본 연구에는 국내의 예비교사 양성 기관의 현실에 맞도록 소프트웨어(SW)교육 역량 강화를 위해 예비교사들을 대상으로 언플러그드 활동을 위한 수업모형을 개발하는데 그 목적이 있다. 연구의 목적을 달성하기 위해 문헌탐색을 통해 1차 모형을 개발한 후, 이 모형의 최종사용자인 예비교사를 가르치는 교수자 1인을 대상으로 사용성 평가를 실시하였다. 그 다음 수업모형을 적용하여 설계된 언플러그드 수업에 참여한 예비교사들을 대상으로 모형에 대한 의견을 수렴하였다. 최종적으로 개발된 모형은 전문가 4인으로부터 타당화를 검증받았다. 본 연구의 모형은 크게 동기유발하기, 안내하기, 활동구성하기, 사례 체험하기, 확장하기 및 결과내기, 정리하기의 여섯 단계로 구성되며, 각각의 단계에서 요구되는 수업활동을 포함하고 있다. 최종 모형은 4인의 전문가에게 타당성을 검증받았으며, 본 연구의 논의점에 제안되었다.
언플러그드 컴퓨터과학 활동은 카드, 실, 크래용 등 주변의 물건들을 사용하는 놀이와 퍼즐을 통하여 컴퓨터과학에 대하여 학습하는 활동의 모음이다. 기존의 언플러그드 활동은 알고리즘을 소개하고 실생활에 적용하는 것에 편중되어 문제 해결을 위하여 알고리즘을 적용하기 전에 이루어져야 할 자료의 표현 방법에 대한 활동은 상대적으로 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생들에게 그래프 이론의 기본 개념과 실생활에 적용할 수 있는 그래프 알고리즘을 소개하는 언플러그드 수업을 설계하고 수업을 실시한 후에 설문조사를 통하여 수준의 적절성과 수업 효과에 대하여 평가하였다. 설문 응답을 분석한 결과 모든 응답자가 본 연구에서 제시한 수업 내용이 초등학생에게 적합하다고 응답하였고 수업의 효과와 적절성에 대하여 긍정적인 응답을 보였다.
언플러그드 활동은 프로그래밍 프로그램 이외의 학습 도구를 통하여 컴퓨터 과학에 대하여 학습하는 활동들이다. 기존의 언플러그드 활동은 절차적인 사고 과정에 초점을 맞추고, 놀이를 통해 사고 과정을 지도하는 것에 초점을 두어, 최근 주목되는 머신 러닝에서 중요한 비중을 차지하는 비지도 학습에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생들에게 익숙한 영상 매체를 사용하여 데이터를 분석하는 비지도 학습을 위한 언플러그드 수업을 설계하고, 수업을 실시한 후에 비버챌린지를 활용하여 수업의 효과성에 대한 결과를 분석하였다. 사전 검사와 사후 검사의 점수를 분석한 결과 학생들의 computational thinking 과 문제 해결력이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
현재 초등학생에게 인터넷을 가르칠 수 있는 여러 언플러그드 활동들이 개발되어 있다. 그러나 이 활동들은 인터넷의 작동 원리를 가르치는 것이 주목적이기 때문에, 초등학생들에게 웹(Web)의 개념을 알려주기에는 충분하지 않다. 웹은 인터넷처럼 제3차 산업혁명의 핵심 기술일 뿐만 아니라 학생들이 매일 접하는 기술이기 때문에 기본 상식으로 알아둘 필요가 있다. 본 논문에서는 초등학생에게 웹을 이해시키기 위해, PageRank 알고리즘의 원리를 이해하는 언플러그드 활동을 개발하였다. 개발된 언플러그드 활동은 실제 PageRank 알고리즘을 상당히 높은 정확도로 모사한다는 것을 실험적으로 나타내었다.
International journal of advanced smart convergence
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제11권4호
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pp.149-154
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2022
With the development of information and communication technology, information literacy and utilization are emerging as basic skills necessary for modern people. Accordingly, information education is becoming a basic literacy education for a nation. Unplugged computing is in the spotlight as a major educational method of information education. The main advantage of unplugged computing is that it is easy to convey basic theories or principles of computer science to students through play activities without the help of special information devices such as computers and tablet PCs. However, studies on student evaluation on unplugged computing have been very insufficient. In this study, students' evaluation standards are developed to maximize the educational effect of unplugged computing. The evaluation standards consist of four areas: participation, interest, satisfaction, and understanding of concepts. The results of this study can be used as a basic study for student evaluation of unplugged computing in the future.
소프트웨어 교육에 대한 관심이 늘어감에 따라 컴퓨터과학에 대한 관심도 높아지고 있다. 컴퓨터과학은 컴퓨터와 컴퓨터시스템의 이론과 원리를 학습하는 학문으로서 이러한 컴퓨터과학의 지식과 개념은 소프트웨어 교육의 근본이라고 할 수 있다. 최근에 컴퓨터를 사용하지 않고 컴퓨터 과학의 핵심 내용을 전달하는 방법으로 컴퓨터과학 언플러그드라는 학습 방법이 전 세계적으로 수업에 많이 활용되고 있다. CS 언플러그드는 다양한 놀이 활동을 중심으로 컴퓨터과학의 원리를 배우도록 하는 학습 방법이다. 그러나 문제는 이러한 CS 언플러그드 활동이 실제 컴퓨터과학에서 배우는 핵심교과와 얼마나 연관성이 있는지에 대한 분석 없이 단순한 놀이 수업으로만 이루어지는 것이다. 따라서 본 연구에서는 컴퓨터과학의 핵심 내용과 CS 언플러그드의 다양한 활동에 들어 있는 컴퓨터과학 핵심 내용을 분석하여 비교 연구를 하고자 한다.
