창의적 문제해결 능력을 위한 알고리즘 교육의 중요성이 강조되고 있다. 특히 수학 과학과 연계된 논리적 사고력 증진을 위한 알고리즘 교재 개발이 추진 중 이다. 그러나 교육현장에서 적용 가능한 교수-학습 모형에 대한 제시가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습 모형을 제시한다. 나선형 모형으로 학습 진도를 진행하며, 논리적 사고력을 기반으로 하는 알고리즘 교육의 특성을 반영하여 교수-학습 모형을 개발하였다. 또한 학습자의 만족도를 위하여 설문을 실시하였으며, 그 결과로 설계된 교수-학습 모형은 PBL과 자기주도학습 및 동료교수법의 혼합 모형이다. 제시된 모형에 근거하여 수학과 과학의 수업 예시를 구성하여 적용 가능성을 보였다.
창의적 문제해결 능력을 위한 알고리즘 교육의 중요성이 강조되고 있다. 특히 수학 과학과 연계된 논리적 사고력 증진을 위한 알고리즘 교재 개발이 추진 중 이다. 그러나 교육현장에서 적용 가능한 교수-학습 모형에 대한 제시가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습 모형을 제시한다. 나선형 모형으로 학습 진도를 진행하며, 논리적 사고력을 기반으로 하는 알고리즘 교육의 특성을 반영하여 교수-학습 모형을 개발하였다. 또한 학습자의 만족도를 위하여 설문을 실시하였으며, 그 결과로 설계된 교수-학습 모형은 PBL과 자기주도학습 및 동료교수법의 혼합 모형이다. 제시된 모형에 근거하여 수학과 과학의 수업 예시를 구성하여 적용 가능성을 보였다.
The importance of algorithm education has been emphasized for creative problem-solving capability. Especially, algorithm teaching materials related with mathematics and science are under development to enhance logical thinking. However, there are not enough teaching-learning models applicable in the...
The importance of algorithm education has been emphasized for creative problem-solving capability. Especially, algorithm teaching materials related with mathematics and science are under development to enhance logical thinking. However, there are not enough teaching-learning models applicable in the field of education. Therefore, this paper proposed a teaching-learning model for effective algorithm education. The teaching-learning model reflects two characteristics : an algorithm learning process is spiral, and algorithm education is based on logical thinking. Furthermore, a survey was conducted for students' satisfaction, and the result was a mixed teaching-learning model with PBL, SDL, and peer tutoring. Based on the proposed model, examples of classes for mathematics and science are suggested to show the feasibility of effective algorithm education.
The importance of algorithm education has been emphasized for creative problem-solving capability. Especially, algorithm teaching materials related with mathematics and science are under development to enhance logical thinking. However, there are not enough teaching-learning models applicable in the field of education. Therefore, this paper proposed a teaching-learning model for effective algorithm education. The teaching-learning model reflects two characteristics : an algorithm learning process is spiral, and algorithm education is based on logical thinking. Furthermore, a survey was conducted for students' satisfaction, and the result was a mixed teaching-learning model with PBL, SDL, and peer tutoring. Based on the proposed model, examples of classes for mathematics and science are suggested to show the feasibility of effective algorithm education.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
그러나 알고리즘 교육의 목표는 학습자에게 논리적 사고력을 형성하는 것이다. 그리하여 학습된 내용을 기반으로 다양한 문제 해결을 진행할 수 있도록 교육하는 것이다.
마지막 3-3단계에서는 복합적 문제 해결이 가능하도록 지원하는 학습 단계이다. 문제가 단순한 한 가지로 구성되어 있지 않고 복합적으로 이루어져 있어도 해결 가능하도록 학습하는 것이다.
중학생을 대상으로 진행한 EPL 문제 해결 능력 관련 논문[9]에서는 실제적 교과과정이 아닌 IT 캠프에서 진행되는 게임 관련 학습 내용만을 진행하였다. 본 논문에서는 실제 교과 내용을 적용한 스크래치 활용 수업을 제시하였다.
창의적인 문제해결은 알고리즘 교육을 통하여 가능하다. 본 연구에서는 정보교과의 중심이 되는 알고리즘 교육을 효과적으로 진행하기 위한 교수-학습법에 대한 모형을 연구하였다.
본 연구의 목적은 효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습법에 대한 모형을 제시하는 것이다. 결과로 제시된 모형을 활용하여 알고리즘 교육을 통한 학습자의 문제해결 능력 향상을 도모한다.
