• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.105-114
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• 2015

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.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.511-522
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• 2016

최근 학문 간의 경계를 허물고 새로운 지식을 창출하는 융합 교육이 대학 교육의 핵심 이슈로 부각되고 있다. IT융합 교육의 핵심은 SW 교육을 통해서 이루어지고 SW 교육의 목적은 CT(: Computational Thinking)을 향상하는데 초점이 맞추어 지고 있다. 본 논문의 목적은 IT 융합 교육을 활성화하기 위한 CT 수업모형을 설계하는 것이다. 본 연구에서는 IT 비전공 학습자의 CT 능력과 SW 적응력을 높이고 전공분야에서 활용될 수 있도록 알고리즘과 프로그래밍을 중심으로 CT 교육과정을 제시하고, 교수자와 학습자간의 CT 수업 효과와 성취도를 향상하기 위하여 CT 수업 제반요소와 수업에 대한 성취기준, 교수 학습방법을 통해 IT 비전공 학습자에 적합한 수업 모형을 설계 하였다. 이는 대학에서 IT 융합 교육을 위한 CT 수업 방법과 교육 과정을 설계하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제58권4호
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• pp.483-505
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• 2019

세계적으로 계산적 사고를 학교 교육과정에 통합하려는 움직임이 일고 있고, 수학교과는 이러한 움직임의 핵심이 되고 있다. 본 연구에서는 Jeannette Wing의 주장과 선행연구를 바탕으로 계산적 사고와 수학적 사고 간의 관계를 분석하였고 계산적 사고를 수학교과에 통합한 국내외 연구를 종합적으로 검토하였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.61-69
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• 2017

SW 교육의 목적은 Computational Thinking의 증진에 있다. 특히, 비전공자들의 경우 Computational Thinking을 습득하여 자신의 전공에 적용하여 문제를 해결하는 과정이 필요하다. 본 연구에서는 비전공자 대학생을 대상으로 한 Computational Thinking 교육을 실시한 후, 혼합연구방법론을 통해 Computational Thinking 증진에 영향을 주는 요인이 무엇인지 검증하였다. 또한, Computational Thinking 학습전이 초기과정에서 나타나는 특징을 분석하여 비전공자를 대상으로 한 SW교육의 타당성과 당위성의 근거를 마련하고자 하였다. 연구의 결과로 Computational Thinking 증진에 영향을 주는 요인은 교육만족도, 학습전이 동기, self-CT 효능감으로 나타났다. Computational Thinking 학습전이 초기 과정이 실제 프로그래밍 과정에서 나타나는 Computational Thinking의 개념과 실행의 특징을 보이고 있으므로, 문제해결에서 Computational Thinking을 적용하는 사고과정이 실제 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 나타난 비전공자를 대상으로 한 Computational Thinking 교육의 효과와 전이 과정은 향후 모든 학생들에게 SW교육을 실시해야 하는 타당성과 당위성의 근거가 될 수 있다.

• 정보교육학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.105-114
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• 2017

소프트웨어 교육과 관련된 교육과정이나 운영지침에 포함된 Computational Thinking(CT)의 개념과 구성 요소가 서로 달라서 학교 현장에서 CT를 기반으로 한 소프트웨어 교육을 정착시키는 데 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 전문가 델파이 조사 결과를 토대로, CT에 대한 용어를 '컴퓨팅 사고력'으로 통일하였고, CT의 구성 요소를 문제 정의, 자료 분석, 추상화, 자동화, 일반화 등 5가지로 구분하였다. 또한, 한국정보교육학회에서 개발한 정보과 교육과정 표준 모델에서 컴퓨팅 사고력과 관련성이 높은 소프트웨어 영역을 선정하여, 하위 영역별 성취 기준과 관련성이 높은 컴퓨팅 사고력이 무엇인지를 조사하여 제시하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권4호
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• pp.415-434
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• 2020

The purpose of this study was to explore if, what kinds of, how much computational thinking (CT after this) practices could be included in STEAM programs, and what kinds of CT practices could be improved to make STEAM revitalized. The CT analyzing tool with operational definitions and its examples in science education was modified and employed for 5 science-focused and 5 engineering-focused STEAM programs. There was no discerning pattern of CT practices uses between science and engineering STEAM programs but CT practices were displayed depending on their topics. The patterns of CT practices uses from each STEAM program could be used to describe what CT practices were more explored, weakly exposed, or missing. On the basis of these prescription of CT practices from each STEAM program, the researchers could develop the weakly exposed or missing CT practices to be improved for the rich experience in CT practices during STEAM programs.

• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제19권3호
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• pp.553-570
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• 2017

본 연구는 21세기 필수 능력으로 거론되는 계산적 사고의 의미를 살펴보고, 수학교과에서 CT 교육의 가능성 여부와 그 선행 조건을 탐색할 목적으로 수행되었다. 선행연구를 통해 컴퓨터, 학교교육, 수학교육에서의 CT의 정의와 구성 요소를 조사하였으며 본 연구에서는 수학교과에서 CT를 수학적 문제해결 관련 사고로 보았다. CT-컴퓨팅(컴퓨터 활용)-수학교육 세 영역 사이의 관계 고찰에서 컴퓨팅환경에서 유용한 CT이나 수학교육에는 포함되지 않는 영역에 주목하였다. CT와 수학교육의 통합논의에서는 컴퓨터가 전통적 수학교육의 보조 수단으로 허용되는 우리나라 수학교육 현황을 고려할 때, '컴퓨팅 환경에서의 수학적 문제해결'에 주목할 필요가 있다고 보았다. 수학교육에서 CT 교육은 컴퓨팅 환경 조성을 전제로 수학교과에서 수학 관련 과제에 해결을 위한 코딩, 문제해결, STEAM 교육 맥락에서 수학과 CT의 통합을 제시하였으며 이를 위하여 CT 통합을 지원하는 수학교육과정 마련 등 제반 조건을 논의하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권5호
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• pp.588-603
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• 2021

