본 논문에서는 초등정보교육과정의 "문제해결방법과 절차" 영역에 필요한 알고리즘적 사고 문제 모델을 활용하고, 초등 로봇 프로그래밍 내용 요소를 적용하여 초등 로봇프로그래밍 알고리즘적 사고 문제를 제안하였다. 그리고 개발된 초등 로봇프로그래밍 알고리즘적 사고 문제들에 대해 실험 수업을 실시하여 알고리즘적 사고에 따른 답안들의 다양성과 효율성 및 개발된 문제들의 난이도 적절성에 대한 분석을 통해, 본 논문에서 제안된 문제들이 여러 형태의 답안이 도출될 수 있는 알고리즘적 사고의 다양성을 갖으며, 초등 단계에서 문제를 해결하는데 큰 어려움을 느끼지 않는 적절한 난이도를 나타내고 있음을 확인하였다.
교육용 프로그래밍 언어의 교육적 활용은 컴퓨터 자체를 쉽게 이해하고 활용하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 학습자의 논리력과 사고력을 신장시켜 준다. 교육용 프로그래밍 언어의 이러한 역할에도 불구하고 그에 대한 연구나 개발은 범용의 프로그래밍 언어에 비해 매우 미비하다. 본 논문에서는 컴퓨터와 정보 기술의 발달을 반영하여 설계한 새로운 교육용 프로그래밍 환경 TWo (Turtle World)를 제안하고 고찰한다. 멀티미디어 프로그래밍 학습 도구이자 멀티미디어 작업 도구로서의 실용적 활용을 목적으로 개발 중인 TWo는 반영(reflection) 개념을 도입하여 수준별 프로그래밍 학습 환경을 효과적으로 구성할 수 있게 지원하는 적응성 높은 웹 기반 객체 지향 한글 프로그래밍 환경이다.
텐지블 프로그래밍 도구는 그래픽 인터페이스 기반의 프로그래밍 방식과는 달리 컴퓨터를 사용하지 않고 손으로 조작하여 프로그래밍 할 수 있는 도구이다. 어린학생을 대상으로 알고리즘을 설계하고 시뮬레이션 하는 경험을 제공하여 논리적 사고 능력을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 기존에 개발된 텐지블 프로그래밍 도구를 분석하여 도출된 문제점을 수정 보완하기 위해 다수의 명령어를 하나의 블록에 맵핑, 즉시적인 결과 확인, 다양한 수준의 알고리즘 표현이 가능하도록 설계 후 B-Bricks를 개발하였다. 개발한 B-Bricks를 초등학교 4-6학년 29명을 대상으로 적용한 결과, 문항의 난이도가 상승할수록 정답률이 감소하고 문제풀이시간이 증가하는 것으로 분석되었다.
알고리즘은 효과적인 프로그래밍 기법을 익히는데 가장 핵심이 되는 과목이나 학생들이 개념 이해에 어려움을 느끼며 흥미도 낮은 것으로 나타났다. 특히, 알고리즘 관련 주제들 중 동적 프로그래밍 방법은 컴퓨터과학을 전공하는 학생들이 반드시 학습해야 하는 중요한 프로그래밍 기법임에도 불구하고 학부 과정에 있는 학생들이 어려워하는 부분으로 수업에서도 잘 다루어지지 않고 있다. 동적 프로그래밍은 추상적인 알고리즘 지식과 더불어 문제 해결 절차와 저장 공간에 대한 이해가 필요한 방법으로, 다른 개념 보다 이해하기 어려운 주제이다. 이에 본 논문에서는 동적 프로그래밍 기법에 대해 학습자가 이해하기 쉽고 흥미를 가지고 학습할 수 있도록 지원하는 시각화 시뮬레이터를 개발하였다. 본 학습 시뮬레이터는 학습자가 직접 동적 프로그래밍의 수행 단계를 진행하며 문제 해결 절차를 학습하고 저장 공간 및 프로그램의 진행 과정을 시각적으로 확인할 수 있도록 설계 및 구현되었다.
