스크래치 프로그래밍 교육이 초등학생의 자기 주도적 학습 능력에 미치는 효과 The Effect of Scratch Programming Education on Elementary School Students' Self-directed Learning Ability원문보기
교육용 프로그래밍 언어에 대한 선행 연구에 따르면 프로그래밍 교육은 학습자의 인지기술, 논리적 사고력, 반성적 사고력향상에 도움이 되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이러한 프로그래밍 교육이 자기주도적 학습능력에 미치는 효과에 대해 알아보기 위하여 스크래치 프로그래밍 교육을 초등학교 6학년 학생들에게 실시하였다. 연구 결과 실험집단이 비교집단에 비해 자기주도적 학습 능력의 하위요소인 개방성, 내재적 동기, 자율성 영역의 신장에 유의한 차이를 보였다. 이러한 효과는 특히 ICT 활용능력이 우수한 학생들에게 더욱 크게 나타났으며, 그 향상 정도는 기존 연구에서 보고한 전자교과서, UCC, 사이버가정학습 활동 후의 자기주도적 학습 능력 향상 결과보다 큰 것으로 나타났다.
교육용 프로그래밍 언어에 대한 선행 연구에 따르면 프로그래밍 교육은 학습자의 인지기술, 논리적 사고력, 반성적 사고력향상에 도움이 되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이러한 프로그래밍 교육이 자기주도적 학습능력에 미치는 효과에 대해 알아보기 위하여 스크래치 프로그래밍 교육을 초등학교 6학년 학생들에게 실시하였다. 연구 결과 실험집단이 비교집단에 비해 자기주도적 학습 능력의 하위요소인 개방성, 내재적 동기, 자율성 영역의 신장에 유의한 차이를 보였다. 이러한 효과는 특히 ICT 활용능력이 우수한 학생들에게 더욱 크게 나타났으며, 그 향상 정도는 기존 연구에서 보고한 전자교과서, UCC, 사이버가정학습 활동 후의 자기주도적 학습 능력 향상 결과보다 큰 것으로 나타났다.
Previous studies on educational programming language reported that programming education can help students develop their abilities in cognitive, logical and reflecting thinking for problem solving. In this study, we examined the effects of Scratch programming language education on self-directed lear...
Previous studies on educational programming language reported that programming education can help students develop their abilities in cognitive, logical and reflecting thinking for problem solving. In this study, we examined the effects of Scratch programming language education on self-directed learning ability through six-grade elementary school students. The study results are that the treatment group shows more improvement with statistical significance on the subscales of self-directed learning such as openness, internal motivation, and autonomy, than the control group. These effects are especially larger with the students with high ICT literacy, whose degree is higher than that as a result of using digital textbook, UCC, and cyber home education reported in previous studies.
Previous studies on educational programming language reported that programming education can help students develop their abilities in cognitive, logical and reflecting thinking for problem solving. In this study, we examined the effects of Scratch programming language education on self-directed learning ability through six-grade elementary school students. The study results are that the treatment group shows more improvement with statistical significance on the subscales of self-directed learning such as openness, internal motivation, and autonomy, than the control group. These effects are especially larger with the students with high ICT literacy, whose degree is higher than that as a result of using digital textbook, UCC, and cyber home education reported in previous studies.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 스크래치 프로그래밍을 이용하여 교과교육을 실시하고 학교현장에서 이러한 교육용 프로그래밍 언어 교육이 초등학생들의 자기주도적 학습능력의 신장에 도움을 주는지 알아 보고자 한다. 그리하여 초등학교에서의 정보통신교육과정 개선과 활용 방안 수립을 위한 기초자료로 활용 될 수 있도록 하는 것이 그 목적이다.
본 연구에서는 스크래치 프로그래밍 교육이 초등학생들의 자기 주도적 학습 능력에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 결과 실험집단 전체의 자기 주도적 학습 능력은 5.
따라서 본 연구에서는 두 집단 간 사전사후 검사 설계를 사용하였다. 사전검사와 사후 검사는 각각 2회 실시하여 프로그래밍 외에 다른 요인은 없는지 검증하여 신뢰도를 높이고자 하였다.
실험집단 내 ICT소양능력 상위 학생들에 대한 자기주도적 학습 능력의 향상 정도를 살펴 보았다. ICT 소양능력 검사 결과 70점 이상인 상위 10% 학생들의 사후 검사 결과는 <표 11>, <표 12>와 같이 실험집단 내 일반학생들보다 월등하게 향상되었음을 알 수 있다.
