를 활용하여 인공지능의 예시를 직접 찾을 수 있도록 하되, 사전에 과제로 안내하여보 다 풍부한 예시를 나눌 수 있다.

- 학생들 스스로 머신러닝, 딥러닝으로 직접 AI를 반복학습으로 가르쳐봄으로써 데이터를 많이 제공 할수록 인공지능이 올바른 선택과 판단을 할 수 있음을 알 수 있다.

- 사람을 위한 가치 있는 인공지능을 개발하는 활동에서 패들렛 웹사이트를 활용하여 자신의 생각을 게시하고 친구들과 의견을 나눌 수 있는 기회를 제공한다.

- 환경문제 해결을 위한 AI, 사회적 약자를 돕는 AI 개발을 통해 AI의 사회적 영향력

고려하여 환경문제를 해결하고 사회적 약자(노인, 장애인 등)을 돕는 아이디어를 구상한다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

인공지능 기술이 발달한 시대를 통해 인공지능에 대한 흥미 유발

창 의 적 설 계

창의적 설계

환경문제와 사회적 약자를 돕는 다양한 인공지능 기술을 직접 체험하기

감 성 적 체 험 머신러닝 AI 학습을 통해

사람을 돕는 가치 있는 인공지능 기술을 창의적으로 설계

감성적 체험

(19)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

▣ 동기유발

- 환경문제를 해결하는 AI: AI 기상예보 서비스, 바다 쓰레기 청소 로봇 - 헬스케어와 생명공학 분야, 새로운 치료법을 개발하는 AI(예시:당뇨 망

막증, 안구 사진)

“환경과 사회적 약자를 위한 인공지능(AI)의 활용 예시를 알아보고, 가치 있는 AI 아이디어를 떠올려 글과 그림으로 표현할 수 있다.”

PPT, 동영상

Tip!

전개 (60 분)

▣ 머신러닝이란? ^Co

- 인공지능이 학습하는 다양한 방법 안내하기 - 머신러닝의 특징 안내하기

▣ 환경문제를 해결하는 든든한 인공지능(AI) ^Co , ^CD - 환경보전에 활용된 AI 사례 찾아 발표하기

1) 인공지능(딥러닝 기술)으로 기후변화를 예측하기 2) AI를 활용한 해양 미세플라스틱 분석 장치 등

· [AI 머신러닝 체험] 바다를 위한 AI(AI for Ocean)를 활용한 인공지능 머 신러닝 학습 활동하기

- 해양환경과 관련된 대주제(Big idea)를 바탕으로 게임을 통해 인공지능 의 머신러닝과 관련된 개념 학습하기

- 깨끗한 바다를 만들기 위해서 물고기와 물고기가 아닌 것을 구별하는 활동 경험해보기

- 인공지능이 물고기와 아닌 것을 구별할 수 있도록 학습시키기

▣ 사회적 약자를 돕는 고마운 인공지능(AI) ^CD , ^ET - 사회적 약자를 돕는 인공지능 활용 사례 살펴보기 - 독거노인을 위한 인공지능 로봇 활용(예: 강릉시) - 발달 장애인을 위한 맞춤형 AI 로봇 활용

·사람을 위한 AI: 사회적 약자인 시각장애인, 노인을 위한 스마트폰 위치 기반 애플리케이션, AI 스피커, 청각장애인 목소리

▣ 더 나은 미래를 위해 가치 있는 인공지능(AI) ^CD , ^ET

- 내가 AI 개발자라면 사회적 약자를 돕기 위해 어떤 인공지능 기술을 개 발하고 싶은지 아이디어 떠올려 글과 그림으로 표현해 보기

·[패들렛 활용] 개인별 산출물을 게시하고, 공유하여 서로의 아이디어 공유 하기

- 가장 실현가능한 아이디어 한 가지를 선정하여 구체적으로 발전시키기

PPT, 동영상, 태블릿PC, code.org,

패들렛

정리 ( 10 분)

▣ 정리하기 ^ET -수업 소감 나누기 -다음 차시 예고하기

code.org, 패들렛

(20)

중심과목 수학 학교급/학년(군) 초등학교 / 3-4 학년

영역

[초등학교 1~2학년] (5) 자료와 가능성 중심과목 성취기준

[2수5-01]교실 및 생활 주변에 있는 사물들을 정해진 기준 또는 자신이 정한 기준으로 분류하여 개수를 세 어보고, 기준에 따른 결과를 말할 수 있다.

주제(단원)명 나만의 인공지능 만들기 차시 5~6/12

학습목표 인공지능의 원리를 바탕으로 나만의 인공지능을 만들 수 있다.

