본 논문에서는 정보교과의 초등 프로그래밍기초교육에서 흐름도 중심의 프로그래밍 지도를 위해, 라인트레이서 로봇을 활용한 센서기반 초등로봇프로그래밍 PBL 문제를 제안하였다. 제안한 초등로봇프로그래밍 문제는 다양한 알고리즘을 답안으로 갖도록 설계되었다. 이를 위해 PBL기반 초등로봇프로그래밍 교육단계를 제시하였다. 그리고 라인트레이서 로봇 예제를 통해 제안한 PBL 문제들을 활용하여, 실제 수업에 적용한 결과를 난이도 할당의 적절성 및 학생들의 문제해결력 측면에서 분석하였다.
컴퓨팅 사고력의 중요성이 강조되면서, 대학에서는 소프트웨어 교육을 필수 강좌로 오픈하고 있다. 따라서 본 연구에서는 비전공자 학생들이 느끼는 프로그래밍에 대한 기존의 인식과 실제 수업 후 느끼는 인식을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 15주 동안 스크래치 프로그램을 활용하여 프로그래밍 교육을 진행하였으며, 214명의 답변을 받아 내용을 분석하였다. 분석 결과 비전공자 학생들의 74%가 프로그래밍에 대해 이전의 경험이 없었으며, 87%가 프로그래밍에 대해 어려움을 느끼고 있었고, 69.7%가 프로그래밍 교육이 필요없다고 답하였다. 이러한 부정적 인식을 변화시키기 위해 몇 가지를 제안하고자 한다. 첫째, 교수는 수업 전 프로그래밍 교육의 필요성과 목적 및 내용을 분명히 전달해야한다. 둘째, 필수보다는 선택교과목으로 지정되어야 한다. 셋째, 전공과의 통합 내용이나, 취 창업에 연계한 교육과정 및 내용 개발이 필요하다.
This paper is designed to examine the effectiveness of Computational Thinking and programming awareness by designing and applying programming classes using Havruta. In the present society, where the Fourth Industrial Revolution was in full swing, the capacity to be equipped has changed, and the education has been changed accordingly. Programming education is logically capable of thinking and improves comprehensive problem solving skills. This direction of programming education allows us to get ideas for solving problems based on computing thoughts and to create our own creative results. However, because they require the grammar of the programming language and many additional abilities, they are not easy for learners, and individual differences in competencies make learning less immersive and interesting. In this paper, to solve the problems of the uniform programming class, this study is designed and applied to the class applying the Jewish traditional teaching method, Havruta's teaching method, to find out the effect of computing thinking and programming perception.
최근 소프트웨어 교육의 중요성에 관한 인식이 확산됨에 따라 초등학생을 대상으로 하는 프로그래밍 교육 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 초등학교에서 프로그래밍 교육을 담당해야 할 교육대학교 재학생 대다수는 프로그래밍의 기본 원리에 대해 이해가 부족할 뿐만 아니라 프로그래밍 교육의 필요성에 관한 관심 또한 부족하다. 그래서 본 연구에서는 교구로봇을 활용한 프로그래밍 교육과 스크래치를 활용한 프로그래밍 교육이 예비교사들의 프로그래밍에 대한 학습동기와 학업성취도에 미치는 효과를 알아보았다. 교구로봇을 통한 프로그래밍 교육의 학습동기, 학업성취도와 스크래치를 통한 프로그래밍 교육의 학습동기, 학업성취도를 비교한 결과 교구로봇을 활용한 프로그래밍 교육이 학습동기와 학업성취도 측면에서 통계적으로 유의미한 차이가 있음을 알 수 있었다.
이 연구는 학생이 선호하는 학습 전략과 방법이 있다는 학습 양식을 전제로 교사가 수업에 적용할 수 있는 학습 양식에 따른 프로그래밍 교수 전략과 방법을 제안한다. 관련 연구들은 대부분 학습 양식집단이 특정 능력에 차이가 있음을 증명하는 연구들이기 때문에 교사가 수업을 설계하거나 실현할 때, 연구의 결과가 큰 도움을 주지 못한다. 따라서 실제 수업을 설계하고 실현할 때 도움을 주기 위한 교수전략과 방법에 대한 연구가 필요하다. 이에 컴퓨터 교육 전문가들로 구성된 전문가 설문을 통해 연구된 학습 양식에 따른 프로그래밍 교수 전략과 방법을 제안한다. 제안된 교수 전략과 방법의 유용성을 확인하기 위해 실험 집단을 구성하여 실제 프로그래밍 교육을 설계하여 실현하였다. 수업을 마친 후 성취도 평가를 실시하여, 그 결과 차이를 학습 양식 집단별로 검증하였다. 이 연구의 실험자의 수가 적고 적용기간이 짧다는 제한점이 있지만, 앞으로의 학습 양식에 기반한 교수 전략과 방법 연구에 좋은 사례 연구가 될 것이다.