Recently, as the programming education has become essential in school, discussion of how to teach programming has been important. This study performed a meta-analysis of the effect size depending on the teaching and learning method for the programming education. 78 research data selected from 45 papers were analyzed from cognitive and affective aspects according to dependent variables. The analysis from the cognitive aspect showed that there was no statistically significant difference in the effect size depending on whether or not the teaching and learning method was specified in the research paper. Meta-analysis of the research data where the teaching and learning method was designated displayed significances in CPS, PBL and Storytelling. Unlike the cognitive aspect, the analysis from the affective aspect showed that the effect size of the research data without the specified teaching and learning method was larger than those with specified teaching and learning method with a statistical significance. Meta-analysis of the data according to the teaching and learning method displayed no statistical significance. Based upon these research results, this study suggested implications for the effective programming education.
Seo, Yeung-Su;Jung, Hun;Park, Hae-Woo;Yu, Chun-Gun;Lee, Jun-Hyuk;Kang, Byung-Wook
한국정보컨버전스학회:학술대회논문집
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한국정보컨버전스학회 2008년도 International conference on information convergence
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pp.59-62
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2008
When performing a project, the most important thing is building a result with planned quality within development period. Particularly, if the project is delayed or has no good quality in the case of the mobile game development project which is sensitive to the release time and quality, it is immediately connected to the failure of the project. Extreme Programming is a methodology that divides the development cycle into smaller units for reducing the risk factor of the project in which the development period is important. In this paper, we suggest the Expanded Extreme Programming for mobile game development environment in which the development period and quality are important
초중등 프로그래밍 교육에서 Scratch로 대변되는 블록 프로그래밍 환경은 학습자의 특성과 인지수준에 적합하여 활용이 권장되고 있을 뿐 아니라 프로그래밍 초보자도 쉽게 사용할 수 있어 전세계적으로 활용되고 있다. 블록 프로그래밍 환경 이후 데이터 처리과정에 대한 이해, 알고리즘의 정교성과 효율성 측면에 대한 이해, 간단한 SW를 제작하는 활동을 위해 텍스트 프로그래밍 환경으로의 전이는 필수적일뿐 아니라 교육과정에서도 단계적으로 제시하고 있다. 본 연구에서는 블록 프로그래밍 환경에서 텍스트 프로그래밍 환경으로 전이하기 위한 목적으로 온라인 평가 시스템인 WithBlock를 개발하였다. 개발한 시스템은 동일한 알고리즘 문제를 블록과 텍스트 프로그래밍 환경 모두에서 풀이가 가능할 뿐 아니라 작성한 코드를 자동으로 채점하여 즉시적인 피드백을 제공할 수 있어 초중등 프로그래밍 교육에 활용할 수 있다. 개발한 시스템의 프로그래밍 교육에 적용 가능성을 분석하기 위한 목적으로 사용성, 학습 가능성, 흥미와 만족을 설문하였고, 설문결과 프로그래밍 교육에 활용 가능함을 보여주었다.
본 논문에서는 컴퓨터 프로그래밍 수업에 참여한 학습자들이 수업과 병행되어 운영된 피어 튜터링 프로그램에 참여하였을 때, 참여한 튜터링 팀의 구성원들의 학습 수준 차이 정도와 튜터링 운영 방법 및 자신의 역할에 따라 수업에서 학습한 내용에 대한 학업성취도가 어떻게 달라지는지를 분석하였다.
본 논문에서는 컴퓨터 프로그래밍 학습을 하는 학습자들을 대상으로 프로그래밍 학습 영역별로 학습자들의 프로그래밍 능력에 대한 자기효능감과 실제 능력을 실험을 통해 측정하여 비교해보고 능력에 비해 과한 자기효능감을 가질 경우 프로그래밍 학습에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 연구해보고자 한다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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