[논문]초등학생 대상의 활동 중심 순서도 교육 방법

이용배; 박지은

문제 정의

특히 학습놀이를 통한 알고리즘 학습방법[3][7]이 양질의 교육적 효과를 얻고 있으므로 놀이를 통한 순서도 학습방법 개발에 초점을 맞추었다. 또한 학습놀이 소재를 과학교과 내용과 접목하여 STEAM 교육에서도 지향하는 타 교과와의 융합교육[5]에도 가능성을 진단해보고자 하였다.
본 연구에서는 놀이를 통한 순서도 학습 후 학업성취도 평가 결과가 좋아진 원인을 찾기 위해 A집단의 정의적 영역을 측정하였다. 정의적 영역분석 과정에서는 자체 질문지를 제작하였는데 질문지는 크게 학생 본인에 대한 평가, 수업방법 자체의 평가, 이전 컴퓨터 수업방법과의 비교, 향후 컴퓨터 수업과의 연계 및 종합서술로 총 5개 영역으로 구성하였다.
본 연구에서는 알고리즘의 표현도구 중 순서도에 대해 초등학교 저학년 대상으로 놀이활동 기반 학습방법을 개발하고 학급을 선정한 후 실제 수업에 적용하여 보았다.
본 연구에서는 초등학교 저학년 대상으로 순서도 학습 방법을 제안하고자 한다. 특히 학습놀이를 통한 알고리즘 학습방법[3][7]이 양질의 교육적 효과를 얻고 있으므로 놀이를 통한 순서도 학습방법 개발에 초점을 맞추었다.
본 연구의 목적은 학습놀이를 통해 순서도의 의미를 알고 표현할 수 있도록 하는 것이다. 따라서 세 가지 유형의 학습 놀이마다 순서도 기호 카드를 나누어 주고 학습놀이 내용을 순서도로 구성하도록 하였다.