수업 예시는 수학 및 과학 과목으로 연계한 알고리즘 교육으로 구성하였다. 실질적으로 활용 가능한 수업 예시를 제공하여 알고리즘 교육의 확장성을 보이고자 한 것이다.
알고리즘 교육을 위한 교수-학습법에 대한 모형을 제시하려는 목적을 위하여 설문을 실행하였다. 설문의 결과로 얻은 여러 가지 교수-학습법은 교육 공학의 이론에 근거하여 정리하였으며, 정리된 교수-학습법은 학습 과정에 적용하여 수업 예시로 설명하였다.
그러나 도구론적 정당화 부분에서 정체성을 입증할 예시는 제공되지 않았다. 이에 본 연구에서는 도구론적 정당화를 뒷받침할 수 있도록 실제 수학과 과학의 교과과정에 알고리즘을 도구로 적용하여 설명해 보았다.
효과적인 알고리즘 교수-학습 과정을 개발하기 위하여 알고리즘 교육 개선을 위한 설문조사를 실시하였다. 설문 참여는 컴퓨터 교육과 대학생 중 알고리즘 수업을 이수한 학생을 대상으로 하였다.
제안 방법
교육용 프로그래밍 언어 (EPL : Educational Programming Language)로 개발된 스크래치는 나선형 모델을 기반으로 제작되었다. <그림 2>와 같이 생각을 실천하고 공유하는 과정을 지속적으로 반복하도록 하여 학생들이 창의적 습관을 키워나갈 수 있도록 지원한다.
제시된 모형은 알고리즘 개념의 특성상 여러 가지 교수-학습법이 혼합되어 구성되었다. 선행 학습된 개념의 이해가 요구되는 조건을 위하여 나선형 모형을 선택하였으며, 문제 해결 능력을 위한 논리적 사고를 기본으로 적용 하였다. 실제적인 교수-학습 방법을 위하여서는 PBL, 자기주도학습, 동료교수법 등 3가지를 적용 하여 설계하였다.
설계된 교수-학습 모형은 수학과 과학 분야의 예시를 통하여 설명하였다. 수학의 예시를 위하여 최대공약수를 학습에 적용하였고, 과학의 예시를 위하여 자동차가 움직이는 원리를 적용하였다. 적용된 학습 내용은 실제 학습자에 의해서 진행된 사항이 아니라 연구 진행 과정에서 제시된 예제에 한한다.
선행 학습된 개념의 이해가 요구되는 조건을 위하여 나선형 모형을 선택하였으며, 문제 해결 능력을 위한 논리적 사고를 기본으로 적용 하였다. 실제적인 교수-학습 방법을 위하여서는 PBL, 자기주도학습, 동료교수법 등 3가지를 적용 하여 설계하였다.
앞에서 언급한 사전 연구에 대한 분석 결과를 통하여 알고리즘 교육을 위한 ISD (Instructional System Design) 모형을 과 같이 제안한다.
즉, 획일적 교육이 아닌 단계적 교육이 필요하다는 것이다. 이 문제의 해결을 위하여 본 연구에서는 자기주도학습을 진행하며, 나선형 모형으로 이루어지는 교수-학습 모형을 제안하였다.
그러나 위 연구에서는 스크래치 프로그래밍 사용을 위한 교육 내용과 체험학습 발표 자료를 위한 교수-학습 과정이 제시 되었을 뿐 스크래치 프로그래밍이 적용된 교과과정은 포함되지 않았다. 이에 본 연구에서는 실질적으로 스크래치 프로그래밍을 수학 교과과정에 적용하여 문제 해결 과정을 보여 주었다.
자동차가 움직이는 원리를 알고리즘적 사고로 정리하기 위하여 Flow chart를 활용하여 과 같이 표현하였다.
효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습 모형을 제시하였다. 제시된 모형은 알고리즘 개념의 특성상 여러 가지 교수-학습법이 혼합되어 구성되었다. 선행 학습된 개념의 이해가 요구되는 조건을 위하여 나선형 모형을 선택하였으며, 문제 해결 능력을 위한 논리적 사고를 기본으로 적용 하였다.
효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습 모형을 제시하였다. 제시된 모형은 알고리즘 개념의 특성상 여러 가지 교수-학습법이 혼합되어 구성되었다.
