소프트웨어 제작 분야의 성취 목표, 교수학습 방법 및 평가 방법에 관한 연구 A Study on the Learning Objectives, Instructional Design, and Evaluation Methods in the Software Developing Education원문보기
소프트웨어 제작 교육은 미래의 IT 기술을 능동적으로 사용하고, 컴퓨터와 대화할 수 있는 프로그래밍 언어를 가르치는 교육이다. 이를 위해 본 연구에서는 영국, 미국, 인도, 에스토니아를 중심으로 프로그래밍 교육과 관련된 교육과정을 분석하였다. 또한, 그 결과를 토대로 우리나라의 초등학교와 중학교에서 프로그래밍 교육을 할 수 있도록 정보 과학의 한 영역으로서 소프트웨어 제작 분야의 성취 목표와 교수학습 방법, 평가 방법 등을 제안하였다. 본 연구에서는 초등학교 1학년부터 중학교 3학년까지를 4단계로 구분하고, 각 단계별로 2~3개의 세부 영역과 그에 따른 성취 목표를 제시하였다.
소프트웨어 제작 교육은 미래의 IT 기술을 능동적으로 사용하고, 컴퓨터와 대화할 수 있는 프로그래밍 언어를 가르치는 교육이다. 이를 위해 본 연구에서는 영국, 미국, 인도, 에스토니아를 중심으로 프로그래밍 교육과 관련된 교육과정을 분석하였다. 또한, 그 결과를 토대로 우리나라의 초등학교와 중학교에서 프로그래밍 교육을 할 수 있도록 정보 과학의 한 영역으로서 소프트웨어 제작 분야의 성취 목표와 교수학습 방법, 평가 방법 등을 제안하였다. 본 연구에서는 초등학교 1학년부터 중학교 3학년까지를 4단계로 구분하고, 각 단계별로 2~3개의 세부 영역과 그에 따른 성취 목표를 제시하였다.
Software developing education teaches students computer programming, which allows them to actively use IT and talk to computers. In this study, we analyzed computer science curriculum in the United Kingdom, the United States, India, and Estonia. In order to teach 1st - 9th grade students computer pr...
Software developing education teaches students computer programming, which allows them to actively use IT and talk to computers. In this study, we analyzed computer science curriculum in the United Kingdom, the United States, India, and Estonia. In order to teach 1st - 9th grade students computer programming, we suggested the learning objectives, instructional design, and evaluation methods in software developing education focusing on Information Science. The objectives were divided into four phases, which were determined by age and grade level. Then, we determined 2-3 outcomes for each phase.
Software developing education teaches students computer programming, which allows them to actively use IT and talk to computers. In this study, we analyzed computer science curriculum in the United Kingdom, the United States, India, and Estonia. In order to teach 1st - 9th grade students computer programming, we suggested the learning objectives, instructional design, and evaluation methods in software developing education focusing on Information Science. The objectives were divided into four phases, which were determined by age and grade level. Then, we determined 2-3 outcomes for each phase.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 초등학교와 중학교에서 ‘소프트웨어 제작’과 관련된 교육과정을 개발․운영할 수 있도록 프로그래밍 교육과 관련된 해외 사례를 분석하여 소프트웨어 제작 분야의 성취 목표와 교수학습 방법, 평가 방법을 제시하였다.
넷째, 특정 프로그래밍 툴을 도입할 경우, 툴의 사용법 자체를 평가하기보다는 프로그램의 완성도를 평가한다. 또한, 프로그램의 수행 결과만을 보고 평가하기보다는 결과가 예상과 다르더라도 그 원인을 찾아 수정할 수 있는 능력이 있는지를 평가하도록 한다.
Proge Tiger의 목표는 학생들의 논리적 사고력, 창의력, 수학적 능력을 개발하고, 프로그래밍이 재미있고 누구나 할 수 있다는 것을 보여주며, 실제적인 활동을 통해 기본적인 프로그래밍을 가르친다. 또한, 학생들의 연령에 맞는 프로그래밍 언어를 가르치는 것을 목표로 삼고 있다. 초등학생들에게는 LOGO, KODU, Scratch와 같은 그래픽 프로그래밍 언어만 사용되며, 중학생들은 LEGO Mindstorms과 같은 로봇을 이용한 프로그래밍 언어와, 웹디자인뿐만 아니라 웹 사이트와 웹 애플리케이션을 만드는 방법을 배운다.
제안 방법
둘째, 각 세부 영역별 성취 기준을 고려하여 학습과정이나 결과를 수시로 평가하고, 학습 활동의 관찰, 면담 등 여러 가지 방법을 활용하되, 사전에 평가 기준, 방법, 시기 등을 계획하여 평가한다.
첫째, 1단계에서는 일상생활에서 발생하는 간단한 문제 상황을 말로 표현하고, 그것을 해결하는 방법을 시간적인 순서로 말하게 함으로써 알고리듬의 의미를 이해하도록 지도한다. 또한, 프로그래밍된 장난감을 체험함으로써 프로그램의 존재와 의미를 이해하고, 우리가 생활하는 과정에서 발생될 수 있는 간단한 문제를 정해진 순서에 따라 해결하려는 태도를 가질 수 있도록 지도한다. 아울러, 학생들이 간단한 문제를 해결하기 위해 직접 프로그래밍을 하기보다는 문제 해결 과정을 알고리듬으로 표현하는 데에 중점을 두어 지도한다.