제안 방법

교육 전 평가지와 교육 후 평가지는 각 10문항씩으로 컴퓨터 교육 전문가 2명이 공동으로 개발하였고 검증에는 컴퓨터 교육 전문가 1명과 초등현장 컴퓨터 교사 1명이 참여하여 총 4명이 제작과 검증과정을 수행하였다. 교육 전후 평가지의 평가 유형과 항목은 동일하게 10점 만점에 객관식 4점, 주관식 6점이었으며 순차형 문항 2점, 선택형 문항 2점, 반복형 문항 3점, 혼합형 3점으로 구성하였다.
<표 5>는 놀이 학습 수업에서 제 3차시 선택형 순서도의 교수-학습 과정이며 수업 모형은 알고리즘 학습 모델[3][4]을 순서도 학습놀이에 맞게 수정하여 적용하였다. 학습문제 제시 단계에서는 아동의 흥미를 자극하는 요소로써 게임 규칙을 기호로 표현하기와 같은 동기 유발과 함께 학습문제를 제시하였다.
본 연구의 목적은 학습놀이를 통해 순서도의 의미를 알고 표현할 수 있도록 하는 것이다. 따라서 세 가지 유형의 학습 놀이마다 순서도 기호 카드를 나누어 주고 학습놀이 내용을 순서도로 구성하도록 하였다.
또한 실험집단을 대상으로 수업 후의 순서도 학습놀이에 대한 정의적 영역을 평가하기 위해 질문지를 작성하도록 하였으며 그 결과를 분석하였다.
본 연구를 적용하기 위해서 전북의 초등학교 3학년 2개 반을 선정하고 A반은 순서도 놀이 학습에 과학교과 내용을 융합하여 교수-학습을 진행하였고 B 반은 기존의 컴퓨터 수업 방식대로 ICT기반으로 진행하였다.
본 연구에서는 활동 중심 순서도 학습방법에 대해 학업성취도 평가와 학생들의 정의적 영역을 분석하였으며 평가 결과의 객관화를 위해 델파이분석(delphi analysis)을 추가적으로 수행하였다.
순서도 학습의 차시별 수업 내용을 보면 와 같이 순서도의 기본 유형이며 구조화 프로그래밍에서 사용하는 순차 구조, 선택 구조, 반복 구조로 크게 세 가지 내용으로 구성하였다.
순서도상의 모든 기호들이 다 중요하지만 본 연구에서는 실제 수업에서 일반적으로 많이 사용하고 초등학교 저학년도 이해 가능하다고 인식되는 의 6가지 기호로 제한하여 학습 놀이를 설계하였다.
실험 집단과 비교 집단은 의 공통된 수업 내용으로 4차시 동안 A집단은 과학교과와 연계하여 놀이 중심으로 수행하였고 B집단은 이미지, 텍스트 중심의 디지털 자료를 만들어 순서도 수업을 진행하였다.
연구방법은 (그림 5)와 같이 수업을 진행하기 전에 실험집단과 비교집단을 대상으로 순서도에 대한 내용의 학업성취도 평가를 실시하며 4차시 수업 후에도 평가지를 달리하여 사후 평가를 실시하도록 하였다.
본 연구에서는 놀이를 통한 순서도 학습 후 학업성취도 평가 결과가 좋아진 원인을 찾기 위해 A집단의 정의적 영역을 측정하였다. 정의적 영역분석 과정에서는 자체 질문지를 제작하였는데 질문지는 크게 학생 본인에 대한 평가, 수업방법 자체의 평가, 이전 컴퓨터 수업방법과의 비교, 향후 컴퓨터 수업과의 연계 및 종합서술로 총 5개 영역으로 구성하였다.
표준화된 델파이기법으로 연구결과를 분석하기에는 본 연구환경에서 여러 가지 제약점을 안고 있기 때문에 델파이기법을 단순화시켜 대학의 컴퓨터교육 전문가 4명을 대상으로 1차 질문과 답변한 결과를 분석하였다. 질문은 크게 3가지로 순서도 교육의 필요성, 제안된 활동 중심 순서도 교육의 적절성, 향후 순서도 교육의 활성화 방안으로 구성하였다.
표준화된 델파이기법으로 연구결과를 분석하기에는 본 연구환경에서 여러 가지 제약점을 안고 있기 때문에 델파이기법을 단순화시켜 대학의 컴퓨터교육 전문가 4명을 대상으로 1차 질문과 답변한 결과를 분석하였다. 질문은 크게 3가지로 순서도 교육의 필요성, 제안된 활동 중심 순서도 교육의 적절성, 향후 순서도 교육의 활성화 방안으로 구성하였다.
학습 놀이 구성은 순서도의 기본 유형인 순차형 놀이, 선택형 놀이, 반복형 놀이와 퍼즐 맞추기 게임으로 크게 4가지 형태로 구성되었다. 퍼즐 맞추기 게임은 학습놀이 내용을 순서도 카드를 활용하여 실제 순서도로 재구성하는 게임이다.
학습놀이를 통한 순서도 교육의 학업성취도를 측정하기 위해 본 연구에서는 교육 전과 후의 평가지를 별도로 제작하였다.
학습놀이 방법은 순서도의 기본 유형을 놀이로 진행한 후 퍼즐 맞추기로 순서도와 연결시키는 는과정을 거치기 때문에 순서도가 나타내는 의미와 기호를 쉽게 익힐 수 있다. 학습놀이에서 사용하는 활동자료는 종이 카드로 직접 만들어 순서도 학습놀이와 퍼즐 맞추기에 사용하였다.

