최근 국내외적으로 SW 교육에 대한 중요성이 증가하고 있다. 이러한 사회적 변화에 따라 올해 중학교에서 SW 교육을 시작으로 2019년부터는 초등학교, 고등학교에서도 SW 교육이 시작될 예정이다. 앞으로 SW 교육의 성공적인 안착을 위해서 컴퓨터교육 이전의 세대인 학부모에게도 SW 교육의 이해를 위한 적합한 교육이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 2015년 개정 정보과교육과정을 기반으로 학부모를 위한 체험 프로그램을 제시하고 평가한다. 제안된 프로그램의 이론수업은 새로운 교육과정의 SW 교육에 대한 정보를 제공하며, 실기수업은 컴퓨팅 사고력(Computational Thinking)을 기반으로 문제 해결을 체험하도록 구성된다. 제안된 체험 프로그램을 통하여 학부모는 정보과교육과정과 컴퓨팅 사고력을 이해하였고 SW 교육에 대한 긍정적인 반응이 증가되었다.
본 논문에서는 최근 교육현장에서 늘어나는 코딩교육의 중요성을 알고 유아교육에서 코딩교육이 제대로 이루어 질수 있도록 환경적 및 내용적 측면을 제안하는 것이다. 제 4차 산업혁명으로 인하여 모든 사람들이 융합적 사고를 갖고 문제해결능력을 갖추어야 하는 시대를 맞게 되었다. 따라서, 유아기때부터 컴퓨팅 사고력을 위한 교육이 이루어지며, 이를 통해 논리적 사고와 문제 해결능력을 향상시키고, 디지털 미래세대의 주역이 될 수 있도록 하고자 한다. 그러나 아직까지 유아교육분야에서 코딩관련된 제품들은 많이 나오고 있으나 이에 대한 평가나 학문적 검증은 거의 이루어지지 않고 있으므로 이에 대한 방법적 측면을 제안하고자 한다.
최근 소프트웨어 교육 강화 정책 및 2015 개정 교육과정을 통해 피지컬 컴퓨팅 교육이 활발히 추진되고 있다. 피지컬 컴퓨팅 교육은 컴퓨팅 사고력, 창의성, 협력적 문제해결력 향상 등을 위해 유의미한 학습 활동임에도 불구하고 매우 복잡하고 융합적 학습 활동이라는 측면에서 실제 학교 현장의 수업 적용 시 많은 어려움이 따른다. 이를 지원하기 위한 다양한 연구들의 추진되어 왔으며, 본 연구에서는 그 간 추진되어 온 초 중등학교 피지컬 컴퓨팅 교육 연구들을 종합적으로 분석하고 학교 현장에서의 어려움을 해결하기 위한 향후 연구 추진 방향에 관해 논의하고자 하였다. 본 연구에서는 우리나라 초 중등학교에서의 피지컬 컴퓨팅 교육의 추진 현황, 방법, 효과성 등에 관한 양적, 질적 연구들을 종합적으로 분석하기 위해 메타 종합 분석 연구를 사용하였으며, 연구 결과, 피지컬 컴퓨팅 교육의 목적, 교수 학습 방법, 도구들의 활용 현황을 파악하고 이에 따른 교육 효과들을 확인하였다.
SW교육의 목적은 컴퓨팅 사고력을 가진 창의 융합 인재양성에 있다. SW교육 내용과 방법은 다양하여 획일적인 평가로는 학생들이 배운 내용에 대한 적합한 평가가 이루어지기 어렵다. 학습 내용에 맞는 적합한 평가가 이루어지기 위해서 SW교육의 핵심적인 내용이 무엇인지 기준이 될 평가요소가 개발된다면 현장에서 SW교육 평가가 수월하게 이루어질 수 있을 것이다. 따라서 본 연구는 초 중등학교에서의 SW교육의 효과성을 측정할 수 있도록 평가요소를 개발하여, 학교 현장에서 SW교육의 평가내용 및 평가방법을 개발할 때 사용할 수 있는 체계적인 틀을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 문헌연구, FGI를 통한 현장적합성 검토, 전문가 협의, 델파이 조사를 진행하였다. 연구 결과 인지적 영역의 평가요소는 Computational Materials & Outputs(CMO), Computational Concepts(CC), Computational Practices(CP)의 세 영역, 17개의 키워드로, 정의적 영역의 평가요소는 가치, 태도, 컴퓨팅 사고력 효능감, 흥미의 네 영역, 13개 세부영역으로 개발되었다. 본 연구에서 개발한 SW교육 평가요소는 교육 현장에서 실행될 SW교육 내용에 맞는 평가내용을 개발하기 위한 준거틀로 사용되기를 기대한다.