현재 컴퓨터교육은 컴퓨터의 활용보다는 컴퓨터과학을 통한 창의성 신장 교육으로 비중을 높이고 있다. 이에 따라 창의성 교육의 측면에서 로봇을 활용하는 프로그래밍 교육은 컴퓨터교육 연구의 주요 과제로 떠오르고 있다. 로봇 프로그래밍에 관련된 기존 연구를 살펴보면 주로 로봇 프로그래밍 교육의 효과 및 교육과정 개발에 대한 연구가 주를 이루고 있으며, 점차 구체적인 학습 방법에 대한 연구로 초점이 이동되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 로봇프로그래밍 학습 방법으로서 예제의 활용에 주목하고 있다. 예제는 프로그래밍을 가르치고 배우는데 중요한 역할을 하며, 학생과 교사 모두에게 유용한 유형의 학습 자료로 인식된다. 또한, 예제는 학습자가 프로그래밍을 할 때 기본틀, 가이드라인, 힌트 제공의 역할을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 로봇 프로그래밍 교육을 위한 NXC 예제를 개발하고, 이를 학습자들이 쉽게 활용할 수 있는 지원 시스템을 개발하였다. 이 지원 시스템은 최근 관심이 집중되고 있는 스마트 교육의 동향에 따라 모바일 웹 애플리케이션으로 개발하였다.
컴퓨터 교육은 기능 중심의 교육에서 창의력과 문제해결력을 신장시킬 수 있는 방향으로 전환되며 프로그래밍이 새롭게 주목받고 있다. 그러나 기존의 프로그래밍 교육은 여전히 문법 위주의 언어 지식 교육에 치우쳐 있어 한계가 있었다. 로봇 프로그래밍은 그 자체가 문제해결과정이며 프로그래밍 결과를 로봇이라는 구체물을 통해 직접 확인할 수 있으므로 학습자들의 흥미와 동기유발에 도움을 줄 수 있다. 그러나 실제 로봇 프로그래밍 교육을 실시해 보면 학습자들이 여러 가지 오류 때문에 어려움에 직면하는 것을 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 로봇 프로그래밍에서 학습자들이 발생시키는 오류들을 유형별로 나누어 분석하고 이를 기초로 오류 해결지원 도구를 개발하였다. 개발된 오류 해결 지원 도구는 발생되는 오류를 감소시키고 오류 해결을 쉽게 할 수 있도록 명령어의 세트화, 언어 및 오류 메시지의 한글화, 학습단계별 예제소스 및 도움말, 주요 코딩 오류 제거기능, 코드정렬 및 행번호 표시 기능 등을 제공하였다. 투입 결과 오류 해결 지원 도구는 오류 감소와 오류 해결에 도움이 됨을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 교육용 프로그래밍 언어를 사용한 프로그래밍 교육의 효과에 관한 국내 논문을 메타분석하여 프로그래밍 교육의 효과를 분석한다. 프로그래밍 교육의 효과에 관한 논문 가운데 메타분석이 가능한 논문 70편의 101개 연구를 대상으로 메타분석을 한 결과 평균 효과크기는 0.641로 긍정적인 효과를 보였다. 인지적 영역의 학습 효과를 위한 연구와 정의적 영역의 학습 효과를 위한 연구의 평균 효과크기는 각각 0.632, 0.666이었다. 실험 대상의 학령, 실험 차시, 사용 언어의 중재변인별 평균 효과크기에는 통계적으로 유의미한 차이가 없었다. 본 연구의 결과로부터 프로그래밍 교육을 받은 실험집단은 프로그래밍 교육을 받지 않은 통제집단에 비하여 약 23.9%의 긍정적인 효과의 향상을 보인다는 것을 알 수 있다.
로봇을 활용한 교육은 학생들의 몰입도를 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히 프로그래밍 교육에 있어서 로봇을 활용하면 학생들의 관심이 높은 주제일 뿐 아니라 프로그램이 눈으로 볼 수 있는 형태로 동작하기 때문에 프로그래밍에 대한 이해도를 높일 수 있는 장점도 있다. 그러나 학생들은 센서를 사용하는 로봇 프로그래밍에 대하여 막연한 거부감을 가지고 있고, 로봇을 제작하는 데 많은 시간이 소요되기 때문에 주어진 시간에 소기의 목적을 달성할 수 있는 교육을 하기 어려웠다. 따라서 본 논문에서는 로봇 프로그래밍의 패턴을 분석하여 이에 따라 학생들이 비슷한 프로그래밍 패턴에서 센서 부분을 교환하는 형태의 프로그래밍 교육 방법을 제안하였다. 이 방법에 따르면 로봇 제작 및 프로그래밍 교육 시간이 줄어들어 전체적인 교육 시간이 줄어들고, 효율적인 프로그래밍 교육을 할 수 있었다.
컴퓨터 기반 산업이 활성화되고 이에 따라 학생들을 위한 IT 교육이 급성장하였다. 국가적으로 정보화에 부합되는 인간을 양성하기 위해 다양한 IT 관련 교육이 실시되고 있다. 특히 정보과학영재에 대한 관심이 높아지면서 정보 과학 영재를 위한 다양한 프로그래밍 언어교육이 활성화되어 일선 교육청과 각 대학에서 영재를 위한 프로그래밍 교육이 실시되고 있다. 하지만 대부분의 학생들이 딱딱한 알고리즘 교육과 일부 특정 언어에 치중한 교육에 싫증을 느끼고 있으며 프로그래밍 교육이 시험위주로 이루어지고 있다. 본 논문에서는 다른 프로그래밍 언어보다 배우기 쉽고 다루기 쉬우며 초보자도 쉽게 사용할 수 있는 비주얼 베이식을 이용한 프로그래밍 교육과정을 개발 적용하였다. 이를 통해 학생들은 실제로 다양한 방식으로 자신이 배운 프로그래밍 지식을 홈페이지를 통해 적용하게 하면서도 프로그래밍 언어에 대한 기초를 쌓을 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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