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문제 정의
- 둘째, 오늘 공부하게 될 학습 주제와 학습 문제를 제시하고, 어떤 코드 블록을 이용해서 스크립트를 작성해야 오늘의 학습 문제를 해결하게 될 수 있을지 미리 생각해보고 발표하게 한다.
- 본 논문에서는 학습 단계를 총 3단계로 나누어 각 단계별로 학습의 난이도를 조절하고, 학습의 위계를 분명히 하여 초등학교 전 학년에 걸쳐 학습 내용을 설계하는 데에 중점을 둔다. 따라서, 초등학교 저학년 때부터 프로그래밍 학습 경험을 공유하여, 학년이 올라갈수록 스크래치를 이용한 프로그래밍을 다양한 방법으로 공유하고 실습할 수 있도록 스크래치를 위한 프로그래밍 학습단계별 주요학습내용을 <표 2>와 같이 선정․제시한다.
- 본 논문은 전술한 문제를 해결하기 위하여 초등학생의 논리적 사고력과 문제해결력 향상을 위한 초등 학교 컴퓨터 교육과정을 설계․제시하는 것을 목적으로 한다. 교육과정을 실현하기 위한 도구로서 교사와 학생 모두 접근이 쉽고 학습 부담이 적은 교육용 프로그래밍 언어 스크래치를 사용한다.
제안 방법
- 넷째, 새롭게 배워야 할 코드 블록에 대해 소개하고 코드 블록의 스크립트 작성을 통해 블록의 사용 방법을 알려주고, 실습해 볼 수 있도록 한다.
- 다섯째, 학습 문제를 제시할 때 실행했던 프로젝트를 다시 보여주며, 오늘 배운 스크립트를 활용하여 자기 스스로 프로젝트를 제작할 수 있도록 한다.
- 둘째, 초등학교 컴퓨터 프로그래밍 교육과정을 설계한다. 먼저 스크래치 프로그래밍 교육요소를 추출하고 학습 단계와 각 학년별 위계에 맞게 주요 학습 내용을 선정하며, 학년별 지도 계획의 수립과 프로그래밍 교수․학습 지도안 작성 계획에 맞춰 교수․학습 지도안을 작성하여 제시한다.
- 둘째, 초등학교 컴퓨터 프로그래밍 교육과정을 설계한다. 먼저 스크래치 프로그래밍 교육요소를 추출하고 학습 단계와 각 학년별 위계에 맞게 주요 학습 내용을 선정하며, 학년별 지도 계획의 수립과 프로그래밍 교수․학습 지도안 작성 계획에 맞춰 교수․학습 지도안을 작성하여 제시한다.
- 본 논문에서 제안한 교육과정을 평가하기 위하여과 같은 7가지 문항으로 구성된 설문지를 작성하여 앞에서 기술한 전문가 집단에 설문을 의뢰하였다.
- 본 논문에서는 이러한 스크래치의 장점을 살려, 프로그래밍 교육요소를 추출하고, 학습단계를 ‘스크래치와 친해지기’, ‘스크래치와 놀아보기’, ‘스크래치 즐기기’의 3단계로 구성하여 각 단계별, 학년별 내용상의 위계를 확립하고, 학습할 주요 내용을 자세하게 설명하였으며, 스크래치 8개 코드 블록에 대한 학습내용을 각 학년별로 적절하게 안배하여 초등학교 1학년부터 6학년까지 전 학년에 걸쳐 1～2학년 과정은 4차시, 3～4학년 과정은 5차시, 5～6학년 과정은 6차시 분량으로 지도 계획을 수립하여 제시했다.
- 셋째, 본 논문에서 제시한 초등학교 컴퓨터 프로그래밍 교육과정에 대해 전문가집단을 통해 평가․분석한다.
- 위의 교수․학습 지도안 작성 계획을 바탕으로 일반적인 교수 • 학습 지도안 작성형식을 이용하여 [그림 1]과 같이 6학년 교수․학습 지도안을 작성하여 제시한다.
