소프트웨어 교육이 교육 현장에서 다루어지기 시작했지만 현장 교사가 활용할 수 있는 피지컬 컴퓨팅 교구 및 수업 가이드라인이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 마이크로비트라는 피지컬 컴퓨팅 교구를 활용한 창의 컴퓨팅 교육 프로그램을 제시하였다. 교육 프로그램에 적용된 동시따응발(MDIAP) 교수학습모형은 동기 유발, 시연하기, 따라하기, 응용하기, 발표하기의 5단계로 구성되었다. 교수-학습 과정은 마이크로비트의 기본 센서와 추가적인 센서, 구동장치를 활용한 메이커 학습으로 구성하여 나선형으로 제시하였다. 이러한 일련의 교수 학습 활동을 통하여 학생들의 창의 컴퓨팅 사고력을 키울 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구는 디자인 사고를 적용한 피지컬 컴퓨팅 SW교육 프로그램을 개발하고 적용하고자 하였다. 제작한 SW교육 프로그램 제주시 소재 J, B 2개 초등학교 5, 6학년 22명의 학생을 대상으로 적용하였다. 창의성과 컴퓨팅 사고력 사전검사를 실시하고 총 5회기 20시간에 걸쳐 디자인 사고를 적용한 피지컬 컴퓨팅 SW교육을 진행한 후 창의성과 컴퓨팅 사고력 사후검사를 실시하였다. 검증 결과, 디자인 사고를 적용한 피지컬 컴퓨팅 SW교육 프로그램이 초등학생의 창의성과 컴퓨팅 사고력 향상에 효과적인 것으로 나타났다.
본 연구는 2015년 교육과정에 명시된 정보교과의 운영방침과 중등학교 소프트웨어 교육 현황을 분석하고, 이에 대한 문제점을 해결 할 수 있는 방안으로 창의적 문제 해결력을 통한 소프트웨어 교육 모형을 제안한다. 창의적 문제 해결력은 확산적 사고와 수렴적 사고를 통해 학생들이 문제 해결에 필요한 사고를 키울 수 있는 모형이다. 이에 본 논문에서는 컴퓨팅 사고력을 가진 창의·융합 인재 육성이라는 소프트웨어의 교육 목표를 달성하기 위해 기존의 CPS모형과 CT의 요소간의 유사점을 확인하고 이를 바탕으로 새로운 CPS-SW 모형을 제안한다. CPS-SW 모형으로 컴퓨팅 사고력과 창의적 문제해결력을 키울 수 있으며, 이를 통해 미래 사회에 필요한 인재육성을 위한 소프트웨어 교육의 발전에 기여하고자 한다. 또한 CPS-SW 모형을 적용할 수 있는 프로그램과 학생들이 창의적 문제해결력을 키울 수 있는 학습에 대한 연구가 필요할 것으로 예상한다.
비전공 학부생을 대상으로 다양한 방식의 SW 교육이 대학별로 운영되고 있다. 그리고 대부분 컴퓨팅적 사고를 교육하는 데 초점을 맞추고 있다. 이러한 컴퓨팅 교육에 이어서 학생들마다 창의적인 컴퓨팅 산출물을 구현하고 평가하는 교육 방식이 필요하다. 본 논문에서는 창의적 컴퓨팅 산출물 기반 SW교육을 실현하는 한 가지 방안을 제안한다. 이를 위해 학생들이 디지털논리회로 장치를 창의적으로 구현하고, 이 장치의 기능을 구현하는 SW알고리즘을 디자인하는 교육방법을 제안한다. 제안한 교육 방법에서는 아두이노 보드를 사용한 간단한 LED 논리회로를 예로 들어 교육한다. 학생들은 2변수 논리회로 출력장치 두 쌍을 창의적으로 설계 및 구현하고, 구현한 장치의 패턴을 나타내는 알고리즘을 다양한 형태로 설계한다. 그리고 입력장치를 이용한 기능 확장 및 확장된 알고리즘을 설계한다. 제안한 교육방법을 적용하면, 비전공 학생들이 창의적 컴퓨팅 산출물 제작을 통해 알고리즘 설계의 개념과 필요성을 습득하는 성과를 얻을 수 있다.
본 연구는 앱인벤터를 활용한 PBL 기반 데이터 사이언스 교육 수업이 초등학생의 컴퓨팅 사고력과 창의성에 미치는 영향을 알아보기 위한 연구이다. Rossett의 요구분석 모형에 의한 사전 요구분석 결과를 바탕으로 ISD모형인 ADDIE 모형의 절차에 따라 PBL 기반의 데이터 사이언스 교육 수업을 설계하여 초등학생을 대상으로 42차시의 수업을 실시하였다. 대응표본 t검정 결과, 컴퓨팅 사고력은 컴퓨팅 사고력은 사후 검사에서 통계적으로 유의미하게 향상되었음이 입증되었다. 또한, 대응표본 t검정, Wilcoxon 부호 순위 검정 결과 창의성의 하위 요소인 '독창성', '정교성', '성급한 종결에 대한 저항'과 '창의성 평균', '창의성 지수'에서 통계적으로 유의미하게 향상된 것으로 나타났다. 따라서, 앱인벤터를 활용한 PBL 기반 데이터 사이언스 교육 수업이 초등학생의 컴퓨팅 사고력과 창의성 향상에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
본 연구는 초등 SW교육에서 성별에 따른 컴퓨팅 사고력, 창의성, 학습흥미의 차이를 검증함으로써 효과적인 SW수업 설계를 위한 교수-학습 전략을 제안하고자 하였다. 이를 위해 1년간 SW교육을 받은 A초등학교 5학년 86명을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 연구대상은 남학생 49명(57%) 및 여학생 37명(43%)으로 구성되었다. 성별에 따른 컴퓨팅 사고력, 창의성, 학습흥미의 차이를 검증하기 위해 독립표본 t-검증을 실행한 결과, 초등학교 SW교육에서 성별에 따라 창의성과 학습흥미에 유의한 차이가 있음이 확인되었다. 남학생에 비해 여학생의 창의성 평균이 더 높았지만, 남학생은 여학생에 비해 학습흥미 평균이 높은 것으로 나타났다. 반면, 성별에 따른 컴퓨팅 사고력의 차이는 유의하지 않았다. 본 연구는 최근 확산되고 있는 SW교육에서 효과적인 수업의 설계 및 적용을 위하여 성별의 차이를 고려해야 함을 규명하고, 이를 위한 기초자료를 제시하였다는 점에서 의의를 지닌다.
