본 연구에서는 현재와 미래사회의 핵심역량이 될 컴퓨팅 사고력을 학생들에게 가르치기 위한 정보 교사의 교수내용지식에 어떠한 특성이 있는지를 탐구하였다. 이전의 컴퓨터 교과는 일상적인 컴퓨터 기능을 가르치는데 집중하여 교사의 교수내용지식도 기능 전수에 큰 목적을 두고 있었다. 새로이 개정된 정보 교과는 컴퓨터 과학의 원리와 개념에 대해 학생들이 이해할 수 있는 교육방법에 대한 지식을 가져야 하고, 소프트웨어의 활용 및 소프트웨어 제작에 대한 능력과 교육 방법 또한 함께 가지고 있어야 한다.
우리나라는 초등학교부터 소프트웨어교육을 실시하고 있다. 초등학교의 대표적인 소프트웨어교육 도구로 서양 체스 게임의 규칙을 토대로 재구성한 다양한 체스 게임을 활용하고 있는 실정이다. 반면 우리 전통놀이 중 윷놀이에도 소프트웨어 교육의 내용 요소가 포함되어 있어, 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 교육용 프로그래밍 언어인 엔트리와 거북이 로봇을 활용한 컴퓨팅 사고력을 기반한 윷놀이 프로그램을 개발하고 타당성을 검증하였다. 타당성 검증 결과로는 교과 성취기준과의 일치도(3문항)와 학습자료의 적절성(4문항), 수업 적용 가능성(3문항)에서 모두 CVR값이 0.7보다 높게 나타났다. 따라서, 이 연구에서 개발한 학습 프로그램이 교과 성취기준과 일치도가 높고 학습자료가 적절하며 수업에 적용할 수 있는 가능성이 높다고 판단할 수 있었다. 향후 이 콘텐츠의 일반화를 위해서는 효과성 검증이 되어야 할 것이며, 이를 이해 실험적인 연구가 필요하겠다.
이 연구에서는 정보과 교육에서 컴퓨팅사고력과 연계한 디지털소양의 개념과 주요 영역 그리고 학년별 성취목표를 제시해 보았다. 주요 연구 내용으로 디지털소양의 개념 분석, 디지털기술의 변화 트렌드 분석, 주요 조직의 디지털소양 내용 요약, 정보과 교육의 성격을 제시하였다. 이를 통해 정보과 교육에서 필요한 디지털소양은 소프트웨어교육을 지원하는 내용, 컴퓨팅사고력과 연계된 내용, 정보사회 구성원으로서 필요한 내용으로 구성되어야 하는 점을 시사점으로서 강조하였다. 이와 같은 연구를 바탕으로 총 67개의 성취목표에 대해 16명의 정보교육전문가에 델파이 조사를 실시하였다. 설문 결과 전체적으로 디지털소양 즉 정보생활의 타당도는 기준점을 모두 상회하였으나 일부 합의도가 기준점을 하회하여 패널 토의를 통해 재조정하였다. 이를 통해 정보생활의 성취기준은 초등1-2학년이 5개, 초등3-4학년이 13개, 초등5-6학년이 23개, 중학교 16개로 나타났다.
인공지능, 빅데이터, 생명과학 산업 등이 선도하는 지식정보사회의 물결이 우리 삶의 방식에 전방위적인 영향을 미치고 있다. 이에 교육부는 미래사회 변화에 대응할 수 있는 기초소양과 역량을 함양할 수 있는 교육과정 개선을 추진하며 AI·소프트웨어 교육을 비롯한 디지털 기초소양 강화를 서두르고 있다. 모든 교과교육을 통해 디지털 기초소양 함양의 기반을 마련하고 정보 교육과정과 연계한 AI 등 신기술분야의 기초 및 심화 학습을 내실화하는 것은 미래사회에 대비한 교육으로서 반드시 필요한 부분이라 볼 수 있다. 하지만 디지털·AI 리터러시 함양을 위한 각각의 내용에 대한 연구는 비교적 활발히 이루어지고 있는 반면 디지털·AI 리터러시를 함양할 수 있는 교수·학습 전략에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 디지털·AI 리터러시를 키워줄 수 있는 컴퓨팅 사고력(CT) 기반의 디지털·AI 교수·학습 전략을 개발하여 델파이 전문가 검증을 실시한 결과 타당함으로 분석되었고, 이를 바탕으로 교수자 사용성 평가 및 학습자 효과성 분석을 진행한 후 최종 교수·학습 전략을 완성하였다.