연계과목 실과, 체육 연계과목

성취기준 영역

[초등학교 5~6 학년] (4) 기술 활용 [초등학교 3~4학년] (1) 건강

STEAM 요소

S

T 티처블머신의 인식 기능(이미지)으로 인공지능의 원리 탐색하기 E 머신러닝 기능을 이용하여 간단한 인공지능 만들기

A 이미지 인식기능을 활용한 나만의 마스크 감별 인공지능을 만들어보기

M 규칙 찾아 대상 분류하기, 정확도의 개념 이해하고 적용하기, 자료를 막대그래프로 표현하기

개발 의도 인공지능의 원리를 바탕으로 티처블 머신을 이용하여 인공지능을 직접 만들어 볼 수 있 다.

- 인공지능의 원리를 [언플러그드 활동]으로 체험해본다.

- 인공지능을 간단하게 만들 수 있는 티처블 머신에 대해 알아본다.

- 티처블 머신의 인식 기능(이미지)을 익혀본다.

- 이미지 인식기능을 활용한 마스크 감별 인공지능을 만들어보아 인공지능의 유용성을 이해해본다.

- 티처블 머신을 이용해 만들고 싶은 인공지능을 이야기해본다.

STEAM 학습 준거

상황 제시

상 황 제 시

인공지능을 만들기 위한 도구를

탐색하며 인공지능에 대한 흥미를

유발하도록 개발하였다.

창 의 적 설 계

창의적 설계

안내된 절차에 따라 인공지능을

만들어보는 수업으로 개발하였다.

감 성 적 체 험 나만의 인공지능을 만들기

위한 계획을 세우며 창의력과 문제해결능력을 키우도록 개발하였다.

감성적 체험

(21)

학습

과정 교수-학습 활동 학습자료

및 유의점

도입 (10 분)

▣ 동기유발

- ^Co 우리 주변의 인공지능에 대해 토의하기 - ^Co 인공지능의 원리 설명해보기

“인공지능의 원리를 바탕으로 나만의 인공지능을 만들 수 있다. ”

-PPT, 동 영상, 태블 릿pc

전개 (60 분)

▣ 인공지능의 원리 알아보기 ^CD ^ET

- 인공지능이 똑똑할 수 있는 이유 유추하기 - [언플러그드] 무는 원숭이를 찾아라!

원숭이 분류를 통한 머신러닝의 과정 체험하기

1) 무는 원숭이와 물지 않는 원숭이 데이터(훈련데이터)를 보고 특징 파악하기 2) 무는 원숭이와 물지 않는 원숭이 분류할 수 있는 순서도 그리기

3) 테스트 데이터로 알고리즘 정확도 확인해보기

정확도(%) = 맞은 개수 / 전체 테스트 데이터의 수 × 100 4) 정확도가 높도록 순서도 수정해보기

▣ 티처블 머신 알아보기 ^Co ^CD

- 웹캠과 마이크 설치하기(사전 설치 및 준비) - 구글 크롬 알아보고 설치하기(사전 설치 및 준비)

- 티처블 머신(https://teachablemachine.withgoogle.com/ ) 접속하기 - 티처블 머신 살펴보기 (기능, 소개)

▣ 티처블 머신과 놀아보기 ^CD

- 이미지 인식을 이용한 인공지능 만들어보기(가위바위보 구분하는 인공지능, 나는 누구를 닮았을까?)

▣ 마스크 구별 인공지능 만들기 ^CD ^ET

- 티처블 머신을 이용한 마스크 구별 인공지능 만들기

- 다양한 가능성 모색해보기(흰색마스크, 검은색 마스크, 턱스크 등) - 가능성 별 확률 막대 그래프로 알아보기

▣ 나만의 인공지능 계획하기

- 티처블 머신을 이용해서 실생활에 활용되는 인공지능 계획해보기 - 계획을 바탕으로 나만의 인공지능 만들어보기

(예. 닮은 꼴 동물 찾기, 감정 탐지기 만들기)

-PPT, 태 블릿pc, 붙 임쪽지, 씽 킹보드, 보 드마카, 원 숭이 카드, 독버섯 카 드

정리 (10 분)

(22)

중심과목 체육 학교급/학년(군) 초등학교 / 3-4 학년 중심과목

성취기준 영역

[초등학교 3~4 학년] (1) 건강 중심과목 성취기준

[4체01-02]다양한 운동 수행을 통해 체력의 향상과 건강한 생활을

경험한다. 주제(단원)명블록코딩으로 만드는 인공지능

운동도우미 차시 7~8/12

학습목표 체력운동의 중요성을 알고, 인공지능 운동 도우미를 제작할 수 있다.

