4차 산업혁명시대가 도래함으로써 수많은 영역에 다양한 소프트웨어(SW)가 필요할 것이며, 특히 비전공자 및 기초 전공자들의 창의적 사고 기반 SW에 대한 이해가 요구된다. 하지만 문제는 창의적 사고 기반의 SW에 대한 정의 및 아이디어가 부족하다. 우리는 교육 영역에서의 창의적 사고 방법 및 주요 쟁점들을 비전공자들에게 강의한 경험이 있지만 실질적으로 창의적 사고기법을 통해서 소프트웨어로 구현하는 것에 큰 어려움을 겪고 있다. 따라서 이러한 점을 개선하는 창의적 사고 기법과 소프트웨어 공학기법을 접목인 디자인 씽킹 메카니즘과 소프트웨어공학 접목을 제안한다.
컴퓨팅 기술을 다양한 분야와 융합하여 새로운 가치를 만들어내고자 하는 노력이 현대 사회에서 강조되고 있다. 이제 소프트웨어를 설계하고 제작하는 능력을 포함한 컴퓨터 소양 교육은 전공분야와 상관없이 누구에게나 이뤄져야 하는 사회 보편적인 교육으로 자리 잡고 있다. 많은 대학들이 컴퓨터 비전공 학생들을 포함하여 컴퓨팅 기술을 활용한 문제 해결력을 향상시키기 위해 소프트웨어 교육을 필수 이수하도록 시도하고 있다. 하지만, 아직은 컴퓨터 전공 학생들을 위한 프로그래밍 교육 관점에서의 소프트웨어 교육을 실시하다 보니 프로그래밍 언어 문법을 학습하는 과정에서 많은 어려움을 호소하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 기존의 소프트웨어 교육 모델 연구결과를 분석한 뒤, 컴퓨터 비전공자를 위한 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델을 제안한다. 이를 위해, 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델을 위한 학습절차와 교수 전략 및 한 학기 분량의 커리큘럼을 제안하였으며, 교양 수업에 적용하여 유의미한 결과를 도출하였다. 제안하는 소프트웨어 교육 모델을 적용한 강의가 진행한다면 학생들에게 흥미와 관심을 유도하면서 컴퓨팅 사고력과 문제 해결력을 향상시킬 수 있을 것이다.
본 연구에서는 비전공자들을 위한 디지털 교육을 위하여 노 코드 프로그램을 활용한 정보, 수학, 과학 융합교육 교양 강좌를 개발하였다. 노 코드 프로그램으로는 오렌지3 데이터 마이닝을 선정하였는데, 이는 데이터 분석, 시각화, 머신러닝 모델의 활용이 용이하다는 강점을 가지고 있다. 또한, 산업환경 변화에 대비하는 핵심 교과인 과학, 수학, 정보의 중요성과 데이터 분석과의 밀접성을 고려하여 교육 내용을 융합할 수 있도록 선정하였다. 개발된 교육 프로그램은 8인이 전문가 검토 결과 내용 타당도가 확보되었음을 확인할 수 있었다. 추후 연구에서는 이 강좌를 대학의 학부생에게 적용하여 그 효과성을 확인해 보고자 한다.
In the last few years, interest in computer science education has increased significantly. The curriculum is being revised to introduce computer science. Although interest has focused on coding as the main subject, in fact the computer science includes much more than coding. It engages people in being creative with technology as well as understanding the fundamental principles of computer science. Therefore, it is important to consider the curriculum to provide a foundation by teaching and learning computer science. The curriculum is required the development of courses to teach computer science for non-majors in general education. To think like a computer scientist on the knowledge of computer science is computational thinking. In order to maximize the effectiveness of teaching and learning for computational thinking, various teaching methods and supplementary learning materials, and activities should be developed and provided.
새로운 디지털 시대가 도래하고 학문과 산업에서 컴퓨팅(computing) 기반의 융복합적 성격을 띠는 분야가 많아지면서 컴퓨팅 사고력(computational thinking)의 중요성이 강조되고 있다. 컴퓨팅 사고력 함양을 위해서는 프로그래밍 교육이 매우 중요한데, 지금까지의 프로그래밍 교육은 전문가 양성을 목적으로 한 경우가 많았기 때문에 보편적 교육으로서의 프로그래밍 교육에 대한 면밀한 연구가 필요한 시점이다. 본 연구는 비전공자를 대상으로 하는 프로그래밍 교양 수업에서 프로그래밍을 처음으로 접하는 학습자들이 프로그래밍 초보 학습단계에서 보이는 흥미도, 도구 용이성, 자신감, 숙련도 등의 변화에 대해 설문, 관찰 및 인터뷰 방식을 통해 얻어진 결과를 토대로 탐색적 연구를 실시함으로써 모든 학생들을 대상으로 하는 보편적 프로그래밍 교육을 설계하고 수행하는 데에 도움을 주고자 한다.