이에 본 연구에서는 스크래치 프로그래밍을 이용하여 교과교육을 실시하고 학교현장에서 이러한 교육용 프로그래밍 언어 교육이 초등학생들의 자기주도적 학습능력의 신장에 도움을 주는지 알아 보고자 한다. 그리하여 초등학교에서의 정보통신교육과정 개선과 활용 방안 수립을 위한 기초자료로 활용 될 수 있도록 하는 것이 그 목적이다.
그러나 현재 정보통신교육 시간에 배우는 초등학생 컴퓨터 교과서에는 이러한 프로그래밍 언어가 수록되어 있지 않으며, 알고리즘을 위한 프로그래밍 언어로 HTML 만이 수록되어 있다. 이에 본 연구에서는 직관적이고 초등학생들이 쉽게 접근할 수 있는 스크래치 프로그래밍 교육을 실시하고, 학생들의 자기주도적 학습능력의 신장 효과를 내재적동기와, 학습기회의 개방성, 자율성 영역 면에서 규명하고자 한다.
제안 방법
내가 만든 프로그램’ 단원을 활용하여 ICT 소양 프로그래밍 수업을 <표 4> 와 같이 적용하였다. ICT 소양 프로그래밍 수업과 스크래치 프로그래밍을 활용한 수업 모두 12차시로 10주간 진행하였다.
교육용 프로그래밍 언어가 자기주도적 학습 능력에 미치는 효과를 알아보기 위하여 와 같이 계획 단계, 분석 단계, 설계 단계, 실행 단계, 검증 단계로 나누고 단계별 절차를 정해 연구를 수행하였다.
자기주도적 학습 능력의 사전검사 점수를 t-검증한 결과 내재적 동기, 학습 기회의 개방성, 자율성 요소에서 두 집단 간에는 통계적으로 유의한 차가 없으므로 동질 집단으로 간주할 수 있다. 그러나, 사전검사를 통해 나타난 결과에 다른 요소의 영향이 없는지 확인하기 위하여 두 집단 간 사전 검사를 일주일 후 재실시하였다. 1차 검사 결과와 마찬가지로, 2차 검사 결과에서도 자기 주도적 학습능력의 모든 하위능력에 대하여 두집단 간에 유의한 차가 없는 것으로 나타났다.
실험집단과 통제집단은 기존의 학급을 유지한 채 본 연구자에 의해 프로그래밍 수업이 적용된다. 따라서 본 연구에서는 두 집단 간 사전사후 검사 설계를 사용하였다. 사전검사와 사후 검사는 각각 2회 실시하여 프로그래밍 외에 다른 요인은 없는지 검증하여 신뢰도를 높이고자 하였다.
수업 처치 후 사후검사를 통해 각 집단의 자기주도적 학습 능력의 향상 정도를 측정하여 분석하였다. 따라서 본 연구의 독립변인은 스크래치 프로그래밍 학습이며, 종속변인은 자기 주도 학습 능력의 사후 검사 점수이다.
수업 처치 후 사후검사를 통해 각 집단의 자기주도적 학습 능력의 향상 정도를 측정하여 분석하였다. 따라서 본 연구의 독립변인은 스크래치 프로그래밍 학습이며, 종속변인은 자기 주도 학습 능력의 사후 검사 점수이다.
실험집단과 비교집단의 교육 후 자기주도적 학습 능력 향상 여부를 알아보기 위해 사전 검사와 동일한 검사지를 이용하여 사후 검사를 실시하였다. 특히 사후 검사를 2주 간격으로 두 번 실시하여 시간 경과에 따른 향상 변화를 알아보았다.
따라서 대부분의 학생들이 기본적인 ICT 소양능력이 미흡하다고 판단되었다. 이에 본 연구에 필요한 기본적인 소양을 학생들에게 가르치기 위하여 스크래치에 대한 기초 교육부터 실시하여 12차시로 교육을 하였다.
자기주도적 학습능력 사전검사를 통해 실험집단과 가장 유사한 비교집단을 대상으로 실험집단에는 과 같이 스크래치 프로그래밍 교육을 문제해결학습 모형으로 적용하였으며 비교 집단에도 동일한 문제해결 학습 모형을 적용하기 위해 정보통신 교과서 ‘3.
