컴퓨터 프로그래밍 교육은 학생들이 컴퓨터를 주체적이고 능동적으로 활용할 수 있도록 한다. 문제해결력 향상에 기여할 뿐만 아니라 수학적 능력, 창의적 사고, 논리적 사고력 등 고등인지 기술을 습득하는 데에도 매우 긍정적인 역할을 하고 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 정보통신기술교육 운영지침에 따라 개발된 기존 프로그래밍 교육내용과 방법을 MCU키트 활용 프로그래밍 학습으로 대체하여 학습자의 문제해결력 향상 정도를 알아보고자 하였다. 연구결과 MCU 키트를 활용한 프로그래밍 수업이 기존의 정보생활 교과서를 활용한 수업보다 문제해결력 향상에 긍정적인 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 문제해결력의 하위 요소인 문제인식, 정보수집, 분석, 확산적 사고, 의사결정, 기획력, 실행능력, 평가, 피드백의 모든 요소에서 통계적으로 유의미한 차이를 보이고 있어 MCU를 활용한 프로그래밍 수업이 문제해결력 향상에 효과적이었음을 알 수 있었다.
컴퓨터 프로그래밍 교육은 학생들이 컴퓨터를 주체적이고 능동적으로 활용할 수 있도록 한다. 문제해결력 향상에 기여할 뿐만 아니라 수학적 능력, 창의적 사고, 논리적 사고력 등 고등인지 기술을 습득하는 데에도 매우 긍정적인 역할을 하고 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 정보통신기술교육 운영지침에 따라 개발된 기존 프로그래밍 교육내용과 방법을 MCU 키트 활용 프로그래밍 학습으로 대체하여 학습자의 문제해결력 향상 정도를 알아보고자 하였다. 연구결과 MCU 키트를 활용한 프로그래밍 수업이 기존의 정보생활 교과서를 활용한 수업보다 문제해결력 향상에 긍정적인 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 문제해결력의 하위 요소인 문제인식, 정보수집, 분석, 확산적 사고, 의사결정, 기획력, 실행능력, 평가, 피드백의 모든 요소에서 통계적으로 유의미한 차이를 보이고 있어 MCU를 활용한 프로그래밍 수업이 문제해결력 향상에 효과적이었음을 알 수 있었다.
Computer programming education gives students a chance to use computers independently and actively. This plays a very positive role in acquiring higher cognitive skills such as mathematical skills and creative logical thinking. Thus the purpose of this study is to measure the degrees of students' pr...
Computer programming education gives students a chance to use computers independently and actively. This plays a very positive role in acquiring higher cognitive skills such as mathematical skills and creative logical thinking. Thus the purpose of this study is to measure the degrees of students' problem-solving abilities using MCU programming kits based on the ICT Education Guide. The experiment confirms that programming classes using MCU kits have a more positive effect on the students problem-solving abilities than do those using the existing computer textbooks. The sub-constituents of problem-solving abilities - problem recognition, information gathering, analysis, diffuse thinking, decision-making, planning, execution, evaluation and feedback - also show significant statistical differences. Therefore, we can conclude that programming classes using MCU kits are very effective in advancing problem-solving abilities.
Computer programming education gives students a chance to use computers independently and actively. This plays a very positive role in acquiring higher cognitive skills such as mathematical skills and creative logical thinking. Thus the purpose of this study is to measure the degrees of students' problem-solving abilities using MCU programming kits based on the ICT Education Guide. The experiment confirms that programming classes using MCU kits have a more positive effect on the students problem-solving abilities than do those using the existing computer textbooks. The sub-constituents of problem-solving abilities - problem recognition, information gathering, analysis, diffuse thinking, decision-making, planning, execution, evaluation and feedback - also show significant statistical differences. Therefore, we can conclude that programming classes using MCU kits are very effective in advancing problem-solving abilities.
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문제 정의
초등학교 프로그래밍 입문기 학생들을 대상으로 MCU 프로그래밍 키트를 이용하여, 초등학교 교육과정에서 이수해야할 프로그래밍의 기초 개념이나 공통된 규칙을 쉽고 재미있게 학습할 수 있게 하였다. 또한, 프로그래밍에 대한 흥미도를 높이고 프로그래밍 학습의 근본 목적인 논리적 사고력, 문제해결력, 창의력 중에서 초등학생들의 문제해결력 향상에 미치는 효과를 분석하는데 목적을 두었다.
