• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.765-772
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• 2020

현재 사용되는 일반적인 교육용 과학실험교구들은 정밀한 측정이 불가능하며 MBL 실험교구일지라도 센서중심의 프로그램으로 구성되어 있으며 데이터 확보에만 주력하여 능동적인 실험설계가 힘들다. 이 연구는 교육과정 분석을 통해 소프트웨어 융합 실험설계가 가능한 과학실험교구 시스템을 구상하고 기존 실험의 한계점을 보완하여 MBL기반 과학실험교구의 전체 시스템 아키텍처와 프레임 및 기구부를 설계한 것이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.575-584
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• 2014

최근 소프트웨어 교육의 중요성에 관한 인식이 확산됨에 따라 초등학생을 대상으로 하는 프로그래밍 교육 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 초등학교에서 프로그래밍 교육을 담당해야 할 교육대학교 재학생 대다수는 프로그래밍의 기본 원리에 대해 이해가 부족할 뿐만 아니라 프로그래밍 교육의 필요성에 관한 관심 또한 부족하다. 그래서 본 연구에서는 교구로봇을 활용한 프로그래밍 교육과 스크래치를 활용한 프로그래밍 교육이 예비교사들의 프로그래밍에 대한 학습동기와 학업성취도에 미치는 효과를 알아보았다. 교구로봇을 통한 프로그래밍 교육의 학습동기, 학업성취도와 스크래치를 통한 프로그래밍 교육의 학습동기, 학업성취도를 비교한 결과 교구로봇을 활용한 프로그래밍 교육이 학습동기와 학업성취도 측면에서 통계적으로 유의미한 차이가 있음을 알 수 있었다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.31-39
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• 2020

소프트웨어교육의 중요성이 강조되면서, 초등학생의 컴퓨팅사고력 향상을 위한 다양한 교육이 이루어지고 있다. 하지만 선행연구들을 살펴보면 특정 환경이나 학습자만을 고려한 경우가 많아 학교현장에 적용하는 것에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 교과서의 내용을 바탕으로 학습자에게 영향을 미칠 수 있는 요인인 교구와 컴퓨팅 사고력에 대한 학습자 수준이라는 특성을 고려한 교수·학습활동을 구성하여 소프트웨어교육을 실시하고, 학습자들의 컴퓨팅사고력 향상도 비교를 통해 효과적인 소프트웨어교육 방법의 방향을 제안하였다. 연구결과 교구와 학습자 수준에 따라서 컴퓨팅사고력 향상에 차이가 있는 것으로 나타났는데 구체적으로 활용 교구에 있어서는 비주얼 프로그래밍과 언플러그드 방식을 활용한 교수·학습활동이 보다 효과적이었으며 학습자 수준에 따라서는 사전검사에서 컴퓨팅사고력의 수준이 낮은 것으로 평가된 학생들이 상대적으로 높은 향상도를 보였다. 이러한 경향은 초등학교 소프트웨어교육에서 교수·학습활동을 구성함에 있어 다양한 학습요인을 고려할 필요성이 요구된다고 보인다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제60권2호
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• pp.159-172
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• 2021

본 연구의 목적은 조작 교구와 탐구형 기하 소프트웨어를 활용한 전개도 학습이 초등학교 5학년 학생들의 공간 감각에 주는 영향을 비교·분석하는 것이다. 이를 위해 한 실험집단은 조작 교구인 지오픽스를 한 실험집단은 탐구형 기하 소프트웨어인 Cabri 3D를 활용하여 전개도를 학습하였다. 비교 집단은 교구나 소프트웨어의 사용 없이 학습지만으로 학습을 진행하였다. 사전과 사후에 공간 감각 검사를 실시하여 그 수준을 파악하였고, 시선 추적 검사를 실시하여 전개도 과제를 해결하는 학생들의 전략을 분석하였다. 그 결과 조작 교구인 지오픽스를 활용한 전개도 학습이 공간 감각에 가장 효과적이었으며, Cabri 3D 또한 전개도를 학습하기 위한 좋은 도구가 될 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 전개도 학습 이후 학생들의 해결 전략은 가장 효율적인 전략이었던 분석적 전략이 증가하였으며, 이러한 과정에서 시선 추적은 학생들의 전략을 탐색하는 매우 유용한 도구가 됨을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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• 한국컴퓨터교육학회 2018년도 동계학술대회
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• pp.157-160
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• 2018

