2020년도 제28회 교육방송연구대회 작품설명서
주제 : 어서와! 머신러닝은 처음이지?
소속기관 대천초등학교 직위 교사 성명 최종현
노현호 1. 제작 동기
알파고의 충격, 4차 산업혁명의 도래로 교육 현장에서는 소프트웨어 교육의 붐이 일고 있다. 소프트웨어 언플러그드교육, 교육용 프로그램 언어(EPL), 로봇을 활 용한 피지컬 컴퓨팅 교육에 대한 다양한 학습자료가 등장하고 있다. 이에 발맞 추어 초등학교 6학년 교육과정부터 프로그램 코딩과 로봇이 포함된 소프트웨어 교육이 이루어지고 있다.
그에 반해 소프트웨어 교육자료 보다 인공지능 교육에 대한 자료가 턱없이 부족한 실정이다. 몇 해 전부터 구글, IBM 등에서 개발한 인공지능 교육 프로 그램들이 이슈가 되며 교원 연수 장소에서 소개되고 있지만 아직 교육 현장에서 이를 활용하기에는 교수 학습자료가 미비하다.
따라서 본 영상인 ‘어서와! 머신러닝은 처음이지?’에서는 학생들에게 인공지능과 머신러닝에 대해 흥미와 관심을 일으켜 학습동기를 유발시키고자 영상을 제작 하게 되었다.
이를 위해 학생들이 인공지능과 그 핵심 기술인 머신러닝에 대한 기초 개념을 쉽게 이해할 수 있도록 영상을 제작하였고, 실습을 통해 머신러닝을 체험하고 기능을 익힐 수 있는 적합한 교육용 머신러닝 프로그램인 “머신러닝 포 키즈”를 소개하고 실습 영상을 포함하였다.
§ 머신러닝 포 키즈란?
인공지능 슈퍼컴퓨터 왓슨을 개발한 IBM의 기술을 활용하여 Dale Lane이 만든 교육용 프로그램이다. 어린 학생들이 머신러닝을 공부할 수 있도록 온라인에서 무료로 제공하고 있고, 텍스트, 이미지, 소리를 활용하여 머신러닝 모델을 만들 수 있는 환경을 제공한다. 또한 학생들이 많이 사용하는 블록코딩 프로그램인 스 크래치3를 통해 제작한 머신러닝 모델을 활용하여 인공지능 프로그램을 만들 수 있도록 하였다.
※ 머신러닝 포 키즈 누리집: https://machinelearningforkids.co.uk
2. 제작 내용
가. 교육과정 성취기준 분석을 통한 제작 중점
§ 성취기준: 초등 실과 5~6학년군
[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.
[6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.
[6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로 그램을 설계한다.
[6실05-06] 생활 속에서 로봇 활용 사례를 통해 작동 원리와 활용 분야를 이해한다.
§ 분석을 통한 제작 중점
· 소프트웨어인 인공지능과 머신러닝이 적용된 사례를 AI로봇으로 나타내어 우리 생활 속에서 미치는 영향과 작동 원리와 활용 분야를 이해할 수 있도록 제작한다.
· 초등학생들이 머신러닝을 학습할 수 있는 프로그램 도구인 “머신러닝 포 키즈”를 활용하여 데이터 입력을 통한 머신러닝 모델을 만들고 단순한 프로그램을 설계하는 실습 활동을 포함하여 영상을 제작한다.
나. 주요 장면 및 내용
순 주요 장면 내용 요약
1
§ 학교에서 사회 숙제 제시
학교 사회 시간에 ‘미래사회의 변화 모습’에 대해 조사하는 숙제가 주어진다.
2
§ 사회 숙제 해결 계획
주인공 학생들이 가까운 곳에 위치한 ‘미래사회연구소’에 방문하여 숙제를 해결하려고 계획을 세운다.
3
§ 미래사회연구소 방문
주인공 학생들이 미래사회연구소에 방문하여 AI로봇과 로 봇을 만든 박사님을 만나게 된다.
4
§ 인공지능(AI) 개념 이해
AI로봇의 행동이 인공지능 때문이란 것을 알게 되고 박 사님의 설명에 의해 인공지능의 개념을 알게 된다.
5
§ 머신러닝 개념 이해
학습이 부족한 AI로봇이 인간처럼 다양한 활동을 하기 위해 머신러닝이 필요하다는 것을 알게 되고 박사님의 설 명에 의해 머신러닝의 개념을 알게 된다.
6
§ 머신러닝 1교시: “텍스트”로 에어컨 켜기
더울 때 AI로봇에게 에어컨을 작동시키기 위해 “텍스트”를 활용하여 박사님과 함께 머신러닝을 하고 성공한다.
순 주요 장면 내용 요약
7
§ 「머신러닝 포 키즈」를 활용한 “텍스트” 머신러닝 실습 ① 훈련: 선풍기를 켜기 위한 다양한 텍스트를 입력 ② 학습&평가: 입력한 텍스트를 학습시키고 작동 평가 ③ 만들기: ①~②의 머신러닝 모델을 활용하여 블록코딩
프로그램인 스크래치3에서 템플릿 “스마트교실”을 활용하여 선풍기를 끄고 켜는 프로그램을 구현 8
§ 머신러닝 2교시: “이미지”로 에어컨 켜기
AI로봇에게 학생들의 얼굴을 인식시키기 위해 “이미지”를 활용하여 박사님과 함께 머신러닝을 하고 성공한다.
9
§ 「머신러닝 포 키즈」를 활용한 “이미지” 머신러닝 실습 ① 훈련: 얼굴 인식을 위한 다양한 이미지를 입력 ② 학습&평가: 입력한 이미지를 학습시키고 작동 평가 ③ 만들기: ①~②의 머신러닝 모델을 활용하여 블록코딩
프로그램인 스크래치3에서 템플릿 “얼굴 잠금 장치”을 활용하여 선풍기를 끄고 켜는 프로그램을 구현
10
§ 학교에서 사회 숙제 발표
주인공 학생들은 사회 시간에 인공지능(AI)와 머신러닝을 친구들 앞에서 발표한다.
11
§ 어서와! 머신러닝은 처음이지?
친구들이 인공지능을 위한 머신러닝에 대해 어려워하자 박 사님과 AI로봇이 등장하여 “어서와! 머신러닝은 처음이지?”
를 외치며 학생들에게 머신러닝 학습을 권유하며 끝이난다.
12
§ 클로징 및 다음편 예고
영상이 클로징 화면이 나오며 다음편인 “소리와 포즈 머신 러닝”편을 안내한다.
3. 기대 효과
가. 인공지능에 대한 기초 개념을 이해할 수 있다.
나. 인공지능의 핵심 기술인 머신러닝에 대한 기초 개념을 이해할 수 있다.
다. 머신러닝 체험에 적한한 프로그램을 알고 그 과정을 이해하고 머신러닝 실습 및 체험에 대한 동기를 유발시킬 수 있다.
라. 인공지능과 머신러닝이 적용되는 사례를 통해 작동 원리와 활용 분야에 대해 알고 흥미와 관심을 가질 수 있다.
마. 학교 소프트웨어 수업에서 인공지능 교육을 위한 동기유발 자료 및 교육 프로 그램 안내 자료로 활용할 수 있다.