연계과목 실과, 수학 연계과목

[초등학교 5~6 학년] (3) 기술시스템 [초등학교 3~4 학년] (4) 자료와 가능성

STEAM 요소

S 체력과 건강의 상관관계 탐색하기 T

E 머신러닝 기능을 이용하여 간단한 인공지능 만들기 A

M 규칙 찾아 대상 분류하기, 그래프 속 숫자의 의미 이해하기

개발 의도

체력 운동의 중요성을 깨닫고 자신의 건강상태에 알맞은 체력운동을 기획하는 단순 체육 교과활동에서 그치지 않고, 이 체력운동을 효과적으로 보조할 수 있는

인공지능 운동 도우미를 학생들 스스로 개발해 보고자 한다.

※ (개발 의도 및 교수·학습 내용 상세설명)

- 체력 운동의 중요성을 깨닫고 자신의 건강상태에 알맞은 체력운동을 기획하는 단순 체육 교과활동에서 그치지 않고, 이 체력운동을 효과적으로 보조할 수 있는 인공지능 운동 도우미를 학생들 스스로 개발해 보고자 한다. 이를 위해 수업 초반에는 체력 운동의 필요성 및 중요성을 이야기 나눈다. 그리고 학생들이 자신의 건강상태를 스스로 체크하고, 이를 신장시키기 위해 필요한 근력 운동을 탐색한다. 운동 방법을 결정하고 나면 티처블머신을 활용하여 이를 보조할 수 있는 인공지능 운동 도우미를 직접 설계하고 제작한다. 이 과정에서 인공지능의 유용성을 학생들이 깨닫는다.

상황 제시

상 황 제 시

나의 건강상태를 되돌아보고, 체력 운동의 필요성을 느낌

창 의 적 설 계

기초체력의 중요성과 인공지능 기술의 유용성을 깨달음

감 성 적 체 험 -올바른 체력 운동 방법을

모색함

-티쳐블머신을 사용한 인공지능 운동자세 교정기 제작 방법을 모색하고 제작함

감성적 체험

(23)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

▣ 동기유발

- ^Co 체력이 좋거나 좋지 못할 때 경험 나누기

“체력운동의 중요성을 알고, 인공지능 운동 도우미를 제작해 봅시다.”

전개 ( 60 분)

▣ 나의 기초체력 점검 및 신장 방법 탐색하기 ^Co ^CD

- 앉아 윗몸 앞으로 굽히기, 무릎 대고 팔굽혀 펴기, 앉아 윗몸 앞으로 굽히 기 등의 활동을 통해 나의 기초 체력 점검하기

- 나에게 필요한 체력운동 설계하기

- 체력운동의 필요성과 올바른 체력운동 방법의 중요성에 대해 이야기 나누 기

- 친구들과 올바른 체력운동 방법 탐색하기

▣ 티처블 머신 탐색하기 ^Co ^CD - 티처블머신의 기본 기능 탐색하기

- 동작 인식을 이용하여 인공지능에 여러 자세 학습시키기 - 티처블머신 속 백분율의 의미 이해하기

- 티처블머신 성공률 높이기 방법 연구하기

▣ 인공지능 운동 도우미 제작하기 ^CD

- 티처블머신을 이용한 인공지능 운동 도우미 만들기 계획 세우기 - 티처블머신을 이용한 인공지능 운동 도우미 만들기

▣ 인공지능 확장 방안 고민하기 ^ET

- 티처블머신을 이용한 인공지능의 실생활 확장 방안에 대해 이야기 나누기

컴퓨터

Tip!

-컴퓨터를 사용할 때 웹캠 기능이 필요함 -컴퓨터 대신 태블릿 PC, 휴대폰 등도 사용 가능함 -백분율은 4 학년 학생들이 이해할 수 있도록 실생활의 예를 들어 간단하게 설명함

정리 (10 분)

▣ 자기 평가하기

- 수업 중 자신의 학습 역량 및 태도에 대해 스스로 평가하기

(24)

중심과목 도덕 학교급/학년(군) 초등학교 / 3-4 학년 중심과목

[초등학교 3~4 학년] (2) 타인과의 관계

[4 도 02-04]협동의 의미와 중요성을 알고, 경청·도덕적 대화하기·도덕적 민감성을 통해 협동할 수 있는 능력을 기른다.

주제(단원)명 모럴 머신과 인공지능 가치 선택 차시 9~10/12

학습목표 모럴머신으로 인공지능이 겪는 가치선택 과정을 체험하고 이해하며, 인공지능 가치선택 과정에 대한 자신의 입장을 정리할 수 있다.

