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[국내논문] 물의 흐름을 이용한 논리 게이트 기반 융합형 중등 정보과학 영재 교수·학습 자료 개발
Development of a Convergent Teaching-Learning Materials based on Logic Gates using Water-flow for the Secondary Informatics Gifted Students 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.19 no.12, 2014년, pp.369 - 384  

이형봉 (강릉원주대학교 컴퓨터공학과) ,  권기현 (강원대학교 전자정보통신공학부)

초록
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우리나라 영재교육은 2002년 시작된 이후 이제 교육지원체계가 확립되었고, 양적 측면에서 충분한 성장을 이루었다. 반면에 교육의 질적인 측면에서는 미흡한 점이 있다는 보고가 많다. 즉, 대부분의 영재교육이 선행학습에 의한 단순 지식확대 위주로 이루어진다는 것이다. 영재 교육의 질을 높이기 위해서는 간학문적 원리와 현상을 문제해결에 적용할 수 있는 비판적 사고력 및 창의력 배양 교육이 되어야 한다. 이 연구에서는 통합교육 개념에 근거하여 AND/OR/XOR 등의 기본 논리 연산이 컴퓨터의 세포 역할을 하게 되는 과정을 탐구하는 융합형 교수 학습 자료를 설계하고 개발하였다. 설문 조사 결과 기존의 다른 학습 주제보다 학생들의 만족도(유익성, 이해도, 흥미도)가 크게 높은 것으로 평가되어 설계 취지에 부합된 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Since the start of gifted education in 2002, educational support system has now been established, and sufficient growth in quantitative aspects has been achieved in Korea. On the other hand, they report that there are insufficient points in terms of education quality. In other words, most of the gif...

Keyword

#정보 과학 영재   #융합형 교수학습 자료   #물의 흐름을 이용한 논리 게이트  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
STEM 교육은 무엇인가? STEM 교육이란 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학(Mathematics)의 머리글자를 조합한 것으로서, 네 분야의 내용을 통합적으로 교육하여 미래의 국가 과학기술 경쟁력 하락을 예방하기 위해 2007년 미국 정부에서 교육 철학으로 제도화한 교육 방법이다[15, 16]. 즉, STEM 통합 교육은 과학, 기술, 공학, 수학을 통합하여 효과적인 공학교육을 실현하기 위한 교육모델인데, 이를 도입하게 된 주요 동기는 이공계 분야의 현장 인력 수요에 비해 학생들의 선호도는 계속 낮아지고 있다는 위기감 때문이었다.
STEAM 교육 모델의 일차적인 목적은? 여기서 예술이란 좁은 의미 에서는 디자인 중심의 미술을 생각할 수 있지만, 넓은 의미에서 인문 교양은 물론, 언어 소통 분야까지도 포함한다[15, 16]. 이 교육 모형의 일차적인 목적은 건조하고 딱딱하게 느껴지는 과학기술 분야에 예술을 접목함으로써 흥미를 유발하는데 있지만, 궁극적으로는 인성과 감성 없이는 더 이상 창조적인 기술발전을 기대할 수 없기 때문이다.
정보과학 혹은 컴퓨터과학 영재의 정의는? 정보과학 혹은 컴퓨터과학 영재의 정의는 “첨단 정보기기의 활용 능력이 우수하며, 정보기기의 활용을 즐기는 자로서, 자신의 정보과학적인 지적 능력과 정의적 특성을 최대한 발휘하여 첨단 정보과학이론을 정립하고, 정보과학적인 시스템을설계 및 구현할 수 있으며, 유용한 정보와 지식을 지속적으로 창출할 수 있는 자”[11] 등 학자에 따라 다양하고 모호하나, 대체로 “정보를 처리하는 과정에서 도구 활용 능력과 문제 해결을 위한 알고리즘 창출 능력이 뛰어난 자”정도로 정리되고 있다[4]. 이에 따라 국가적 차원의 공공기관인 한국교육개발원에서 개발된 표 2 등의 중등 정보과학 영재를 위한 교수ㆍ학습자료[12] 등이 제안되었지만 구체적인 교육 소재가 미흡하고, 교육이 기존 지식에 대한 단순한 이해과정, 즉 지식 확대 위주로 이루어지면서 창조적 문제 발견과 문제 해결 능력배양에 한계가 있고, 이런 현상의 가장 큰 원인은 영재들의 흥미 유발과 자기 주도적 학습 능력 향상을 위한 효과적인 교수ㆍ학습 자료의 부재에 있다고 지적하고 있다[13, 14].
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참고문헌 (26)

  1. Korea Law Information Center, http://www.law.go.kr/%B9%FD%B7%C9/%BF%B5%C0%E7%B1%B3%C0%B0%C1%F8%C8%EF%B9%FD, Korea Ministry of Government Legislation, 2014. 

  2. Korea Law Information Center, http://www.law.go.kr/%EB%B2%95%EB%A0%B9/%EC%98%81%EC%9E%AC%EA%B5%90%EC%9C%A1%EC%A7%84%ED%9D%A5%EB%B2%95%20%EC%8B%9C%ED%96%89%EB%A0%B9. Korea Ministry of Government Legislation, 2014. 