- 이에 본 논문에서는 초등학교 컴퓨터 교육과정에 프로그래밍 단원을 도입하기 위해 프로그래밍 교육의 의의와 필요성을 알아보고, 초등학교 교사를 대상으로 컴퓨터 교육 현황과 프로그래밍 교육에 대한 설문 결과를 바탕으로 교육용 프로그래밍 언어와 관련한 다수의 선행 연구에서 많이 논의되었던 스크래치를 중심으로 초등학교 컴퓨터 프로그래밍 교육과정을 설계하였으며, 교육과정의 평가․분석은 전문가 집단을 선정하여 수행하였다.
- 첫째, 프로그래밍 교육의 의의와 필요성을 바탕으로 프로그래밍 교육 내용이 초등학교 교육과정에 반드시 도입되어야만 하는 이유를 밝히고, 교육용 프로그래밍 언어와 스크래치가 가진 장점에 대해 각종 문헌을 통해 비교․분석한다.
- 학습단계별 주요학습내용 선정에 따른 학년별 세부 지도 계획 수립을 위해 먼저 각 차시별 학습 주제를 제시하여 수업의 길잡이로 활용하며, 사용하는 코드 블록의 종류와 학습 순서를 각 학년별 세부 지도 계획에 상세히 기술하고, 초등학교 과정에서 스크래치의 8가지 코드 블록을 모두 학습하고 학습량을 적절하게 배분하기 위해서 학년별로 학습해야할 코드 블록의 종류를 1～3개 이내로 제한한다. 초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 개정안에서 제시하고 있는 각 단계별, 영역별 내용을 고려해 교육과정을 설계할 때 스크래치 프로그래밍 학습 내용이 지침에서 제시하고 있는 테두리 안에서 전체적으로 하나의 위계를 가지는데 주안점을 두도록 한다. 아동의 인지 부담을 최소화하고, 각 학년별로 수업량의 적정성을 고려하며, 교육과정내 다른 교과와 컴퓨터 교과내 다른 단원의 수업 분량 등을 감안해서, <표 4>～<표 9>와 같이 1～2학년 과정은 4차시, 3～4학년 과정은 5차시, 5～6학년 과정은 6차시 분량으로 지도 계획을 수립하여 제시한다.
- 한편, 스크래치 프로그래밍 교육을 위한 교수․학습 지도안 작성계획을 수립하였고, 이에 맞추어 교수․학습 지도안을 작성하였으며, 초등학교 교사 중 컴퓨터 및 학교정보화분야의 경험이 풍부하고 프로그래밍 경험이 있는 전문가 집단의 검증을 통해 부족한 점을 수정․보안하였다.
대상 데이터
- 본 논문에서 제안한 교육과정을 평가하기 위하여 초등학교 교육경력이 3년 이상이고 컴퓨터 및 학교정보화분야 관련 경험이 풍부하고 프로그래밍 경험이 있는 초등학교 교사 중에서 10명의 전문가 집단을 선정했다. 선정자들은 모두 컴퓨터교육전공 석사과정 중이거나 석사학위 취득자들이며, 초등학교에서 정보관련 업무를 맡고 있다(<표 10>).
성능/효과
- 조성환 등(2008a)은 교수방법에 있어서 메타인지 사고를 활성화하기위해 ‘자기질문’ 방식을 가미한 시범․실습 수업모형을 활용하여 중학생을 대상으로 게임제작 프로그래밍 수업을 12주에 걸쳐 실시하였다. 그 결과 스크래치를 이용한 게임제작 프로그래밍 수업은 메타인지에 있어 남녀 모두에게 긍정적 효과가 있음을 확인하였다[11].
- 프로그래밍 교육에 대한 인식 정도와 초등학교 프로그래밍 교육에 대한 필요성을 알아보기 위한 설문지를 제작하였고, 충북 청주시 소재 초등학교 교사 30명과 경기도 소재 초등학교 교사 21명을 조사 대상으로 하여 설문 조사한 결과, 교사 개인의 컴퓨터 소양 능력은 과거와 달리 비약적으로 향상된 반면 프로그래밍 교육 내용을 반영한 교육과정 내용에 대한 인지도, 교사의 프로그래밍 이해 정도나 학습 경험, 프로그래밍 수업 경험은 매우 낮게 조사되었다. 그러나, 프로그래밍 수업이 필요하다고 응답한 18명의 교사중 17명이 초등학교 프로그래밍 수업이 학습자의 문제해결력을 향상시키고, 창의력 증진에 도움이 되기 때문에 꼭 필요하다고 응답했고, 프로그래밍 교육이 불필요하다고 생각한 응답자의 대부분이 막연히 C언어, 베이직 등 기존의 프로그래밍 언어가 어렵고 까다롭기 때문이라는 의견을 제시해 비주얼 기반의 이해하기 쉽고, 사용이 편리하며, 직관적으로 사용이 가능한 스크래치나 두리틀, 스퀵이토이 같은 교육용 프로그래밍 언어를 현장에 투입하면 효과적일 것이다.
