• 정보교육학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.585-596
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• 2016

2018학년도부터 초중고등학교에서 소프트웨어 교육이 시행될 예정이다. 소프트웨어 교육의 목표는 학생들에게 Computational Thinking 능력을 길러주는 데 있다고 할 수 있다. Computational Thinking은 크게 추상화와 자동화로 구성되는데 추상화와 관련된 개념을 국가마다 전공마다 다르게 정의하고 있어 학생들과 교사들한테 혼란을 주고 있다. 따라서 본 논문에서는 추상화에 대한 여러 정의들을 비교하여 합리적으로 정의하였다. 합리적인 정의를 바탕으로 초등학교에서에서의 추상화 교육 방법과 평가 기준에 대하여 제안하였다. 본 논문에서 제시한 추상화에 대한 정의는 앞으로 소프트웨어 교육을 진행하면서 만나게 되는 문제에 대한 해결 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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• pp.316-318
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• 2016

최근 국내외에서 소프트웨어 교육의 중요성이 강조되고 있다. 2015년 개정 교육과정에서도 초 중등생들의 컴퓨팅사고력 계발에 관심이 집중되면서 초 중등학생들을 대상으로 코딩교육이 진행되고 있다. 컴퓨팅사고력 증진을 위해 그 핵심요소인 추상화와 자동화 능력을 신장시킬 여러 방법들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 추상화 능력에 대해 교육심리 측면에서 학생들의 프로그래밍 능력 특성을 파악한 후, 컴퓨팅 사고력 계발에 도움을 주고자 한다. 이를 위해 일반계 고등학생들을 대상으로 파이썬 프로그래밍 교육을 보다 용이하게 진행하기 위하여 러플(RUR-PLE) 프로그래밍을 한 학기동안 학습한 후, 학생들의 추상적 사고수준이 프로그램을 이해하는데 어떻게 영향을 미치며 성별 간에 어떤 차이를 가지는지를 분석한다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제9권1호
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• pp.161-180
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• 2007

본 연구는 한 명의 초등학교 수준의 수학영재가 ${\ulcorner}$Nim 게임의 조건 변경${\lrcorner}$ 이라는 주어진 과제의 해법을 추상화할 때 보여주는 기호의 의미 작용 과정을 분석하고 이를 바탕으로 수학영재교육을 위한 적절한 지도방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 관찰과 면담의 질적 연구방법으로 수집한 사례를 분석한 결과, 초등학교 수준의 수학영재는 일반적 수준의 추상화에서 구성한 대상체의 의미를 협상해가면서 해석체와 표현체를 구성하는 능력은 우수함을 확인하였다. 그러나 영재아라도 일반적 수준의 추상화에서 형식적 수준의 추상화로 수준이 상승되는 과정에서는 어려움을 겪고 있었다. 여기에 적절한 지도 조언을 통해 일반적 수준에서 스스로 구성한 표현체의 해석체를 구성할 수 있을 때 비로소 형식적 수준으로 상승하고, 또 형식적 수준과 일반적 수준이 연결된 관계망을 구성할 수 있음을 확인하였다. 그리고 초등수준의 수학영재들에게 기호의 의미 작용 과정을 돕는 3가지의 지도방안을 제안하였다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.47-70
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• 2009

본 연구는 초등학교 학생들도 자신이 행한 행위를 바탕으로 반성적 추상화를 할 수 있다는 구성주의자들의 가정을 확인하는데 목적이 있다. 이 목적을 달성하기 위해서 구성주위를 근간으로 하는 교수 학습 이론인 학습지 중심 수업으로 곱셈 수업을 실천하고, 특히 추론 능력이 열등한 학생들을 대상으로 곱셈 지식을 구성하는 능력을 알아보았다. 대구시 수성구에 소재한 J초등학교 2학년 1개 반 37명을 연구 대상으로 선정하여, 비디오 분석, 수업 시간 관찰, 활동지, 개별 면담, 수업 일지 기록 등을 통한 다중검증법을 활용하였다. 본 연구의 결과로부터 얻어진 결론은 다음과 같다. 첫째, 추론능력이 열등한 학습자도 자기 나름대로의 지식을 구성해 나갈 수 있었다. 따라서 교사는 학생들이 지식을 구성할 수 있는 존재라는 믿음을 갖고 획일적인 수준의 목표를 강제해서는 안 된다. 둘째, 학습자 중심 수업으로 인한 긍정적인 효과성을 인식하여 교사는 학생 각자의 사고를 존중하는 학생관을 가지고, 학생들의 인지갈등을 유발하고 사고를 촉진시켜 줄 수 있는 수업 자료를 제시해야 한다. 셋째, 학생들은 학습하는 과정에서 기존의 학습한 내용과 연관성을 지으면서 학습하는 경향을 인식하고 단편적인 지식의 습득이 아닌 반성적 추상화를 통해 인지구조를 형성해나가도록 해야 한다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
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• 한국정보교육학회 2004년도 하계학술대회
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• pp.189-196
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• 2004