인공지능 기술의 발달과 함께, 4차 산업 혁명에 관한 사회적 논의가 이슈화됨에 따라 교육 학계도 변화의 목소리를 높이고 있다. 지식기반 사회에서 컴퓨터 활용 역량이 강조되면서, 코딩/소프트웨어 교육 등 테크놀로지 기반 교수학습이 교과목과 관계없이 주목받고 있다. 최근에는 오픈소스를 만드는 사람들에 대한 긍정적 인식이 생겨나면서부터, 그들을 메이커라 지칭하고 메이커를 양성하기 위한 운동이 확산되기 시작하였다. 학계에서도 이 운동을 수용하려고 시도하였으나, 관련 연구에서는 기존 테크놀로지 기반 교수학습과 구분되는 특성을 명백하게 보여주지 못했다. 본 연구는 메이커 교육의 시론적 연구로서, 이재호와 장준형(2017)이 제안한 메이킹 역량을 중심으로 이를 키워줄 수 있는 피지컬 컴퓨팅 교구를 조사하였고, 동시에 활용 가능성을 제안하였다. 초기에 제안된 교구의 활용방안은 현장 교사 3인의 전문가 검토를 받았으며, 그들이 제공한 조언을 참고하여 수정하였다. 보완된 활용방안은 메이킹 역량을 구성하는 분석역량, 설계역량, 구현역량으로 구분하여 제시하였다. 이를 통해 메이커 교육의 이론적 발전과 확산에 기여하고자 하였다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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• 한국컴퓨터교육학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.63-66
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• 2018

초, 중, 고 정규 교육과정에 피지컬컴퓨팅 단원이 포함 되었고 교구 지향적인 특성을 갖는다. 피지컬 단원을 위해 매우 다양한 교구가 출시 되고 있으나 학생들의 창의적인 아이디어를 모두 수용 가능하며 저렴한 교구는 찾기 힘들다. 저렴하고 막강한 기능을 가진 아두이노가 최적의 보드이지만 어려운 하드웨어 세팅과 텍스트 코딩 기반이라 외면 받고 있다. 또한 블록코딩이 가능하긴 하나 단순한 디지털, 아날로그 센서 제어 명령만 제공하다 보니 다른 보드와 기능적인 차이는 없으면서 하드웨어 세팅만 어렵게 느껴진다. 아두이노가 가진 다양한 입, 출력 모듈을 제한 없이 사용 가능한 장점을 훼손하지 않으며, 코딩이 쉬우려면 센서 제한 없는 블록코딩이 되어야 한다. 만약 아두이노가 하드웨어 세팅이 쉬우면서 거의 모든 입출력장치를 블록명령으로 제어가능하다면 초중고 학생들이 자신의 아이디어를 제한 없이 구현하여 창의적인 작품을 만들 수 있을 것이다. 따라서 블록코딩으로 아두이노의 막강한 기능을 제한 없이 사용하기 위한 방법을 연구하고, 해결책을 찾아 제시한다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2009년도 하계학술대회
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• pp.33-40
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• 2009

교구로봇' 교육은 영재교육과 경진대회를 통하여 초등학생과, 학부모, 교사에게 기대와 인식이 매우 보편화 되었다. 또한 창의성과 통섭교육에 대한 관심이 높아짐에 따라 초등학교 방과후 교실의 로봇교육은 더욱 증가할 것으로 보인다. 그러나 방과후 로봇 교실 운영에 대한 초등현장의 교구로봇 교실 운영 실태조사가 이루어지지 않고 있을 뿐만 아니라 지도교사 양성이나 체계적인 프로그램 운영 관리가 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 초등학교의 방과후 '교구로봇' 교실 운영실태 및 교사의 인식을 조사하여 문제점을 파악하고, 보다 바람직하고 효율적인 방향으로 방과후학교 로봇교실이 정착될 수 있도록 시사점을 제공하고자 한다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제9권3호
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• pp.323-340
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• 2016