대상 데이터
효과적인 알고리즘 교수-학습 과정을 개발하기 위하여 알고리즘 교육 개선을 위한 설문조사를 실시하였다. 설문 참여는 컴퓨터 교육과 대학생 중 알고리즘 수업을 이수한 학생을 대상으로 하였다. 설문 대상자를 알고리즘의 교육 전문가가 아닌 과목 수강 학생으로 제한한 이유는 알고리즘과 같이 문제 해결 능력 향상이 요구되는 과목은 학습자의 경험이 중요하기 때문이다[10].
이론/모형
수업의 예시로 수학과 과학 분야의 교육과정을 알고리즘 교육을 위한 ISD 모형에 적용하여 보았다.
성능/효과
본 연구의 목적은 효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습법에 대한 모형을 제시하는 것이다. 결과로 제시된 모형을 활용하여 알고리즘 교육을 통한 학습자의 문제해결 능력 향상을 도모한다.
제시된 예제를 통하여 학습자가 수학과 과학 분야에서 알고리즘적 사고를 통하여 문제 해결 능력을 키울 수 있는 것을 보여주었다. 결과적으로 설계된 교수-학습 모형이 수학과 과학 분야에 적용될 때 효과적인 알고리즘 교육을 이룰 수 있는 것이다.
결과적으로 알고리즘 교육은 PBL 기법을 기반으로 흥미 유발을 촉구하며, 학습 욕구와 참여도를 높이는 교수-학습 방법으로 진행되는 것이 바람직하다. 또한 획일적인 진도를 적용하는 것보다 학습자의 능력 여하에 따라 학습 구성이 이루어지는 것이 요구되어진다.
즉, 어느 정도 컴퓨터 교육에 대학 기초 지식이 정립된 설문 참여자가 과반수 이상을 차지하기에 설문의 결과는 유의미하다고 판단된다. 설문 조사 결과 가장 효과적인 알고리즘 교육 방식은 PBL 적용 수업으로 나타났다.
설문에 참여한 학생들의 알고리즘 교육을 위한 적절한 교수-학습 방법에 대한 주관식 질문의 답변을 분석한 결과, 학습자들은 각자 취향에 맞는 교수-학습법이 구별되는 것으로 나타났다. 또한 본인이 알고 있는 교수-학습 방식의 폭에 따라 다양한 답변이 제시되었다.
적용된 학습 내용은 실제 학습자에 의해서 진행된 사항이 아니라 연구 진행 과정에서 제시된 예제에 한한다. 제시된 예제를 통하여 학습자가 수학과 과학 분야에서 알고리즘적 사고를 통하여 문제 해결 능력을 키울 수 있는 것을 보여주었다. 결과적으로 설계된 교수-학습 모형이 수학과 과학 분야에 적용될 때 효과적인 알고리즘 교육을 이룰 수 있는 것이다.
후속연구
또한 획일적인 진도를 적용하는 것보다 학습자의 능력 여하에 따라 학습 구성이 이루어지는 것이 요구되어진다. 그리고 자기주도학습을 나선형 학습 모형을 적용하여 점진적 심화 과정으로 진행하는 것이 효과적이며, 더 나아가 학습자 각자의 해결방법을 다른 학습자의 해결 방법과 비교하여 최선의 해결책이 무엇인지를 검토할 수 있는 동료 교수법이 마무리 과정에서 필요한 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습 모형을 제시하는 이유는?
창의적 문제해결 능력을 위한 알고리즘 교육의 중요성이 강조되고 있다. 특히 수학 과학과 연계된 논리적 사고력 증진을 위한 알고리즘 교재 개발이 추진 중 이다. 그러나 교육현장에서 적용 가능한 교수-학습 모형에 대한 제시가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 효과적인 알고리즘 교육을 위한 교수-학습 모형을 제시한다.
2009 개정 교과과정이 제시한 학교 교육의 새로운 비전은?
2009 개정 교과과정은 학교 교육의 새로운 비전을 ‘미래 사회가 요구하는 창의적인 인재 양성’이라고 제시하였다[1]. 또한 2007년 개정한 제 7차 교육과정에서 ‘정보’교과의 교육 목표는 지식·정보사회에 적합한 창의적인 문제해결력 함양이다[2].
창의적인 문제해결은 어떤 교육을 통하여 가능한가?
창의적인 문제해결은 알고리즘 교육을 통하여 가능하다. 본 연구에서는 정보교과의 중심이 되는 알고리즘 교육을 효과적으로 진행하기 위한 교수-학습법에 대한 모형을 연구하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.