최근 SW 교육의 관심이 증대되고 프로그래밍 교육이 대학 학부교육의 주요한 부분으로 인식되고 있다. 특히 프로그래밍 입문 도구로서 블록 기반 프로그래밍 도구가 널리 사용되고 있으며 프로그래밍 입문자에게 기존 프로그래밍 언어와 비교하여 매우 다양한 장점들을 제공하고 있다. 한편 블록기반 프로그래밍 도구로 작성된 코드가 스크립트 언어일 경우 스크립트의 품질과 수준을 정교하게 측정하기 위해서는 상당한 노력을 기울어야 한다. 따라서 블록기반 프로그래밍 코드의 품질측정과 관련된 대부분의 연구는 단순히 프로그래밍 개념과 연관된 블록의 사용개수를 정량화하여 스크립트의 수준을 평가하고 있다. 그 결과 기존연구의 기법으로는 취약수준을 측정하거나 스크립트에 명시되지 않는 프로그래밍 개념에 대한 평가가 어렵다. 본 연구는 블록기반 프로그래밍 스크립트의 품질측정 및 취약수준 분석이 가능한 프레임워크를 제안한다. 프레임워크에서는 블록기반 프로그래밍 언어들이 내포한 다양한 프로그래밍 개념을 구조화한 평가 매트릭스를 구축하고 동 지표를 기반으로 스크립트의 품질 측정과 항목별 취약점 개선에 따른 수준향상 모델을 제안함으로써 개인별 수준진단 및 향후 개선 가능한 목표수준을 예측할 수 있도록 하였다.
컴퓨터에 기반 한 개발환경에서 앱 개발도구의 개념은 소프트웨어의 생산성을 향상시키는 것에 목적을 두고 있다. 현재까지 앱 개발도구는 효율적인 사용 환경을 만족하도록 개발되어지지 않고 있으며 지역적으로 국제적으로 초기상태로 분석할 수 있다. 따라서 개발자들은 문자기반 언어를 사용하여 앱 개발절차를 진행하는 것에 어려움을 감내하고 있다. 본 논문에서 제안하는 혁신적인 앱 개발도구에 대한 기본적 개념은 스마트폰에 대한 요구사항을 간략하게 표현하는 것으로 컴퓨터에서 워드나 엑셀을 사용하는 수준처럼 배우기 쉬운 수준의 개발 방법론이다. 본 논문에서 제시하는 혁신적인 앱 개발도구는 처리 업무 서비스기반 구조를 선언하는 것만으로 합리적인 서비스 단위의 앱이 개발되어지는 개발 절차이다. 서비스 기반구조가 단위 업무의 재사용을 가능하게 처리하기 때문에 신규 앱프로그램을 개발하는 대신에 앱서비스를 대신할 수 있는 새로운 기능을 재사용으로 제공하는 것이 가능하다.
디지털 콘텐츠의 한 형태로 볼 수 있는 앱은 개발자들의 창의적 사고를 바탕으로 현재도 무수히 쏟아져 나오고 있으며, 많은 사용자로부터 선택되어 활용되고 있다. 이러한 변화는 교육분야에도 영향을 주어 앱을 활용한 교육환경과 교육방법에 대한 다양한 연구가 현재 진행되고 있다. 앱과 같은 디지털 콘텐츠의 개발은 창의적 아이디어를 기반으로 구현되며 이는 콘텐츠 사용자의 유용성과 경제적 가치를 결정하는데 중요한 요소로 작용하고 있다. 이러한 창의와 디지털 기술을 접목한 앱 프로그래밍 교육은 학생들의 창의적 사고와 문제해결력을 향상시키는데 중요한 역할을 하며 특히 교육용 프로그래밍 언어(EPL, Educational Programming Language)를 활용한 코딩 교육과 창의적 문제해결력 향상에 관한 관련 연구들이 활성화되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 EPL을 바탕으로 비IT계열 전공의 대학생들에게 프로그래밍 교육을 실시하고 창의적 사고를 통해 디지털 콘텐츠인 앱을 제작하는 것에 초점을 두기 위한 안드로이드 앱제작 교육 프로그램 개발을 진행하였다. EPL을 위한 도구는 MIT 미디어랩에서 개발한 클라우드 기반의 안드로이드용 앱 인벤터2(App Inventor 2)를 사용하며, 제작한 앱을 스마트 기기에서 즉시 실행하고 확인할 수 있다는데 대해 학습만족도와 성취감이 높음을 수업관찰을 통해 확인할 수 있었으며 제작 과정에서도 활발한 사고력를 발휘하는 것을 확인할 수 있었다.