본 연구에서 MCU 프로그래밍 키트를 활용한 프로그래밍 학습이 학습자의 문제해결력 향상에 미치는 영향을 분석하기 위해, 통제집단 전후검사 설계를 사용하였다. 먼저 사전 검사를 통해 두 집단의 문제해결력을 비교하여 동질성 여부를 분석하였다.
본 연구에서 적용한 교수 학습 모형의 발견식 수업은 학생들이 프로그래밍 활동을 능동적으로 할 수 있는 환경을 조성하여 주되, 교사가 문제 해결과정에 따라 학습진행 과정을 모니터링하여 학생들의 문제해결능력을 신장시키는데 목표를 두고 있다. 이러한 학습 환경은 학생들의 문제 해결과정을 활성화시킴으로써 학생들을 동기화시키는데 결정적이다.
본 연구에서는 MCU 키트를 활용한 학생들에 대하여 특별히 문제해결력 향상에 관점을 두어 연구를 진행하였다. 이를 위한 구체적인 연구내용과 방법은 다음과 같다.
본 연구에서는 MCU 프로그래밍 학습이 문제해결력에 미치는 효과를 알아보았다. 하지만, 학습 도구 및 학습 대상과 성취 수준에 따라서 차이점이 있을 수 있다.
본 연구에서는 Squeak 등의 교육용 프로그래밍언어가 제공하는 활용의 용이성 등의 장점과 로봇 교육의 장점을 살려, 초등 프로그래밍 교육 과정의 새로운 도구적 접근 방법의 일환으로 MCU 키트를 활용한 프로그래밍 교육 방법을 제안하였다. MCU를 활용한 프로그래밍 교육은 키트를 직접 제작하는 과정에서 구체적 조작활동, 협동학습 활동 등을 할 수 있는 장점이 있다.
지금까지 이러한 프로그래밍 교육의 개선을 위하여 많은 새로운 도구 및 방법이 연구되고 시도되어 왔다. 본 연구에서는 초등학생을 위한 프로그래밍 교육의 다양한 방법 중의 하나로 MCU(Micro Controller Unit) 모듈을 사용한 프로그래밍 교육에 관하여 연구한다. 사용한 언어는 MCU가 기본적으로 제공하는 DiKi_C 언어를 사용하며, MCU 키트[18]를 활용한 프로그래밍 학습의 효과성을 연구한다.
또한 다양한 멀티미디어적인 전자부품을 활용하여 실생활과 관련된 과제를 직접 해결하는 방법으로 자연스럽게 프로그래밍의 원리와 개념을 이해시켜 학습자의 참여도를 높일 수 있다[15]. 본 연구의 목적은 이러한 MCU키트를 활용한 프로그래밍 교육을 통하여 학생들의 프로그램에 관한 이해도와 문제 해결력 향상에 관하여 연구하는 것이다.
초등학교 프로그래밍 교육을 위한 하나의 방법으로 MCU 프로그래밍 키트를 도입하여 초등학교 교육과정에서 이수해야할 프로그래밍의 기초 개념이나 공통된 규칙을 쉽고 재미있게 학습할 수 있게 하여 프로그래밍에 대한 흥미도를 높이고 프로그래밍 교육의 근본 목적인 논리적 사고력, 문제해결력, 창의력 등을 신장시키는 데 그 목적을 두고자 한다.
제안 방법
첫째, MCU를 활용하는 놀이 과정에서 프로그래밍의 개념과 기본 사용법을 자연스럽게 학습한다. MCU를 활용하는 놀이 과정에서 프로그래밍의 개념을 이해하고 전자부품과 연결하여 실생활과 관련된 과제를 해결함으로써 자연스럽게 학습이 이루어지도록 하며 MCU라는 소재를 사용하여 학생의 흥미와 학습동기를 높이고 자연스럽게 프로그래밍의 개념과 기본 원리를 학습한다.
교수․학습의 설계원리는 송정범․이태욱[8]이 제시한 학생들의 프로그래밍 학습에 동기를 증진시킬 수 있는 전략을 토대로 다음과 같이 MCU 프로그래밍 학습에 필요한 전략으로 수정하여 적용한다.
