피지컬 컴퓨팅은 도구를 활용한 구체적 조작 활동으로 컴퓨터와 실제 세계간의 상호작용을 직접 관찰할 수 있어, 초등학교 학생들이 컴퓨터 과학의 개념과 원리를 쉽게 이해할 수 있도록 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 초등학생들이 보유한 스마트폰을 피지컬 컴퓨팅 도구로 활용할 수 있는 안드로이드 어플리케이션을 설계하고 개발한다. 안드로이드 스마트폰의 센서를 활용하여 데이터를 수집하는 클래스와 수집된 데이터를 컴퓨터로 전송하여 프로그래밍 학습에 활용할 수 있도록 하는 클래스를 설계하고 어플리케이션을 개발한다. 본 연구에서 개발하는 피지컬 컴퓨팅 교육용 어플리케이션은 다른 피지컬 컴퓨팅 도구의 구비가 어려운 환경에서 학생 자신의 스마트폰을 통해 컴퓨터 과학의 원리를 더욱 쉽게 이해할 수 있는 도구로 활용될 수 있다.
언플러그드 활동은 프로그래밍 프로그램 이외의 학습 도구를 통하여 컴퓨터 과학에 대하여 학습하는 활동들이다. 기존의 언플러그드 활동은 절차적인 사고 과정에 초점을 맞추고, 놀이를 통해 사고 과정을 지도하는 것에 초점을 두어, 최근 주목되는 머신 러닝에서 중요한 비중을 차지하는 비지도 학습에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생들에게 익숙한 영상 매체를 사용하여 데이터를 분석하는 비지도 학습을 위한 언플러그드 수업을 설계하고, 수업을 실시한 후에 비버챌린지를 활용하여 수업의 효과성에 대한 결과를 분석하였다. 사전 검사와 사후 검사의 점수를 분석한 결과 학생들의 computational thinking 과 문제 해결력이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
스마트 러닝의 확대에 따라 다양한 스마트 교육 방법이 초 중등학교에서 시범 적용되고 있다. 이에 본 연구에서는 학급 SNS와 스마트폰을 활용한 Smart r-Learning 교수학습 모형을 개발 적용하였다. 무선 표준인 블루투스 장비를 스마트폰과 연계하여 학생들이 스마트폰으로 로봇 프로그래밍을 하고 로봇을 제어할 수 있도록 함과 동시에 학급 SNS를 통해 학생들과 교사가 시간의 제약 없이 로봇 교육에 대한 다양한 의견을 서로 교환할 수 있도록 하는 데 주안점을 두었다. 개발된 Smart r-Learning 프로그램을 초등학생들에게 적용한 후 학생들의 창의적 사고력 향상 정도 및 수업 만족도를 조사한 결과 Smart r-Learning 수업에 대한 학생들의 만족도는 96%로 매우 높게 나타났으며 학생들의 창의적 사고력 또한 t-검증에서 유의미하게 향상 된 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 대학의 교양강좌 학생들의 스크래치 수업에서 에니어그램 성격 유형 검사를 실시한 후 중심유형을 파악하여 진행하였다. 학습자들의 각각의 특성으로는 초중고등학교때 프로그래밍을 경험해보지 못한 이와 경험해본 이로 나누어진다. 이와 같이 유형별로 분류한 다음 스크래치 프로그래밍 수업을 진행하였다. 사전 검사와 사후 검사가 다른 점은 에니어그램 중심유형을 파악하고 그에 알맞게 교수학습방법을 달리하는 것에 있다. 본 연구를 통하여 컴퓨팅 사고를 학습하면서 겪는 어려움을 파악하고 이로운 점도 파악할 수 있었다.
본 연구의 목적은 초중등 교원의 인공지능 교육역량 강화를 위한 교사 대상 연수 프로그램을 적용하여 그 효과를 분석하고 인공지능 교육에 대한 교사들의 요구를 분석하여 기초 연구 자료를 제공하는 것이다. 참조하기 위한 연수 프로그램은 다섯 가지 인공지능의 핵심 요소를 바탕으로 교육내용을 선정하여 ADDIE 모형을 기초로 설계하였으며, G광역시교육청 소속 교육 전문직 및 교사와 인공지능교육연구회 소속 교사들이 협업으로 프로그램을 개발하였다. 개발된 연수 프로그램 효과 및 교사 요구분석 설문 문항들은 내용 타당도 검사를 하였다. 개발된 프로그램을 적용하여 실시된 연수 결과, 연수의 각 교육과정에 대한 만족도 및 현장 적용 가능성이 높게 평가되었다. 교사들은 초등학교에서는 인공지능 교육을 위한 언플러그드 활동과 기초 인공지능 체험을, 중학교에서는 블록형 프로그래밍 언어와 피지컬 컴퓨팅 활동이 포함된 인공지능 교육내용을 가르쳐야 하는 것으로 인식하고 있음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 한국정보올림피아드 경시부문 초등부 지역예선을 준비하고 컴퓨터 원리를 학습할 수 있는 교재를 Polya의 문제해결 단계의 원리를 적용하여 개발하였다. 교재의 내용은 학생들이 컴퓨터 원리를 학습할 수 있도록 프로그래밍의 기본이 되는 이산수학과 자료구조로 선정하였다. 개발된 교재는 J대학교의 정보영재교육원에 재학 중인 초등학생을 대상으로 투입한 뒤 기출문제를 재구성한 검사도구를 활용하여 정보올림피아드 문제해결 능력 신장에 도움이 되었음을 밝혔다. 앞으로 정보올림피아드 지도교사를 위한 지도서의 개발 및 연수 등 컴퓨터 교육을 정상화 할 수 있는 현실적인 여건이 구비되어야 할 것이다.