성능/효과

순서도 학습 후 A집단은 평균이 100% 증가하였으며 B집단은 89%상승하여 A집단의 평균 값이 상대적으로 더 많이 상승하였다.
교육 전 평가지와 교육 후 평가지는 각 10문항씩으로 컴퓨터 교육 전문가 2명이 공동으로 개발하였고 검증에는 컴퓨터 교육 전문가 1명과 초등현장 컴퓨터 교사 1명이 참여하여 총 4명이 제작과 검증과정을 수행하였다. 교육 전후 평가지의 평가 유형과 항목은 동일하게 10점 만점에 객관식 4점, 주관식 6점이었으며 순차형 문항 2점, 선택형 문항 2점, 반복형 문항 3점, 혼합형 3점으로 구성하였다.
수업방법에 대한 평가는 학습놀이가 순서도 이해에 도움을 주었는지와 흥미유발에 도움을 주었는지로 나누어 질문하였으며 많은 학생(92% 이상)이 ‘그렇다’ 이상으로 답하여 놀이활동 기반 수업 방법이 학생들이 학습하는데 많은 도움이 된 것으로 이해되었다. 기존 컴퓨터 수업방법과 비교하여 재미있었는지에 대한 질문에는 96%가 ‘그렇다’ 이상으로 답하였으며 컴퓨터 수업에 순서도 학습내용을 포함하면 컴퓨터 학습에 도움이 될는지에 대해서도 100%가 ‘그렇다’ 이상으로 답하여 향후 초등 컴퓨터 교육과정에 순서도 교육이 포함될 가능성을 보여주었다. 종합서술의 수업을 하면서 좋았던 점을 묻는 질문에 ‘과학도 순서도로 하니까 금방 외어졌다’와 같은 유형의 답변이 많은 것을 볼 때 알고리즘 표현에 대한 수업을 타 교과와 융합하면 더 많은 교육적 효과가 있을 것으로 기대할 수 있었다.
5% 높았고 표준편차는 약 19% 낮았기 때문에 학습놀이 기반 학습이 ICT기반 학습 방법보다 학습효과가 좋은 것으로 판단되었다. 또한 두 집단 모두 학습 후 평균이 10점 만점에 9점 이상을 보였기 때문에 순서도 학습이 초등학교 저학년도 학습이 가능하다는 것으로 이해되었다.
수업의 이해도, 흥미도, 만족도를 종합해 볼 때, 80% 이상의 학생들이 자신은 활동을 통한 순서도 수업에 흥미를 갖고 참여했으며 내용을 이해하였고 스스로 만족하고 있는 것으로 나타났다.
순서도 교육 후 성취도 평가에서는 학습놀이 기반으로 수업을 진행한 집단이 ICT기반으로 학습한 집단보다 상대적으로 평균은 약 7.5% 높았고 표준편차는 약 19% 낮았기 때문에 학습놀이 기반 학습이 ICT기반 학습 방법보다 학습효과가 좋은 것으로 판단되었다. 또한 두 집단 모두 학습 후 평균이 10점 만점에 9점 이상을 보였기 때문에 순서도 학습이 초등학교 저학년도 학습이 가능하다는 것으로 이해되었다.