연계과목 사회, 실과 연계과목

STEAM 요소

S

T 인공지능의 가치선택 과정 탐구하기 E 모럴 머신 활용하기

A 지역사회의 문제 상황 및 해결과정 탐색하기, 도덕적 가치선택 과정 경험하기 M

개발 의도

※ 문제 상황 해결 과정에는 다양한 가치들이 얽혀있다. 인공지능이 고도화되며 가치선택과정에 개입할 가능성도 높아지고 있다. 때문에 모럴머신으로 인공지능이 겪는 가치선택 과정을 체험하고, 인공지능 가치선택 과정에 대한 자신의 입장을 정리해 보는 활동을 학생들에게 제공하고자 한다.

- 문제 상황 해결 과정에는 다양한 가치들이 얽혀있다. 지역사회에서 발생하는 문제상황을 바라보는 사람들의 시각에는 개개인의 가치가 담겨있다. 문제 해결 과정을 가치갈등의 해결과정이라 보아도 과언이 아니다. 여기에 인공지능이라는 변수가 추가된다. 인공지능이 고도화되며 가치선택과정에 개입할 가능성도 높아지고 있다. 때문에 모럴머신으로 인공지능이 겪는 가치선택 과정을 체험하고, 인공지능 가치선택 과정에 대한 자신의 입장을 정리해 일련의 활동이 미래사회를 이끌어갈 학생들에게 필요하다. 이를 위해 본 수업에서는 모럴 머신을 직접 체험해 보고, 인공지능의 윤리의식에 대한 민감성을 학생들에게 심어준다. 그리고 학생들이 인공지능 가치선택 과정에 대한 자신만의 입장을 논리적으로 정리할 수 있도록 돕는다.

상황 제시

상 황 제 시

지역에서 일어나는 다양한 문제 상황을 해결해야겠다는 의지를 다짐

창 의 적 설 계

인공지능의 활용 영역 및 방안에 대해 고찰함

감 성 적 체 험 -모럴머신의 작동 원리와 이용

가치에 대해 탐색함 -트롤리 딜레마 상황을

다각도로 분석하며 가치선택에 대해 탐색함

감성적 체험

(25)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

▣ 동기유발 ^Co

- 지역사회 문제 상황 살펴보기

- 문제 해결에 방법에 대한 다양한 가치가 공존함을 알아보기

“모럴머신으로 인공지능이 겪는 가치선택 과정을 체험하고 이해하며, 인공지 능 가치선택 과정에 대한 자신의 입장을 정리해 봅시다.”

-PPT

전개 ( 65 분)

▣ 모럴머신 체험하기 ^Co ^CD ^ET

- 자율주행 자동차의 원리, 기술 발달 상황에 대해 알아보기 - 트롤리 딜레마 상황 알아보기

- 트롤리 딜레마 상황에서 인공지능이 어떤 선택을 할 것인지 추측해 보기 - 모럴머신의 제작 의도에 대해 알아보기

- 모럴머신을 사용하여 트롤리 딜레마 상황 체험해보기 - 모럴머신 결과에 대해 친구들과 의견 나누기

▣ 인공지능의 가치선택 원칙에 대해 입장 정리하기 ^Co ^CD ^ET - 코로나 19 상황에서 백신 수급에 대해 논의해보기

- 백신을 먼저 접종할 대상 선정해보기

- 인공지능이 선정하는 백신접종 우선순위에 대해 친구들과 토의하기

- 가치선택이 필요한 상황에서 인공지능을 어떻게 학습시켜야 할지 나의 입장 정리하기

컴퓨터, 학습지

Tip!

-태블릿 PC, 휴대폰으로 도

모럴머신 사이트 접속 가능함 -모럴머신 을 사용하는 과정에서 도덕적 판단을 하는 것에 괴로움을 호소하는 학생들이 있을 경우, 교사가 모럴머신 사용의 시범을 보이고 해당 사례를 가지고 수업을 진행함 정리

(5 분)

(26)

중심과목 도덕 학교급/학년(

군) 초등학교 / 3-4 학년 중심과목

[초등학교 3~4 학년] (2) 타인과의 관계

[4 도 02-04]협동의 의미와 중요성을 알고, 경청·도덕적 대화하기·도덕적 민감성을 통해 협동할 수 있는 능력을 기른다.

주제(단원)

명 인공지능과 인간성 차시 11~12/12

학습목표 감정을 가진 인공지능의 영향을 알아보고, 인공지능 발전 방향에 대한 나만의 기 준을 세울 수 있다.

