현장 검증을 통한 교육용 프로그래밍 언어 교재 개발 -LOGO와 Scratch를 중심으로- A Development of Educational Material for EPL through Applying a Draft in Education -Focusing on LOGO and Scratch-원문보기
미래를 준비하는 학생들에게 정보통신기술의 발달은 지식의 암기를 넘어 정보의 탐색 및 활용을 통해 효과적으로 문제를 해결해나가는 창의적인 능력이 요구되어진다. 컴퓨터 교육에 있어 프로그래밍 교육은 프로그래밍을 하는 과정에서 여러 문제를 접하게 되고, 해결 방안을 탐색하는 과정에서 유연한 사고를 통해 학생의 창의력을 키워준다는 여러 연구가 발표되었다. 특히 초등학생들에게 있어 학습에 용이한 EPL의 활용을 통한 프로그래밍 교육은 프로그래밍 교육을 처음 받는 학생들이 느끼는 프로그래밍 언어 자체를 익힘으로서의 어려움을 감소시켜주어 학생이 더욱 사고에 집중할 수 있도록 해준다. 이에 본 연구는 초등학생들을 대상으로 한 EPL 교육 자료 초안을 제작, 적용하여 학생들의 창의적 요소의 신장을 살펴보았다. 또한 초안 적용을 통해 도출된 개선점을 수정, 보완하여 현장에서 바로 사용할 수 있은 교육 자료(학습지, 교수학습 과정안)를 제작하였다.
미래를 준비하는 학생들에게 정보통신기술의 발달은 지식의 암기를 넘어 정보의 탐색 및 활용을 통해 효과적으로 문제를 해결해나가는 창의적인 능력이 요구되어진다. 컴퓨터 교육에 있어 프로그래밍 교육은 프로그래밍을 하는 과정에서 여러 문제를 접하게 되고, 해결 방안을 탐색하는 과정에서 유연한 사고를 통해 학생의 창의력을 키워준다는 여러 연구가 발표되었다. 특히 초등학생들에게 있어 학습에 용이한 EPL의 활용을 통한 프로그래밍 교육은 프로그래밍 교육을 처음 받는 학생들이 느끼는 프로그래밍 언어 자체를 익힘으로서의 어려움을 감소시켜주어 학생이 더욱 사고에 집중할 수 있도록 해준다. 이에 본 연구는 초등학생들을 대상으로 한 EPL 교육 자료 초안을 제작, 적용하여 학생들의 창의적 요소의 신장을 살펴보았다. 또한 초안 적용을 통해 도출된 개선점을 수정, 보완하여 현장에서 바로 사용할 수 있은 교육 자료(학습지, 교수학습 과정안)를 제작하였다.
Students meet with many problems during programming education in computer education. In part of computer education, computer programming education have been researched. And the research have said that computer programming education have helped to increasing of students' creativity during find answer...
Students meet with many problems during programming education in computer education. In part of computer education, computer programming education have been researched. And the research have said that computer programming education have helped to increasing of students' creativity during find answer of problem through flexible thought. Especially, elementary school students, who learn to programming language for the first time, feel difficulty, when they learn computer programming. But the use of EPL reduce difficulties. So Students can focus on the thinking. Therefore, in this paper, a draft was produced and applied to observe the creative elements increasing of elementary school students. Than modify and supplement the draft through improvements to a draft obtained by applying. Also, made the educational material that can be used directly in the field.
Students meet with many problems during programming education in computer education. In part of computer education, computer programming education have been researched. And the research have said that computer programming education have helped to increasing of students' creativity during find answer of problem through flexible thought. Especially, elementary school students, who learn to programming language for the first time, feel difficulty, when they learn computer programming. But the use of EPL reduce difficulties. So Students can focus on the thinking. Therefore, in this paper, a draft was produced and applied to observe the creative elements increasing of elementary school students. Than modify and supplement the draft through improvements to a draft obtained by applying. Also, made the educational material that can be used directly in the field.
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문제 정의
반면에 Scratch는 프로그래밍 개념을 바탕으로 초등학교 수준에서 Scratch에서 사용할 수 있는 교육요소를 추출하였다. Scratch의 기초적 기능과 조작 방법을 익히고 실습할 수 있는 교육요소를 추출하고 이것을 바탕으로 교육 자료 개발에 구성하였다.
본 연구에서는 가장 많이 사용되지는 EPL인 LOGO와 Scratch를 연구한 기존의 선행연구를 바탕으로 두 언어에 대한 교재 초안을 제작하고 투입하여 기존 연구에서 언급된 창의성 신장뿐만 아니라 선행연구에서 볼 수 없었던 두 언어 간의 창의성 세부 영역에서의 영향을 교차 분석하였다. 또한 초안 교재의 현장 검증을 통하여 초안 교재 개발 과정 및 설계상의 문제를 파악하고 현장 투입 시의 유의점을 확인하여 더욱 폭넓게 활용 가능할 뿐만 아니라 각 언어의 특성에 더욱 적합한 교재를 개발하였다.