둘째, MCU 프로그래밍 키트를 활용한 학습 프로그램을 정보통신기술교육운영지침 3단계에 맞추어 프로그래밍의 기초 개념이나 공통 규칙을 학습 할 수 있는 내용으로 재구성하여 적용한다. 또한 MCU 프로그래밍 키트에 포함된 다양한 멀티미디어적인 요소를 충분히 활용하여 흥미있고 자연스럽게 프로그래밍 학습에 몰입할 수 있도록 학습자의 지속적 동기유발이 되도록 학습 프로그램을 구성한다.
둘째, MCU 프로그래밍 키트를 활용한 학습 프로그램을 정보통신기술교육운영지침 3단계에 맞추어 프로그래밍의 기초 개념이나 공통 규칙을 학습 할 수 있는 내용으로 재구성하여 적용한다. 또한 MCU 프로그래밍 키트에 포함된 다양한 멀티미디어적인 요소를 충분히 활용하여 흥미있고 자연스럽게 프로그래밍 학습에 몰입할 수 있도록 학습자의 지속적 동기유발이 되도록 학습 프로그램을 구성한다.
정보통신기술 교육운영지침에서 요구하는 학습 목표에 적합한 학습내용이 자연스럽게 학습될 수 있도록 기회를 제공한다. 마지막으로 차세대 디지털 리더 육성 프로그램 DiKi-3000 교재에서 제시한 14차시 분량의 MCU 프로그래밍 내용을 미리 적용해보고 정보통신기술교육운영지침에 제시된 초등학생들이 학습해야할 프로그래밍 기본 학습요소를 근거로 하여 재미있고 쉬운 학습 주제 및 학습내용을 재구성한다.
본 연구에서 MCU 프로그래밍 키트를 활용한 프로그래밍 학습이 학습자의 문제해결력 향상에 미치는 영향을 분석하기 위해, 통제집단 전후검사 설계를 사용하였다. 먼저 사전 검사를 통해 두 집단의 문제해결력을 비교하여 동질성 여부를 분석하였다. 실험처치는 4, 5, 6학년 27명을 대상으로 방과 후 활동시간을 활용하여 2009년 10월 13일부터 11월 7일 3주에 걸쳐 6차시 동안 진행되었으며, 실험집단은 MCU 프로그래밍 키트를 활용한 프로그래밍 학습을 실시하였고, 통제집단은 정보생활 교과서를 활용한 정보처리 영역의 프로그래밍 관련 학습을 진행하였다.
본 연구에서 적용한 MCU 프로그래밍 교육 내용은 학습내용의 설계원리에 따라 전체 3주(주당 2차시) 분량의 학습내용으로 구성하였으며, 구성된 세부 학습 주제 및 학습내용은 와 같다.
일반적으로 프로그래밍 교육은 프로그래밍 언어로 코딩한 내용을 실행시켜 프로그래밍 오류를 확인하고 수정하는 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 특정 언어 학습에 목표를 두는 것이 아니라, 자신이 프로그래밍 한 내용을 MCU 모듈의 작동을 통하여 확인하게 하여 문제 해결을 위한 계획 단계, 프로그래밍 단계, 오류 수정 단계 등의 프로그래밍 과정을 중시하고 있다. 먼저 PC에서 DiKi_C 언어로 코딩을 하고, 컴파일이 성공적으로 이루어지면 생성된 바이트코드를 MCU 모듈에 전송한다.
본 연구의 학습 프로그램은 현재 초등학교 정보생활 5, 6학년 교과서의 프로그래밍 교육이 3차시씩 제시되어 있는 것을 기준으로 본 연구에서도 6차시로 재구성하였다. 본 연구에서 적용한 MCU 프로그래밍 교육 내용은 학습내용의 설계원리에 따라 전체 3주(주당 2차시) 분량의 학습내용으로 구성하였으며, 구성된 세부 학습 주제 및 학습내용은 <표 2>와 같다.
본 연구에서는 초등학생을 위한 프로그래밍 교육의 다양한 방법 중의 하나로 MCU(Micro Controller Unit) 모듈을 사용한 프로그래밍 교육에 관하여 연구한다. 사용한 언어는 MCU가 기본적으로 제공하는 DiKi_C 언어를 사용하며, MCU 키트[18]를 활용한 프로그래밍 학습의 효과성을 연구한다.
사전 검사 이후, 실험집단과 통제집단은 3주간 6차시에 걸쳐 MCU 프로그래밍 키트를 활용한 프로그래밍 수업과 정보생활 교과서를 활용한 정보처리 영역의 프로그래밍 관련 수업을 실시하였다. 문제해결력에 대한 사후 검사를 t-검증한 결과는 <표 9>, (그림 4)와 같다.