연계과목 국어, 실과 연계과목

[4 국 01-02]회의에서 의견을 적극적으로 교환한다.

STEAM 요소

S

T 감정을 가진 인공지능의 영향 탐색하기 E

A 인간성의 정의에 대해 이야기 나누기, 인공지능의 발전 방향에 대한 기준 세우기 M

개발 의도

※ 인공지능이 인간성을 가질 수 있을까? 감정을 학습하여 고도로 발달한 인공지능과 사람을 어떻게 구분지을 수 있을까? 인공지능과 함께 살아갈 학생들에게 한번쯤 인간성과 인공지능에 대해 심도 있게 고민할 기회가 있어야 한다.

- 인공지능이 인간성을 가질 수 있을까? 감정을 학습하여 고도로 발달한 인공지능과 사람을 어떻게 구분지을 수 있을까? 인공지능과 함께 살아갈 학생들에게 한번쯤 인간성과

인공지능에 대해 심도 있게 고민할 기회가 있어야 한다.

본 수업에서는 인간성이란 무엇인지에 대해 초등학생의 눈높이에서 이야기를 나누며, 인간성이 학습을 통해 습득될 수 있는 것인지 고민해 본다. 다양한 영역에서 학습을 통해 놀라운 속도로 기술을 습득해 나가고 있는 인공지능이라면, 감정 또한 학습하여 가질 수 있지 않을까에 대해 학생들과 이야기를 나누어 본다. 그리고 인공지능의 발전 방향에 대해 기준을 세우는 활동에 참여하여 인공지능 윤리의식을 높인다.

상황 제시

상 황 제 시

감정을 가진 인공지능이 등장하는 영화를 시청하며,

인공지능과 감정의 관계에 대한 생각을 환기시킴

창 의 적 설 계

인공지능의 발전 방향에 대한 나만의 기준을 가짐

감 성 적 체 험 -인공지능의 인간성 습득

가능성에 대해 탐색함 -인공지능에게 감정을 학습시키는 것의 명암을 탐색함

감성적 체험

(27)

학습

및 유의점

도입 (10 분)

▣ 동기유발 ^Co

- 현재 우리 생활에 도입된 인공지능 기술 알아보기

- 인공지능이 어디까지 발달할 수 있을지에 대해 이야기 나누기

“감정을 가진 인공지능의 영향을 알아보고, 인공지능 발전 방향에 대한 나만 의 기준을 세울 수 있다.”

전개 ( 60 분)

▣ 인간성에 대해 이야기 나누기 ^Co ^CD

- 인공지능과 인간성의 정의를 제시하고, 무엇이 인간성인지에 대해 이야기 나누기

- 인공지능이 학습을 통해 인간성을 습득할 수 있을지에 대해 의견 나누기

▣ 감정을 가진 인공지능이 끼칠 영향 알아보기 ^Co ^CD

- 인공지능이 학습을 통해 감정을 습득했을 경우, 벌어질 일들에 대해 상상 해 보기

- 감정을 가진 인공지능이 등장하는 영화를 소개하고, 이에 대해 이야기 나 누기

- 인공지능에게 감정을 습득시켜야하는지에 대해 토의하기

▣ 인공지능의 발전 방향에 대해 이야기 나누기 ^CD ^ET

- 인공지능을 어디까지 발전시켜야 하는가, 발전은 무엇을 위해 이루어져야 하는가에 대해 이야기 토의하기

PPT, 동영상

Tip!

-주제가 다소 추상적이므 로

토의과정에 서

구체적인 질문을 학생들에게 하여 주제에 대한 이해를 돕고 발문을 유도한다.

-영화는 학생들의 눈높이에 맞게 교사가 내용을 요약하여 설명해준다.

정리 (10 분)

(28)

4. 학생활동지 / 학생참고자료

차시 1~2/12

(29)

차시 3~4/12

(30)

차시 5~6/12

(31)

차시 9~10/12

(32)

차시 11~12/12

(33)

5. 교사자료

차시 1~2/12

(34)

차시 3~4/12

자료출처 : https://code.org/oceans

(35)

차시 5~6/12

출처:

https://sites.google.com/buksam.hs.kr/ai-education-with-all-in-one/ai-%EC%96%B8%ED%94

%8C%EB%9F%AC%EA%B7%B8%EB%93%9C/classification-with-decision-trees

(36)

차시 7~8/12

(37)

차시 9~10/12

자료출처 : https://www.moralmachine.net/hl/kr

(38)

차시 11~12/12

자료출처 : 어린이 토론학교: 생명윤리(저자: 소이언)