  3. Korea Foundation for the Advancement of Science & Creativity, "New Direction of the Gifted Education in Korea", Materials, 2013(http://www.kofac.re.kr/download.ddo?fidbbs&bbs_cd_n106&bbs_seq_n43&order_no_n2). 

  4. Hyung Bong Lee, "Development of a Matrix-focused Instructional Materials for Personal Education for the Gifted Middle School Students of Computer Science", Journal of The Korea Society of Computer and Information, 2011. 

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  5. Mi-Sook Kim, Jung-Kyu Lee, et. al., "A Study of the Assessment on the 1st Master Plan for the Promotion of Gifted Education Advancement, and the Long-term Prospect", Korean Educational Development Institute(Research Report CR2007-66). 2007. 

  6. Hee-Ju Maeng, "Discussions on The Directions of Research and Development Tasks for Convergence Gifted Education", Journal of Gifted/Talented Education, Vol. 23, No. 6, pp.981-1001, 2013. 

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  7. Yae-Won Seo, Jae-Boon Lee, "A Study of the Assessment on the 2nd Master Plan for the Promotion of Gifted and Talented Education, and the Long-term Prospect", Korean Educational Development Institute(Research Report CR2011-68). 2011. 

  8. Yae-Won Seo, Jae-Boon Lee, et. al., "A study for establishment of the 3rd Master Plan for the Promotion of Gifted and Talented Education", Korea Foundation for the Advancement of Science & Creativity(Research Report), 2011(http://www. kofac.re.kr/download.ddo?fidbbs&bbs_cd_n106&bbs_seq_n37&order_no_n1). 

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  10. Kyungjin Lee, IlSoon Roh, "An Exploration of the Direction of Development of the Integrated Curriculum for Gifted: The Applicability of the Drake Model", Journal of Gifted/Talented Education, Vol. 24, No. 2, pp.217-241, 2014. 

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  11. Jaho Lee, Hyeon-jong Oh, "Design and Validation of Education Contents of Algorithm for the Gifted Elementary Students of Computer Science", Journal of Gifted/Talented Education, Vol. 19, No. 2, pp.353-380, 2009. 

  12. Mi-Sook Kim, "A Teaching-Learning Materials for the Secondary Informatics Gifted Students", Korean Educational Development Institute(Research Report CR2006-01-09), 2006. 

  13. Woochun. Jun, "A Study on the Current Status and Improvement Plans of Gifted Elementary Information Education Curriculum", Journal of Gifted/Talented Education, Vol. 20, No. 1, pp.347-368, 2010. 

  14. KyungKyu Kim, JongYun Lee, "Design of a Stepwise Enrichment Curriculum for the Gifted and Talented in Informatics", The Journal of Korean association of computer education, Vol. 17, No. 1, pp.35-50, 2014. 

  15. Jinsoo Kim, "Exploration of STEM Education as a New Integrated Education for Technology Education", The Korean technology education association, Vol. 7, No. 3, pp.1-29, 2007. 

  16. Jinsoo Kim, "Pyramid and Cubic Model for STEAM Education", 2011 Annual Meeting of the Korea Society for School Science(Symposium I-2), pp.1-7, 2011. 

  17. Ministry of Science, ICT and Future Planning, "The 2nd Masterplan of Science and Technology", Information of Government 3.0, 2007(http://www.msip.go.kr/www/brd/m_160/view.do?seq1&srchFr&srchTo&srchWord&srchTp&multi_itm_seq0&itm_seq_10&itm_seq_20&company_cd&company_nm&page20). 

  18. Byung-Yeol Park, Hyonyong Lee, "Development and Application of Systems Thinking-based STEAM Education Program to Improve Secondary Science Gifted and Talented Students' Systems Thinking Skill", Journal of Gifted/Talented Education, Vol. 24, No. 3, pp.421-444, 2014. 

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  19. Ji Eun Yi, Hyeon-Suk Kang, "Application of Backward Design in Gifted Education", The Journal of the Korean Society for the Gifted and Talented, Vol. 13, No. 1, pp.129-154, 2014. 

  20. Hee-Sun, Jin-Gu Hong, Kew-Cheol Shim, "Study on Improving of Creativity of Gifted Students using the Project-based Task", Journal of Gifted/Talented Education, Vol. 18, No. 1, pp.111-137, 2008. 

  21. http://en.wikipedia.org/wiki/Thermionic_emission (Edison's Effect). 

  22. http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Milestones: Fleming_Valve,_1904 (Fleming'sValve). 

  23. http://en.wikipedia.org/wiki/Lee_de_Forest(Audion) 

  24. http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Russell_Ohl(PN Junction, Diode). 

  25. http://en.wikipedia.org/wiki/William_Shockley(NPN Sandwich Transistor, TR: Triode). 

  26. http://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_circuit(IC). 

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