소프트웨어교육의 도구로서 블록형 교육용 프로그래밍 언어(EPL)는 무료로 이용할 수 있고, 피지컬 컴퓨팅은 현실세계와 컴퓨팅 환경을 연결시켜줌으로써 실생활 문제 해결이라는 목표에 더욱 가깝게 다가갈 수 있도록 해주기 때문에, 특히 초등학교 단계에서 학생들이 직관적으로 이해하기 쉬우며 알고리즘적 사고를 향상시키기 때문에 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 초등학생도 회로지식 없이 쉽게 접할 수 있고 가격적인 측면에서도 큰 부담이 가지 않는 엔트리와 센서보드를 활용한 EPL 및 피지컬 컴퓨팅 교육과정을 제시하고, 초등학교 6학년 학생을 대상으로 12차시의 EPL 교육과정과 8차시의 피지컬 컴퓨팅 교육과정을 개발하고 적용하였다. 본 연구의 결과 EPL 교육과정을 적용한 집단과 피지컬 컴퓨팅 교육과정을 추가로 적용한 집단 모두 학생들의 컴퓨팅 사고력 향상에 유의미한 효과가 있었으며, 피지컬 컴퓨팅 교육과정을 추가로 적용한 집단에서 컴퓨팅 사고력 요소의 자료표현, 수행 및 검증, 일반화에서 유의하게 더 큰 향상을 보였다.
프로그래밍 학습은 지식기반사회에서 요구하는 문제 해결력과 논리적 사고력을 향상시킬 수 있다. 그러나 기존의 프로그래밍 교육은 대부분 외국어 기반의 프로그래밍 언어를 사용하여 문제 해결력과 논리적 사고력의 향상 보다는 명령어의 습득과 코딩과정에 많은 시간을 소요하고 학습자들은 흥미를 잃기 쉬웠다. 이러한 문제를 해소하고자 본 연구에서는 매우 추상적인 프로그래밍 작업을 로봇이라는 구체물을 통하여 결과를 확인할 수 있도록 하여 프로그래밍 학습의 흥미를 진작할 수 있는 방안을 제안 하였다. 또한 초등학생들이 쉽게 사용할 수 있는 RCX 기반 로봇 프로그래밍 언어의 한글 컨버터를 설계 개발하였다. 그리고 개발된 도구를 방과후학교 컴퓨터반 학생들을 대상으로 6개월간 적용한 결과 학습자들은 긍정적인 반응을 보였다.
다관절 로봇 교육 효과의 향상을 위해서는 제어 소프트웨어를 통해 로봇의 동작을 쉽게 개발할 수 있어야 한다. 기존의 다관절 로봇 개발기법은 매우 복잡한 구현을 교육해야하지만, 우리의 도구는 로봇의 동작을 쉽게 하여 제어나 움직임에 대한 창의적인 활동을 가능하게 한다. 본 논문에서 교육용 다관절 로봇의 동작 제어를 쉽고 빠르게 프로그램화하기 위해서, 모션 생성 도구를 개발하였다. 우리는 도구를 통해 정확하고 쉽게 프로그램을 교육하고자 한다. 본 논문에서 제안한 모션 생성 도구는 기존의 복잡한 언어 제어 프로그램 방식을 탈피하였을 뿐만 아니라 사용자 편의성 중심이라는 GUI(Graphic User Interface) 방식보다도 쉽게 로봇 제어를 할 수 있었다. 또한 편리한 로봇 동작 구현은 물론 교육적으로 활용되는 마이크로프로세서 실험 장치에서도 적용이 가능하다.