정보 교육과정 모형은 컴퓨터를 사용하는 방법을 교육하는 것이 아니라, 학습자의 체계적이고 구조화된 사고력 함양을 위한 방향으로 연구되어야 한다. 컴퓨터를 통해 실생활을 모델링하고, 모델링한 결과를 통한 추상화는 인간은 사고의 폭을 넓혀 나갈 수 있다. 이러한 과정을 통하여, 학생들은 실생활에 적용되는 사물들을 이해할 수 있으며, 또한 이를 통해 프로그래밍 과정을 하고, 이를 변형시키는 사고력을 얻게 될 것이다. 따라서 본 논문은 정보교육을 위한 교육과정 설계는 지식의 획득을 위한 인식 모형이나 컴퓨터 활용능력함양을 위한 프로그래밍 모형과는 구별되는 정보교육과정의 특성에 맞는 교육과정 모형의 개발을 제안하였다. 객체지향 설계를 통하여 객체 및 클래스와 상속성 개념에 기반한 정보교육과정을 구성하여 사고의 추상화와 확장성 및 재사용성을 높이는 방안으로 초등학생 자료구조 교육과정을 제시하였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제11B권1호
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• pp.83-90
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• 2004

요즘 사람들이 많이 즐기는 전략 게임들은 장르가 가지는 특성을 이행하지 못하고 있다. 사용자 객체의 행위에 적절히 대응하는 컴퓨터 객체의 행위를 추론해내지 못함은 물론이고 다양하게 구사되는 사용자의 전략에 대책을 마련할 수 있는 학습 능력을 갖추고 있지 못하기 때문에 사용자들은 별다른 전략 없이 컴퓨터를 상대로 쉽게 게임을 승리할 수 있다. 이에 본 논문에서는 컴퓨터 객체에 추론 능력과 학습 능력을 적용하기 위해서 비단조 추론방식과 귀납적 기계 학습을 적용한 전략게임 인공지능 엔진을 연구한다. 본 논문에서는 다음 3가지 부분에 중점을 두고 엔진을 연구하였다. 첫째 사용자가 제어하는 객체들의 행위를 포괄적으로 모니터하여 사용자의 객체 행위로 추상화하는 사용자 행위 모니터, 둘째 추상화된 사용자의 객체 행위에 대응하는 컴퓨터 객체들의 행위와 사용자의 전략을 학습하는 학습 엔진, 셋째 추상화되어 있는 컴퓨터 객체의 행위를 게임에 반영하는 행위 표현기를 중심으로 연구하고 있다. 특히 본 논문에서는 보다 정확하게 사용자 객체의 전략 행위를 학습하고, 사용자의 객체에 대응하는 컴퓨터 객체 행위를 만들어내기 위해서 비단조 추론과 기계 학습 기법중 하나인 귀납적 학습 방식을 적용하는 2단계의 구조를 연구하고 있다. 즉, 귀납적 학습 방법을 통해서 컴퓨터 객체가 학습한 정보를 바탕으로 비단조 추론을 이용하여 컴퓨터 객체의 행위와 전략을 결정한다. 이에 본 논문에서는 비단조 추론과 귀납적 기계 학습을 적용하여 기존 컴퓨터 객체의 행위와의 차별성을 밝혀내고, 컴퓨터 객체가 향상된 전략을 구사할 수 있게 하는 것이 주된 목표다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제14권2호
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• pp.165-185
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• 2011

