• 대한공업교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.170-191
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• 2008

알고리즘 학습이 학습자의 창의적 문제해결력, 논리적사고력과 같은 고차원적인 인지 능력 향상에 도움이 되지만, 알고리즘 학습을 처음 접하는 어린 학습자들의 경우 인지적 부담으로 작용할 수 있다. 따라서 프로그래밍을 통한 알고리즘 학습에서 학습자의 인지적 부담을 감소시켜주고 알고리즘 학습에 대한 흥미와 동기 유발을 위한 새로운 교수 설계가 필요하다. 본 연구에서는 중학생의 알고리즘 학습을 위한 프로그래밍 도구로 비주얼 기반 교육용 프로그래밍 언어인 Squeak Etoys를 선정하고 이를 활용한 알고리즘 학습 프로그램을 설계하였다. 설계한 학습 프로그램을 실제 중학교 학습자들에게 적용한 결과, Squeak Etoys 활용 알고리즘 학습이 프로그래밍을 처음 접하는 초보 학습자들의 문제해결성향과 자기효능감, 논리적사고력 향상에 유의미한 영향을 주었음을 확인하였다. 특히 논리적사고력의 경우, 실험집단과 통제집단모두 유의미한 향상을 보였다. 이는 알고리즘을 설계하고 표현하는 과정에 대한 학습경험 자체가 논리적사고력 신장에 효과적임을 의미한다. 따라서 초 중등교육에서의 알고리즘 교육은 의미 있는 학습내용이라고 볼 수 있다. 그러나 Squeak Etoys 활용 알고리즘 학습을 진행한 집단이 통제집단에 비해 논리적사고력 향상의 정도가 유의미하게 높은 것은 Squeak Etoys와 같은 비주얼 기반 프로그래밍 학습 환경이 알고리즘 학습에 대한 외생적 인지부하를 감소시켜주고 문제해결성향 및 자기효능감에 긍정적인 영향을 줌으로써 논리적사고력과 같은 고등정신능력 향상에 도움을 준 것으로 해석할 수 있다. 이러한 연구 결과는 향후 새로운 교육과정 시행될 경우, 알고리즘 학습을 위한 교육용 프로그래밍 언어의 선정 및 교수 학습 설계에 유용한 지침을 제공해 줄 수 있을 것이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.461-470
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• 2007

프로그래밍 학습은 지식기반사회에서 요구하는 문제 해결력과 논리적 사고력을 향상시킬 수 있다. 그러나 기존의 프로그래밍 교육은 대부분 외국어 기반의 프로그래밍 언어를 사용하여 문제 해결력과 논리적 사고력의 향상 보다는 명령어의 습득과 코딩과정에 많은 시간을 소요하고 학습자들은 흥미를 잃기 쉬웠다. 이러한 문제를 해소하고자 본 연구에서는 매우 추상적인 프로그래밍 작업을 로봇이라는 구체물을 통하여 결과를 확인할 수 있도록 하여 프로그래밍 학습의 흥미를 진작할 수 있는 방안을 제안 하였다. 또한 초등학생들이 쉽게 사용할 수 있는 RCX 기반 로봇 프로그래밍 언어의 한글 컨버터를 설계 개발하였다. 그리고 개발된 도구를 방과후학교 컴퓨터반 학생들을 대상으로 6개월간 적용한 결과 학습자들은 긍정적인 반응을 보였다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.71-80
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• 2010

지식정보화시대에 로봇은 현 시대가 요구하는 창의성 신장, 문제해결력 그리고 긍정적인 학습동기유발에 효과적인 도구라는 국내외의 다양한 연구결과가 발표되고 있다. 본 연구는 교수 학습 환경 개선측면으로 수학교과 학습에 로봇을 학습교구로 활용함으로써 교육적 효과를 검증하는데 목적이 있다. 초등학교 수학과 교육과정 및 로봇 프로그래밍 내용을 분석한 후 로봇통합 수학프로그램을 개발하였으며 초등학교 5학년 수학과 학습에 총 16차시에 걸쳐 투입하였다. 연구결과 전통적인 방식의 비교집단보다 로봇을 활용한 실험집단에서 학습태도 및 문제해결력이 높게 나타났다. 이것은 로봇 프로그래밍을 활용한 수학 학습이 문제해결력을 향상시켰으며, 긍정적 수학 학습경험을 제공한 것으로 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.53-61
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• 2012