위의 결과에서 볼 때 학습놀이 기반으로 수업을 진행하는 것이 ICT기반으로 수업하는 것보다 학업성취도 면에서 어느 정도 차등 있는 점수 차이를 보일 수 있다고 판단된다.
<표 8>의 결과를 종합하면 두 집단 평균 9점 이상으로 큰 폭의 평균 값 상승이 있었고 학생들 간의 점수 차이도 줄어들었기 때문에 순서도 교육이 초등 학교 저학년에도 적합하다는 것을 말해주는 중요한 근거로 이해할 수 있으며 활동 중심 학습 방법이 좀 더 효과적이라는 것을 알 수 있다.
그 밖에 ‘처음에 푼 문제는 어려웠는데 수업을 하고 나니 쉬어졌다’는 답변과 ‘순서도로 수업을 하니 더 이해하기가 쉽고 재미있었다’라고 기술한 비율도 각각 8%를 차지했다. <표 17>의 답변 결과를 종합해보면 학생들이 놀이학습을 하면서 순서도에 대한 생각이 어렵지 않고 재미있는 내용이라고 인식하는 것으로 나타났다.
의 제안된 활동 중심 순서도 학습 방법이 초등학교 저학년에 적합한지를 묻는 질문에 4명 모두‘그렇다’로 답하여 제안된 방법이 초등 저학년 학생들에게는 적합한 학습 방법임을 알 수 있었다.
Yamamoto[17]는 프로그래밍 교육을 위해 순서도와 C 프로그램이 상호작용하는 과정을 코스웨어로 제작하였다. 코스웨어의 내용은 Ohchi가 만든 모형의 기능과 비슷하지만 프로그램이 단계별 실행되면서 메모리에서의 변수 상태가 변화하는 과정을 애니메이션으로 보여줌으로써 순서도와 프로그램 이해도를 높일 수 있었다. 실제로 코스웨어로 학습한 집단과 일반 강의로 수업한 집단을 비교한 결과 코스웨어를 활용한 집단의 학업 성취도가 더 높게 나타났다.
선택형 순서도 학습을 위한 놀이로는 (그림 2) 질문이의 ‘바다에 사는 동물입니까?’ 외에도 사는 곳을 강 또는 호수와 하늘을 추가하여 질문카드를 만들어 사용하였다. 퀴즈에 틀린 학생은 어디에 사는 동물인지 한 번 더 읽어보도록 하여 게임을 반복할수록 틀리는 학생이 적어졌으며 질문이를 바꾸어가며 반복하다 보면 점수 테이블의 모둠원의 점수가 큰 차이가 없어지는 것을 알 수 있었다.
82보다 학생들 간의 편차가 적었다. 학생들의 개별 점수 분포는 A집단은 최저 8점에서 최고 10점까지를 보였으며 B집단은 최저 7점에서 최고 10점까지를 나타내었다. A집단에서는 9-10점 학생들이 많았고 B집단에서는 7점이나 10점보다는 8-9점 학생들이 대부분이었다.