이 연구에서는 문헌정보학 교육과정이 전공자의 정보기술 수용의도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 정보기술수용모형을 이용하여 두 가지의 이질적인 정보기술환경에서 전공자와 비전공자간, 그리고 전공 성숙도별 정보기술 수용에 대한 요인적 차이를 분석하였다. 분석 결과, 문헌정보학 전공자와 비전공자간 정보기술 수용요인은 사회적 특성을 나타내는 주관적 규범 변수에서 차이를 보이는 것으로 나타났으며, 전공성숙도에 따라 저학년 집단에서는 비전공자와 큰 차이가 없었으나 고학년 집단에서는 각 변수의 영향력이 저학년 집단에 비해 큰 것으로 나타났다.
근래에 전 세계적으로 비전공자나 중등학생들에게도 코딩 교육이 폭넓게 이루어지고 있으며 파이썬(python)은 비전문가의 교육용으로도 널리 채택되고 있다. 그리고 아두이노(arduino)는 피지컬 컴퓨팅(physical computing)과 사물인터넷 용도로 사용되는 대중적인 하드웨어이지만 $C{^+^+}$ 언어로 제어되므로 비전문가가 초기에 진입하기에 어려움이 있다. 본 논문은 파이썬 언어와 I2C 통신으로 마스터(master) 기기에서 다수의 아두이노 기기들을 동시에 제어할 수 있는 무오류 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서 구현된 프로토콜을 이용하면 다수의 아두이노를 파이썬으로 오류없이 제어할 수 있으므로 아두이노를 제어하는데 파이썬 프로그램의 장점을 활용할 수 있다.
본 연구는 생성형 AI를 활용한 소프트웨어교육에 관한 수업모델을 연구하였다. 연구 목적은 ChatGPT를 소프트웨어교육에 활용함으로써 비전공학생들의 프로그래밍 수업에서 교수자의 보조자 역할로 ChatGPT를 활용하기 위함이다. 또한, ChatGPT를 이용해 학습자 개별 교육이 가능하도록 설계하고, 학생들이 필요로 한 시점에 즉각적인 피드백을 제공하고자 하였다. 연구 방법은 교양과목의 파이썬 수업을 듣는 컴퓨터 비전공자를 대상으로 ChatGPT를 보조자로 활용하여 수업을 진행하였다. 그리고 비전공학생의 프로그래밍 교육에서 ChatGPT가 보조자로서 가능성이 있는지 확인하였다. 학생들은 ChatGPT를 과제작성, 오류수정, 코딩 작성 및 지식 습득에 활발히 사용하였으며, 오류 해결에 많은 시간이 걸리는 것을 프로그램을 이해하는데 집중할 수 있는 등 다양한 이점을 확인하였다. ChatGPT가 학생들의 학습 효율을 높일 수 있는 가능성 볼 수 있었으며, 교육에 활용하는 데 있어서 더 많은 연구가 필요함을 알 수 있었다. 향후에는 ChatGPT를 활용한 교육 모델의 발전과 보완, 평가 방법에 관한 연구가 이루어질 것이다.
아두이노는 비전공자들도 쉽게 마이크로컨트롤러를 활용해 다양한 프로젝트에 활용할 수 있도록 만들어진 플랫폼이다. 교육환경에서 아두이노 플랫폼에서 동작하는 다양한 보드들이 소프트웨어 교육을 진행하고 있지만, 아두이노 이전에 널리 사용되었던 ATmega128은 사용되고 있지 않다. 이 논문에서는 ATmega128 마이크로컨트롤러를 기반으로 아두이노 호환 보드를 제작하고 아두이노 플랫폼에서의 동작을 확인해 본다.
계산화학이란 컴퓨터를 이용한 계산을 통하여 이론 화학의 문제를 다루는 화학의 한 분야로 화학실험실을 컴퓨터로 옮겨 놓은 것이라고 말할 수 있다. 컴퓨터 처리 능력이 향상됨에 따라 거대 분자 구조의 복잡한 계산과 시뮬레이션을 수행하여야 하는 계산화학분야에서의 고성능 컴퓨터 활용은 매우 중요하다. 분자 구조 계산과 시뮬레이션 등의 작업을 위하여 고성능 컴퓨터를 이용하려면 Unix 명령어와 콘솔을 활용하여야 하는데 화학과목을 배우는 이공계 학생들 대부분은 컴퓨터 비전공자로서 Unix에 관하여 모르는 경우가 대부분이다. 그래서 Unix 명령어를 모르더라도 계산화학 실습이 가능한 웹 기반 계산화학 실습 교육 지원 시스템이 필요하다. 본 논문에서 개발한 웹 기반 계산화학 실습 교육 지원 시스템(e-Chem)은 다른 웹 포털 플랫폼보다 표준 지향적이고 콘텐츠 관리 및 협업 기능이 뛰어난 자바 오픈소스인 Liferay 포털 플랫폼을 활용하여 개발하였다. 본 시스템을 활용하면 컴퓨터 비전공자들도 쉽게 계산화학 실습 수업에 참여할 수 있고, Unix 명령어 등을 배우는 시간을 절약할 수 있으며, 친숙한 웹 인터페이스로 학습 효과도 높아질 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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