코두(Kodu)는 마이크로소프트사에서 개발한 게임 제작용 3D 비주얼 프로그래밍 언어이다. 코두 언어는 창의성, 문제해결 방법, 스토리텔링을 기반으로 하며, 아동들을 대상으로 게임 프로그래밍 학습을 하는데 매우 적합한 언어이다. 본 연구에서는 초등학생의 창의적 사고를 바탕으로 코두 언어를 사용하여 게임을 제작하는 학습방법을 설계하였고, 초등학생 6학년 27명을 대상으로 30차시에 걸쳐 적용하였다. 학습과정에서 나타난 학습자들의 창의적 사고력에 대한 변화와 게임 프로그래밍에 대한 학습효과를 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4167-4173
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• 2010

2005년에 개정된 ICT교육지침에는 전 학교급에 걸쳐서 알고리즘, 자료구조, 프로그래밍 내용과 같은 컴퓨터 과학 요소가 매우 강화되었다. 컴퓨터교육의 목표가 소프트웨어 활용보다 문제해결력 향상이기 때문이다. 그래서 본 논문에서는 이러한 요소에 대한 학습방법의 일환으로서 로봇들이 협동을 통하여 미로를 탈출하는 문제를 해결할 수 있는 방안을 제시하였다. 로봇이 해결해야하는 문제로서 우선탐색 문제와 역할바꿈 문제와 같이 2가지를 제시하였다. 우선탐색 문제는 첫 번째 로봇이 미로를 끝까지 탐색하면서 미로의 정보를 두 번째 로봇에게 실시간으로 전송한다. 그 후 슬레이브 로봇은 이 정보를 이용하여 탐색없이 미로를 탈출하게 된다. 역할바꿈 문제는 첫 번째 로봇이 미로를 탐색하는 도중 그 기능을 상실했을 때, 두 번째 로봇이 첫 번째 로봇의 역할을 이어받아 수행하는 것이다. 각 문제를 해결하기 위해서 문제분석, 알고리즘 기술, 순서도 작성, 프로그래밍의 4단계를 거치도록 하였다. 본 논문에서 제시한 내용의 부수적인 효과로는 로봇협동을 통한 학습자들의 협동학습 기회 제공, 로봇간 데이터 송수신을 위해서 큐(queue)라는 자료구조를 사용했다는 점이다. 향후에는 좀 더 일반적인 미로의 사용, 실제 현장에의 적용, 영재교육 과정에의 적용에 대한 연구가 필요하다.

• 정보교육학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.413-423
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• 2011

프로그래밍 교육은 문제 해결 능력과 논리적 사고력 향상에 긍정적인 영향을 끼친다. 하지만 초등학교에서의 프로그래밍 교육은 아직 활성화되고 있지 않다. 그 원인 가운데 하나는 체계적인 교육과정의 부재이다. 본 논문에서는 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 사용하여 초 중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 개정안의 '정보처리의 이해' 영역의 교육과정을 설계하였다. 학습자의 인지부담을 최소화하기 위하여 1~2학년은 4차시, 3~4학년은 5차시, 5~6학년은 6차시 분량으로 교수 학습 지도안을 작성하여 제시했다. 전문가 집단을 선정하여 제시한 교육과정과 교수 학습 지도안을 검증하였다. 검증 결과 학습 대상, 교육요소, 학습내용, 학습량, 교수학습지도안의 적정성 등 거의 모든 영역에서 적절하다는 결론을 얻었다. 본 논문에서 설계한 교육과정을 실제 수업에 적용한다면 초등학교 프로그래밍 교육을 효율적으로 수행할 수 있을 것이며, 더 나아가 초등학생들의 논리적 사고력, 문제해결력, 창의력, 정보처리능력 등을 신장시킬 수 있을 것이다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.89-98
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• 2014

프로그래밍은 아이디어를 실현시키는 데 매우 훌륭한 도구이다. 그러나 학습자들은 프로그래밍이 요구하는 엄격한 문법과 고도의 추상적인 사고로 인하여 학습의 어려움을 호소하는 경우가 많다. 학습자들이 쉽게 프로그래밍을 학습할 수 있도록 다양한 연구가 진행되고 있지만 그 이전에 학습자들이 무엇을 어려워하는지에 대한 분석이 선행되어야 학습 효과를 보다 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 프로그래밍 기초 교육에서 초보 학습자들이 어려워하는 부분은 무엇인지, 그 이유는 무엇인지에 대하여 프로그래밍 개념을 중심으로 분석하였다. 분석 결과를 토대로 프로그래밍 교육 시 프로그래밍 개념에 대한 정확한 이해와 내면화, 정교한 알고리즘 작성을 통해 사고와 실행 결과 간의 오차 축소, 다양한 문제 해결 경험 제공을 바탕으로 문제 해결 능력을 향상시키고, 문제 해결 과정에 대해 자유롭게 사고 할 수 있는 전략을 수립하며, 학습 순서 설계 등을 통한 학습의 효율성을 촉진시킬 필요가 있음을 제시하였다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권7호
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• pp.1313-1321
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• 2017

