SW 역량은 미래 사회에서 필요로 하는 핵심 역량으로, 컴퓨팅 사고력을 기반으로 하고 있다. 하지만 교육 현장에 컴퓨팅 사고력의 도입은 교사와 학생의 인식과 적절한 교육 프로그램의 부족으로 도입이 어려운 실정이다. 이에, 본 연구에서는 현장에 친숙한 융합인재교육을 이용해서 개발된 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육의 현장 적용을 통해 현장 적용 가능성을 제시하고, 그 효과성을 분석하였다. 연구 대상은 49명으로 실험집단 23명, 통제집단 26명으로 선정하였으며, 실험집단에 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육 프로그램을 실시한 후 사전-사후 융합적 사고력 검사, 컴퓨팅 사고력 검사를 통해 프로그램 효과성 분석을 시행하였다. 연구 결과, 실험집단의 경우 융합적 사고력의 하위 요인인 과학선호도와 자기 주도적 학습능력이 유의하게 향상되었다. 또한, 컴퓨팅 사고력 점수도 실험집단에서 유의한 향상을 보여 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육(CT-STEAM) 프로그램의 효과를 확인할 수 있었다. 향후, 다양한 컴퓨팅 툴을 활용한 융합인재교육 프로그램의 개발을 기대해 본다.
본 연구의 목적은 교원양성대학의 대학생을 대상으로 한 문제해결 프로그래밍 교육에서 학습자들의 컴퓨팅 사고력을 평가할 수 있는 평가 도구를 개발하고 타당화하여 활용 가능성을 분석하는 것이다. 이를 위해 문제해결 프로그래밍의 관점에서 컴퓨팅 사고력의 영역과 세부 요소를 재 정의하였으며 이를 평가할 수 있는 지필형 검사지 및 자기보고식 설문지를 개발하였다. 실제 교원양성대학의 대학생을 대상으로 개발한 평가 도구를 적용하여 신뢰도와 타당도를 각각 분석하였다. 이를 통해 본 연구에서 개발한 지필형 검사지 및 자기보고식 설문지가 컴퓨팅 사고력을 평가하기 위한 도구로 활용이 가능함을 확인하였다.
창의적 사고와 융합이 중요시되는 4차 산업 혁명 시대를 성공적으로 맞이하기 위해 전 세계적으로 컴퓨팅 사고력(Computational Thinking: CT) 증진을 위한 코딩(coding) 교육이 대두되고 있다. 특히 MIT 미디어 연구소에서 개발한 스크래치(Scratch)를 활용한 코딩 교육은 기존의 전통적인 교육패러다임을 벗어나서, 학습자들이 능동적이고 협력적 활동에 참여하는 구성주의 교수법을 강조하고 있다. 하지만 이러한 교육 패러다임 변화에 대한 인식이 부족하기 때문에 실제 학교나 사교육 현장에서는 코딩 교육이라는 명목하에 프로그래밍 언어에 관련된 테크닉이 주로 강조 되는 경향이 있다. 이에 본 연구는 구성주의적 교수-학습에 입각한 CT 평가 도구를 개발하고 실행하는 것에 초점을 두었다. 그리고 CT 자기 평가 도구의 교육적 가치를 연구하기 위해 '컴퓨팅 사고력을 활용한 문제해결'이라는 과목을 수강한 초등예비교사들이 CT 역량 평가 루브릭을 활용한 결과를 분석하였다. 본 연구의 결과를 통해 협력이 강조되는 구성주의 교수법을 반영한 CT 자기 평가를 디자인하고 실현하는 과정을 매개로 하여, 초등예비교사들이 문제해결 과정을 체험하고 CT역량을 증진시키는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 도출된 CT 교육 및 평가에 대한 개선점을 제언하였다.
2015개정 교육과정을 통해 소프트웨어 교육이 도입되면서 기존의 ICT 소양 및 응용 소프트웨어 활용 교육에서 벗어나 학습자의 컴퓨팅 사고력을 향상시키기 위한 다양한 연구 활동이 이루어져 왔다. 이와 같은 변화에 따라 본 연구에서는 소프트웨어 교육에서 강조되고 있는 컴퓨팅 사고력과 관련된 다양한 연구 활동에 대한 연구 동향을 살피는데 그 목적이 있다. 이를 위해 2014년 1월부터 2019년 9월까지 출판된 컴퓨팅 사고력과 관련된 190편의 논문을 대상으로 주제어를 추출하여 그 단어들을 대상으로 빈도분석, 워드 클라우드, 연결 중심성, 토픽 모델링분석을 실시하였다. 토픽 모델링 분석 결과 지금까지의 주된 연구에는 '컴퓨터 사고력 교육 프로그램', '컴퓨팅 사고력 예비교사 교육', '컴퓨팅 사고력 로봇 활용 교육', '컴퓨팅 사고력 평가', '컴퓨팅 사고력 교과 연계 교육'에 관한 연구들이 진행되고 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구 방법을 통해 현재까지 주로 진행되고 있는 컴퓨팅 사고력 관련 연구 동향을 파악할 수 있었고, 이는 컴퓨팅 사고력 교육의 어떤 부분이 연구자들에게 더 중요하게 인식되고 있는지를 알 수 있게 해 준다.