본 연구는 아두이노 로봇 조립 및 보드 연결과 프로그래밍 협력학습이 중등 수학과학 영재 학생들의 융합적 역량 향상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 또한, 학습기기, 조립, 실험, 프로그래밍이 결합된 컴퓨팅 사고(CT) 기반의 융합학습에 대한 학생들의 흥미와 역량 향상과의 상관관계도 알아봄으로써 수학과학 영재를 대상으로 한 CT 융합교육의 가능성을 알아보고자 하였다. 연구 결과로 대인관계능력, 정보과학적 창의성 및 통합적 사고 성향이 향상됨을 알 수 있었다. 각 사고력의 하위 요소들 간의 상관관계를 분석하여 보면, 문제해결을 위한 지속성과 상상력, 정보과학적 흥미, 개방성, 모험심, 논리적 태도, 의사소통, 생산적 회의성 등이 학습에 중요한 요인으로 추출되었다. 따라서, 학생들이 문제를 해결하는 학습과정에서 여러 가지 사고 활동이 이루어지며, 이러한 학습의 결과로 융합적 역량도 유의미하게 향상되는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 장애 유형별 청소년 소프트웨어 교육을 위한 효과적인 소프트웨어 교육 모델을 제안한다. 이 소프트웨어 교육 모델은 4단계 과정으로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 특수교육 교육과정에서 소프트웨어 교육 영역을 비교 분석한 결과를 기반으로 장애 유형별 청소년 소프트웨어 교육을 위한 교육과정을 도출한다. 두 번째 단계에서는 지적장애와 중복장애가 없는 시각, 청각, 지체 장애로 구분하여 장애 청소년의 효과적인 소프트웨어 교육을 위한 성취기준을 도출한다. 세 번째 단계에서는 도출한 성취기준에 따라 장애 유형별 장애 특성을 반영하여 코딩 로봇 알버트 기반의 언플러그드 컴퓨팅, 피지컬 컴퓨팅, 블록/텍스트 코딩으로 구성된 모듈식 교재를 개발한다. 네 번째 단계에서는 이 교재를 학교 현장에 적용하여 장애 청소년들이 일상생활에서 접하는 다양한 문제를 스스로 절차적이고 논리적으로 사고할 수 있도록 체험 중심의 소프트웨어 교육을 실시한다. 그리고 장애 청소년의 성취도 평가와 설문조사를 통한 결과를 분석하여 지적장애 82.3%, 시각장애 78.8%, 청각장애 90.9%, 지체장애 78.8%의 장애 청소년들이 '중' 수준 이상의 성취도를 달성하였음을 보인다. 이러한 결과는 본 논문에서 제안한 장애 청소년을 위한 소프트웨어 교육 모델이 장애 청소년의 컴퓨팅 사고력 향상에 매우 효과적임을 검증한 것이다.
본 연구는 인공지능이라는 시대적 흐름에 따라 초등학교에서 쉽게 적용할 수 있는 인공지능 교육 프로그램을 개발하는 데 목적을 두고 있다. 교육 프로그램은 ADDIE 모형의 단계에 따라 초등교사 70명 대상의 요구 분석결과를 바탕으로 목적과 방향을 설계하였다. 설문 결과 초등학생들이 인공지능을 처음 배울 때 생활 속에서 가장 접하기 쉬운 소리 데이터를 주제로 설정하고, 일상생활에서 소리 데이터를 활용하여 문제를 해결하는 과정에서 인공지능의 원리를 익히고, 그 과정에서 컴퓨팅 사고력도 키울 수 있도록 머신러닝 교육 프로그램을 개발하였다. 인공지능 교육의 필요성이 대두되는 요즘 본 연구에서 개발한 소리 데이터를 기반으로 일상생활 문제를 해결하는 초등 머신러닝 교육 프로그램을 통해 초등 인공지능 교육의 기반을 갖출 수 있을 것이다.
AI(Artificial intelligence)는 4차 산업혁명을 살고 있는 우리에게 많은 변화를 가져왔다. 무인카메라, 무인택배함 등 AI를 활용한 무인 자동시스템은 우리 삶에서 손쉽게 접할 수 있다. 따라서 미래를 살아가는 아이들에게 AI 교육은 중요한 부분을 차지하게 되었다. 그러나 현재 국내 교육은 유치원과 초등학교 저학년과 같은 어린 학생들을 위한 AI 교육 사례가 미비하다. 따라서 본 연구는 기 연구된 유치원 및 초등학교 1-2학년 SW 교육과정을 토대로 AI 기반 교수학습 활동 사례와 주제별로 AI 기반 컴퓨팅 사고력을 제시하였다. 다만, 본 교수학습 활동이 공교육에 적용되려면 충분한 수업 시간을 확보하고, 교육 환경을 개선하고, 수업활동을 적극적으로 지원해야 한다.
교과서는 교육과정 내용을 토대로 학습 목표 달성에 도움을 주는 도구이다. 2015 개정 교육과정이 발표되었기 때문에 교과서의 내용도 새롭게 구성될 것이다. 본 연구는 교과서 집필에 대한 시사점을 제공하기 위한 목적이 있다. 목적 달성을 위해, 현재 사용되고 있는 중학교 정보 교과서의 내용요소 분석과 새롭게 구성되는 피지컬 컴퓨팅 영역에 대한 접근방향을 도출하기 위해 파일럿 스터디를 진행하였다. 내용의 탐구적 경향은 Romey 분석을 사용하였고, 파일럿 스터디는 로봇을 활용하여 H/W와 S/W의 조화로운 수업이 될 수 있도록 하였다. 분석 결과, 현재 사용 중인 교과서 중에 학생들의 사고력 신장 도움에 적합한 교과서는 한 권이었으며, 피지컬 컴퓨팅 영역의 경우 탐구적 수업이 긍정적으로 나타났다. 본 연구는 교과서 구성에서 활동을 중시하는 형태의 집필이 필요할 것을 시사하였다.
정보통신 기술의 발달로 정보윤리교육은 더 강조되고 있지만 청소년의 사이버 폭력, 저작권 침해 등 역기능 노출 현황은 전혀 줄어들고 있지 않다. 그 원인 중 하나는 "안다"는 도덕적 인지와 "실천한다"의 도덕적 행동이 불일치한 것으로 볼 수 있으며, 도덕적 인지가 도덕적 행동으로 이어지지 않는 문제점을 해결해야 한다. 또한 2015개정교육과정의 등장으로 SW교육의 중요성이 대두되었지만 여전히 교육 시수는 부족하여 정보윤리교육은 상대적으로 소홀해질 가능성이 높다. 이에 본 논문에서는 선행 연구들을 분석하여 실천력을 강화시킬 수 있는 전략들을 살펴보고 정보윤리의식과 컴퓨팅사고력을 동시에 향상시킬 수 있도록 교육용프로그래밍언어와 정보윤리교육을 연계하여 정보윤리 실천력을 강화시킬 수 있는 EPL기반 정보윤리 교육프로그램을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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