4차 산업혁명에 따라 빠르게 변화되는 사회에서 미래 인재는 지식의 양이 아닌 질적으로 수준 높은 지식을 활용하고 구성하는 능력이 요구되고 있다. 2015 개정 교육과정의 출범에 따라 역량 중심으로 교육과정이 개편되었으며 소프트웨어 교육에서는 '정보문화소양', '컴퓨팅 사고력', '협력적 문제 해결력'의 역량을 추구하고 있다. 본 연구에서는 미래인재의 역량인 협력적 문제해결력을 함양하기 위해서는 교육 현장에서 교사가 손쉽게 활용 가능한 협업도구와 이를 활용한 SW교육 프로그램을 개발한다. 이러한 협업도구를 활용한 SW교육프로그램은 프로그래밍 언어와 문법에 대한 지식, 프로그래밍 기법에 대해 배우는 것보다 짝프로그래밍을 통해 컴퓨팅 사고력과 협력적 문제해결력을 함양할 수 있다. 총 16차시로 구성된 수업에서 협업도구를 활용한 짝프로그래밍을 통해 수업이 참가한 학생들의 협력적 문제해결력과 코딩 이해도를 향상시킴을 보여준다.
프로그래밍 학습은 현대사회가 요구하는 복잡한 문제해결력 향상에 도움이 되지만, 학습자에게 과도한 인지적 부담을 줄 수 있다. 따라서 인지적 부담을 감소시키기 위한 프로그래밍 도구의 선택 및 학습 효과를 최대화하기 교수 학습 전략이 요구된다. 본 연구에서는 중학생의 문제해결력 향상을 위한 과제 중심 스크래치 프로그래밍 학습 프로그램을 개발하고 해당 프로그램이 학습자의 문제해결력에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과, 과제 중심 스크래치 프로그래밍 학습을 수행한 집단이 일반적인 스크래치 프로그래밍 학습과 비주얼 베이식 프로그래밍 학습을 실시한 집단에 비해 문제해결력이 유의하게 향상되었다. 특히 오류를 발견하고 수정하는 능력인 문제점 해결 영역에서 유의한 차이를 더 크게 드러났다.
유창성 장애의 대표적인 현상으로 전 세계적으로 학령기 아동에게서 1~4%의 높은 발생률을 보이는 주요한 언어 장애인 말더듬(stuttering)은 조음장애나 음성장애 등 다른 언어장애와는 달리 음악 구조 안에서는 나타나지 않는다는 특징을 보인다. 즉, 대부분의 말을 더듬는 사람들은 노래를 부를 때는 어려움을 보이지 않는다는 것이다. 마찬가지로 음악 구조 안에서 드러난 유창성이 음악 외적 상황, 즉 일반 언어로 전이 되지 않기 때문에, 그동안 말더듬을 음악적으로 접근하는 것은 무의미하다는 인식이 일반적이었다. 한편, 말더듬을 제외한 전반적인 언어 영역에서의 향상을 목표로 실행되고 있는 음악치료의 경우 음악이 언어장애에 있어서 효과적인 치료도구임이 많은 연구를 통해 검증되었고, 이러한 음악치료의 기본 원리들을 고찰한 결과 이를 말더듬 문제에도 적용할 수 있는 가능성이 시사되었다. 다양한 음악치료 기법 중에서도 특히 멜로디 억양 기법(MIT)은 발화의 시작을 용이하게 하는데 도움을 줄 수 있고, 언어 리듬 강화 훈련은 말더듬 아동의 깨어진 언어 형태에 리듬감을 도입하는데 효과적일 수 있을 것으로 판단하였다. 또한 송라이팅 형식을 도입한 즉흥 가창 활동을 통해 말하기에 대한 흥미와 성공적인 경험을 제공하고 자신감을 회복하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 보았다. 따라서 본 연구에서는 말더듬 아동에게 위와 같은 원리를 기본으로 하는 음악 활동을 제공하여 비유창성을 감소시키되, 음악구조를 단계적으로 소거시켜 비유창성의 감소가 음악 외적 상황에서의 언어로 전이될 수 있는지를 검증하고자 하였다. 