This study details a researcher's self-study journey in advancing from a computational thinking (CT) novice to an expert. The researcher went through a four-stage process, with a preliminary literature review preceding the four stages. From the literature review, the computational thinking analysis (CT_AT) tool was developed for use in stage one to analyze science, technology, engineering, art, and mathematic (STEAM) modules. Although no discernable patterns were found in analyzing the five science and five engineering-based modules, the analysis revealed which CT practices were missing or weakly exposed. In stage two activities were suggested to promote these missing or weakly exposed practices. Stage three required the researcher to develop his own STEAM module from the viewpoint of exposing students to CT. The fourth stage was to validate the CT_AT through interviews with pre-service and in-service teachers. These interviews led to changes in the CT_AT tool and, as a result, the researcher produced a guidebook that could be used by teachers in their own CT studies. This guidebook can be used by teachers to develop and become competent in CT skills.

• 한국지구과학회지
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• 제39권4호
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• pp.388-400
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• 2018

The purpose of this study was to explore the nine components of computational thinking (CT) practices and their operational definitions from the view of science education and to develop a CT practice framework that is going to be used as a planning and assessing tool for CT practice, as it is required for students to equip with in order to become creative problem solvers in $21^{st}$ century. We employed this framework into the earlier developed STEAM programs to see how it was valid and reliable. We first reviewed theoretical articles about CT from computer science and technology education field. We then proposed 9 components of CT as defined in technology education but modified operational definitions in each component from the perspective of science education. This preliminary CTPF (computational thinking practice framework) from the viewpoint of science education consisting of 9 components including data collection, data analysis, data representation, decomposing, abstraction, algorithm and procedures, automation, simulation, and parallelization. We discussed each component with operational definition to check if those components were useful in and applicable for science programs. We employed this CTPF into two different topics of STEAM programs to see if those components were observable with operational definitions. The profile of CT components within the selected STEAM programs for this study showed one sequential spectrum covering from data collection to simulation as the grade level went higher. The first three data related CT components were dominating at elementary level, all components of CT except parallelization were found at middle school level, and finally more frequencies in every component of CT except parallelization were also found at high school level than middle school level. On the basis of the result of CT usage in STEAM programs, we included 'generalization' in CTPF of science education instead of 'parallelization' which was not found. The implication about teacher education was made based on the CTPF in terms of science education.

• 과학교육연구지
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• 제44권1호
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• pp.92-111
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• 2020

컴퓨팅 사고(computational thinking)는 2015 개정 과학교육과정 및 미국의 차세대 과학교육표준(NGSS)에서 새로운 탐구 기능 혹은 역량으로 제시되고 있다. 특히, 2014년부터 교육부가 소프트웨어 교육을 필수화함에 따라 컴퓨팅 사고에 관한 관심은 더욱 커지고 있다. 그러나 과학교육 분야에서 컴퓨팅 사고를 어떻게 접목할 것인가에 대한 논의는 아직 부족한 실정이다. 이에, 본 연구에서는 다양한 관련 분야의 문헌 분석을 통해 컴퓨팅 사고 요소들을 과학 탐구에 접목하는 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 먼저 컴퓨팅 사고의 요소에 대한 여러 정의를 정리하였고, 이를 활용한 모형을 개발하기 위해 일반 문제해결 과정과 과학적 탐구과정들을 종합적으로 분석하였다. 마지막으로 컴퓨터 과학 분야에서 문제해결에 접목한 사례들과 비교하여 컴퓨팅 사고 기반 과학 탐구(CT-SI) 모형의 요소들을 정리하였다. 정리된 요소들을 이학 전문가들에게 제공하여 각 분야의 연구 과정과 컴퓨팅 사고 요소들을 접목하여 설명하게 한 후, 이를 기반으로 문제발견형 CT-SI 모형과 문제해결형 CT-SI 모형을 개발하였다. 개발된 두 모형은 이학 전문가들에 의해 모형의 단계가 각 분야의 연구에 활용 가능하다고 검토받았으며, '문제발견형'은 과학 연구 과정에서 정보를 선별하고 문제를 분석하는 과정과 이론적 연구에서 근거를 기반으로 하는 추론 연구 과정에 적합하다고 응답하였다. '문제해결형'은 과학의 일반적인 연구 과정 및 공학설계를 활용한 공학적 문제해결과정에 적합하다고 응답하였다. 또한, 현장 교사 2인에 의해 중고등학교 현장 탐구 수업에 적용 가능함을 확인하였다. 본 연구에서 개발된 모형은 다양한 과학 교과의 탐구 활동과 연계할 수 있으며 이를 통해 2015 개정 교육과정에서 제시하고 있는 '자료의 수집, 분석 및 해석', ' 수학적 사고와 컴퓨터 활용' 역량을 길러줄 수 있을 것이다.