국제 학업 성취도인 PISA2007, TIMSS 2011에 의하면 우리나라 학생들의 수학, 과학 학업성취도는 최상위에 해당하지만, 관련 태도가 낮다는 결과가 나왔다. 또, 사회에 만연한 이공계 기피현상, 초중고에서 점점 사라지고 있는 정보과학 교육의 현실을 반영하는 학습 경험을 제공해야 할 필요성이 제기되었다. 이러한 필요성에 의해 본 연구자는 2012년에 Physical Computing 기반의 STEAM 프로그램을 개발하고 그 효과를 연구하였다. 그 결과 과학적 문제해결력, 과학적 태도, 인성 등에서 향상되는 결과를 얻었다. 본 연구에서는 2012년 연구의 후속연구이다. STEAM 프로그램을 적용하여 향상을 가져 온 4학년 학생들이 1년 후에 STEAM 교육을 받지 않았을 때 학생들에게 어떤 변화가 생겼는가를 연구하였다. 분석 방법은 4학년 초, STEAM 교육을 받은 4학년말, STEAM 교육을 받지 않은 5학년말의 검사 결과를 비교하였다. 그 결과 과학적 탐구에 대한 태도를 제외한 모든 영역에서 STEAM 교육을 받지 않은 5학년말은 4학년 초에 비해 향상이 없는 결과를 얻었다. 이것은 STEAM 교육의 필요성에 대한 역설적인 증거라고 할 수 있다.
인터넷의 빠른 보급으로 인해 교육용 시스템은 독립형 교육시스템에서 최신의 정보를 실시간으로 얻을 수 있는 웹 기반 교육시스템으로 변화하고 있다. 본 연구에서는 학습자들이 제공한 프로그램을 관리자가 교육시스템내에서 구조체와 함수 단위로 분석한다. 분석된 구조체와 함수는 구조체 파일과 함수 파일로 파일 시스템에 저장되고, 저장된 구조체 파이과 함수 파일의 정보는 데이터베이스에 추가된다. 그 후, 제공된 소스 파일을 HTML문서로 변환하는 과정에서 구조체와 함수는 데이터베이스에서 구조체와 함수 파일을 찾게되고, 발견하면 각각의 파일 정보를 이용하여,
객체지향 텍스트 프로그래밍 및 시각 프로그래밍 교육에 대한 연구는 학생들이 프로그램 개발을 진행하는 과정 혹은 프로그래밍을 교수하는 방법론과 프로그램 개발을 위한 적합한 분석 및 설계 방법론을 찾는 것이다. 이 논문에서는 컴퓨터 프로그래밍 교육에서 객체지향 텍스트/시각 프로그래밍 교육을 적용하고 평가하기 위한 평가 지표를 개발한다. 이 지표는 시각적 혹은 텍스트 기반 프로그래밍 언어/도구를 사용할 때 학생들의 프로그래밍 교육에 대한 적합성을 측정하고 분석하여 학생들의 이해력, 추상화 능력, 프로그램 구현 능력과 학생들의 수준별 적합성을 측정하고 분석하며, 또한, 측정/분석 방법론을 개발하고 적용하는데 활용할 수 있다.
교육에서 테크놀로지의 중요성이 증가함에 따라 수업에서 테크놀로지 활용을 촉진하기 위하여 TPACK 연구가 활발하게 진행되었다. 하지만 테크놀로지가 가진 기능적인 한계로 인하여 예비 교사는 수업에서 테크놀로지 활용에 어려움을 겪고 있었다. 따라서 본 연구에서는 기능적 한계가 존재하지 않는 프로그래밍 언어를 TPACK의 테크놀로지 도구로 도입하는 연구를 진행하였다. 연구 방법으로 설계 기반 연구를 활용하여, 교육 프로그램을 개발하고, 예비 교사를 대상으로 적용하고, 효과를 평가하는 연구를 반복하여 진행하였다. 1차 연구에서는 예비 교사가 프로그래밍 학습에 어려움을 겪었으며, 이를 해결하기 위하여 프로그래밍 기반 수업과 교육과정 분석을 교육프로그램에 보완하였다. 2차 연구에서는 교수-학습에서 프로그래밍의 활용에 어려움을 느껴서, 수업 설계 및 성찰을 보완하였다. 3차 연구에서는 프로그래밍 학습 및 활용을 보완하기 위하여 프로그래밍 개발 환경 탐색을 보완하였다.
최근 영재교육에 대한 필요성과 국가차원의 제2차 영재교육진흥계획의 영향으로 영재교육이 확대 실시되고 있는 실정이다. 이에 정보영재교육 분야도 병행하여, 정보영재교육을 실시하는 정보영재학급이 늘어가고 있다. 본 논문에서는 확대 실시되고 있는 정보영재교육과 관련하여, 초등정보영재 교육 프로그램을 효과적으로 운영할 수 있는 방안에 관하여 고찰해보았다. 이를 위해 기초적인 문헌연구와 설문조사를 실시하였으며, 이를 기반으로 초등정보영재 교육 프로그램 운영에 대한 방안을 제시하였다. 궁극적으로, 본 논문을 통하여 초등정보영재교육이 보다 효과적으로 이루어지는데 기여할 수 있기를 기대한다.