이 연구의 목적은 지구와 달의 공전 궤도를 고려한 달의 위상 변화 관찰 교구의 효과를 알아보고자 하는 것이다. 이를 위하여 지구의 공전 궤도와 $5^{\circ}$ 기울어진 달의 공전 궤도를 나타내는 달의 위상 변화 관찰 교구를 개발하였다. 그리고 이 교구의 효과를 확인하기 위해 제주시내 초등학교 6학년 110명의 학생을 실험집단과 비교집단으로 나누어 연구를 실시하였다. 실험집단 55명의 학생은 이 연구에서 개발한 달의 위상 변화 관찰 교구를 활용하여 수업을 진행하였고 비교집단 55명의 학생은 현행 교과서 활동으로 수업을 진행하였다. 실험집단과 비교집단의 학생들에게 달의 위상 변화에 대한 사전, 사후, 지연 개념검사와 개념수준별 반구조화된 면담을 실시하였다. 학생들의 응답에 따라 '위상 인지', '우주적 관점', '지구적 관점', '인지 불가'로 개념 수준을 구분하였다. 사전개념검사에서 t-검정 결과 실험집단과 비교집단은 동질 집단임을 확인할 수 있었다. 사후개념검사와 지연개념검사에서 실험집단은 비교집단보다 통계적으로 유의미하게 높은 점수를 얻었다. 또한 실험집단은 비교집단보다 상위 개념 수준인 '위상 인지'에 속하는 학생 수가 많았다. 반구조화된 면담 결과 '위상 인지'와 '우주적 관점'에 속한 실험집단 학생들은 비교집단 학생들보다 달의 위상 변화에 대해 더 과학적으로 설명하였다. 이를 통해 지구와 달의 공전 궤도를 고려한 달의 위상 변화 관찰 교구가 효과가 있음을 확인할 수 있다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.151-172
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• 2021

본 연구에서는 이차곡선 지도 방안으로써 수작업 교구인 Wax-paper를 이용한 활동과 공학도구인 GeoGebra를 이용한 활동에 대한 예비 수학교사들의 인식을 조사하였다. 수도권 소재의 한 사범대학 수학교육과 학부생 20명을 대상으로 이차곡선에 대한 교구와 공학도구 활용 수업을 진행한 후, 두 가지 수업 방법에 대한 인식 설문조사를 시행하였다. 본 연구 결과에 따르면, 예비 수학교사들은 이차곡선 학습 및 지도에서 전반적으로 공학도구의 활용을 선호했으며, 공학도구의 활용이 시각화를 통해 직관적 사고에 도움이 되며, 다양한 수학적 성질 탐구를 가능하게 함으로써 개념 이해와 흥미 유발에 도움을 준다고 생각하였다. 그러나 학생 또는 교사의 미숙한 공학도구 사용에 대한 우려를 지속적으로 나타냈으며, 예비 수학교사들이 인식한 교구와 공학도구 활용의 장단점은 상호보완적이었다. 이와 같은 연구 결과를 토대로 수학수업에서 각 교구와 공학도구가 가진 특성에 맞게 상호보완적으로 활용하길 제안하며, 학생 또는 교사의 공학도구 사용 능력에 영향을 받지 않는 수업자료의 개발 및 보급이 필요하다는 시사점을 제시한다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제13권2호
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• pp.549-562
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• 2002

저학년 학생에게도 적절한 표상이 제공되기만 하면 고등 지식을 수용할 수 있다는 사실은 브루너(J.S. Bruner)의 EIS 이론에 의하여 뒷받침 될 수 있다. 이를 위해서는 구체적인 조작이나 시각적인 표상이 제공되어야 한다. 그러나, 실물로써 교구를 제시하는 것은 현실적으로 많은 제약이 따르므로 그 대안으로 컴퓨터 환경에서 제공되는 조작 도구들을 고려해 볼 수 있다. 인터넷 환경은 접근에 있어 용이하며 별도의 비용이 필요 없고 업데이트가 용이하다는 장점을 가지고 있으므로 교구로써의 장점을 갖고 있다. 이에 따라 인터넷 상의 조작 도구를 통한 수학교육 프로그램을 개발하고자 한다.