본 연구에서는 이러한 EPL의 교육적 효과를 더욱 극대화 하기위하여 본 연구팀에서 연구한 [2]의 연구 분석 결과를 바탕으로 개선 방안을 모색하여 완성도 높은 LOGO와 Scratch 교재를 개발하였다.
제안 방법
따라서 초안 교재의 8차시로 제작되어있는 학습자료를 15차시로 늘려 개념 도입의 과정에서 차시를 추가하여 학생들이 무리 없이 수업에 적용시킬 수 있도록 하였다. 15차시의 기준은 현행 4, 5, 6학년의 재량활동의 연 시수 64시간 중 한 학기에 16시간 정도를 정보화교육 시수로 편성하는 학교 현장의 상황을 고려하여 제시하였다. 그리고 기능을 익힘에 있어 학습한 기능을 문제해결에 사용하여 사고력을 증진 시킬 수 있도록 차시의 구성을 조정하고 관계/논리 연산 및 알고리즘 주제를 추가하였다.
2단계는 명령어 익히기와 명령어 살펴보기로 오늘 학습할 문제와 관련된 개념을 살펴보고, 이를 활용하여 완성된 결과물을 보며 규칙 및 명령어를 찾아보도록 하였다. 발견된 규칙과 명령어는 프로그래밍 할 때에 활용하도록 하였다.
3단계는 프로그래밍하기와 명령어 실행하기로 전 단계에서 발견한 규칙과 명령어를 활용하여 프로그래밍을 하도록 하였다.
개발한 초안 교재를 제주특별자치도의 신제주초등학교(Scratch)와 강정초등학교(LOGO)의 4학년 1개 반씩 대상으로 각각 남, 여로 나누어 4개의 집단을 형성하고 TORRANCE TTCT(도형) 창의력 검사 A형을 통해 사전ㆍ사후검사를 실시하였다[2]. 각각의 집단에서 표본을 추출하여 동질집단으로 구성하였고 창의력 세부요소에 대하여 비교분석 및 사전/사후 분석을 하였다.
개발한 교육 자료를 수업에 모든 교사가 활용할 수 있도록 각 차시별 교수학습 과정안을 작성하였다.
개발한 초안 교재를 제주특별자치도의 신제주초등학교(Scratch)와 강정초등학교(LOGO)의 4학년 1개 반씩 대상으로 각각 남, 여로 나누어 4개의 집단을 형성하고 TORRANCE TTCT(도형) 창의력 검사 A형을 통해 사전ㆍ사후검사를 실시하였다[2]. 각각의 집단에서 표본을 추출하여 동질집단으로 구성하였고 창의력 세부요소에 대하여 비교분석 및 사전/사후 분석을 하였다.
교재의 초안은 [표 1]과 같이 각 EPL의 특성에 따라 주제와 활동을 달리하여 선정하였으며, LOGO의 겨우는 기본 명령어에서 고급 함수 사용의 단계적 흐름을 생각한 반면 Scratch의 경우는 결과물의 난이도를 높여가며 명령 및 프로그램을 익혀나갈 수 있도록 구성하였다.
15차시의 기준은 현행 4, 5, 6학년의 재량활동의 연 시수 64시간 중 한 학기에 16시간 정도를 정보화교육 시수로 편성하는 학교 현장의 상황을 고려하여 제시하였다. 그리고 기능을 익힘에 있어 학습한 기능을 문제해결에 사용하여 사고력을 증진 시킬 수 있도록 차시의 구성을 조정하고 관계/논리 연산 및 알고리즘 주제를 추가하였다.
논리적 사고신장을 위하여 관계논리연산 및 재귀동작과정을 그림과 함께 반복되는 명령어를 생각할 수 있도록 구성하였다. 또한 도형 감각뿐만 아니라 수 연산능력을 향상 시킬 수 있도록 차시를 증배하였다.
따라서 두 교육용 언어의 교육의 교육은 접근 방식이 달라야 한다고 판단을 하게 되었고, LOGO는 명령어의 단계적 교육을 통해 결과물을 더욱 발전시켜 나가는 방법을, Scratch는 주제별 콘텐츠 제작의 난이도를 높여가는 방법을 사용하였다.
하지만 수학적 개념의 이해에 있어 초등학교 4학년이 이해하기에는 어려움이 있었다. 따라서 초안 교재의 8차시로 제작되어있는 학습자료를 15차시로 늘려 개념 도입의 과정에서 차시를 추가하여 학생들이 무리 없이 수업에 적용시킬 수 있도록 하였다. 15차시의 기준은 현행 4, 5, 6학년의 재량활동의 연 시수 64시간 중 한 학기에 16시간 정도를 정보화교육 시수로 편성하는 학교 현장의 상황을 고려하여 제시하였다.
LOGO는 차시별로 서로 다른 명령어를 이용하여 다양한 도형을 소개하고 그려보도록 하였다. 또한 변수 및 제어문을 도입하여 LOGO의 다양한 특징을 좀 더 구체적으로 접목시켜 보았다. 반면에 Scratch는 프로그래밍 개념을 바탕으로 초등학교 수준에서 Scratch에서 사용할 수 있는 교육요소를 추출하였다.