2015 개정 교육과정에 따라 2019년 3월부터 초등학교 5~6학년 학생을 대상으로 소프트웨어 교육이 실시된다. 궁극적인 소프트웨어 교육의 목표는 컴퓨팅 사고력을 갖춘 창의 융합형 인재를 양성하는 것이다. 이를 위해 초등학교에서는 알고리즘과 프로그래밍의 체험을 통해 소프트웨어 기초 소양을 함양하는 것을 목표로 한다. 이러한 컴퓨팅 사고력을 수업에 효과적으로 적용하기 위해 전용주(2017)는 소프트웨어 및 컴퓨팅에 관련된 사고과정과 원리를 실생활의 소재와 관련지어 창의적이고 능동적으로 그 해결방안을 구현해가는 과정으로 제시할 수 있는 수업 구성 원리인 CT-CPS 수업 모형을 개발하였다. 또한 교육부는 2015 개정 교육과정 실시 전, 소프트웨어 교육을 위한 선도학교를 전국에 지정하여 운영하였다. 선도학교에서의 소프트웨어 교육과정을 분석한 결과 주로 컴퓨팅 사고력의 구성요소 중 알고리즘과 자동화에 초점이 맞춰져 있었다. 엔트리와 스크래치와 같은 블록 프로그래밍 도구를 사용한 코딩교육과 로봇교육을 주로 실시했고, 실제 문제에 대한 학생들이 자료를 직접 다루는 시간은 찾아보기 힘들었다. 컴퓨팅사고력 향상을 위해서는 학생들이 실제 자료를 수집, 분석, 표현해보는 활동이 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서 NetsBlox을 활용하고자 한다. NetsBlox는 학생들에게 익숙한 블록형 프로그래밍 도구로 실제 데이터를 온라인상에서 쉽게 받아와서 수집, 분석, 표현을 하게 도와주는 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 초등학생을 위한 NetsBlox를 활용한 CT-CPS기반 프로그래밍 수업을 설계하고자 한다.
2015 개정 교육과정은 바른 인성을 갖춘 창의융합형 인재를 양성하는 데에 교육과정 구성의 중심을 두고, 교육과정 구성에 다양한 학생 참여형 수업을 활성화하여 자기주도적 학습능력을 기르고 학습의 즐거움을 경험하도록 하고 있다. 소프트웨어 교육을 통해 이를 실현할 수 있는 방법은 재미있고 흥미를 끄는 학습내용의 구성과 학습 방법이라 본다. 이에 학습자들의 흥미를 끄는 앱을 제작함에 유대인의 교육방식인 하브루타를 적용하여, 학습자 참여 중심의 자기주도 학습을 설계하고 이를 통해 컴퓨팅 사고력을 신장시키고 바른 인성을 갖춘 창의 융합형 인재를 양성할 수 있는 하나의 방법을 제안하고자 한다.
정보교육이 추구하는 인재상은 컴퓨팅사고력을 가진 창의 합인재양성으로서 정보교육의 핵심은 컴퓨팅사고력 향상에 있다. 본 연구에서는 컴퓨팅사고력 증진을 위해서 국내외 교수학습 모형에 대한 연구 분석하고, 컴퓨팅사고력을 효과적으로 함양할 수 있는 시사점을 제안한다. 이를 위하여 2015 교육과정의 정보교과의 특징을 조사하고 정보교과에서 컴퓨팅사고력을 기반으로 하는 최근의 정보교육의 교수 학습 방법들을 조사한다. 이를 통해 정보교과 교수학습 방법에 대한 관점을 확보할 수 있고, 추후 정보 교육의 교수학습 연구 방향에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 공업계 고등학생을 대상으로 앱 인벤터를 이용하여 아두이노를 제어하는 안드로이드 어플리케이션 프로그래밍 교육을 실시하고 학생들의 창의 융합적 사고능력에 어떤 변화가 있었는지를 분석하였다. 이를 위해 창의적 문제해결 모형과 통합적 사고 모형에 기반한 교수학습을 설계하여 수업을 진행하였다. 연구 결과로 창의적 문제해결력의 하위요소 중 확산적 사고와 동기적 요소의 향상에 유의미한 결과를 얻었다. 또한, 통합적 사고에 관한 학생들의 설문 조사 결과에 따르면 많은 학생들이 이 수업을 통해 배운 지식을 바탕으로 일상 생활에 적용할 수 있는 IoT 시스템을 고안할 수 있다고 답변하였다. 따라서, 앱 인벤터와 아두이노를 이용한 피지컬 컴퓨팅 교육은 학생들의 창의 융합적인 사고 능력에 긍정적인 영향을 미치는 것을 볼 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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