Browse > Article
http://dx.doi.org/10.32431/kace.2020.23.4.005

Analyzing the effects of artificial intelligence (AI) education program based on design thinking process  

Lee, Sunghye (KAIST 과학영재교육연구원)
Publication Information
The Journal of Korean Association of Computer Education / v.23, no.4, 2020 , pp. 49-59 More about this Journal
Abstract
At the beginning of the discussion of AI education in K-12 education, the study was conducted to develop and apply an AI education program based on Design Thinking and analyze the effects of the AI education programs. In the AI education program, students explored and defined the AI problems they were interested in, gathered the necessary data to build an AI model, and then developed a project using scratch. In order to analyze the effectiveness of the AI education program, the change of learner's perception of the value of AI and the change of AI efficacy were analyzed. The overall perception of the AI project was also analyzed. As a result, AI efficacy was significantly increased through the experience of carrying out the project according to the Design Thinking process. In addition, the efficacy of solving problems with AI was influenced by the level of use of programming languages. The learner's overall perception of the AI project was positive, and the perceptions of each stage of the AI project (AI problem understanding and problem exploration, practice, problem definition, problem solving idea implementation, evaluation and presentation) was also positive. This positive perception was higher among students with high level of programming language use. Based on these results, the implications for AI education were suggested.
Keywords
AI education program; Design Thinking; AI efficacy; perception of the value of AI; levels of programming language use;
Citations & Related Records
Times Cited By KSCI : 14  (Citation Analysis)
연도 인용수 순위
1 김용성 (2019). 인공지능(AI) 시대 주요국의 인재양성 정책 동향. 소프트웨어 정책연구소.
2 Quin Zujun (2019). AI-SW 교육의 시작, AI 시대를 대비하다. 2019 글로벌 소프트웨어교육 컨퍼런스 자료집. 한국과학창의재단.
3 관계부처합동 (2019). 인공지능 국가전략.
4 CSTA (2019). K-12 Guidelines for Artificial Intelligence: What Students Should Know. Retrieved from https://github.com/touretzkyds/ai4k12/wiki.
5 이은경 (2020). 국내외 초.중등학교 인공지능 교육과정 분석. 컴퓨터교육학회 논문지, 23(1), 37-44.
6 Wong, G., Ma, X., Dillenbourg, p., & Huan, J. (2020). Broadening artificial intelligence education in K-12: where to start? ACM Inroads, 11(1), 20-29.   DOI
7 김자미.우호성.양혜지.김민정.김성희.이소율.김보선.김영애.곽지혜.최현종.정인기.이영준.이원규 (2020). 2022년 개정을 위한 정보과 표준 교육과정제안. 컴퓨터교육학회 논문지, 23(1), 1-28.
8 한국과학창의재단 (2019). 차세대 소프트웨어(SW)교육 표준모델 개발. 서울: 한국과학창의재단.
9 김갑수.박영기 (2017). 초등학생의 인공지능 교육을 위한 교수 학습 모델 개발 및 적용. 정보교육학회논문지, 21(1), 137-147.
10 이영호 (2019). 블록형 프로그래밍 언어 기반 인공지능 교육이 학습자의 인공지능 기술 태도에 미치는 영향 분석. 정보교육학회논문지, 23(2), 189-196.   DOI
11 류미영.한선관 (2019). 딥러닝 개념을 위한 인공지능 교육 프로그램. 정보교육학회논문지, 23(6), 583-590.   DOI
12 Wong, G., Ma, X., & Huan, J. (2019). When Schools Meet Artificial Intelligence in Hong Kong. BACM Inroads, 10(4), 43-46.   DOI
13 김현철 (2019). 초중고 AI 교육의 국내외 현황 및 제언. 2019 AI 융합교육 정책자료집. 한국과학창의재단.
14 Lindberg, T., Noweski, C., & Meinel, C. (2010). Evolving discourse on design thinking: how design cognition inspires meta-disciplinary creative collaboration. Technoetic Arts: A Journal of Specluative Research, 8(1), 31-37.   DOI
15 Dunne, D., & Martin, R. (2006). Design thinking and how it will change management education: An interview and discussion. Academy of Management Learning & Education, 5(4), 512-523.   DOI
16 이환철.이현숙.성정숙.정순원.김수환.김석희.김종혜.박주연.이병모 (2016). 초중등 SW 교육 실태조사 및 효과성 측정지표 개발 연구. 한국과학창의재단.
17 교육부, 과학기술정보통신부 (2016). 신소프트웨어 교육 활성화 기본계획.