제 4차 산업 혁명으로 인하여 일상생활까지 소프트웨어 환경이 확장되는 흐름 속에서 2015 개정 교육과정은 소프트웨어 교육을 의무 교육으로 명시하였다. 또한, 과정중심평가를 명시함으로써 학습과 평가가 통합된 수업의 패러다임 변환을 강조하고 있다. 본 연구는 수학 학습과 평가를 통합한 컴퓨팅 사고력 기반의 수업을 초등학교 4학년 소수의 덧셈과 뺄셈을 중심으로 설계하였다. 서울시내 초등학교의 4학년 두 학급을 선정하여 양적 연구로 메타인지와 수학학업성취도의 사전사후 검사를 실시하고, 학생들의 활동지와 소감문을 분석하는 질적 연구를 병행하는 혼합연구를 실시하였다. 연구결과, 수학 학습과 평가를 통합한 컴퓨팅 사고력 기반의 수업은 초등학생들의 메타인지와 수학학업성취도의 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다.
In this paper, we propose a CT-SPI Model based on a physical computing for improving Computational Thinking(CT) for elementary students. This study analyzes the results obtained from applying the CT-SPI model to fourth-grade class. The model is designed to embrace the learning activities and CT elements for three different stages: System thinking, Prototyping and Interaction. For providing curriculum with CT-SPI model, physical SW educational module is developed, so that learners could focus on internalizing CT. The study results indicate that a learning satisfaction and a degree of learner interest improve significantly. Comprehensive CT capability assessment results in three levels show that the capability in lowest level (score is below 4 out of 10) has decreased by 46.6% but capability in highest level (over 7 out of 10) has increased by 20%.
오늘날 컴퓨팅 사고 과목은 초 중등 교육과정뿐만 아니라 고등 교육과정에서도 필수 영역으로 개설하고 있다. 특히 고등 교육과정에서는 학습자가 컴퓨팅 사고의 개념을 전공 분야에 실제로 적용할 수 있도록 교육하여 융합 인재의 기반을 마련하는 것이 중요하다. 그러나 이와 같은 목표에 맞는 교육이 이루어지고 있는지를 평가할 수 있는 도구와 관련 연구가 부족하다. 이에 본 연구에서는 비전공자를 대상으로 한 컴퓨팅 사고 과목을 개념 교육과 프로그래밍 실습 교육의 두 가지 관점으로 평가하는 루브릭을 개발하고 학습 성취도를 평가하고 이론과 실습간의 연관성을 분석하였다. 제안 루브릭은 고등 교육과정의 컴퓨팅 사고 개념 및 실습 학습을 평가하기 위하여 컴퓨팅 사고의 세부 요소를 4개의 분류 및 8가지의 항목으로 구성한 두 개의 루브릭을 정의하였다. 또한 제안 루브릭을 대학교 컴퓨팅 사고 관련 교양 수업에 적용하여 학습도를 평가하여 결과를 분석하고 향후 개선점을 도출하였다.
제4차 산업혁명 시대를 살아갈 학생들에게 필요한 핵심 역량으로서 컴퓨팅 사고력의 중요성이 강조되고 있으며, 이와 관련하여 다양한 연구가 진행되고 있다. 그러나 대부분의 연구가 교수 학습 방법을 개발하고 효과성을 검증하는데 치중하는 반면, 학습자의 컴퓨팅 사고력을 어떻게 평가하고 피드백을 줄 것인지에 대한 연구는 부족하다. 따라서 본 연구에서는 컴퓨팅 사고력 평가에 관한 연구 중에서 KCI에 등재된 9편의 연구를 분석하고, 시사점을 도출하였다. 이는 컴퓨팅 사고력 평가에 관한 향후 연구의 방향을 제시해줄 것이라 기대한다.
이 연구의 목적은 기존 CT 검사 도구를 확인하여 한계를 파악하고, CT 기반 역량의 의미를 밝히고 이를 통해 올바른 CT 검사도구 개발의 방향을 제시하는 것이다. 그래서 이 연구로 CT 기반 스킬을 통해 CT 역량을 검사할 수 있는 방법을 제시하였다. 이 연구의 결론으로 CT 역량을 검사하는 것은 CT 기반 역량을 검사하는 것으로 CT 기반 하드스킬을 밝혀내어 이를 평가 요소로 적용한다면, 기존 검사도구의 한계를 극복하는 묘책이 될 것으로 판단되었다. 이 연구의 후속으로 CT 기반의 하드 스킬을 찾아 CT 기반 역량을 명확히 규명하고, 이를 바탕으로 검사도구를 개발하여 검증하고자 한다.
본 연구에서는 스크래치 프로그래밍 수업이 초등예비교사에게 미치는 영향을 컴퓨팅 사고력과 블룸의 텍사노미를 활용한 인지적 평가를 통해 확인하고자 하였다. 이를 위해 한 학기 동안 스크래치 프로그래밍 수업을 진행하고 예비교사의 객관적인 프로그래밍 능력을 평가하기 위해 인지적 평가 문항을 블룸의 텍사노미를 기반하여 측정하였다. 또한 초등예비교사들의 컴퓨팅 사고(Computational Thinking) 개념, 수행, 관점에 초점을 둔 설문을 실시하는 한편 팀프로젝트를 가지고 산출물 기반 인터뷰(Artifact-based Interview)를 실시하고 팀프로그래밍 경험을 정성적으로 분석하였다. 본 연구는 프로그래밍 수업을 통한 예비교사의 컴퓨팅 사고를 양적 및 질적으로 보다 포괄적으로 평가하였다는 점에서 의미가 있다. 또한 프로그래밍 능력을 블룸의 텍사노미 체계에 의해 객관적으로 평가해 봄으로써 향후 예비교사 프로그래밍 수업 설계에 대한 평가 측면의 시사점을 제시하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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