셋째, MCU 프로그래밍 키트를 활용한 학습을 통해 문제해결력 향상 효과를 알아보기 위해 초등학생 프로그래밍 입문기 학생을 대상으로 MCU 프로그래밍 키트를 활용한 수업과 정보생활 교재를 활용한 수업을 실시한다. 사전 사후 검사를 통해 통제집단과 실험집단 각각의 문제해결력 신장 차이를 분석한다.
셋째, MCU 프로그래밍 키트를 활용한 학습을 통해 문제해결력 향상 효과를 알아보기 위해 초등학생 프로그래밍 입문기 학생을 대상으로 MCU 프로그래밍 키트를 활용한 수업과 정보생활 교재를 활용한 수업을 실시한다. 사전 사후 검사를 통해 통제집단과 실험집단 각각의 문제해결력 신장 차이를 분석한다.
먼저 사전 검사를 통해 두 집단의 문제해결력을 비교하여 동질성 여부를 분석하였다. 실험처치는 4, 5, 6학년 27명을 대상으로 방과 후 활동시간을 활용하여 2009년 10월 13일부터 11월 7일 3주에 걸쳐 6차시 동안 진행되었으며, 실험집단은 MCU 프로그래밍 키트를 활용한 프로그래밍 학습을 실시하였고, 통제집단은 정보생활 교과서를 활용한 정보처리 영역의 프로그래밍 관련 학습을 진행하였다. 구체적인 연구의 실험 설계는 <표 5>와 같다.
<표 3>은 설계된 MCU 프로그래밍 학습내용으로 구성한 교수․학습 과정안으로서, 전체 6차시 기준으로 작성하여 지도하였다.
이에 따라 최근 개정된 초·중등학교 정보통신기술교육 운영지침의 내용체계도 창의력, 논리적 사고력 등을 통한 문제해결력을 함양할 수 있도록 컴퓨터과학 교육을 강화하는 방향으로 수정·보완 되었다.
초등학교의 프로그래밍 교육에 대한 고찰 및 프로그래밍 교육의 필요성과 컴퓨터 교육에서 MCU 프로그래밍을 활용한 학습의 의미와 가능성에 대해 탐색하고 정보통신기술교육 운영지침에 제시된 초등학교 학생들이 학습해야 할 컴퓨터과학 영역의 프로그래밍 학습요소를 추출하여 MCU 프로그래밍 키트를 활용하여 수업에 적용한다. 중학교 1학년 수준의 프로그래밍 내용이 제시되어 있으나 MCU를 활용한 프로그래밍이 초등학교에서도 가능한 수준이므로 프로그램을 재구성하여 제시하였다.
첫째 추상적이고 문법위주의 기존의 프로그래밍 학습을 지양하고 MCU 프로그래밍 키트의 다양한 작동원리를 경험하게 함으로써 학생들의 관심과 호기심을 조장한다.
첫째, MCU를 활용하는 놀이 과정에서 프로그래밍의 개념과 기본 사용법을 자연스럽게 학습한다. MCU를 활용하는 놀이 과정에서 프로그래밍의 개념을 이해하고 전자부품과 연결하여 실생활과 관련된 과제를 해결함으로써 자연스럽게 학습이 이루어지도록 하며 MCU라는 소재를 사용하여 학생의 흥미와 학습동기를 높이고 자연스럽게 프로그래밍의 개념과 기본 원리를 학습한다.
첫째, 본 연구에서 적용한 학습 프로그램은 본격적인 프로그래밍 학습을 위한 것이 아니라 입문 과정에 있는 초등학교 5, 6학년 학생들의 기본적인 프로그래밍 원리 및 개념 학습용으로 한국전자정보통신산업진흥회에서 개발한 교재를 참고로 하여 정보통신기술교육운영지침 3단계에 목표에 맞추어 6차시 분량의 학습내용으로 재구성하여 적용하였다.
초등학교 프로그래밍 입문기 학생들을 대상으로 MCU 프로그래밍 키트를 이용하여, 초등학교 교육과정에서 이수해야할 프로그래밍의 기초 개념이나 공통된 규칙을 쉽고 재미있게 학습할 수 있게 하였다. 또한, 프로그래밍에 대한 흥미도를 높이고 프로그래밍 학습의 근본 목적인 논리적 사고력, 문제해결력, 창의력 중에서 초등학생들의 문제해결력 향상에 미치는 효과를 분석하는데 목적을 두었다.