18 Seidel, V. P. & Fixson, S. K. (2013). Adopting Design Thinking in Novice Multidisciplinary Teams: The Application and Limits of Design Methods and Reflexive Practices. Journal of Product Innovation Management, 30(S1), 19-33.   DOI
19 김성인.김진수.강성주.김태영.윤지현 (2019). 아두이노를 활용한 디자인씽킹 기반의 중학생 메이커 교육 프로그램 개발 및 적용. 대한공업교육학회지, 44(1), 162-189.
20 Plattner, H. (2010). An Introduction to Design Thinking Process Guide. The Institute of Design at Stanford.
21 Kroper, M., Fay, D., Lindberg, T., & Meinel, C. (2010). Interrelations between Motivation, Creativity and Emotions in Design Thinking Processes - An Empirical Study Based on Regulatory Focus Theory. In Proceedings of the 1st International Conference on Design Creativity ICDC 2010, Kobe, Japan, November 2010.
22 Kirschner, P. A. (2015). Do we need teachers as designers of technology enhanced learning? Instructional Science, 43(2), 309-322.   DOI
23 Norton, P., & Hathaway, D. (2015). In Search of a Teacher Education Curriculum: Appropriating a Design Lens to Solve Problems of Practice. Educational Technology, 55(6), 3-14.
24 Carroll, M., Goldman, S., Britos, L., Koh, J., Royalty, A., & Hornstein, M. (2010). Destination, imagination and the fires within: Design thinking in a middle school classroom. International Journal of Art & Design Education, 29(1), 37-53.   DOI
25 Hsiao, H., Yu, K., Chang, Y., Chien, Y., Lin, K., Lin, C., Chen, J., Chen, J., & Lin, Y. (2017). The Study on Integrating the Design Thinking Model and STEM Activity Unit for Senior High School Living Technology Course. 2017 7th World Engineering Education Forum (WEEF), Kuala Lumpur, 383-390.
26 Brown, T. (2008). Design Thinking. Harvard Business Review, issue 86(6), pp. 84-92.
27 Ahmad, W., Sarlan, A., Rokhmah, S., Ahmad, R. (2017). Integrating design thiking approach to increase student's motivation. 2017 7th World Engineering Education Forum (WEEF), Kuala Lumpur, 268-272.
28 이지선 (2015). 컴퓨터적 사고를 기반으로 한 컴퓨터 교육에 디자인적 사고 적용에 관한 연구-초등학교 컴퓨터 교육을 중심으로. 한국디자인문화학회지, 21(1), 455-467.
29 유예은.강인애.전용찬 (2018). 디자인씽킹 프로세스 기반의 메이커교육 프로그램을 통한 감성지능의 향상 연구: 대학교 사례를 중심으로. 한국융합학회논문지, 9(7). 163-175.   DOI
30 윤혜진.강인애.강인성 (2019). 메이커교육 아웃리치 프로그램 사례: 메이커 정신 함양을 중심으로. 교육공학연구, 35(2), 365-393.
31 김종성 (2019). 청소년기업가정신교육 효과성 검증에 관한 탐색적 연구: 디자인씽킹(design Thikning)을 활용한 청소년기업가정신교육을 중심으로. 벤처창업연구, 14(3), 129-140.
32 이도현.윤지현.강성주(2015). 과학 교육에서 초.중등 학생의 집단 창의성 함양을 위한 디자인적 사고 프로세스의 제안 및 타당성 검토 연구. 과학교육연구, 35(3), 443-453.
33 홍정순.장환영 (2018). 초등학교 '디자인씽킹(Design Thinking) 기반 학습프로그램의 개발 및 가능성 탐색. 학습자중심교과교육연구, 18(22), 1309-1337.
34 류기혁.이영주 (2019). 초등학생의 디자인 사고 프로세스에 나타난 언어적 상호작용 유형 분석. 학습자중심교과교육연구, 19(23), 739-761.
35 이승철.김태영.김진수.강성주.윤지현. (2019). 디자인 사고 기반 메이커 교육 프로그램이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향. 정보교육학회논문지, 23(1), 73-84.   DOI
36 변현정 (2015). 디자인 사고과정(Design Thinking Process) 경험이 대학생 창의성 개발에 미치는 영향. 창의력교육연구, 15(3), 149-167.
37 이민하 (2017). 디자인사고 기반 수업이 대학생의 통합적 역량 향상에 미치는 효과 연구. 한국과학예술융합학회, 28, 195-206.