- 넷째, ‘자신의 인지활동에 대한 인지(cognition about cognition)’ 즉 내가 무엇을 모르고 무엇을 아는가에 대한 메타인지 형성에 긍정적인 도움을 준다.
- 셋째, 기본적인 계산기의 원리를 배울 수 있도록 구조화된 언어여야 한다. 넷째, 일상적으로 사용하는 소프트웨어의 원리와 결부되고, 객체지향의 언어여야한다. 다섯째, 네트워크를 체험할 수 있어야 한다.
- 셋째, 프로그래밍은 주어진 정보를 정확하고 체계적인 방법으로 구상하고, 그 정보에 대해 논리적인 조작을 할 수 있는 환경을 마련해 줌으로써 개인의 지적 능력 계발을 도울 수 있다. 넷째, 프로그래밍 교육은 학습자 개인의 측면에서 논리적사고력이나 문제해결력과 같은 고등인지기술을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 국가적인 측면에서 소프트웨어 개발 선진국으로 도약할 수 있는 교육적 기회를 제공한다는 점에서 중요한 의의를 가지고 있다고 본다.
- 넷째, ‘자신의 인지활동에 대한 인지(cognition about cognition)’ 즉 내가 무엇을 모르고 무엇을 아는가에 대한 메타인지 형성에 긍정적인 도움을 준다. 다섯째, 성취감, 자신감, 협동심 등을 길러 긍정적 자아형성에 도움을 준다. 여섯째, 과학, 수학적인 개념을 자연스레 받아들일 수 있다.
- 첫째, 논리적 사고력, 추론적 사고, 반성적 사고 등의 사고력 발달에 도움을 준다. 둘째, 컴퓨터 교육의 기초로 컴퓨터의 기본교육과 내부 작동원리를 이해하는데 도움을 줄 수 있다. 셋째, 다양한 문제해결 방법을 모색해 봄으로써 문제해결력을 향상시킬 수 있다.
- 둘째, 컴퓨터 교육의 기초로 컴퓨터의 기본교육과 내부 작동원리를 이해하는데 도움을 줄 수 있다. 셋째, 다양한 문제해결 방법을 모색해 봄으로써 문제해결력을 향상시킬 수 있다. 넷째, ‘자신의 인지활동에 대한 인지(cognition about cognition)’ 즉 내가 무엇을 모르고 무엇을 아는가에 대한 메타인지 형성에 긍정적인 도움을 준다.
- 둘째, 프로그래밍은 문제를 구조적으로 보는 능력, 형식적인 사고력 등을 길러준다. 셋째, 프로그래밍은 주어진 정보를 정확하고 체계적인 방법으로 구상하고, 그 정보에 대해 논리적인 조작을 할 수 있는 환경을 마련해 줌으로써 개인의 지적 능력 계발을 도울 수 있다. 넷째, 프로그래밍 교육은 학습자 개인의 측면에서 논리적사고력이나 문제해결력과 같은 고등인지기술을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 국가적인 측면에서 소프트웨어 개발 선진국으로 도약할 수 있는 교육적 기회를 제공한다는 점에서 중요한 의의를 가지고 있다고 본다.
- 셋째, 학습 순서 및 활동을 안내하면서, 학습 문제와 관련 깊은 프로젝트를 제시해주고, 프로젝트 제작에 꼭 필요한 코드 블록과 추가해야 할 스크립트는 무엇일지 구상하고 발표하게 한다.