대상 데이터
대상 실험 학생들은 교육용 프로그래밍에 대한 사전 지식이나 기초적 소양이 없는 상태에서 이루어졌으며, 집단별 인원 수는 와 같다.
본 연구에서 설계한 MCU 프로그래밍 학습 내용을 실험하기 위해서 초등학교 5학년 1개 반의 통제집단과 54명의 4학년 이상으로 구성된 1개 반의 실험집단을 구성하였다. 대상 실험 학생들은 교육용 프로그래밍에 대한 사전 지식이나 기초적 소양이 없는 상태에서 이루어졌으며, 집단별 인원 수는 <표 4>와 같다.
각 종 센서와 모터 등 여러 가지 전자 부품을 연결선을 이용하여 탈부착할 수 있다. 본 연구에서는 빛 센서, 초음파센서, DC 모터만 활용하였다.
데이터처리
두 집단에 대한 동질성이 판명되었으므로 MCU를 활용한 프로그래밍 수업의 효과를 검증하기위해 실험집단에 대해 대응표본 t-검증을 실시하였으며 검증한 결과는 , (그림 3)과 같다.
연구 대상 학생을 실험집단 1반과 통제집단 1반으로 구성하였으므로 먼저 두 집단에 대해 사전 검사를 실시하여 동질집단 여부를 살펴보기 위해 t-검증을 실시하였다. 문제해결력의 사전 검사 결과는 <표 7>과 같다.
이론/모형
둘째, 본 연구에서 적용한 학습 프로그램은 한국전자정보통신산업진흥회에서 개발한 DiKi_C언어를 활용하였다. 그리고 진성수[16]의 연구결과를 바탕으로 하였으며, 실습에 사용한 키트는 DiKi-3000을 이용하였다.
둘째, 본 연구에서 적용한 학습 프로그램은 한국전자정보통신산업진흥회에서 개발한 DiKi_C언어를 활용하였다. 그리고 진성수[16]의 연구결과를 바탕으로 하였으며, 실습에 사용한 키트는 DiKi-3000을 이용하였다.
본 연구에서는 문제해결력 향상 정도를 측정하고자 서정희[7]가 개발한 문제해결력 인식형 검사 도구를 사용하였다. 설문도구의 신뢰도를 알아보기 위한 문항 내적 합치도 검사결과, Cronbach 알파계수가 .
성능/효과
기존의 교육용 프로그래밍 언어와 같이 본 연구에서 사용한 MCU 환경도 일반 컴퓨터 프로그래밍 언어를 사용하는 것보다 학습하기 용이하고 흥미롭게 다가갈 수 있다. 기존의 C언어와 DiKi_C 언어의 기본구조를 비교하면 <표 1>과 같다.
셋째, MCU의 DiKi_C 프로그램은 명령어 선택 방식으로 쉽게 프로그램밍할 수 있고, 기본적인 명령어만으로 글자 출력, 애니메이션 등 다양한 결과를 도출할 수 있다. 넷째, 빛 센서, 초음파 센서, 온도 센서를 활용한 프로그래밍 학습은 학생들이 보다 쉽고 재미있게 프로그래밍 개념을 익힐 수 있도록 한다.
배영권[5]의 연구에서도 로봇프로그래밍을 위한 학습내용 조직에 있어 남학생은 공격적이며 투쟁적인 학습내용을 선호하고, 여학생은 생활 중심적이고 협력적인 학습내용을 선호하는 것으로 나타났으며, 공격적이고 경쟁적인 교육내용은 여학생들의 학습의욕을 저해시킬 수 있음을 지적하였다. 둘째, 기존의 로봇 활용 프로그래밍 교육은 일반적인 문제 해결과정인 알고리즘을 설계하고 프로그램을 개발하는 과정보다 물리적인 로봇을 구성하기 위한 공학적 사고에 치중한다. 셋째, 국내의 다양한 연구들이 학습자의 창의적 문제해결력 향상을 위한 교수 전략들을 제시하고 있지만, 대부분 창의성과 문제해결력의 속성과 구인에 대한 명확한 이해 없이 단지, 새로운 최첨단 기술이나 매체의 활용 방안을 제시하고 있다.