컴퓨터 기술의 발달과 인터넷의 보급으로 청소년의 인터넷 사용횟수가 급속히 증가하고, 그에 따른 역기능이 사회문제가 되는 시점에서, 사이버 문화를 조성하고 사이버상의 역기능을 감소시키기 위한 정보통신윤리 교육프로그램이 필요하다. 컴퓨터 활용에 있어 역기능에 대한 문제는 청소년 자신이 가장 정확하게 파악하고 있으므로, 가장 효율적인 해결방안을 제시할 수 있는 대상도 청소년이다. 따라서 정보통신윤리를 향상시킬 수 있는 학습자료를 개발하고 학교 교육 과정에 적용이 가능한 웹 사이트 형태의 네티켓 코스웨어를 개발하여 적용하고자 한다.
인공지능으로 구현되는 지능과 데이터 및 네트워크 기술에 기반한 지능정보기술의 발전은 사회 전반에 혁신을 유발하고 광범위한 사회, 경제적 파급력을 보여주고 있다. 이에 국외는 물론 국내에서도 다가오는 미래사회를 이끌어갈 인재 양성을 위해 AI 교육을 서두르고 있는 실정이다. 데이터는 인공지능의 중요한 부분으로서 데이터를 수집, 처리, 분석하여 데이터 기반의 의사결정을 할 수 있는 데이터 리터러시는 AI 소양과 더불어 함께 신장시켜야 할 중요한 역량으로 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 초등학생의 데이터 리터러시를 키워줄 수 있는 AI 데이터과학 교육 프로그램을 개발하여 이를 실험반에 적용, 사전-사후 대응표본 t-test를 통해 그 효과성을 검증하였다. 그 결과 데이터 리터러시의 네 가지 세부 역량인 데이터 이해, 수집, 분석, 표현에서 모두 통계적으로 유의미하게 향상된 결과를 나타내어 AI 데이터과학 교육 프로그램이 학생들의 데이터 리터러시 향상에 효과적임을 알 수 있었다.
근래에 초등학교에서 맞춤형 지능 정보 시스템 서비스를 학생들에게 제공하기 위하여 인공지능 기술을 활용하는 사례가 늘고 있다. 그러나 인공지능의 원리를 학습하는 것도 활용만큼 중요하다고 볼 수 있는데, 그 이유는 인공지능의 원리를 터득함으로써 고도 기술사회의 변화에 대한 적응력을 길러 줄 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 초등학생들에게 적합한 실세계의 문제를 인공지능 기반의 예측 시스템으로 해결하는 경험을 통하여 선형회귀 알고리즘의 작동원리를 이해하도록 하였다. 이를 위하여 스크래치로 만든 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 학생들이 선형 회귀 모델을 찾도록 하였다. 이 과정을 통하여 학생들은 데이터를 분석하고, 예측 모델의 정확도를 비교하였고, 적합한 예측 모델을 발견함으로써 생활주변의 문제를 해결하는 능력을 보여주었다.
본 연구는 학습자의 인지발달 단계에 적합한 프로그래밍 언어를 활용하여 모든 학문의 기초 인지 능력인 학습자의 정보과학적 사고 능력을 향상에 미치는 효과를 검증하는 실험연구이다. 과중한 인지적 부담, 문법 위주 등 기존 프로그래밍 학습의 문제점을 보완하고자 등장한 교육용 로봇을 이용하여 실생활 문제해결의 정보과학적 사고능력 향상을 위한 텍스트기반 프로그래밍 언어(TPL)와 비주얼기반의 프로그래밍 언어(VPL) 중 인문계 고등학생의 인지발달 단계에 적합한 프로그래밍 언어에 대한 효과성을 분석하였다. 교육용 로봇 및 로봇 프로그래밍 언어에 대한 선행 연구를 통해 NXT Robot Educator 교육내용을 분석하고 각 단계에 적절한 실생활 과제를 추출하여 로봇 교육용 프로그램을 개발하고 적용하였다. 이 연구는 프로그래밍을 경험이 없는 인문계 고등학교 학생 집단을 선정하여 TPL과 VPL을 활용한 로봇 프로그래밍 수업을 20차시 실시한 후 두 집단 간의 정보과학적 사고능력 향상의 차이를 검증하였다.
현재 초등학교에서는 재량활동 시간을 활용하여 정보통신기술 교육이 이루어지고 있다. 하지만 컴퓨터 교육은 지식기반사회에서 강조되고 있는 ICT 활용 교육에 중점을 두어 구성되어 있으며, 이러한 교육과정 속에서 이루어지는 정보통신 윤리교육은 형식적이고 단순한 지식의 전달 수준에서 그치고 있는 실정이다. 정보화 사회에서 나타나는 부정적 측면의 문제들을 해결하기 위해서는 기본, 기초 교육과정이 이루어지는 초등학교에서 정보통신 윤리교육의 바탕이 세워져야 하고, 그 위에 정보통신 기술교육이 이루어져야 한다. 따라서 형식적이고 단순 전달식의 전통적 정보통신 윤리교육의 틀에서 벗어나 보다 더 큰 교육적 효과를 기대할 수 있는 YP 프로그램을 적용한 정보통신 윤리교육 교수 학습 과정을 개발하여 적용해 보기로 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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