텍스트 기반 생성형 AI를 활용한 기초 SW교육의 효과 탐색

국문 초록 (Abstract)

현대 사회에서 컴퓨팅 사고를 통한 문제해결력의 중요성이 강조되고 있다. 특히, 4차 산업혁명의 발전 으로 이러한 능력은 더욱 필수적인 요소로 부상하고 있다. 이에 따라 SW 교육의 중요성이 강조되고 있 으며, 최근에는 AI 기술을 활용한 새로운 교육 방법에 관한 관심이 증가하고 있다. 이전에는 AI가 교육에 어떤 이바지를 할 수 있는지에 대한 연구들이 많았지만, AI를 SW 교육에 직접적으로 적용한 연구는 아직 많지 않다. 이에, 본 연구에서는 텍스트 기반 생성형 AI를 활용했을 때의 SW 교육의 효과를 확인하고자 하였다. 연구 대상은 K 대학교의 SW 기초교양 교과목을 수강하는 학습자들이며, 연구 방법은 생성형 AI 를 활용한 SW 기초 수업을 설계한 뒤, 교육을 진행하여 교육 전과 후의 학습자들의 컴퓨팅 사고와 문제 해결력 등을 확인하여 효과를 분석하였다. 연구 결과, SW 기초교양 교육을 시작하기 전과 후의 결과에 대하여 유의미한 차이가 나타났다. 생성형 AI를 활용한 SW 교육이 학습자들의 컴퓨팅 사고와 문제해결 력을 향상시키는 효과가 있음을 확인하였다. 또한, 프로그래밍의 어려움 정도에 따른 차이를 분석하고, 컴퓨팅사고와 문제해결 간의 상관관계를 분석하여 생성형 AI를 활용한 SW 교육의 효과를 보다 자세히 확인하였다. 본 연구를 통해 텍스트 기반 생성형 AI를 활용한 SW 교육에 대한 긍정적인 효과를 확인하였 고, 개선점을 도출하였다. 미래 교육의 방향성을 모색하기 위해 추가적인 연구와 논의가 필요하며, 이를 통해 SW 기초교육의 질적 향상을 도모할 것으로 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In modern society, the importance of problem-solving skills through computational thinking is being emphasized. Particularly with the advancements of the Fourth Industrial Revolution, these skills have become essential elements. Consequently, the significance of software (SW) education is being highlighted, and recently, interest in new educational methods utilizing artificial intelligence technology has been growing. While there has been considerable research on the contributions of AI to education, direct applications of AI in SW education have been relatively sparse. Thus, this research aimed to assess the effects of SW education when utilizing text-based generative AI. The participants were students enrolled in a basic SW elective course at K University, and the research method involved designing a basic SW course that utilized generative AI, conducting the education, and then assessing changes in the students` computational thinking and problem-solving abilities before and after the course. The results showed a significant improvement in computational thinking and problem-solving skills through the SW education using generative AI. The study also analyzed differences based on the difficulty levels of programming and explored the correlation between computational thinking and problem-solving to examine the effects of SW education using generative AI more closely. This research confirmed the positive effects of SW education utilizing text-based generative AI and identified areas for improvement. Further research and discussion are needed to explore the direction of future education and aim to enhance the quality of basic SW education.

목차 (Table of Contents)

• 국문초록
• ABSTRACT
• Ⅰ. 서론
• 1. 연구의 필요성
• 2. 연구 목적 및 연구 내용
• Ⅱ. 이론적 배경
• 1. CT와 프로그래밍 교육
• 2. 생성형 AI를 활용한 SW교육
• Ⅲ. 연구 방법과 내용
• 1. 연구 절차
• 2. T-GenAI활용 SW교육 설계
• 3. 연구 대상
• 4. 검사 도구
• 5. 연구 결과
• Ⅴ. 결론 및 제언
• 참고문헌