둘째, 문법을 학습할 필요 없이 논리만을 이용하여 코딩하므로 프로그래밍에 대한 기본 지식이 없이도 쉽고 재미있게 배울 수 있다. DiKi_C는 명령어 선택 입력방식을 활용하고 있다.
MCU 프로그래밍 키트의 특징은 첫째, 구체물이기 때문에 프로그래밍의 결과를 직관적으로 관찰할 수 있다. 둘째, 실생활에서 많이 접하는 LED를 직접 이용한 프로그래밍 교육이 가능하여, 간단한 조작을 통해서도 다양한 결과를 얻을 수 있다. 셋째, MCU의 DiKi_C 프로그램은 명령어 선택 방식으로 쉽게 프로그램밍할 수 있고, 기본적인 명령어만으로 글자 출력, 애니메이션 등 다양한 결과를 도출할 수 있다.
셋째, 국내의 다양한 연구들이 학습자의 창의적 문제해결력 향상을 위한 교수 전략들을 제시하고 있지만, 대부분 창의성과 문제해결력의 속성과 구인에 대한 명확한 이해 없이 단지, 새로운 최첨단 기술이나 매체의 활용 방안을 제시하고 있다. 마지막으로 지적된 문제점으로서 기존의 로봇 활용 프로그래밍 교육의 학습과제들은 로봇이 장애물을 피해 목적지에 도달하게 한다거나, 특정 물건을 정해진 위치에 옮긴다거나 하는 제한적인 도전과제의 형태를 지녔으며, 이러한 과제의 속성은 다양한 학습자의 참여를 유발하지 못하고, 창의성 촉진을 저해하는 요소로 작용할 수 있다는 것이다.
문제해결력 사후 검사 결과, 실험집단의 평균이 4.1463점으로 통제집단의 평균 3.3621보다 높게 나타났으며 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(P<.05).
문제해결력에 대한 사전 검사를 분석한 결과, 실험집단의 전체 평균은 3.5177점, 통제집단 전체 평균은 3.3924점으로 두 집단간 평균차이가 통계적으로 유의미하지 않는 것으로 나타났다(P>.05).
문제해결력에 대한 사전․사후 차이를 검사한 결과, 사후 검사의 평균이 4.4163점으로 사전 검사의 평균 3.5177보다 높게 나타났으며, 통계적으로 유의미한 차이를 보이고 있다(P<.05).
본 연구의 MCU 프로그래밍 키트를 활용한 프로그래밍 교육은 해당 결과를 MCU 모듈을 통해 직관적으로 확인할 수 있기 때문에 학생들이 쉽고 재미 있게 프로그래밍 학습을 할 수 있다. 또한 다양한 멀티미디어적인 전자부품을 활용하여 실생활과 관련된 과제를 직접 해결하는 방법으로 자연스럽게 프로그래밍의 원리와 개념을 이해시켜 학습자의 참여도를 높일 수 있다[15].
본 연구에서는 문제해결력 향상 정도를 측정하고자 서정희[7]가 개발한 문제해결력 인식형 검사 도구를 사용하였다. 설문도구의 신뢰도를 알아보기 위한 문항 내적 합치도 검사결과, Cronbach 알파계수가 .928로 나타나 본 연구의 설문도구는 연구 대상들의 문제해결력을 측정하는데 적합하다고 할 수 있다. 문제해결력의 인식을 진단하는 문항의 능력요소 및 하위요소별 행동지표와 그에 해당하는 문항 구성은 <표 6>과 같다.
셋째, MCU 프로그래밍 키트에 포함된 다양한 멀티미디어적인 요소를 활용하여 흥미있고 자연스럽게 프로그래밍 학습에 몰입할 수 있도록 학습자의 지속적 동기유발이 되도록 한다.
셋째, MCU와 컴퓨터의 연동으로 입체감 있는 역동적인 학습내용을 구성할 수 있고, 지속적인 오류검증과 즉각적인 피드백을 통하여 빠르고 정확하게 문제해결을 할 수 있다.
둘째, 실생활에서 많이 접하는 LED를 직접 이용한 프로그래밍 교육이 가능하여, 간단한 조작을 통해서도 다양한 결과를 얻을 수 있다. 셋째, MCU의 DiKi_C 프로그램은 명령어 선택 방식으로 쉽게 프로그램밍할 수 있고, 기본적인 명령어만으로 글자 출력, 애니메이션 등 다양한 결과를 도출할 수 있다. 넷째, 빛 센서, 초음파 센서, 온도 센서를 활용한 프로그래밍 학습은 학생들이 보다 쉽고 재미있게 프로그래밍 개념을 익힐 수 있도록 한다.
