본 논문에서는 SW교육을 효과적으로 운영할 수 있는 교실 모델을 마련하기 위하여 해외의 창의적인 교육 공간 구축 사례를 탐색하고 초중등학교 교사들을 대상으로 요구 조사를 실시하였다. 그 결과, 해외 사례에서는 다양한 형태로 교실을 구축하고 교실 내 가구를 여러 가지 모양과 크기로 제작하여 비치하였으며, 첨단 기자재를 이용한 사례를 탐색하였다. 교육현장 요구조사 결과, 수업 방법에 따라 시설을 자유롭게 움직여 공간을 재구조화할 수 있는 유동형으로 설치를 가장 희망하는 것으로 나타났다. 기존 컴퓨터실을 리모델링 할 경우, 최신 PC, 노트북, 스마트 패드를 혼합하여 교체하고 3D 프린터를 추가로 설치하길 희망하였다. 한편, SW교실을 신규로 설치할 경우 최신 PC, 노트북, 스마트 패드를 혼합하여 설치하고 전자칠판을 설치하길 가장 희망하는 것으로 나타났다. 분석 결과는 향후 SW교육을 위해 컴퓨터실을 재구축하거나 인프라를 구축하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
대학에서는 4차 산업혁명에 맞추어 디지털 융합시대를 이끌어갈 창의·융합 인재를 육성하기 위하여 프로그래밍 언어적 사고를 기반으로 SW교육을 비전공자 대상으로 운영하고 있다. 하지만 학습자들은 프로그래밍 언어의 문법과 생소한 프로그래밍 언어를 습득하는 과정에 난점을 겪고 있다. 본 연구에서는 SW 비전공자들에게 학습과정에서 고충을 해소하기 위해서 소프트웨어 교육 모형을 제안하는 데 목적을 두었다. 프로그래밍 언어사고를 기반으로 EZMKER kit 교구 교육모델 중심을 알고리즘 기술과 다이어그램 기술을 도입하여 프로그래밍 언어와 문법에 대한 학습부족을 극복하고 구조적 소프트웨어 교육모델을 Top-Down시스템 학습모델로 설계하여 구현하게 되었다.
2015 개정 교육과정에 포함된 초등학교 소프트웨어 교육 내용은 17시간이라는 시수 제한으로 인해 그 내용이 충분하지 않다. 따라서 본 연구에서는 알고리즘과 프로그램 교육에 대한 교육과정 모델을 개발하였다. 이를 위해 국내외 SW 교육과정과, Code.org, Blockly Games, Entry와 같은 SW 교육 플랫폼을 분석한 후 알고리즘과 프로그래밍 교육에 대한 내용 체계와 성취 기준을 제시하였다. SW 교육 플랫폼의 분석 결과는 알고리즘의 이해, 프로그래밍의 실제, 프로그램의 평가 등 3가지로 구분하였고, 교육 내용 체계와 성취 기준은 7단계로 구분하였으며, 각 영역별로 14개의 성취 기준을 제시하였다. 또한, 학년에 상관없이 누구든지 하위 단계를 이해하면 상위 단계로 진급할 수 있도록 성취 기준을 무지개 색으로 구분하였다.
2015 개정 교육과정에서는 컴퓨팅 사고력 함양을 위해 소프트웨어(SW) 교육을 강화하였고, 초등 실과 교과 및 중등 정보 교과 교육과정을 통해 소프트웨어 교육의 성격 및 내용체계 등을 체계적으로 제시하였다. 그러나 소프트웨어 교육의 교수 학습 및 평가 방법에 관해서는 유의점과 방향성만을 제시하고 있어 실제적 교육 방법 및 사례에 관한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 최근 국내외에서 SW교육 분야의 새로운 교수 학습 및 평가 모델로서 주목받고 있는 비버챌린지 2017 문제와 2015 개정 교육과정 상의 소프트웨어 교육 관련 성취기준의 연계 가능성을 분석하고, 이를 바탕으로 소프트웨어 교육을 위한 비버챌린지 활용 교수 학습 및 평가 방법을 탐색하고자 하였다. 본 연구의 결과가 소프트웨어 교육에서 교수 학습 및 평가 연구를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이라고 기대한다.
미래 핵심 인재 양성을 위해서는 다양하고 실질적인 SW·AI 교육 프로그램의 개발이 필요하고 SW·AI 공교육을 보조할 수 있는 체계적인 시스템이 구축되어야 한다. 본 연구에서는 SW·AI 교육 모듈을 개발하고 조합하여 공교육에 적용 가능한 SW·AI 교육 프로그램을 구성한다. 또한, 체계적인 교육시스템을 구축하고 다양한 공유 플랫폼을 기반으로 'Job's Garage Camp'를 진행하여 초·중·고 학생들에게 지속 가능한 SW·AI 교육을 제공한다. 지속 가능한 공교육 연계 교육환경을 조성함으로써, 학생들이 SW·AI에 대한 학습을 자기 주도적으로 이어갈 수 있도록 유도한다. 'Job's Garage Camp'에 참여한 학생들을 대상으로 사전-사후 설문조사를 실시한 결과, '흥미·관심', '이해·자신감', '진로희망'의 모든 영역에서 사전 대비 사후 수치가 향상되었다. 이러한 결과를 기반으로 학생들에게 SW·AI에 대한 보편적인 긍정적인 인식과 영향을 주었음을 확인할 수 있다. 따라서 'Job's Garage Camp'의 운영사례를 개선하고 확대한다면 추후 다른 SW·AI 교육 프로그램에 적용 가능한 표준 모델로 제시될 수 있다.
