최근 들어 조작이 쉽고 컴퓨터와 연동하여 조작할 수 있다는 장점 때문에 교육 현장에서도 디지털 현미경의 사용이 증가하고 있으나, 이와 관련한 SW의 개발은 국내외적으로 매우 부진한 상황이다. 본 논문에서는 이러한 현미경 영상을 쉽고 효과적으로 분석하기 위한 다기능 영상 측정기 "이미지스코피"를 제안한다. 제안하는 영상 측정기는 일반 영상 편집기의 기능을 제공하면서 미세 영상을 위한 다양한 측정도구도 함께 제공한다. "이미지스코피"는 멀티 레이어 구조의 입체적 편집과, 다양한 영상 형식을 지원하도록 설계하였으며, 미세자를 이용한 측정기준설정과 스프레드시트 연동기능을 갖도록 구현하였다.
4차 산업혁명시대에서 그 중요성이 날로 증대하고 있는 소프트웨어의 핵심 교육 영역인 프로그래밍 언어는 논리적 사고 능력을 요구하고 있어 SW전공 학생들에게도 어려운 과목으로 인식되고 있다. 이런 어려움으로 인해 SW전공 학생이 프로그래밍 언어 입문 수업 도중 전공에 대한 흥미와 자신감을 잃고 전공을 변경하거나 학업 자체를 포기하는 상황이 발생하기도 한다. 본 연구는 SW전공자의 프로그래밍 입문 수업에 일반적으로 사용되는 C 언어 교육에 스크래치를 활용하는 수업 모형을 설계하였다. 이를 위해, C언어가 지원하는 프로그래밍 개념들 중 스크래치로 교육 가능한 개념들을 명확히 파악하고 그 개념들의 이해와 활용 능력을 배양하기 위한 스크래치 실습 예제들을 개발하였다. 본 수업 모형은 프로그래밍 개념들에 대해서 먼저 스크래치의 구현 방식 교육과 예제들을 통해 명확하게 이해하고 C언어로 교육 내용을 확장하는 절차를 지원하며 모 지방 사립대의 SW전공 신입생들을 대상으로 효과를 실험하였다.
본 연구에서는 2015 개정 교육과정에서 강조하고 있는 SW교육에 대한 초등 교사들의 전문성 함양을 위해 EPL 교사교육 프로그램을 TPACK 프레임워크의 요소를 고려하여 개발하였고, 실험집단에 적용하여 그 효과성을 검증하였다. 통제집단과 실험집단의 정보 교수효능감 사후검사의 t검정 결과, t=4.13(p<.001)으로 유의한 차이가 있었다. 실험집단의 종속표본 t검정 결과 t=4.57(p< .001)로 통계적으로 유의미한 상승을 보였다. 실험집단은 SW교육에서 사용할 수 있는 테크놀로지 교수내용지식(TPACK)을 이론적인 습득만 하는 것이 아니라, 테크놀로지 활용 방법에 대한 이해와 실습 기회가 연수 과정 전반에 포함되었기 때문에 정보 교수효능감 함양에 효과적이었다고 분석된다. 이는 향후의 SW교육 관련 교사교육 프로그램의 개발에서도 TPACK 프레임워크 요소를 고려하여 체계적으로 구성해야 함을 시사한다.
최근 4차 산업혁명의 영향으로 메이커 교육이 관심의 대상이 되고 있다. 이에 본 연구는 저작도구를 활용한 앱 개발 교육의 효과성을 정의적 인지적 차원에서 실증적으로 확인함으로써, 메이커 교육으로서 앱 개발 교육의 가능성을 제시하고자 하였다. 이를 위해 서울 소재 D고등학교에서 8차시에 걸친 앱 개발 교육을 실시하였으며, 이에 참여한 학습자 41명을 대상으로 자료를 수집하였다. SW교육에 대한 태도, 창의적 문제해결력 변인은 대응표본 t-검정을 통해 교육 전후의 변화를 분석하였고, 만족도와 인지된 성취도는 기술통계 분석을 통해 그 수준을 파악하였다. 또한 개방형 설문을 통해 수집된 학습자의 응답을 질적으로 분석하였다. 연구결과, SW교육에 대한 태도 및 창의적 문제해결력은 저작도구를 활용한 앱 개발 교육 후에 통계적으로 유의한 향상을 보였으며, 학습자의 진술문 또한 이를 뒷받침하였다. 또한 교육 이후 만족도 및 인지된 성취도가 비교적 높은 수준으로 나타났다. 이를 통해 고등학생 대상 저작도구를 활용한 앱 개발 교육의 효과를 실증적으로 확인하였으며, 이론적 실천적 시사점을 도출하였다.
본 연구의 목적은 SW 교육의 목표인 Computational Thinking(CT)의 증진을 위한 학습자 중심의 교수학습 전략을 적용하고 그 효과성을 검증하는 것이다. 컴퓨터 비전공자들이 CT를 증진하기 위해서는 쉽고 재미있는 교육내용과 함께 적절한 교수학습 전략이 적용되어야 한다. 본 연구에서는 컴퓨터 비전공자를 위한 CT 교육에서의 학습자 중심의 교수학습 전략인 협력, 공유, 자기주도학습 등의 요소를 적용하고 그 효과성을 검증하였다. 연구 결과 CT 교육에서 학습자 중심의 교수학습 전략은 컴퓨터 비전공 학습자들의 재미와 흥미에 영향을 주었고, 이는 후속 학습의도에 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 연구에서 적용한 학습자 중심의 교수학습 전략은 CT 교육에서 효과적인 교수학습 전략으로 활용할 수 있다.