2015 개정 교육과정이 도입됨에 따라 초등학교에서도 소프트웨어 교육이 의무화되었다. 실과 교과의 한 단원으로 구성되는 소프트웨어 교육의 내용은, 정보 윤리, 알고리즘과 프로그래밍, 컴퓨터과학의 원리로 이루어져 있는데 교수 학습 방법으로 놀이 중심의 언플러그드 활동을 권장하고 있다. 하지만 현장 교사들은 적합한 언플러그드 활동 자료의 부재를 가장 큰 어려움으로 생각하고 있었으며, 기존 자료가 성취기준 달성에 적합하지 않다는 점, 단순한 놀이 교육이 많아 컴퓨팅 활동과 연계되지 않는 점 등을 해결해야 할 문제로 지적하였다. 이에 본 연구에서는 초등 소프트웨어 교육의 성취기준으로 제시된 기본 제어구조는 물론 센서를 활용한 다양한 활동을 통해 창의적 문제해결력을 키울 수 있는 언플러그드 활동 중심의 로봇을 개발하였고 이를 활용한 소프트웨어 수업을 통해 효과성을 검증하였다.
최근 2015개정 교육과정의 적용으로 소프트웨어 교육이 학교 현장에서 이루어지고 있다. 소프트웨어 교육의 목적은 컴퓨팅 사고력 신장에 있으며, 이를 위해 언플러그드 활동, 교육용 프로그래밍언어, 피지컬 컴퓨팅 등의 방법을 활용하고 있다. 이 중 언플러그드 활동과 관련된 국내 73편, 해외 85편의 연구물들을 시맨틱 네트워크 분석 기법을 활용하여 비교 분석하였다. 주제어 분석 결과 해외에서는 1998년부터, 국내에서는 2006년부터 연구가 시작되었으나, 4차 산업 혁명의 이슈와 맞물려 전 세계적으로 컴퓨팅 사고력이 미래 사회를 위한 핵심역량으로 인식되면서 국내외 모두 2016년 이후 연구가 급증하고 있음을 알 수 있었다. 국내 연구에서 소프트웨어 교육에서 활용되는 '언플러그드 활동', '로봇 활용', '교육용 프로그래밍 언어' 등의 수단적 요소에 관한 주제어가 많이 나타난 것으로 분석되었다. 언플러그드 활동이 컴퓨팅 사고력을 함양시키기 위한 방법으로 활용되어야할 것이며 이를 위해 컴퓨터 과학의 목적인 '컴퓨팅 사고력' 에 대한 고찰을 바탕으로 연구가 진행될 필요가 있다.
Objective: This study investigated 5-year-old children's developmental levels for creative and social personalities according to gender, and whether participation in STEAM-based unplugged robotic activities can improve their creative and social personalities. Methods: Participants were 5-year-old children (N=125) from 11 child care centers. The experimental group included 29 boys and 24 girls enrolled in classrooms that implemented an unplugged activities curriculum over five weeks. The control group consisted of 38 boys and 34 girls. Data were analyzed using a t-test and analysis of covariance, and Hedges' g was used to measure effect size. Results: First, the participating children's mean scores on creative and social personalities were 3.20 and 3.53 on a 5-point Likert scale, respectively. Girls scored higher than boys in sensitivity-various interests and imagination-playfulness domains of creative personality and all three domains of social personality. Second, children in the experimental group showed improvement in all domains of social personality and the effect size was large. They also improved in three domains (openness-humor, imagination-playfulness, independency-immersion) of creative personality, although the effect size was small. Conclusion/Implications: The results imply that implementing a robotics curriculum with unplugged play activities in early childhood classrooms contributes to 5-year-old children's development of creative and social personalities.
언플러그드 활동의 교육적 효과 및 향후 방향에 대하여 고찰하기 위해 2007년부터 2016년까지 국내 학술지 및 학위논문을 대상으로 체계적 문헌고찰을 실시하였다. 체계적 문헌고찰을 위한 데이터베이스는 RISS, KISS, E-article의 세 종류를 활용하였으며 '언플러그드', '놀이중심' 등의 옵션으로 검색을 실시하였다. 체계적 문헌고찰 연구방법에서 선정한 프로토콜에 따라 모니터링하고 추출한 결과 최종 선정된 논문은 37편이었으며 연구현황, 연구 대상, 연구 방법, 연구 주제어, 학습 유형, 교육 방법, 연구 효과의 측면에서 분석을 실시하였다. 언플러그드 활동은 초등학생을 대상으로 한 연구가 가장 많으며 교육적 효과로는 학업성취도 및 문제해결력, 논리적 사고력이 가장 많이 나타났다. 정의적 영역에서는 흥미, 호기심, 동기 부여 측면이 가장 많았다. 문헌분석 결과를 기초로 언플러그드 활동이 지닌 특성 및 시사점을 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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