또한 이러한 활동이 말더듬 아동의 소극적인 의사소통 태도에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있는지를 확인함으로써 말더듬의 음악치료적 접근의 가능성을 보고자 하였다. 이러한 가능성은 두 가지 차원에서 검토되었다. 첫째, 비유창성의 정도 변화를 확인하기 위해 말더듬 평가도구를 사용하여 프로그램 개입 전 후로 비유창성에 유의미한 변화가 있는지를 측정하였고 또한 이러한 변화가 세션 단계별로 나타난 양상을 파악하였다. 둘째, 의사소통 태도의 변화를 확인하기 위하여 의사소통 태도 검사를 이용하여 프로그램 개입 전 후의 점수를 비교하였고, 부정적인 의사소통 태도가 단적으로 보여지는 병리적인 행동인 회피 행동을 조작적으로 정의하여 이것이 세션 단계별로 나타난 빈도수를 측정하였다. 이외에도, 음악치료 프로그램 안에서 나타난 아동의 구체적인 언어 및 행동의 반응을 질적으로 기술하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 음악치료 개입 전 후로 모든 아동에게서 정도의 폭은 다르나 비유창성이 감소함을 확인하였고 구체적인 영역별로는 말더듬 횟수에서 유의미한 차이가 있었다. 세션 단계별로는 비유창성의 정도가 증가와 감소를 반복하면서 점차 감소하는 추세를 보였고 변화 경향은 대상 아동마다 개별적이었다. 둘째, 음악치료 개입 전 후로 모든 아동의 의사소통 태도 검사 점수가 감소하였으며, 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 또한 음악치료 프로그램 개입 전 후로 회피 행동이 감소하였으나 세션 단계별로는 증가와 감소를 반복하는 등, 불규칙적인 양상을 보였다. 이상의 결과는 말더듬 아동의 비유창성 감소와 의사소통 태도 향상에 음악치료가 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 나타내며, 말더듬 치료의 음악적 접근에 대한 새로운 가능성을 시사한다.
본 연구는 학습부진아에게 음악심리치료를 실시하였을 때 학습동기에 미치는 효과를 알아보기 위해 9명의 대상자들을 4명의 실험집단과 5명의 통제집단으로 구분하고, 실험집단에 주 2회 총 18회기의 음악심리치료를 실시하였다. 측정도구로는 김용래(2000)의 학교학습 동기척도를 사용하였고 검정은 집단 간의 동질성 비교를 위해 Mann-Whitney U, 대상자들의 사전 사후 점수결과에 대한 Wilcoxon 검정을 실시하여 비교 분석하였다. 그리고 실험집단 대상자들의 범주화된 언어분석을 함께 하였다. 이를 통해 첫째, 실험집단과 통제집단 간의 전체 학습동기는 유의한 차이가 있었고(p < .001), 둘째, 실험집단의 학습동기척도 하위영역별 사전 사후 점수를 비교하였을 때 모두 유의한 차이가 있었으며(p < .1), 셋째, 회기별 내용 분석을 통해 학습동기 향상에 긍정적인 변화가 있었음이 확인되었다. 이상의 결과들은 음악심리치료가 학습부진아의 학습동기를 향상시키는데 효과적임을 증명하며 음악심리치료가 학교현장에서 학습부진아의 학습동기를 향상시키기 위한 심리 치료적 도구로서 활용될 수 있음을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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