[論文レビュー] Engaging Teachers to Co-Design Integrated AI Curriculum for K-12 Classrooms

Jessica Van Brummelen, Phoebe Lin|arXiv (Cornell University)|Sep 22, 2020

Teaching and Learning Programming参考文献 28被引用数 43

ひとこと要約

本論文は、AI概念を主要教科に統合するための、15名のK-12教師を対象とした2日間の共設計ワークショップを報告し、統合AIカリキュラムにおける倫理の支援、学生の関与、協働のニーズを教師が示している。

ABSTRACT

Artificial Intelligence (AI) education is an increasingly popular topic area for K-12 teachers. However, little research has investigated how AI education can be designed to be more accessible to all learners. We organized co-design workshops with 15 K-12 teachers to identify opportunities to integrate AI education into core curriculum to leverage learners' interests. During the co-design workshops, teachers and researchers co-created lesson plans where AI concepts were embedded into various core subjects. We found that K-12 teachers need additional scaffolding in the curriculum to facilitate ethics and data discussions, and value supports for learner engagement, collaboration, and reflection. We identify opportunities for researchers and teachers to collaborate to make AI education more accessible, and present an exemplar lesson plan that shows entry points for teaching AI in non-computing subjects. We also reflect on co-designing with K-12 teachers in a remote setting.

研究の動機と目的

• K-12教室でのAIカリキュラムを設計する際の教師の価値観、ニーズ、配慮を特定する。
• AI概念を非計算系の主要教科に組み込む方法を検討する。
• AIを主要科目と統合した共設計の模範授業案を作成する。
• 教師主導のAIカリキュラム開発のための遠隔共設計セッションの機能を評価する。

提案手法

• 15名のK-12教師と研究者を対象に、2日間の複数セッションの共設計ワークショップを組織した。
• ワークショップ前後のアンケートと音声記録セッションを実施し、質的分析を行った。
• 非計算系科目の統合AIカリキュラムを設計するため、参加者を小グループに分けた。
• 作業前の模範カリキュラムを用いてグループ作業と振り返りを guideした。
• 教育の価値観、ニーズ、課題に関するテーマを特定するため、オープンコーディングで文字起こしを分析した。
• 3つのグループ作成の模範カリキュラムと倫理に焦点を当てたセッションを成果物として作成した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RQ1: AIカリキュラムを設計する際、K-12教師の価値観と配慮にどう対処するか（教育ニーズ）。
• RQ2 RQ2: AIを主要教科のカリキュラムにどう統合するか（統合カリキュラム設計）。

主な発見

• 教師はAIカリキュラムの四つの核心的価値/配慮として、評価、関与、運用上の課題、協働を挙げた。
• カリキュラムはデータ、振り返り、倫理の3点を通じてAIを統合した。
• プロジェクトはAIと主要教科の関連を示し、データ生成と現実世界の影響に関する学生の振り返りを可能にした。
• 倫理教育は重要であるが、支援なしには実施が難しいことが明らかになった。
• 遠隔共設計は実現可能で、世界的に分散した教師の協力とAIへの親しみの向上をもたらした。
• 模範カリキュラムは社会科、ESL、学習障害のある学生のリテラシーを含んでいた。