- 여섯째, 내가 프로그래밍을 한 스크립트가 교사가 제시한 프로젝트처럼 실행되지 못할 때, 다시 수정하여 정확한 프로그래밍을 할 수 있도록 지도하고, 교사의 프로젝트와 약간 다르더라도 창의적으로 구현된 프로젝트는 발굴하여 칭찬해준다.
- 프로그래밍 교육에 대한 인식 정도와 초등학교 프로그래밍 교육에 대한 필요성을 알아보기 위한 설문지를 제작하였고, 충북 청주시 소재 초등학교 교사 30명과 경기도 소재 초등학교 교사 21명을 조사 대상으로 하여 설문 조사한 결과, 교사 개인의 컴퓨터 소양 능력은 과거와 달리 비약적으로 향상된 반면 프로그래밍 교육 내용을 반영한 교육과정 내용에 대한 인지도, 교사의 프로그래밍 이해 정도나 학습 경험, 프로그래밍 수업 경험은 매우 낮게 조사되었다. 그러나, 프로그래밍 수업이 필요하다고 응답한 18명의 교사중 17명이 초등학교 프로그래밍 수업이 학습자의 문제해결력을 향상시키고, 창의력 증진에 도움이 되기 때문에 꼭 필요하다고 응답했고, 프로그래밍 교육이 불필요하다고 생각한 응답자의 대부분이 막연히 C언어, 베이직 등 기존의 프로그래밍 언어가 어렵고 까다롭기 때문이라는 의견을 제시해 비주얼 기반의 이해하기 쉽고, 사용이 편리하며, 직관적으로 사용이 가능한 스크래치나 두리틀, 스퀵이토이 같은 교육용 프로그래밍 언어를 현장에 투입하면 효과적일 것이다.
후속연구
- 본 논문에서 연구한 내용을 실제 수업에 적용한다면 초등학교 프로그래밍 교육을 효율적으로 수행할 수 있을 것이다. 또한 학습자의 흥미를 유지하면서 프로그래밍 수업을 보다 효과적으로 진행할 수 있으며, 더 나아가 논리적 사고력, 문제해결력, 창의력, 정보처리능력 등을 신장시킬 수 있을 것이다.
- 이 내용은 정보통신기술 교육 과정 전반을 아우르는 것이다. 또한, 프로그래밍은 다양한 활동이 합쳐진 종합 활동으로 음악, 미술, 과학, 수학, 글쓰기 등의 교과에도 접목하여 활용할 수 있을 것이다.
- 본 논문에서 연구한 내용을 실제 수업에 적용한다면 초등학교 프로그래밍 교육을 효율적으로 수행할 수 있을 것이다. 또한 학습자의 흥미를 유지하면서 프로그래밍 수업을 보다 효과적으로 진행할 수 있으며, 더 나아가 논리적 사고력, 문제해결력, 창의력, 정보처리능력 등을 신장시킬 수 있을 것이다.
- 본 논문에서는 ‘정보처리의 이해’ 영역의 교육과정을 대상으로 하였으나 프로그래밍 과정에서 컴퓨터등 정보기기를 다루는 익힐 수 있으며, 소리, 그림, 동영상 등을 다루는 프로그램을 작성하면서 정보를 가공하는 과정과 작성한 프로그램을 웹 사이트에 올리고 다른 학생이 작성한 프로그램을 다운로드하면서 정보의 공유에 대한 개념을 자연스럽게 익힐 수 있을 것이다.
- 첫째, 프로그래밍은 컴퓨터를 사용하는 학생들에게 논리적 사고력과 문제해결력을 향상시켜 줄 수 있는 효과적인 학습 환경을 제공해 준다. 둘째, 프로그래밍은 문제를 구조적으로 보는 능력, 형식적인 사고력 등을 길러준다.
- 향후 연구 과제로는 본 논문에서 제안한 스크래치를 이용한 컴퓨터 프로그래밍 교육과정 설계를 직접 현장에 적용하여 그 교육적 효과를 검증하고 그 결과를 바탕으로 학습 내용을 재설계하는 연구가 요구된다. 또한 학교 현장에서 바로 적용할 수 있도록 구체적인 지도 자료 및 실제 수업을 위한 활동지 개발 등이 부가적으로 필요하다.
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