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문제 정의
- 따라서 본 논문은 중등 정보과학영재 양성을 위한 실용적인 교육목표를 정의하고 이에 맞는 정보과학영재 교육과정을 설계하여 제안하는 데 그 연구목적이 있다. 그 세부적인 연구내용은 다음과 같다.
- 둘째, 기존의 정보과학영재 교육목표를 포함한 구체적인 교육 목표 7가지를 제안함으로써 정보 과학영재의 교육방향을 구체적으로 정립했다는데 의의가 있다고 하겠다. 보다 실용적이고 현실성 있는 중등 정보고학영재교육의 교육목표를 제안하는 데 있다. 아울러 기존의 한국교육개발원(2005)[8]에서 개발한 정보과학영재교육의 교육목표와 비교할 때 교육목표의 차별성과 구체성에서 상당한 차이가 있음을 알 수 있다.
- 본 논문에서는 앞장에서 연구자가 제시한 정보 과학영재의 정의, 교육목표 및 교육과정의 타당성을 확인하기 위하여 정보교육 관련 전문가들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문 문항은 정보과학영재 관련 6문항, 정보과학영재 교육목표 관련 8문항, 정보과학영재 교육영역 관련 8문항, 인문학적인성교육 5문항, 창의적 문제해결능력 신 장교육 5문항, 논리적 사고력 신장교육 6문항, 정보수학지식 신장교육 6문항, 알고리즘 설계지식 신장교육 6문항, 계산적 사고력 신장교육 4문항, 정보윤리교육 4문항으로 총 58개 문항으로 구성하였다.
- 본 연구는 지금까지의 정보과학영재 정의, 교육 목표, 교육과정 등에 대해 분석하고 이에 대한 문제점을 찾아 새로운 정보과학영재 교육 방향을 제시하였다. 특히 정보과학영재 교육을 위한 구체적인 세부교육과정을 제시함으로써 교육 현장에서 즉시 적용이 가능하도록 하였으며, 본 논문에서 제안한 연구결과는 다음과 같다.
제안 방법
- 2절에서와 같이 7가지로 제시하였으며. 8가지 문항으로 구분하여 설문을 실시하였다. 각 영역의 타당성을 검증하는데 지표가 되는 적합도 지수는 <표 15>, 경로 도형은 <그림 2>와 같다.
- 그리고 설문을 바탕으로 제안내용에 대한 내용 타당도, 확인적 요인분석에 의한 구인타당도, Cronbach 알파계수에 의한 신뢰도를 검증하였다.
- 첫째, 현재 중등 정보과학영재교육의 실태를 조사하여 문제점을 분석한다. 둘째, 정보과학영재의 개념을 정의하고 정보과학영재가 갖는 주요 특성들을 제안한다. 셋째, 중등 대상의 정보과학영재교육의 교육목표, 교육내용 등을 설계한다.
- 또한 기존의 정보과학영재 교육과정의 문제점 조사결과를 바탕으로 정보과학영재 교육내용의 체계화가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 3.2절에서 연구자가 제시한 정보과학영재의 교육 목표를 근거로 정보과학의 학문적 특성과 정보과학영재 교육목표와 개발 방향에 따라 [표 5]와 같이 주요 교육과정을 설계하여 제안한다. 이외도 기본 원칙에는 정보과학에 대한 미래 비전을 기를 수 있는 교육과정, 최신의 정보과학 기술 주제에 대해 흥미를 느끼고 정보과학에 대한 미래 비전을 갖출 수 있는 교육과정, 창의적인 산출물을 생산하기 위한 주제중심의 교육과정, 학습자들이 창의적인 프로그램과 보고서를 작성할 수 있는 교육과정, 학습자 활동 중심의 교육과정이 되도록 노력하였다.
- 실질적인 프로그래밍 능력 신장을 위한 C, C++, C#, Java와 같은 프로그래밍 언어 교육, 간단한 응용 프로그램 작성하기 등의 정보과학 분야의 호기심을 유발할 수 있도록 교육과정의 내용을 구성한다. 또한 학습자 활동 중심의 교육과정으로 매 주별 학습자가 교육내용에 대한 기초 조사를 실시하고 발표하며 이에 대한 내용을 토론함으로써 학습자의 참여를 최대한 유도할 수 있도록 교육내용을 구성한다. 기초 조사 시행 시에 개별 학습자 또는 그룹으로 참여할 수 있을 것이다.