인공지능이 점차 직무에 확대됨에 따라 비전공자에게 요구되는 AI 리터러시 역량을 갖춘 인재 육성이 필요하다. 이에 본 연구에서는 AI 교육의 필요성 및 현황을 기반으로 향후 전공과 관련하여 AI 학습이 지속 가능하도록 비전공자에 맞는 AI 리터러시 역량 향상 교육을 실시하였다. D 대학의 비전공자를 대상으로 프로젝트 기반 데이터 분석과 시각화를 통한 문제 해결방안 도출을 15주에 걸쳐 적용하고, 학습자들의 교육 전후에 대한 AI 능력 향상 및 효과성을 분석하여 검증하였다. 그 결과, 학습자들의 데이터 분석 및 활용 능력, AI 리터러시 능력, AI 자기효능감 부분에서 통계적으로 유의미한 수준의 긍정적 변화를 확인할 수 있었다. 특히, 학습자들에게 공공데이터를 직접 활용하여 분석하고 시각화하는 능력뿐만 아니라 이를 AI 활용과 연결하여 문제를 해결할 수 있는 자기효능감까지 향상시켰다. 이는 비전공자의 AI 교육에 매우 유용하고 효과성이 있음을 확인할 수 있다. 향후 본 연구를 바탕으로 AI 활용을 확장하여 데이터와 AI 기술을 일상 속에서 자유롭게 활용 가능하도록 다양한 계열의 비전공자에 맞는 확장된 AI 교육 과정 연구를 진행할 예정이다.
2022년 8월 교육부 국무회의에서 보고된 '디지털 인재 양성 종합방안'은 SW교육, AI교육을 중심으로 한 정보교육의 질적, 양적 확대를 골자로 하고 있다. 인공지능 시대가 도래함에 따라 데이터 과학 교육 또한 정보교육의 한 분야로 주목받고 있다. 데이터 과학은 본래 다양한 학문이 융합된 분야이며 데이터 분석 및 모델링, 머신러닝 등에 고도화된 기술이 활용되고 있다. 본 연구에서는 문헌연구 및 선행연구 분석을 통해 데이터 과학 교육의 수업모형 초안을 구안하고 사용성 평가 및 전문가 검증을 통해 최종 수업모형을 개발하였다. 탐색적 데이터 분석, 확증적 데이터 분석과 같이 데이터 과학의 요소에서 교육 효과를 기대할 수 있는 다양한 학습요소를 학습 단계에 구성하는 등 데이터 과학 교육의 구체적인 방안을 제시하였다는 데 의의가 있다.
코딩 교육에 대한 중요성이 높아짐에 따라 국가 주도적 교육이 강화되고 있다. 컴퓨터 프로그래밍이 낯선 교육생을 위해 교육 커리큘럼에 블록 코딩을 도입하고 있으나 낮은 흥미도로 인해 여전히 교육 성취도가 낮게 나타난다. 본 논문에서는 컴퓨터 프로그래밍에 대한 관심을 유발하고 학습을 보조하는 드론 기반의 체감형 교육 프로그램모델을 제시한다. 제시하는 교육 모델은 사용자가 코딩한 블록 코드를 파이썬 코드로 변환하여 보여주고, 블록 코드로 첨부된 드론의 동작을 제어하도록 코딩할 수 있다. 사용자의 심화학습을 위해 추가적으로 제공하는 웨어러블 장갑 컨트롤러를 통해 드론과 연관하여 동작 제어가 가능하게 하여 흥미 유발과 더불어 학습 효과 향상을 기대할 수 있다.
일반적으로 임베디드 소프트웨어 교육을 위해 다양한 교구와 학습 방법이 개발 및 활용이 되고 있다. 본 논문에서는 임베디드 소프트웨어 공학교육에서 요구되고 있는 창의적 문제해결 방법을 학습하기 위하여 스마트 로봇을 활용하고자 한다. 스마트 로봇을 사용한 창의적 공학교육으로 그 NCS 직무교육 효과를 분석하고 임베디드 소프트웨어교육 향상을 위하여 RSPM(Robot Based Software Programming Method) 공학교육 방법에 대해 제시한다. 임베디드 소프트웨어 공학교육에서 좀 더 창의적이고 소프트웨어 코딩 능력향상을 위해 스마트 로봇인 EV3 시스템을 활용하였다. 본 논문에서는 임베디드 소프트웨어 공학교육에 미치는 정도, 흥미, 프로그램 능력 향상과 영향에 대하여 설문 및 분석을 통하여 창의적인 RSPM 공학교육과정을 통하여 EV3 시스템을 교구로 활용하여 성공적인 임베디드 소프트웨어 코딩 능력 가능성에 대해 제시하고자 한다. 특히 RSPM 공학교육은 스마트 로봇 NCS 직무로써 미래 유망한 임베디드 소프트웨어분야의 직업인으로 성장할 수 있도록 경쟁력을 갖춘 기초 스마트로봇 직무학습 중심으로 구성하였다.
본 연구는 초등학생의 논리적 사고력 신장을 위한 교육 방법으로 수행시간 중심의 파이썬 정렬 알고리즘 교육 프로그램을 개발하여 적용한 후 그 효과를 검증하였다. 교육 프로그램은 현직 초등학교 교사 100명을 대상으로 실시한 사전 요구 분석 결과를 바탕으로 하여 개발하였다. 개발한 교육 프로그램의 효과를 검증하기 위해 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 대학교에서 실시한 초등학생 교육기부 프로그램의 지원자 표집에 의한 지원자 표본 25명을 대상으로 6일간 1일 7차시씩 42차시를 진행하였다. 한국교육개발원에서 개발한 '논리적 사고 검사(GALT)'를 활용하여 사전 사후 검사 결과를 통해 교육적 효과를 분석하였으며, 분석 결과 수행시간 중심의 파이썬 정렬 알고리즘교육이 초등학생의 논리적 사고력 향상에 효과적인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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