연구 결과, MCU를 활용한 프로그래밍 학습은 실제 학습자의 흥미도를 높였을 뿐 아니라 문제해결력 향상에 기여했음을 확인하였으며, 이는 본 연구를 통해 제시된 교수․학습 전략을 토대로 한 프로그래밍 학습이 학습자의 문제해결력과 같은 인지적 능력 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 MCU 키트를 활용한 교육도 초등 프로그래밍 교육의 한 대안적 방법이 될 수 있다.
05). 즉 MCU를 활용한 프로그래밍 수업의 실험 처치가 전체적인 문제해결력 향상에 효과적인 것으로 나타났다.
05). 즉, MCU를 활용한 프로그래밍 수업이 정보생활 교과서를 활용한 수업보다 문제해결력 향상에 긍정적인 영향을 준다고 할 수 있다.
후속연구
하지만, 학습 도구 및 학습 대상과 성취 수준에 따라서 차이점이 있을 수 있다. 따라서 향후, 다른 교육용 프로그래밍 언어와의 학습 효과를 비교 분석하는 후속 연구도 필요하다.
첫째, 초등학교 프로그래밍의 교육의 실태와 프로그래밍 교육에서의 MCU 활용의 가능성에 대한 선행 연구를 고찰한다.
프로그래밍 교육시에는 그 과정에서 어렵거나 불필요한 요소들을 개선하거나 줄여주고 학습자들이 프로그래밍의 즐거움을 맛보며 쉽고 재미있게 프로그래밍 과정에 접근할 수 있도록 하는 것이 필요하다. 학생들의 인지발달단계와 학교 현장의 여건 등을 고려해보면 본 연구를 통해 설계된 교수․학습전략을 기반으로 한 MCU 프로그래밍 학습은 의미 있는 선택이며 초등 프로그래밍 교육의 새로운 도구가 될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
프로그래밍 교육이 정보화교육에서 어떠한 능력을 함양시키기 위한 컴퓨터 과학의 핵심인가?
프로그래밍 교육은 정보화교육에서 학생들의 창의력, 문제해결력, 논리적 사고력 등 고등사고능력을 함양시키기 위한 컴퓨터 과학의 핵심이다. 따라서 초등학교 때부터 바람직한 방향으로 실시되어야 하며 학생들이 쉽고 재미있게 프로그래밍의 개념과 원리를 이해하고 경험할 수 있는 학습 기회를 제공하여 고등사고능력을 자연스럽게 함양할 수 있도록 해야한다.
MCU 키트의 특징은 무엇인가?
MCU 프로그래밍 키트의 특징은 첫째, 구체물이기 때문에 프로그래밍의 결과를 직관적으로 관찰할 수 있다. 둘째, 실생활에서 많이 접하는 LED를 직접 이용한 프로그래밍 교육이 가능하여, 간단한 조작을 통해서도 다양한 결과를 얻을 수 있다. 셋째, MCU의 DiKi_C 프로그램은 명령어 선택 방식으로 쉽게 프로그램밍할 수 있고, 기본적인 명령어만으로 글자 출력, 애니메이션 등 다양한 결과를 도출할 수 있다. 넷째, 빛 센서, 초음파 센서, 온도 센서를 활용한 프로그래밍 학습은 학생들이 보다 쉽고 재미있게 프로그래밍 개념을 익힐 수 있도록 한다.
프로그래밍 학습을 효과적으로 하기 위해서는 어떻게 해야 하는가?
프로그래밍 학습을 효과적으로 하기 위해서는 학생들이 실제 프로그램을 작성, 실행하고 수정할 수 있는 기회를 충분히 제공해 주어야 하고, 학생들이 직접적이고 직관적인 실행결과를 확인할 수 있어야 하며, 피드백 과정이 매우 빠르게 진행되어야 한다. 특히, 초등학생의 경우에는 이밖에도 무엇보다도 사용하기 쉽고 흥미를 유발할 수 있는 교육용 프로그래밍 도구를 사용하여 프로그래밍 언어 자체의 어려움을 줄이는 것이 무엇보다도 중요하다.
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