본 연구에서는 다양한 배경을 가진 대학 신입생들이 단기간에 미적분학의 주요 개념을 이해할 수 있도록 돕고, 현실에서 접하는 복잡한 문제들에 대한 문제해결력도 기르면서, 동시에 컴퓨팅 사고력도 신장시킬 수 있는 미적분학 교수 학습에 대하여 논한다. 구체적인 방안으로, 본 연구진은 '파이썬(Python) 기반의 코딩(coding)교육을 적용한 대학 미적분학의 교수 학습' 콘텐츠를 개발하고 실제 수업 현장에 적용하여 유의미한 성과를 거둔 사례를 보고한다. 즉, 파이썬 언어 기반의 코딩교육을 적용한 미적분학 I, II의 구체적인 교수 학습 설계, 실천 계획안 그리고 평가라는 전 과정이 실제로 진행된 사례와 그에 활용된 자료들을 정리하여 공유한다. 개발된 교안과 코드 및 사이버 실습실은 언제 어디서나 무료로 활용할 수 있으며, 교수자와 학생은 공유된 콘텐츠와 학생활동 기록을 참고하며, 자유롭게 미적분학을 교수 학습하고, 주어진 코드를 활용하여 실습하면서 미적분학의 직관적인 이해를 높임과 동시에 컴퓨팅 사고력도 신장시킬 수 있도록 하였다. 또한 교수자는 학생들의 질의 응답 참여, 보고서 발표, 팀워크 등이 포함된 플립드러닝(flipped learning)과 과정중심의 모든 데이터를 기반하여 평가함으로써 학생들의 미적분학 지식에 대한 상향평준화를 돕게 된다. 본 연구에서 제시한 대학 미적분학의 교수 학습 사례는 학생들이 미적분학 개념과 컴퓨팅 사고력을 동시에 신장시켜 사회가 필요로 하는 인재로 성장할 수 있도록 도울 수 있는 가능성을 보여주는 대학 수학 교육의 교수 학습 모델이 될 것으로 본다.
본 연구는 기본적인 교수학습 역량과 컴퓨팅 사고력에 기반한 SW교육을 포함한 SW교육 강사 자격 종목을 발굴하고 그 내용체계를 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 선행 사례연구, 델파이 조사, 전문가 회의 등의 방법을 사용하여 SW교육 강사 자격을 3개의 급수로 나누고 자격평가영역을 초중등 교육과정을 반영하여 '교수학습방법'과 '소프트웨어 교육'의 대영역으로 나누었다. 그리고 급수별 하위 영역과 내용요소를 설정하여 전문가 델파이를 통해 검증하였다. 이러한 연구는 SW교육 강사를 양성하고 강사의 질을 유지 및 관리하는 체계를 구축할 때 의미있게 사용되어 SW교육의 확산과 보급에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
현대 사회는 다양한 분야의 문제를 컴퓨터와 접목하여 새로운 방향으로 생각하고 문제를 해결할 필요가 있다. 이렇게 자신만의 아이디어로 컴퓨팅 기술을 활용하여 다양한 문제를 추상화하고 자동화하는 것을 컴퓨팅 사고라고 한다. 본 논문에서는 프로그래밍 교육 상황에서 다양한 문제를 제시하고 이를 해결하기 위해 다양한 문제해결 방식을 찾도록 하는 과정을 통해 컴퓨팅 사고 기반의 지식 정보를 어떻게 진단하고 향상시킬 수 있는지를 분석하고자 한다. 학습자를 진단하기 위해 사전 검사와 라이트봇을 수행하고, 그 결과의 상관관계를 파악하여 학습자의 지식 상태를 체크한 뒤, 문제 해결 학습 기법에 따라 강의를 진행한 평가 결과와 라이트봇 수행 결과의 상관관계를 분석하여, 제안하는 기법에 따라 학습한 학습자들의 집단 평균 성적을 비교 분석한 결과 학습효과가 유의미하게 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서 제안하는 문제해결을 위한 컴퓨팅 사고력 기반의 지식 정보를 도출하고 향상시키는 기법을 소프트웨어 교육에 적용한다면 학생들의 흥미와 관심을 유도하여, 학습 효과가 높아질 것이다.