본 연구에서는 대학 기록물 관리에 대한 중요성이 강화되고 있는 상황에서, 대학의 교육용 기록정보콘텐츠를 수집하고 관리해야 하는 가치를 사례연구 바탕으로 실증한다. 기록정보콘텐츠 설계 절차에 따라 SW실습교육 기록정보콘텐츠를 개발하고, 정규교과목인 캡스톤디자인과 비교과 해외 기술연수교육 프로그램에 해당 모델을 적용하였다. 설문조사와 인터뷰를 통해 모델 적용 효과를 분석하였으며, 349명이 참여한 캡스톤 디자인 설문에서는 산학연계형 운영방식에 대한 만족도가 가장 높게 나타났다. 산출물을 활용한 확산과 고도화 경험은 두 번째로 높은 만족도로 집계되었다. 해외 기술연수교육 프로그램 설문에는 2년 동안의 참여자 62명이 모두 참여하였다. 리커트형 9문항 전체에서 4점 이상의 높은 만족도를 보였으며 1건의 서술형 문항에서의 의견도 긍정적이었다. 상위 3건의 만족도 항목인 프로그램 내용, 프로그램 운영방식, 확산 및 고도화 경험에서는 각각 4.85, 4.74, 4.71점의 높은 점수분포를 이루었다. 교수, 기업, 학생의 인터뷰에서도 SW실습교육에서 기록정보콘텐츠를 활용한 교수법이 효율적이라는 결론을 얻었으며, 본 연구에서 개발한 콘텐츠 모델은 문화예술, 인문사회 등에서의 SW융합교육 수행의 지표로 활용할 수 있을 것이다.
비전공자에게는 처음 접하는 SW 개발환경과 이해, 전공과의 관련성, 융합 능력 등의 어려움을 겪게 된다. 비전공자를 위해 비교적 쉽게 접근할 수 있는 소프트웨어 교육을 활용하였고 SW 교육 초보자에게 적용할 수 있는 시연 중심모델(DMM)을 적용하여 실생활에서 사용되는 애플리케이션과 전공과 관련된 아이디어의 구성요소와 논리적 흐름 파악할 수 있도록 교수자의 시연과 학습자의 모방을 통한 반복적인 구현과 학습동기 유발 요소를 결합한 융합 SW 교수법을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 교수학습법을 적용한 실험에서 SW 교육에서 학습동기와 학업성취도 측면에서 의미 있는 결과를 보였다.
본 연구에서는 초등학교 로봇 활용 SW 교육에서 진행되는 활동 및 학습 내용에 따른 학습자의 흥미를 알아보고자 하였다. 이를 위해 서울 소재의 A 청소년수련관에서 실시하는 로봇 활용 SW 교육에 참여한 초등학생 15명을 대상으로 엔트리와 햄스터 로봇을 활용하여 4주간 수업을 진행하고 기술통계분석을 실시하였다. 연구 결과, 학생들은 햄스터 로봇과 관련된 활동들을 전반적으로 흥미롭게 여기는 것으로 나타났다. 구체적으로, 남학생들은 가속도 센서, 밝기 센서와 관련된 활동의 흥미가 높고, 여학생은 소리, 움직임과 관련된 활동의 흥미가 높은 것으로 나타나 성별의 차이가 관찰되었다. 본 연구는 활동 및 학습 내용에 따른 학생들의 흥미를 알아보고, 성별의 차이를 분석하여, 학교 현장에서 활용할 수 있는 구체적인 자료를 제공하였다는 데 연구의 의의를 찾을 수 있다.
소프트웨어 교육의 중요성과 함께 Computational Thinking 교육에 대한 연구가 활발히 논의되고 있지만 실제 초등교과와 연계하여 개발된 프로그램은 많지 않다. 이에 본 연구는 수학교과에서 Computational Thinking을 적용한 교육 프로그램을 개발하였다. 우선 수학에서의 CT 적용 방안을 3가지 모델로 설정하였고 CT기반 수학의 수업을 달성하기 위한 교수 학습 자료를 개발하였다. 개발된 자료를 수업에 적용하여 학습자의 긍정적인 만족도를 도출하였다. 또한 학교 적용 타당성 검증을 위하여, 전문가들을 대상으로 타당도 검사를 실시한 결과 자료가 학교 현장에 도움이 될 뿐만 아니라 학생의 CT능력 신장에도 도움이 된다는 결과가 나왔다.
본 연구는 초등 KAIE의 컴퓨팅 시스템 교육과정 개발을 위해 정보기기, 운영체제, 정보통신 영역에 필요한 교육모델과 교육내용 요소들을 연구하였다. 이를 위해 국내외 정보과 교육과정 분석을 통한 핵심개념과 연관 개념을 추출하고 내용체계를 재구조화하여 초등학교 3,4학년군, 5,6학년군에 적용할 수 있는 교육 모델을 설계하였다. 설계한 모델의 교육내용 요소들은 전문가 델파이조사 검증을 통해 타당성을 확보하였다. 연구의 결과는 컴퓨팅 시스템 영역의 교육내용 요소들을 기반으로 하위영역에 대한 교육내용 요소들을 결합하여 다양한 학습자의 탐구전략과 교사의 교수학습모델 개발에 활용되기를 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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