본 연구의 목적은 반영적 추상화를 강조하는 구성주의 수학 수업이 반영적 추상화와 밀접한 관계를 가진 추론능력 및 학업성취도에 긍정적 영향을 미칠 것이라는 구성주의자들의 가정을 확인하는 것이다. 이를 위해 구성주의를 근간으로 하는 교수 학습이론인 학습자 중심 수업으로 나눗셈 수업을 실천하고, 학생들의 추론능력과 학업성취도의 변화 양상을 알아보았다. 분석 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 실험집단(학습자 중심 수업)은 추론능력에 있어서 향상을 보인 반면에, 통제집단(교사중심 수업)은 추론능력에 영향을 미치지 못하였다. 실험집단은 학업성취도에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였는데, 특히 실험집단은 학습하지 않은 지식의 생성력에서 더 큰 효과를 보였다. 그리고 실험집단은 비단 성취도가 상인 학생들에게만 효과가 있는 수업이 아니라 서로 다른 비형식적 지식을 지니고 있는 모든 학생들에게 긍정적인 효과를 미치는 수업임을 알 수 있었다. 개념 원리영역뿐만 아니라 단순계산과 같이 통제집단에서 강점을 보일 것이라고 예상되는 영역에서조차 실험집단이 통계적으로 유의미한 차이를 보였다.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제15권4호
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• pp.785-799
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• 2013

본 연구는 수학적 모델링 수업이 수학 영재 학생들에게 문제해결의 기회를 제공하고 수학적 모델링 활동을 통해 다양한 수학적 사고력을 발전시킬 수 있다는 가정 하에 중학교 3학년 수학 영재 학생들을 위한 수학적 모델링 교수 학습 자료를 개발하였다. 개발된 교수 학습 자료를 적용하여 사례연구를 통해 수학적 모델링의 단계별 활동과정을 살펴보고 각 단계에서 어떠한 수학적 사고능력이 나타나는지 분석하였다. 수학적 모델링 과정에서 다양한 수학적 사고능력이 나타났는데 문제를 이해하는 실세계 탐구과정에서는 정보의 조직화 능력이, 상황모델을 개발하는 과정에서는 직관적 통찰능력, 공간화/시각화 능력, 수학적 추론 능력, 반성적 사고 능력이 나타났다. 수학모델 개발과정에서는 수학적 추상화 능력, 공간화/시각화 능력, 수학적 추론 능력, 반성적 사고가 나타났으며 모델적용 과정에서는 일반화 및 적용 능력과 반성적 사고가 나타났다. 모델링 수업이 진행됨에 따라 반성적 사고능력이 더 많이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.373-382
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• 1999

상속성과 병행성은 병행 객체지향 언어에서 가장 주된 개념이며 특히 코드의 재사용에 있어서 매우 중요하다. 이들은 객체의 병행 수행을 통해 최대의 계산력과 모델링 능력을 제공한다. 하지만, 병행 객체와 상속성은 서로 상충되는 특성을 가지고 있으며, 이들의 동시 사용은 병행 객체들의 무결성을 유지하기 위해 상속된 메소드들의 코드 재정의를 요구하는 상속 변칙 문제를 발생시킨다. 본 논문에서는 상속 변칙의 해결을 위해 캡슐화된 객체의 내부 상태들이 객체의 외부 인터페이스의 한 부분으로 이용될 수 있는 상태 추상화 개념을 도입하였다. 또한, 메소드들을 효과적으로 상속할 수 있는 상속 인터페이스 메커니즘을 설계하였으며 이를 통해 전형적인 상속 변칙 문제를 해결하였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.19-26
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• 2016

컴퓨팅 교육에서의 주된 목적은 컴퓨팅 사고력(Computational Thinking)의 향상으로 컴퓨팅 사고력의 핵심적인 요소는 추상화(Abstraction)와 자동화(Automation)이다. 초중등학생을 대상으로 하는 컴퓨팅 교육에서는 주로 알고리즘 설계 학습을 목적으로 프로그래밍 활동을 제공하고 있다. 본 논문에서는 초중등 학습자가 텐지블 프로그래밍 도구를 사용하여 알고리즘을 학습한 결과를 분석하였다. 분석은 초중등 학습자의 특성인 학교급과 성별에 따라 성취도와 사용성에 차이가 있는지 분석하였다. 분석결과, 학년에 따라 추상화 능력은 비례하지 않는 것으로 분석되었고, 성별에 따라 텐지블 도구의 사용성에 차이가 있는 것으로 분석되었다.