본 연구에서는 창의적 문제 해결 프로세스로 주목받고 있는 디자인 씽킹 프로세스를 도입하여 초등학생 인공지능 교육 프로그램을 개발하고 적용하였다. 인공지능의 이해, 공감적 문제발견, 문제 정의, 아이디어 창출, 프로토타입 제작, 평가 및 공유 단계로 디자인 씽킹 기반 인공지능 교육 프로그램을 개발하였으며, 초등학교 4~6학년 학생을 대상으로 개발 프로그램을 적용하였다. 프로그램의 효과를 확인하기 위해 학생들의 컴퓨팅 사고력을 사전 사후 검사한 결과 학년별로 컴퓨팅 사고력이 상승했으며, 학생들은 공감적 문제발견에서 얻은 통찰을 바탕으로 창의적 문제 해결을 위해 협업하는 과정을 경험하였다. 또한 인공지능 기술을 활용하여 문제를 해결하려는 태도를 엿볼 수 있었고, 프로토타입 단계에서 아이디어를 생성하고 팀원 간 의사소통을 통해 아이디어를 발전시키는 모습을 확인하였다. 이를 통해 디자인 씽킹 기반 인공지능 교육 프로그램은 초등학생들을 위한 인공지능 교육 중 하나의 방안으로써 학습의 연속성을 보장하며, 창의적 문제 해결 과정의 경험을 제공할 수 있다는 가능성을 확인하였다.
2015 개정교육과정에 의해 2018년부터 SW 교육이 필수화되면서 SW 교육에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 논문에서는 예비교사들의 컴퓨팅 사고력 수준을 파악하기 위해 2016년부터 2018년까지 3년 동안 K 교육대학교 1학년 학생 325명을 대상으로 스크래치 수업을 실시한 후 연도별로 산출된 스크래치 프로젝트를 Dr. Scratch 분석도구로 평가하여 연도별과 학점별로 CT요소 점수의 연관성을 분석하였다. 그 결과, 연도와 학점이 높을수록 CT요소, 점수, 등급도 높아짐을 알 수 있었다. 이를 통해, 학생들은 Dr. Scratch와 같은 자동화된 평가도구를 사용하여 평가해 본 후 스스로 수정 보완해보는 과정과 필요한 자료를 직접 제작하여 활용하는 ICT 능력이 필요하며, 복잡한 조건과 논리연산 활용 등 논리적 사고 요소를 이해하고 잘 활용될 수 있도록 교육될 필요가 있다.
본 연구는 초·중학교 수학교과와 정보교과를 융합하는 코딩수학 교육과정과 이를 위한 최소 코딩게임 기반 교육방법에 대한 연구이다. 지난 3년간 코딩수학 교육과정과 효과적인 교육방법을 초6학년과 중1학년 학생을 대상으로 연구하였다. 1차년도 연구결과, 공간좌표의 필요성에 따라 3차원 좌표의 수학적 개념을 포함하는 코딩환경으로 교육과정을 수정하였다. 2차년도 연구결과, 명령어의 위계성에 따라 건물 요소별 다른 수준의 명령어를 도입하여 자기주도적 학습이 가능하도록 개선하였다. 3차년도 연구 결과, 컴퓨팅 사고력 향상을 유도하는 최소 코딩게임 기반의 교수·학습 전략을 설계하고, 컴퓨팅 사고력 진단을 위한 평가 및 피드백을 개발하였다. 자기주도적 학습 및 컴퓨팅 사고력 증진을 유도하는 최소 코딩게임 기반 교육방법과 코딩수학 교육과정은 수학-정보교과의 융합교육 연구와 실천에 의미가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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