둘째, 2단계에서는 주어진 문제를 해결하는 데 필요한 알고리듬을 순서도로 표현할 수 있고, 순서도를 보고 가장 효율적인 알고리듬을 찾을 수 있도록 지도한다. 또한, 프로그래밍의 개념과 프로그래밍 언어의 다양성을 이해하고, 간단한 알고리듬을 프로그램으로 작성한 후에 실행할 수 있도록 하며, 실행 결과를 보면서 간단한 오류를 찾을 수 있도록 지도한다. 아울러, 학생들이 일상생활에서 발생할 수 있는 문제의 해결 방안을 순서도로 나타내고, 그것을 해결하기 위해 프로그램으로 작성하려는 태도를 갖도록 지도한다.
프로그램 개발 도구에서 제공하는 라이브러리를 이용하여 텍스트 기반 프로그래밍과 그래픽기반 프로그래밍을 할 수 있도록 지도하며, 반복문과 함수문 등을 이용한 프로그램을 작성하고, 오류를 수정할 수 있도록 지도한다. 아울러, 학생들이 일상생활에서 많이 활용될 수 있는 데이터 구조를 이용하여 복잡한 문제를 보다 쉽게 해결하려는 태도를 갖도록 지도한다.
또한, 프로그래밍의 개념과 프로그래밍 언어의 다양성을 이해하고, 간단한 알고리듬을 프로그램으로 작성한 후에 실행할 수 있도록 하며, 실행 결과를 보면서 간단한 오류를 찾을 수 있도록 지도한다. 아울러, 학생들이 일상생활에서 발생할 수 있는 문제의 해결 방안을 순서도로 나타내고, 그것을 해결하기 위해 프로그램으로 작성하려는 태도를 갖도록 지도한다.
또한, 5～6학년에서는 순차문, 선택문, 반복문 등과 같은 여러 가지 구문을 이용한 프로그래밍 교육을 실시하였으며, 중학교 수준에서는 다양한 자료형과 절차문을 가르치고, 정렬이나 검색 등의 알고리듬을 가르치도록 하였다. 이러한 사례를 감안하여 본 연구에서는 [Table 4]와 같이 소프트웨어 제작에 대한 내용을 4단계로 구분하고, 세부 영역을 11개 영역으로 구분하였다.
지금까지 초등학교와 중학교에서 프로그래밍 교육을 도입하기 위해 소프트웨어 제작과 관련된 내용과 교수학습방법, 평가 방법을 제시하였다. 향후 이것을 기반으로 실제 학교에서 활용되기 위해서는 다음과 같은 노력이 필요하다.
첫째, 기본적인 개념이나 원리, 사실 등 관련 지식의 이해 정도 응용력․창의력을 발휘하는 문제 해결능력, 실습 능력, 도구를 바르게 사용하는 능력과 성실하게 학습에 임하는 태도 등을 평가한다.
셋째, 3단계는 배열과 스택, 큐와 같은 간단한 데이터 구조를 이해하고, 그것을 이용한 프로그램을 작성할 수 있도록 지도한다. 프로그램 개발 도구에서 제공하는 라이브러리를 이용하여 텍스트 기반 프로그래밍과 그래픽기반 프로그래밍을 할 수 있도록 지도하며, 반복문과 함수문 등을 이용한 프로그램을 작성하고, 오류를 수정할 수 있도록 지도한다. 아울러, 학생들이 일상생활에서 많이 활용될 수 있는 데이터 구조를 이용하여 복잡한 문제를 보다 쉽게 해결하려는 태도를 갖도록 지도한다.
성능/효과
넷째, 특정 프로그래밍 툴을 도입할 경우, 툴의 사용법 자체를 평가하기보다는 프로그램의 완성도를 평가한다. 또한, 프로그램의 수행 결과만을 보고 평가하기보다는 결과가 예상과 다르더라도 그 원인을 찾아 수정할 수 있는 능력이 있는지를 평가하도록 한다.
후속연구
넷째, 소프트웨어 제작 교육에 필요한 교재와 교구가 개발되어야 한다. 현재 개발된 교재들은 대부분 컴퓨터교육이나 공학을 전공하는 대학생을 위한 교재이다.
둘째, 제안된 소프트웨어 제작 영역이 실제로 학교에서 배울 수 있도록 국가 수준의 교육과정에 반영되어야 한다. 소프트웨어 교육은 이미 제5차 국가정보화 기본 계획에서 초등학교에서부터 실시하겠다고 밝힌 바 있다.