실험집단과 비교집단의 교육 후 자기주도적 학습 능력 향상 여부를 알아보기 위해 사전 검사와 동일한 검사지를 이용하여 사후 검사를 실시하였다. 특히 사후 검사를 2주 간격으로 두 번 실시하여 시간 경과에 따른 향상 변화를 알아보았다.
프로그래밍 수업의 효과를 측정하기 위해 실험집단과 통제집단을 구성하여 비교하였다. 실험집단과 통제집단은 기존의 학급을 유지한 채 본 연구자에 의해 프로그래밍 수업이 적용된다.
대상 데이터
연구는 경기 하남시 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 하였다. 자기주도적 학습능력 사전검사를 통해 실험집단과 가장 유사한 비교집단을 대상으로 실험집단에는 <표 3>과 같이 스크래치 프로그래밍 교육을 문제해결학습 모형으로 적용하였으며 비교 집단에도 동일한 문제해결 학습 모형을 적용하기 위해 정보통신 교과서 ‘3.
데이터처리
연구에 참여한 실험 집단과 비교 집단의 동질성 여부를 검증하기 위해 자기주도적 학습 능력 검사 지로 사전 검사를 실시하여 t-검증을 하였으며 결과는 과 같다.
성능/효과
그러나, 사전검사를 통해 나타난 결과에 다른 요소의 영향이 없는지 확인하기 위하여 두 집단 간 사전 검사를 일주일 후 재실시하였다. 1차 검사 결과와 마찬가지로, 2차 검사 결과에서도 자기 주도적 학습능력의 모든 하위능력에 대하여 두집단 간에 유의한 차가 없는 것으로 나타났다.
ICT 소양능력 검사 결과 70점 이상인 상위 10% 학생들의 사후 검사 결과는 , 와 같이 실험집단 내 일반학생들보다 월등하게 향상되었음을 알 수 있다.
결론적으로 초등학교에서 스크래치 프로그래밍 교육은 일반적인 HTML언어 교육보다 자기 주도적 학습 능력을 향상시키는데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 그러나 ICT 소양능력에 따라 신장 정도에 차이를 보이므로, 본 연구를 토대로, ICT 소양능력에 따라 자기 주도적 학습 능력 신장이 최적화될 수 있는 컴퓨터 활용 도구를 찾아내는 것이 시급한 향후 연구 과제이다.
7% 향상되었으며, 실험집단 내 ICT 소양 능력 우수학생들에 대해서는 21% 신장되었다. 또한 자기 주도적 학습 능력의 모든 하위 요소, 즉, 내재적 동기, 학습기회의 개방성, 자율성 영역에서 자기주도적 학습능력 신장 효과가 높은 것으로 나타났다. 이는 스크래치 프로그래밍 교육이 학생들의 호기심을 자극하고 만족감을 높이며, 학습에 대한 자기보상과 함께, 학습태도에 기여하며, 학습 참여기회를 높이고, 자발적으로 학습을 계획하고 이를 실행하는 태도를 향상시킨다고 할 수 있다.
본 연구에서는 스크래치 프로그래밍 교육이 초등학생들의 자기 주도적 학습 능력에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 결과 실험집단 전체의 자기 주도적 학습 능력은 5.7% 향상되었으며, 실험집단 내 ICT 소양 능력 우수학생들에 대해서는 21% 신장되었다. 또한 자기 주도적 학습 능력의 모든 하위 요소, 즉, 내재적 동기, 학습기회의 개방성, 자율성 영역에서 자기주도적 학습능력 신장 효과가 높은 것으로 나타났다.
실험집단에 대해서 와 같이 사전검사의 평균보다 1, 2차 사후검사의 평균이 모두 높게 나타났으며 통계적으로 검증한 결과에서도 유의하게 상승하였다.
이상의 선행연구들을 살펴보면 웹을 기반으로 하는 인터넷과 멀티미디어 등이 자기 주도적 학습 능력을 신장시키는데 효율성이 있음을 검증하였다. 그러나 학습자가 직접 프로그래밍을 하여 다양한 프로젝트를 제작할 수 있는 교육용 프로그래밍 언어를 통한 자기 주도적 학습 능력 신장에 관한 연구는 아직 실현되지 않았다.