ICT 기반 디지털 융합이 가치를 창출하는 미래사회에는 다양한 분야의 전문가가 협업하며 SW적 문제 해결을 주도하는 역량이 더욱 강조된다. 비전공자에게는 전문 분야의 문제를 풀기 위해 SW 전문가와 효과적으로 협업할 수 있는 SW적 소통 능력이 필요하다. 따라서 비전공자를 위한 SW 교육은 높은 수준의 코딩 역량을 목표로 하는 기존의 SW 전공자 대상 프로그래밍 교육과는 달라야 한다. 또한 다이어그램 기반의 시각적 표현이 원활한 소통과 협업에 도움이 된다는 것은 이미 알려져 있다. 본 연구에서는 비전공자를 위한 SW 교육목표를 'SW적 문제해결을 위한 시각적 프로그래밍 역량 함양'이라 정의하고, 이를 달성하기 위한 비전공자 SW 프로그래밍 교육과정과 SW 해결안의 시각적 표현에 중점을 둔 SW 교육 콘텐츠 개발 모형을 탐색하였다. 본 논문의 결과는 비전공자를 위한 적절한 SW 학습 방안을 마련하고 실질적인 SW 역량을 함양하기 위한 방향을 설정하는 데 도움이 될 것이다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제2권11호
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• pp.1407-1420
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• 2001

지식 기반 사회를 맞이하여 컴퓨터 교육에 대한 관심이 점점 높아가고 있다. 컴퓨터 교육에서 프로그래밍 교육은 매우 중요하다. 그러나, 기존의 프로그래밍 교육은 프로그래밍 언어의 문법에 대한 기계적 암기나 사용법을 익히는 것에 치중해 왔다. 그래서 그 프로그램이 갖는 의미와 어떻게 다른 방법으로 구현될 수 있는지 등의 논리적인 사고를 키우는데 적합하지 못했다. 이런 프로그래밍 교육의 현실을 개선하여 정보 소양을 기르고 문제 해결 능력의 함양이라는 프로그래밍 교육의 목표를 달성하기 위해서는 프로그래밍 교육의 접근 방법에 대한 개선이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 프로그래밍 학습에 대한 새로운 접근법으로 프로그래밍 언어의 기초가 되는 C언어를 통해 프로그래밍에 대한 기본적인 통찰력과 테크닉을 기를 수 있도록 수학 프로그래밍 소스들을 구현하고자 한다. 이는 프로그래밍 학습에 대한 흥미와 관심이 증대되며 프로그래밍에 대한 경험을 쌓는 과정에서 문제 해결력 및 논리적 사고력의 향상과 프로그래밍에 대한 감각을 키워주는 좋은 경험이 될 것이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.195-202
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• 2008

로봇을 이용한 프로그래밍 학습은 획일적이고 정형화된 기존 교육환경에서 벗어나 미래사회의 창의적 학습을 미리 경험할 수 있으며 수학 및 과학의 가장 기초가 되는 알고리즘을 이해하고 향상시키는데 가장 적절한 학습방법이다. 본 연구에서는 초등학생들이 로봇프로그래밍 시 나타날 수 있는 오류의 유형들을 제안하였으며 학습을 위한 교육과정을 개발한 후 초등학생 5, 6학생들을 대상으로 로봇프로그래밍 학습을 시켰다. 학습과정에서 발생한 오류들을 수집하고 분류하였으며 또한, 기존 연구된 컴퓨터기반 프로그래밍언어와 비교 분석하였다. 본 연구에서의 로봇프로그래밍 실행경험을 통해 컴퓨터기반 프로그래밍에서 창의성학습에 큰 장애요소로 평가된 오류요소들 즉, 프로그램사용 미숙으로 인한 오류, 단순한 오타, 문법오류 그리고 코딩실수 등을 전체 오류의 약 21%로 나타나 기존 컴퓨터기반 프로그래밍언어 학습에서 조사된 오류비율(약 53%)에 비해 현저하게 줄어드는 것으로 분석되었다. 이러한 오류의 감소는 초등학생들의 흥미도와 성취도 향상을 위한 주요요소로 판단된다. 따라서, 학습과정에서 보다 많은 논리 및 문제해결을 위한 요소들에 노출되어 있어 창의성 알고리즘 학습에 매우 효과적임을 알 수 있다.