소프트웨어 제작에 필요한 교수학습방법은 학교의 실정과 학생의 흥미와 관심, 능력 수준을 고려하여 학습 집단을 다양하게 편성하여 지도한다. 또한, 인형극, 역할극, 스토리텔링, 게임, 탐구학습, 삽화 지도, 실제 체험, 시나리오 기반 학습, 연역적/귀납적 접근법, 문제해결학습, 소그룹 활동, 브레인스토밍, 상호 협력 등 학생들의 발달 능력과 학습 주제에 따라 다양한 교수학습 방법이 활용될 수 있도록 한다. 아울러 컴퓨터 프로그래밍 교육에 필요한 툴을 선택할 때에는 발달단계를 고려하되, 저학년의 경우에는 KODU와 게임 기반의 프로그래밍 툴을 선택하고, 고학년의 경우에는 LEGO 마인드스톰과 같은 컴포넌트 기반의 프로그래밍 툴을 사용한다.
이러한 문제를 해결하기 위해 박근혜 정부는 2013년 ‘제5차 국가정보화 기본계획’을 수립하여 초중고 단계별 컴퓨터 교육을 강화하고, 전담 교사를 배치하는 등 청소년 대상의 컴퓨터 소프트웨어 교육을 강화할 계획이다. 또한, 초중등 학생, 일반인 등 누구나 소프트웨어 프로그래밍, 컴퓨터 언어 등을 재미있게 배울 수 있는 온오프라인 교육 프로그램을 마련할 계획이다[10].
셋째, 소프트웨어 제작 교육을 위해서는 교원 양성단계에서부터 관련 교육이 이루어져야 한다. 이를 위해서는 교육대학교의 교육과정에 소프트웨어 제작 교육에 필요한 강좌가 개설되어야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
영국의 컴퓨팅 교과는 무엇을 목표로 제시하고 있는가?
첫째, 컴퓨팅 교과의 목표는 학생들이 논리와 알고리듬을 포함한 컴퓨터 과학의 기본적인 원리를 이해하고 적용할 수 있도록 하고, 문제 해결을 위해 실제적인 컴퓨터 프로그램 작성을 반복할 수 있도록 제시하고 있다.
영국의 컴퓨팅 과목은 무엇으로 구분되는가?
영국은 정보통신기술 발전에 따라 수동적인 기기 사용자가 아닌 능동적인 사용자를 양성하기 위해 정보 원리와 계산 원리에 대한 지식과 이해를 바탕으로 프로그램과 시스템, 콘텐츠를 제작하기 위한 프로그래밍 교육을 강조하고 있으며, 이를 위해 ‘컴퓨팅(computing)’ 교과를 운영하고 있다. 컴퓨팅 과목은 크게 컴퓨터 원리(CS; computer science), 정보 기술(IT; information technology), 디지털 리터러시(DL; digital literacy)로 구분된다[2].
2012년 기준, 국내의 소프트웨어 산업 인력 부족의 문제를 해결하기 위하여 어떤 정책을 마련할 계획인가?
그러나 국내의 소프트웨어 산업 인력은 17만 명으로 여전히 부족한 편이다[11]. 이러한 문제를 해결하기 위해 박근혜 정부는 2013년 ‘제5차 국가정보화 기본계획’을 수립하여 초중고 단계별 컴퓨터 교육을 강화하고, 전담 교사를 배치하는 등 청소년 대상의 컴퓨터 소프트웨어 교육을 강화할 계획이다. 또한, 초중등 학생, 일반인 등 누구나 소프트웨어 프로그래밍, 컴퓨터 언어 등을 재미있게 배울 수 있는 온오프라인 교육 프로그램을 마련할 계획이다[10].
참고문헌 (13)
A. Cohen.(2014). Computer Science Education in Israel. Ministry of Education.
CAS(2013). Computing in the national curriculum: A gude for primary teachers. Computing At School.
D. Frost, A. Verno, D. Burkhart, M. Hutton, K. North.(2009). A Model Curriculum for K-12 Computer Science Level I Objectives and Outlines. CSTA.
Department for Education(2013). National curriculum in England: computing programmes of study. https://www.gov.uk/government/collections/ national-curriculum.
Heo, H. & Lim, K.(2011). Competency Modeling of Learner and Teacher in the 21st Century. Korea Education and Research Information Service.
HITSA(2014). Programming at Schools and Hobby Clubs. http://www.innovatsioonikeskus.ee/en/programming-schools-and-hobby-clubs.
ITLresearch(2014). 21st Century Learning Design. http://www.itlresearch.com/itl-leap21.
Kim, H. & Lee, S.(2013). Analysis of the Status of the Adapting ICT into Education and Information Science in the Developed Countries. Korea Education and Research Information Service.
Korea Ministry of Education(2000). Guidelines of Information and Communication Technology in Education.
Korea Mistry of Science, ICT and Future Planning(2013). The 5th National Information Master Plan in Korea(2013-2017).
NIPA(2012). 2012 Software Industry Analysis Report. National IT Industry Promotion Agency.
S. Iyer, M. Baru, V. Chitta, F. Khan, U. Vishwanathan(2010). Model Computer Science Curriculum for Schools. Department of Computer Science and Engineering Indian Institute of Technology Bombay.
Reaktor(2014). Lasten koodikoulu. http://koodikoulu.fi.
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