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.
Journal of The Korean Association of Information Education
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v.18
no.4
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pp.549-558
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2014
This study aims to provide suggestions for software education in an afterschool program, deriving from the analysis of student experiences of working on Scratch team projects. This study reports on the implementation of the 12 week afterschool software education program in an elementary school, where students worked in pairs to learn Scratch programming from ideation to design and presentation. For an in-depth study of student-generated artifacts, we selected three groups' Scratch projects and conducted artifact-based interviews to unpack student experiences working on Scratch projects as a group. Adopting the computational thinking framework as an overarching analytical lens, we focused on examining student experiences from three dimensions of computational thinking (CT), namely, CT concepts, CT practices, and CT perspectives. The present study provides both theoretical and practical implications. Firstly, we demonstrate the feasibility of applying the CT framework for assessing student-generated artifacts in design-oriented software education. We also believe that this study provides important suggestions to future software education programs adopting CT as an overarching design and assessment framework.
The Journal of Korean Association of Computer Education
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v.19
no.1
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pp.53-62
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2016
This study aims to suggest an instructional design to improve CT(Computational Thinking) skills in terms of problem solving. CT can be defined as a thought processes for computer-based problem solving. Examining the related CT concepts in the general problem solving process can be helpful for learners to understand CT. For this, this study selects the key elements of CT through literature review, describes how the elements are related to each phrase of the problem solving process, and explores cognitive aspects of the CT elements. In addition, this study describes learning activities and learning assessments of the CT elements according to each phrase of problem solving process and suggests a basic instructional design framework for CT in view of problem solving.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.21
no.9
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pp.177-182
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2016
In this paper, we propose the computational thinking education framework which provides three steps of computational thinking process and three kind of activities about computational thinking learning in class. The key idea of this framework is to provide the guidelines of designing activity steps of teaching and learning computational thinking in class using three axles of framework such as problem area, process of learning, and steps of computational thinking process. After designing a framework, we show that sample course of programming education program containing contents of Informatics subject in middle school by implementing our framework. Proposed framework and programming education program in middle school will be the good case study and guide to implement computational thinking concerned education programs in elementary, secondary, and universities.
The Journal of Korean Association of Computer Education
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v.21
no.1
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pp.11-21
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2018
Given the background of so-called 'the 4th industrial revolution', universities practice computing education for non-majors to equip them with computational thinking(CT). Universities apply different courses but researches analyzing effectiveness of the courses based on CT are limited. This research is conducted to understand a computing course for non-majors is effective in terms of CT. A CT based evaluation framework is designed referring to AP Computer Science Principles. Questionnaires are developed based on the framework and applied to the course participants. As results, students' post scores are significantly higher than pre scores. In addition, there are significant differences in pre-test scores by major category while there is no difference in post-test. Humanity & social science group showed the largest difference between pre and post results with science & engineering and computer in order. In sum, it is found that this course is effective to facilitate students abilities in terms of CT, particularly for the non-computer majors.
Journal of The Korean Association of Information Education
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v.18
no.1
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pp.57-64
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2014
This study aims to suggest lesson plans and evaluation methods for primary pre-service teachers by reviewing the concept of computational thinking(CT) skills and its sub components. To pursue this goal, a literature review has been conducted in regards to CT and the effectiveness of programming courses. In addition, the Scratch educational programming functions were analyzed yielding six CT elements(data representation, problem decomposition, abstraction, algorithm & procedures, parallelization, simulation). With these six elements, one semester lesson plans for 15 weeks that represent the connections with six CT elements were designed. Based on the PECT(Progression of Early Computational Thinking) model and the CT framework a rubric to evaluate learners' proficiency levels(basic, developing, proficient) revealed in their final projects was developed as well. Upon a follow-up empirical study, the lesson plans and the rubric suggested in the current study are expected to be utilized in teachers' colleges.
The Journal of Korean Association of Computer Education
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v.20
no.2
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pp.1-11
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2017
The demands of computer science education for non-majors in higher education is increasing but relevant evaluation tools for the students' computational artifacts are lack. This research aims to develop a scoring rubric to assess student's computational artifacts in non-major programming course at Computational Thinking point of view. The rubric was developed based on 'CT Practice Design Pattern' as a framework. The rubric consists of 'domain, skills, evaluation, evaluating resources, and scales'. Domains are 'Design of abstract model', 'Design and application of creative artifacts', and 'Analysis of the artifacts'. Experts reviewed the rubric to ensure contents validity. The rubric is resulted in reliable for consistency. This rubric can be revised and applied to application environment accordingly.
Journal of The Korean Association For Science Education
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v.29
no.3
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pp.277-290
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2009
In the era of the outcome-based education, multiple-choice test has been widely employed owing to its efficiency that enables educators to evaluate a quantity of students with much objectiveness. However, the prevalent test has not been reconsidered enough to overcome its apparent shortcomings: examiners' effort for developing plausible and faultless distracters defending from every falsification, and students' random guessing on key choices. For alleviating such defects, tiered test as an experimental format of multiple-choice tests has been suggested in science education. Since there has not accumulated much study on the implementation of tiered tests, our research aim is set to construct a framework suggesting statistical indexes for rationally discerning tiered units that develop an effective tiered test. Graded both by our tiered-scoring and by the conventional partial-scoring, the preliminary tiered test in secondary physics attests the improvement in its discrimination and difficulty distribution. The findings reveal that the two indexes discern effective tiered items: discrimination increase (Ct-p) and difficulty decrease (Dp-t). Based on the index information, 4 heterogeneous tier types are recommended in the content of secondary physics: directional manipulation, repeated calculation, diverse explanation, and plural variables.
Journal of The Korean Association of Information Education
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v.23
no.3
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pp.219-227
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2019
The educational method of physical computing, where students can experience software programming principles and practices while making concrete objects beyond outputs residing just inside of computer monitors, are drawing attentions. This current research sought an instructional method for pre-service teachers that they can experience 3D printing and modeling and at the same time they can understand programming principles in the 3D modeling processes. To achieve this aim, the TinkerCAD $Codeblocks^{(R)}$ was analyzed based on the computational thinking framework and a course utilizing the $Codeblocks^{(R)}$ to 3D modeling was devised. The designed class was applied to pre-service teachers and the students' perceptions of the class were collected by using a semi-structured survey. This study provides implications to software education for pre-service teachers as an instructional case that 3D printing is used to connecting computational thinking skills.
The primary purpose of this study is to suggest the governmental strategies for enhancing the capacity of the culture technology industries. By reviewing the past relationships between the government and industry in the process of industrialization, we have arrived at some of the lessons about 'positive' or 'negative' effects on the relationships. The newly revised government and high-technology-based industry relations should be reformed in order to make the industries efficiently operated and competitive especially internationally. We have suggested a conceptual framework for the relationship by considering the policy community in consideration of the characteristics of the industries. The policy community is consisted of four dimensions. each of which, we considered were specifically, (1) research institutes for collecting data, market analysis, and gathering informations for the industries, (2) financial institutions, (3) professional groups for advising and sharing the technologies to the industries, and (4) education institutes for providing skilled personnels. Because these policy community does not effectively interrelate each other, we suggested that government should play pivotal roles in connecting these four dimensions of the policy community. The policy networking is necessary for the industries to be more effectively work together. The roles of government then provide some of the ways in which the policy community working interactively. By way of conclusion, we suggest some of the ways in which the government make the industries much more productive and competitive in the world markets.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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