후속연구

우선 제안된 연구방법을 초등학교 1개 학급을 선정하여 모형으로 적용하였기 때문에 일반화를 위해서는 더 많은 학교의 다양한 학생들을 대상으로 수업을 진행하여 순서도 학습놀이 규칙과 수업 모형을 다듬는 작업이 필요하며 둘째로 현재는 순서도 기호 개수를 한정하여 학습놀이를 개발하였기 때문에 순서도의 다양한 의미를 표현하기 위해서는 순서도 기호를 더 추가한 학습놀이 개발이 필요하다. 셋째로 순서도 놀이활동을 과학뿐 아니라 사회나 수학 등 타 교과와 융합하여 적용해보고 효과를 검증할 필요가 있다고 여겨진다.
전문가 분석 결과를 토대로 본 연구에서 설계한 학습 놀이 기반 순서도 교육을 활성화시키기 위해서는 해결해야 할 문제들이 남아 있다. 우선 제안된 연구방법을 초등학교 1개 학급을 선정하여 모형으로 적용하였기 때문에 일반화를 위해서는 더 많은 학교의 다양한 학생들을 대상으로 수업을 진행하여 순서도 학습놀이 규칙과 수업 모형을 다듬는 작업이 필요하며 둘째로 현재는 순서도 기호 개수를 한정하여 학습놀이를 개발하였기 때문에 순서도의 다양한 의미를 표현하기 위해서는 순서도 기호를 더 추가한 학습놀이 개발이 필요하다. 셋째로 순서도 놀이활동을 과학뿐 아니라 사회나 수학 등 타 교과와 융합하여 적용해보고 효과를 검증할 필요가 있다고 여겨진다.
전문가 분석 결과를 토대로 본 연구에서 설계한 학습 놀이 기반 순서도 교육을 활성화시키기 위해서는 해결해야 할 문제들이 남아 있다. 우선 제안된 연구방법을 초등학교 1개 학급을 선정하여 모형으로 적용하였기 때문에 일반화를 위해서는 더 많은 학교의 다양한 학생들을 대상으로 수업을 진행하여 순서도 학습놀이 규칙과 수업 모형을 다듬는 작업이 필요하며 둘째로 현재는 순서도 기호 개수를 한정하여 학습놀이를 개발하였기 때문에 순서도의 다양한 의미를 표현하기 위해서는 순서도 기호를 더 추가한 학습놀이 개발이 필요하다.
기존 컴퓨터 수업방법과 비교하여 재미있었는지에 대한 질문에는 96%가 ‘그렇다’ 이상으로 답하였으며 컴퓨터 수업에 순서도 학습내용을 포함하면 컴퓨터 학습에 도움이 될는지에 대해서도 100%가 ‘그렇다’ 이상으로 답하여 향후 초등 컴퓨터 교육과정에 순서도 교육이 포함될 가능성을 보여주었다. 종합서술의 수업을 하면서 좋았던 점을 묻는 질문에 ‘과학도 순서도로 하니까 금방 외어졌다’와 같은 유형의 답변이 많은 것을 볼 때 알고리즘 표현에 대한 수업을 타 교과와 융합하면 더 많은 교육적 효과가 있을 것으로 기대할 수 있었다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국내의 개정된 ICT교육 운영지침의 특징은?	국내의 개정된 ICT교육 운영지침[1]에는 알고리즘의 이해와 표현이 중학교 과정으로 편재되어 있으며 현재까지의 연구도 학습 놀이를 통한 알고리즘 교육, 애니메이션을 활용한 알고리즘 교육 등 학생들이 알고리즘을 효과적으로 학습하는 방법에 많이 치중되었으며 주어진 문제를 알고리즘으로 표현하고 표현된 알고리즘을 이해하는 방법에는 비교적 연구결과가 미진하였다.
	외국의 초등 알고리즘 교육과정에서 알고리즘 학습보다 알고리즘의 표현을 강조함을 보여주고 있는 예시는?	미국 ACM 컴퓨터 교과과정 모델[12]의 알고리즘 관련 내용에는 하루 일과를 단계별로 써보기나 일상 작업을 알고리즘으로 만들어 보기 등 알고리즘으로 표현하는 내용을 중심으로 다루고 있으며 영국 CAS(Computing at School) Working Group의 교육과정[13]도 미국과 같이 문제 해결 과정을 순서대로 나열 하는 등 알고리즘 표현을 비중 있게 다루고 있다. 캐나다 브리티시 콜롬비아주 교육부의 ICTI(Information and Communication Technology Integration) 성능 기준[18]에는 컴퓨터교육을 초등학교 모든 교과에서 학습내용과 과제로 통합 교육하고 있다. <표 1>은 타 교과 내용들 중에서 알고리즘 관련 내용만을 뽑은 것으로 알고리즘을 학습하는 것보다 아이디어를 표현하고 연결하여 타 교과와 융합하는 것에 초점을 두고 있는 것을 알 수 있다.
	순서도란?	순서도는 여러 종류의 도형과 이를 이어주는 화살표를 이용해 명령의 순서를 나타내는 알고리즘의 표현 도구를 의미한다[19]. 순서도를 초등학교 수준에 맞게 재구성하여 지도하면 프로그래밍 언어 교육보다 프로그램의 기본적인 흐름과 학생들의 논리적인 사고력 및 창의력을 증대시키는 효과를 거둘 수 있으며[9] 기본적으로는 문제해결을 도모하는 능력을 스스로 갖출 수 있게 된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 초등학생 대상의 활동 중심 순서도 교육 방법
Pedagogical Methodology of Teaching Activity-based Flow Chart for Elementary School Students 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 초등학생 대상의 활동 중심 순서도 교육 방법 Pedagogical Methodology of Teaching Activity-based Flow Chart for Elementary School Students 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

이용배 (15)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 초등학생 대상의 활동 중심 순서도 교육 방법
Pedagogical Methodology of Teaching Activity-based Flow Chart for Elementary School Students 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper