프로그래밍 학습은 지식기반사회에서 요구하는 문제 해결력과 논리적 사고력을 향상시킬 수 있다. 그러나 기존의 프로그래밍 교육은 대부분 외국어 기반의 프로그래밍 언어를 사용하여 문제 해결력과 논리적 사고력의 향상 보다는 명령어의 습득과 코딩과정에 많은 시간을 소요하고 학습자들은 흥미를 잃기 쉬웠다. 이러한 문제를 해소하고자 본 연구에서는 매우 추상적인 프로그래밍 작업을 로봇이라는 구체물을 통하여 결과를 확인할 수 있도록 하여 프로그래밍 학습의 흥미를 진작할 수 있는 방안을 제안 하였다. 또한 초등학생들이 쉽게 사용할 수 있는 RCX 기반 로봇 프로그래밍 언어의 한글 컨버터를 설계 개발하였다. 그리고 개발된 도구를 방과후학교 컴퓨터반 학생들을 대상으로 6개월간 적용한 결과 학습자들은 긍정적인 반응을 보였다.
4차 산업혁명 시대를 맞이하여 창의적인 프로그래밍 학습을 위한 교육활동이 중요해지고 있다. 프로그래밍 교수학습 방법에 대한 많은 연구들 중에서 특히 알고리즘과 프로그래밍 교육은 초보 학습자들이 프로그래밍 활동을 효과적으로 하기 위한 중요한 교육이 될 수 있다. 이에 본 연구는 언플러그드 활동, 스크래치와 자바스크립트 프로그래밍 활동을 통한 수업을 진행하고, 프로그램 인식과 수업만족도를 분석하였다. 연구 결과, 프로그래밍 활동에 대한 흥미와 문제해결에 대한 인식이 모두 높았고, 프로그래밍 활동의 두려움을 극복하는 모습을 확인할 수 있었다. 본 연구는 초보 학습자를 위한 프로그래밍 활동에서 알고리즘을 작성하고 프로그래밍 언어로 구현하는데 도움을 주는 교수학습 방법을 제시했다는데 의의가 있다.
프로그래밍 교육이 학습자의 논리적 사고력 증진, 문제해결 능력, 성취감과 자신감 획득 등 학습자의 고등 인지 능력을 발달시킨다는 사실이 많은 연구에서 나타나고 있으며, 다양한 교육용프로그래밍 언어가 개발되어 현장에 적용되고 있다. 또한 프로그래밍 교육의 필요성이 확산됨에 따라 프로그래밍 교육 방안도 다양하게 시도되고 있다. 전통적인 교육에서와 마찬가지로 프로그래밍 학습에서도 효율적인 학습을 위해서는 학습자들의 학습스타일과 다중지능을 고려한 교육이 필요한 실정이다. 즉, 효과적인 프로그래밍 교육을 위해서는 다양한 학습자들의 특성을 파악하고 학습자에게 적합한 교육 방안을 적용하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 효율적인 프로그래밍 교육을 위해 학습자의 학습스타일과 다중지능 간의 관계를 분석하고, 그 결과를 바탕으로 프로그래밍 교육에 있어 학습스타일과 다중지능을 고려한 교육 전략을 제시하였다. 본 연구의 결과는 학습자에게 특성을 고려한 적합한 교육을 실시함으로써 학습자의 흥미를 유발하고, 프로그래밍 교육의 학습효과를 증진하는데 기여하게 될 것이다.
2015 개정 교육과정에 따라 초등학교 및 중학교에 프로그래밍 교육이 필수로 도입된다. 그러나 과거 5차 교육과정에도 프로그래밍 교육이 도입되었지만 지속되지 못했다. 프로그래밍 교육이 지속 가능하기 위해서는 다양한 요인을 고려하여 프로그래밍 학습 환경을 설계해야한다. 특히 학생들의 흥미, 관심, 그리고 긍정적인 태도등의 정의적 요인을 고려하여 교수학습 방법을 적용하는 것이 중요하다. 본 연구는 학생들에게 프로그래밍 교육을 어떻게 가르치는 것이 정의적 영역에 긍정적인 영향을 주는지 다양한 프로그래밍 교육 연구를 메타 분석하여 시사점을 제시하고자 하였다. 이를 위해 학습자들이 프로그래밍 교육을 통해 얻은 정의적 영역의 교육 효과를 교수학습 방법별로 메타 분석하였다. 프로그래밍 교육과 관련하여 수집한 연구 논문은 메타 분석 방법에 따라 단계별로 연구 자료를 추출하고 선정하는 절차를 통해 분석하였다.
제 7차 컴퓨터교과 교육과정은 소프트웨어 활용 부분에 치중되어 컴퓨터과학에 관한 원리교육이 이루어지지 못하고 있다. 한편, ACM K-12 컴퓨터과학 교육과정 모델에 관한 보고서에서는 현재의 컴퓨터교육이 그릇된 방향이며 컴퓨터과학 중심의 컴퓨터교육을 위해서 프로그래밍언어 교육을 통한 원리교육의 중요성을 강조하고 있다. 본 논문에서는 프로그래밍 체험학습을 위한 객체지향 기반의 새로운 교육용프로그래밍언어인 두리틀(Dolittle)을 소개한다. 두리틀은 간결한 구문과 한국어와의 대응성, 인크리멘탈 방식의 프로그래밍, 수치, 문자열, 배열과 같은 알고리즘과 구조화, 텍스트 위주의 프로그래밍 등의 설계방침을 적용한 언어이다. 중학생을 대상으로 실제 수업에 적용해 보고 학습효과를 분석한 결과, 객체지향기반이지만 클래스나 상속 등의 개념을 모르고도 활용 가능한 교육용프로그래밍언어라는 것을 확인할 수 있었다. 또한 객체와 메소드 활용을 통하여 프로그래밍 결과를 쉽게 확인할 수 있고 오류 수정이 용이하므로, 학생들의 높은 흥미도를 유지하면서 학업성취도를 향상시키고 차후 학습으로의 연계가 수월하였다.
예비교사들이 프로그래밍 수업에서 겪는 다양한 어려움을 해결하기 위해서 팀 기반의 프로그래밍 방법이 많이 적용되고 있다. 그들에게 필요한 효율적인 협업 전략을 마련하기 위해서는 학습자의 프로그래밍 역량에 미치는 다양한 협업요인들을 분석해야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 학습자들의 협업 요인들을 크게 개인 역량과 팀 역량으로 구분하여 설문조사를 실시하고 학습자들의 프로그래밍 역량과의 관계를 분석하였다. 검증결과 프로그램 설계역량에는 학습자 개인역량 모든 요소와 자료공유 기술과 같은 협업에 필요한 기술인 팀 테크닉 및 팀 협력도 등에서 유의미한 결과를 보였다. 그리고 프로그램 구현역량에는 개인의 학습이해도, 팀 협력도가 영향을 주는 것으로 분석되었다. 또한 팀 테크닉이 상대적으로 높은 그룹이 프로그래밍 역량과 흥미도 및 만족도에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이에 예비교사들에게 실질적으로 필요한 협업 전략을 프로그래밍 과정에 따라 개인역량 및 팀 역량과 관련된 유의미한 요소들을 연계하여 제시하였다.
프로그래밍 학습에서의 로봇의 활용은 학습자의 흥미와 동기 유발에 도움이 되지만, 단지 로봇이라는 새로운 매체의 도입을 통한 흥미 유발은 일시적일 수 있으며, 오히려 학습지의 동기를 저해하거나 새로운 인지적 부담으로 작용할 수 있다. 따라서 프로그래밍 학습에서의 로봇 활용의 효과를 최대화하기 위해 로봇의 기술적 특성 뿐 아니라, 로봇 프로그래밍 과제를 구성하고 제시하는 방식, 시기의 조절 등을 고려한 교수 학습 설계가 필요하다. 본 연구에서는 로봇 프로그래밍 학습에서 초보 학습자의 인지적 부담을 감소시키고 몰입경험을 향상시키기 위한 교수 학습 전략들을 설계하고 이러한 전략들이 실제 학습자의 몰입수준에 미치는 영향을 분석하였다. 연구결과, 로봇 프로그래밍 학습을 수행한 집단이 일반 프로그래밍 학습을 수행한 집단에 비해 몰입수준이 유의미하게 높게 나타났으며, 특히 개인의 내재적 동기를 설명하는 자기목적적 경험 요인에서 높은 차이를 드러냈다.
본 논문의 목적은 초등학교 프로그래밍 교육에서 디지털 스토리텔링의 효과를 알아보는 것이다. 초등 프로그래밍 교육의 어려움을 극복하고 효과적으로 학습자의 흥미를 유발할 수 있는 프로그래밍 교수 학습 방법을 모색하기 위해서 디지털 스토리텔링을 학습에 활용하였다. 에듀테인먼트의 중요한 요소로서 디지털 스토리텔링은 학습자와의 상호작용을 통해 재미를 제공한다. 또한 이야기는 학습 내용의 기억 및 언어 학습에 효과적이며 동기유발의 요소가 강해 프로그래밍 학습 소재로 적극 활용하였다. 그 결과 프로그래밍 코딩이나 문법적 지식 습득에 치우지는 일반적 프로그래밍 학습은 초등 학습자의 흥미를 떨어뜨리고, 인지 부하를 가중시키는 경향이 있었으나 디지털 스토리텔링의 엔터테인먼트적 요소를 통해 장면별, 상황별 스토리 보드 작성 및 구체적 행동 요소를 구성 해 봄으로써 학습자 동기와 학습 내용 이해에 긍정적 효과가 있었다. 디지털 스토리텔링의 효과적 활용은 현 초등 프로그래밍 교육이 가진 문제 해결을 위한 대안이 될 수 있다.
이 연구에서 엔트리 명령 블록을 이용하여 보편적 프로그래밍 언어를 개발하고 검증하였다. 그래서 이 연구를 통해 블록형 프로그래밍 언어의 접근 수월성을 이용하여 절차적 사고력 향상을 위한 아이디어를 제공하고자 하였다. 새로운 프로그래밍 언어를 만들어 알고리즘을 적용하여 함수화된 사칙연산 프로그램을 만들면서, 다양한 알고리즘을 적용하면 엔트리에서 제시하는 모든 명령 블록을 만들 수 있음을 증명하였다. 이 연구를 통해 1)프로그래밍 언어에 포함된 다양한 기능의 명령어들도 함수화되어 있음을 증명하고 재생산 가능함을 경험할 수 있는 아이디어를 제공하고, 2)초보 프로그래머들이 프로그래밍 언어 개발에 대한 흥미와 관심을 갖게 되는 방안을 제시하며, 3)알고리즘을 경험하면서 절차적 사고력을 향상시킬 수 있는 다른 방향의 SW 교수 학습 방법과, 4)프로그래밍 언어를 미시적으로 탐구하면서 SW 교육 관점을 다양화하는 방법을 제시하였다. 이 연구에서 제시한 방안으로 학생들이 절차적 사고력 향상과 프로그래밍 언어의 다양성 인식, 프로그램을 심층적으로 분석하는 태도 등의 SW 교육에 대한 긍정적 변화를 기대한다.
프로그래밍 교육은 학습자의 창의적이고 논리적인 사고력을 함양시키고 문제해결능력을 신장시킬 수 있는 ICT 교육의 한 분야로서 많은 교육적 가치를 가지고 있다. 프로그래밍과 관련된 초등학교 교육내용은 7차 교육과정에서 누락되었지만 2005년 12월에 개정된 초 중등학교 정보통신기술 운영 지침에 따라 초등학교에도 프로그래밍 교육과정이 도입되었다. 따라서 본 논문은 5, 6학년 '정보처리의 이해' 영역의 프로그래밍에 관련된 학습내용을 학년별 연계성을 고려하여 재구성하고 학습 성취에 대한 피드백을 강화하는 프로그래밍 교육을 위한 웹 코스웨어를 설계 하였다. 웹을 기반으로 설계된 이 시스템은 학교나 가정에서의 프로그래밍 교육 기회를 확대시키는 역할을 하며, 학습자가 학습 성취도를 직접 확인하여 자신의 능력에 맞게 학습속도를 조절할 수 있어 자기 주도적 학습 능력이 향상될 것으로 기대된다. 또한 학습자에게 다양한 동기유발 자료와 학습 결과에 대한 적절한 피드백을 제공함으로써 프로그래밍 교육에 대한 흥미와 학습 성취도를 높일 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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