초중등 교과과정에 기본적인 통계 개념과 다양한 그래프가 사용된다. 하지만 통계적 개념은 이해하기 쉽지 않으며 사용된 그래프는 손으로 구현하는 경우가 많다. 본 연구에서는 그래프 및 수치요약을 직관적으로 할 수 있는 교육용 통계 패키지 '통그라미'를 개발하여 학생 및 교사에 도움이 되고자 하였다. 통그라미는 초중등학교 교과서에 나오는 그래프 및 수치요약을 포함하였다. 그래프는 동적 연결을 통하여 원자료와 연결되었으며, 원자료도 그래프에 연동하였다. 통그라미의 모든 그래프는 동적 그래프이며, 적용 가능한 경우 모핑 기법을 사용하였다.
International journal of advanced smart convergence
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제12권4호
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pp.268-276
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2023
The representative branch of ICT education is Arduino. However, there are various problems when teaching using Arduino. Arduino requires a complex understanding of hardware and software, and this can be perceived as a difficult course, especially for beginners who are not familiar with programming or electronics. Additionally, the process of connecting the pins of the Arduino board and components must be accurate, and even small mistakes can lead to project failure, which can reduce the learner's concentration and interest in learning Arduino. Existing Arduino learning content consists of text and images in 2D format, which has limitations in increasing student understanding and immersion. Therefore, in this paper analyzes the necessary conditions for sprouting 'growing kidney beans' in the first semester of the fourth grade of elementary school, and builds an automated experimental environment using Arduino. Augmented reality of the pin connection process was designed and produced to solve the difficulties when building an automation system using Arduino. After 3D modeling Arduino and components using 3D Max, animation was set, and augmented reality (AR) content was produced using Unity to provide learners with more intuitive and immersive learning content when learning Arduino. Augmented reality (AR)-based Arduino learning content production is expected to increase educational effects by improving the understanding and immersion of classes in ICT education using Arduino and inducing fun and interest in physical computing coding education.
우리 사회가 기하급수적으로 발달하고 있는데 학교는 사회의 발전 속도를 따라잡지 못하고 있으며, 학생들의 성장발달에 맞는 디지털 리터러시 교육을 하지 못하고 있다. 이에 이 연구에서는 학교현장의 디지털 리터러시 교육의 실태와 문제점을 파악하여 디지털 리터러시 교육의 발전 방향을 모색하였다. 2015 교육과정이 운영되는 현재의 학교 실태를 파악하여 우리 학교가 나아갈 디지털 리터러시 교육의 발전 방향을 모색하였다. 첫째, 노후화된 디지털 기기를 교체하고, 학생 개인별로 노트북이나 스마트 기기를 제공하여야 하며, 학교 전체 어디서나 인터넷을 사용할 수 있어야 한다. 둘째, 교사들에게도 다양한 연수 기회를 제공하여 교사 수준에 맞는 디지털 리터러시 교육이 이루어져야 한다. 셋째, 논리적 사고를 표현할 수 있는 코딩교육, 문제를 발견하고 주어진 문제를 컴퓨터 프로그래밍 언어로 자동화하는 알고리즘 영역의 수준을 높이는 소프트웨어 교육이 이루어져야 하며, 그것을 작동해 볼 수 있는 로봇, 3D 프린터 등 디지털 교구가 충분하게 제공되어야 한다.
본 논문은 로봇 영역에 대한 교육과정을 학교현장에서 보다 쉽게 적용할 수 있도록 하기위해 개념이해와 학습활동을 고려한 교육과정 모델의 로봇 영역 교육내용체계 및 성취기준에 대한 적절성을 평가하였다. 전국 교육대학교 컴퓨터교육과 교수 전문가들이 교육내용체계의 중요도와 교육 시기의 적절성을 검토하였다. 검토 결과를 바탕으로 소 영역별 개념요소와 성취기준에 대한 수정과 보완을 거쳐 3차에 걸쳐 평가하였고, 최종적으로 개념요소와 성취기준에 대한 교육시기에 대한 합의를 거쳤다. 제안한 로봇컴퓨팅 영역에 대한 교육내용체계 및 성취기준을 학교현장 뿐만 아니라 다양한 로봇컴퓨팅 교육활동에서 학년 구분 없이 학습자의 수준에 맞게 로봇컴퓨팅 교육과정으로 재구성하여 활용할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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