본 연구에서는 가장 많이 사용되지는 EPL인 LOGO와 Scratch를 연구한 기존의 선행연구를 바탕으로 두 언어에 대한 교재 초안을 제작하고 투입하여 기존 연구에서 언급된 창의성 신장뿐만 아니라 선행연구에서 볼 수 없었던 두 언어 간의 창의성 세부 영역에서의 영향을 교차 분석하였다. 또한 초안 교재의 현장 검증을 통하여 초안 교재 개발 과정 및 설계상의 문제를 파악하고 현장 투입 시의 유의점을 확인하여 더욱 폭넓게 활용 가능할 뿐만 아니라 각 언어의 특성에 더욱 적합한 교재를 개발하였다.
이에 본 연구에서는 LOGO와 Scratch의 언어적 특성을 분석하여 초안 교재를 개발하고 현장 적용하여 각 언어가 창의성의 세부영역에 미치는 효과를 교차 분석하였다. 또한 현장 적용을 통하여 알게 된 문제점을 수정 보완하여 학교 교육현장에서의 활용성 및 기대 효과가 높은 LOGO와 Scratch의 교재를 개발하였다.
이에 본 연구에서는 LOGO와 Scratch의 언어적 특성을 분석하여 초안 교재를 개발하고 현장 적용하여 각 언어가 창의성의 세부영역에 미치는 효과를 교차 분석하였다. 또한 현장 적용을 통하여 알게 된 문제점을 수정 보완하여 학교 교육현장에서의 활용성 및 기대 효과가 높은 LOGO와 Scratch의 교재를 개발하였다.
현장 적용에 있어서는 초등학교에서의 고학년의 특성과 저학년의 특성을 고루 갖춘 학년에 해당하는 4학년을 택하여 최종적으로 수정된 교재의 적용 학년을 탐색할 수 있도록 하였으며 프로그래밍을 처음 접하는 집단임을 감안하여 프로그래밍 언어의 특징에 맞게 선정하였다.
성능/효과
LOGO 교육학급과 Scratch 교육학급의 각 학급에서 창의성 검사를 독립표본 T검정으로 이성 비교ㆍ분석해 본 결과 LOGO 교육학급의 경우 여학생이 남학생에 비해 LOGO 프로그래밍 학습에 의하여 유창성 신장 효과가 크다는 것을 확인 할 수 있었다[표 3].
이중 LOGO를 이용한 연구로는 사고력과 관련한 연구[1][4] 및 창의력과 관련한 연구[5] 등이 있었다. 이 연구들은 LOGO의 교육이 사고력 및 창의성 신장에 긍정적인 역할을 한다는 것을 잘 보여준다.
후속연구
시대가 요구하는 창의적인 시민을 길러내기 위해서는 체계적인 교육과정을 수립하고 일회적인 교육이 아니라 단계적인 교육이 지속적으로 이루어 져야 한다. 이를 위해 컴퓨터 교육에 있어 본 연구에 사용한 수업설계를 세분화 하여 다양한 상황에 접목시킨다면 보다 효율적인 교육과정의 수립이 가능하리라 본다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
프로그래밍 스타일과 활용 분야에서 LOGO와 Scratch의 차이점은 무엇인가?
LOGO는 텍스트 기반 코딩 방법으로 프로그래밍에 주로 쓰이거나 수학적인 계산에 활용 가능한 언어이고, Scratch는 마우스 조작 스크립트 삽입이나 액션 선택으로 알고리즘을 구현하여 프로그래밍 뿐만 아니라 게임, 시뮬레이션, 멀티미디어 작성 등 다양한 교과에도 적용 가능한 언어이다.
학생들이 프로그래밍 하는 과정을 통해 창의적인 문제 해결 능력을 신장시킬 수 있는 이유는 무엇인가?
프로그램을 계획, 설계, 실행, 수정해나가는 과정은 현실 사회의 문제 해결 과정과 매우 유사하다. 따라서 학생들은 프로그래밍 하는 과정을 통해 창의적인 문제 해결 능력을 신장시킬 수 있다[1].
컴퓨터 언어의 활용 빈도 순위를 조사하여 발표하는 Tiobe Software의 2010년도 발표에서 상위 50위 안의 프로그래밍 언어 중 교육용으로 개발된 언어는 무엇인가?
컴퓨터 언어의 활용 빈도 순위를 조사하여 발표하는 Tiobe Software의 2010년도 발표에서 상위 50위 안의 프로그래밍 언어 중 교육용으로 개발된 언어는 LOGO(31위), Scratch(39위), Alice(43위)가 있다[3]. 이중 LOGO와 Scratch는 우리나라에도 많이 알려져 있는 EPL로써 현재 일부 학교 현장 및 영재교육원에서 교육이 되고 있다.
참고문헌 (12)
D. H. Clements, Engancement of creativity in computer environments, American Educational Research Journal Spring, 1991.
김종진, 현동림, 김승완, 김종훈, 원유헌, “교육용 프로그래밍 언어인 로고와 스크래치 교재 개발 및 비교 실험”, 한국콘텐츠학회논문지, 제10권, 제7호, pp.459-469, 2010.
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