ICT 소양능력 검사 결과 70점 이상인 상위 10% 학생들의 사후 검사 결과는 <표 11>, <표 12>와 같이 실험집단 내 일반학생들보다 월등하게 향상되었음을 알 수 있다. 특히 (그림 1)에 제시한 각 집단의 하위 영역별 신장율에서 보듯이, 자율성이 가장 크게 향상되었다.
실험집단에 대해서 <표 9>와 같이 사전검사의 평균보다 1, 2차 사후검사의 평균이 모두 높게 나타났으며 통계적으로 검증한 결과에서도 유의하게 상승하였다. 특히 2차 검사 결과는 1차보다 모든 하위 영역에서 더욱 많이 상승하여 유의수준 1%에서 유의한 차이를 보였다. 이는 스크래치 프로그램을 새롭게 접한 학생들의 호기심이 높았고, 일반적인 프로그램 수업보다 만족감이 높았으며, 자신이 직접 프로그램을 만들고 실행하는 과정을 거치며 학습자 자신의 성취감과 자기보상을 느꼈기 때문으로 분석된다.
05 수준에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 특히 2차 검사 결과는 대체적으로 1차 검사 평균치보다 더 낮아졌고, 사전검사 결과와도 별반 차이가 없는 것을 알 수 있다. 따라서 HTML 수업은 초등생들의 자기주도 학습 능력 신장에 효과가 없다고 말할 수 있으며, 이는 HTML 문서 작성의 까다로운 형식과 즉각적인 피드백 부재, 멀티미디어 자료가 아닌 텍스트 문서를 다루는데 따른 흥미 유발 요인 감소 등이 그 원인으로 판단된다.
후속연구
결론적으로 초등학교에서 스크래치 프로그래밍 교육은 일반적인 HTML언어 교육보다 자기 주도적 학습 능력을 향상시키는데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 그러나 ICT 소양능력에 따라 신장 정도에 차이를 보이므로, 본 연구를 토대로, ICT 소양능력에 따라 자기 주도적 학습 능력 신장이 최적화될 수 있는 컴퓨터 활용 도구를 찾아내는 것이 시급한 향후 연구 과제이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
교육용 프로그래밍 언어란 무엇인가?
교육용 프로그래밍 언어는 기존의 Basic, C, C++, Java와 같은 프로그래밍 언어를 초보자들에게 보다 쉽게 가르치고 배우기 위해 교육적으로 만든 언어를 말한다[17]. ACM[21]에서는 “알고리즘적 사고를 위해서는 LOGO와 같은 교육용 프로그래밍 언어를 통한 프로그래밍 교육이 필요하다”고 강조하며 컴퓨터 과학 기초를 위한 학습 단계에서부터 이러한 교육이 필요하다고 주장하였다[20].
스크래치 프로그래밍 교육이 초등학생들의 자기 주도적 학습 능력에 미치는 영향을 분석 한 결과는?
본 연구에서는 스크래치 프로그래밍 교육이 초등학생들의 자기 주도적 학습 능력에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 결과 실험집단 전체의 자기 주도적 학습 능력은 5.7% 향상되었으며, 실험집단 내 ICT 소양 능력 우수학생들에 대해서는 21% 신장되었다. 또한 자기 주도적 학습 능력의 모든 하위 요소, 즉, 내재적 동기, 학습기회의 개방성, 자율성 영역에서 자기주도적 학습능력 신장 효과가 높은 것으로 나타났다. 이는 스크래치 프로그래밍 교육이 학생들의 호기심을 자극하고 만족감을 높이며, 학습에 대한 자기보상과 함께, 학습태도에 기여하며, 학습 참여기회를 높이고, 자발적으로 학습을 계획하고 이를 실행하는 태도를 향상시킨다고 할 수 있다.
일반적인 프로그래밍 언어를 통한 교육에 대한 문제점을 해결하기 위해 필요한 것은 무엇인가?
일반적인 프로그래밍 언어를 통한 교육은 학습 초기에 가지고 있는 의욕이나 동기는 상실되고 프로그래밍에 대한 부정적인 인식만 남게 되어 결국, 원리 교육을 받을 수 있는 차후 학습으로의 연계가 되지 않고 프로그래밍 학습 자체를 포기하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 교육용 프로그래밍 언어가 필요하다[1]. 교육용 프로그래밍 언어는 소프트웨어 개발 능력을 예비하기 위한 기초 교육과정으로 소프트웨어 개발의 주도적 역할을 할 프로그래머를 양성할 수 있는 기반을 마련할 수 있다.
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