- 본 논문에서는 3.1절에서 언급한 것과 같이 정보과학영재를 ‘보통이상의 지적능력, 높은 과제 집중력, 창의성, 정보수학능력을 가지고 계산적 사고에 의한 창의적 문제해결능력을 갖춘 자’로 정의하였으며, 타당도 측정을 위하여 6가지 문항으로 구분하여 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 계산적 사고력 신장교육 영역을‘프로그래밍 구현능력’, ‘프로그래밍 적용능력’, ‘응용 소프트웨어 활용능력’, ‘응용 소프트웨어 응용 능력’으로 구분하고 4가지 문항으로 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 논리적 사고력 신장교육 영역을‘논리적 사고력 교육’, ‘분석적 사고력 교육’, ‘확산적 사고력 교육’, ‘통찰력(종합적 사고력) 신장 교육’, ‘논술 작성능력 교육’으로 구분하고 6가지 문항으로 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 알고리즘 설계지식 신장교육 영역을 ‘기초적인 자료구조 개념이해’, ‘프로그래밍 개념이해’, ‘알고리즘 설계원리’, ‘알고리즘의 응용’, ‘알고리즘 설계접근 방법’으로 구분하고 6가지 문항으로 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 인문학적 인성교육 영역을 ‘인문학소양 교육’, ‘인성 교육’, ‘가치관 교육’, ‘리더십 교육’으로 구분하고 5가지 문항으로 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 정보과학영재 교육영역을 ‘인문학적 인성교육’, ‘창의적 문제해결 능력 신장교육’, ‘논리적 사고력 신장교육’, ‘정보수학 능력 신장교육’, ‘알고리즘 설계능력 신장교육’, ‘계산적 사고력 신장교육’, ‘정보통신 윤리교육’의 7가지로 구분하고 8가지 문항으로 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 정보과학영재 정의, 교육목표, 교육영역에 대하여 이론적인 배경 하에 변수들 간의 관계를 미리 설정해 놓은 상태에서 요인분석[21], 즉 확인적 요인분석(CFA)과 경로 분석을 통한 구인타당도를 검증하였다.
- 본 논문에서는 정보수학 지식 신장교육 영역을‘정보수학 지식 향상 교육’, ‘정보수학 이해력 교육’, ‘정보수학 표현력 교육’, ‘정보수학 응용능력 향상 교육’으로 구분하고 6가지 문항으로 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 정보통신 윤리교육 영역을 ‘저작권 교육’, ‘정보문화 교육’, ‘정보윤리 교육’으로 구분하고 4가지 문항으로 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 창의적 문제해결 능력 신장교육 영역을 ‘창의적 문제해결 방법에 대한 이론교육’, ‘창의적 문제해결력 응용교육’, ‘창의적 사고력 신장교육’, ‘창의적 과학기술 체험활동’으로 구분하고 5가지 문항으로 설문을 실시하였다.
- 본 논문에서는 앞장에서 연구자가 제시한 정보 과학영재의 정의, 교육목표 및 교육과정의 타당성을 확인하기 위하여 정보교육 관련 전문가들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문 문항은 정보과학영재 관련 6문항, 정보과학영재 교육목표 관련 8문항, 정보과학영재 교육영역 관련 8문항, 인문학적인성교육 5문항, 창의적 문제해결능력 신 장교육 5문항, 논리적 사고력 신장교육 6문항, 정보수학지식 신장교육 6문항, 알고리즘 설계지식 신장교육 6문항, 계산적 사고력 신장교육 4문항, 정보윤리교육 4문항으로 총 58개 문항으로 구성하였다.
- 둘째, 정보과학영재의 개념을 정의하고 정보과학영재가 갖는 주요 특성들을 제안한다. 셋째, 중등 대상의 정보과학영재교육의 교육목표, 교육내용 등을 설계한다. 넷째, 제안된 교육과정에 대해 관련 전문가 그룹을 대상으로 설문을 실시하고 SPSS 18와 AMOS 21을 이용하여 신뢰도 분석과 내용타당도, 구인타당도 검증 작업을 통해 제안한 정보과학영재 교육과정의 타당성을 검증하였다.
- 알고리즘 설계 지식 신장 교육은 정보과학과 실생활과의 연계를 위한 교육과정으로 구성 되어야 한다. 우선 기본적인 알고리즘 설계 원리를 이해하고, 배열, 스택, 큐, 리스트, 트리, 그래프, 해싱 등의 기본적인 자료구조를 언플러그 (unplugged) 등의 교수학습을 통해 교육한다. 이를 기반으로 기본적인 정렬과 탐색 알고리즘, 알고리즘 설계 접근방법 등의 교육을 통해 알고리즘 기초능력 신장에 초점을 둔다.
- 그 세부적인 연구내용은 다음과 같다. 첫째, 현재 중등 정보과학영재교육의 실태를 조사하여 문제점을 분석한다. 둘째, 정보과학영재의 개념을 정의하고 정보과학영재가 갖는 주요 특성들을 제안한다.
- 이를 기반으로 기본적인 정렬과 탐색 알고리즘, 알고리즘 설계 접근방법 등의 교육을 통해 알고리즘 기초능력 신장에 초점을 둔다. 특히 우리 주변에서 주요 자료구조(스택, 큐, 리스트, 트리, 그래프 등) 개념을 찾아보거나 생활 속의 알고리즘을 설계하는 등 우리 생활 주변에서 정보과학 분야의 주요 원리를 찾아 응용하는 형식으로 학습함으로써 정보과학과 실생활과의 연계가 가능하도록 교육내용을 구성한다.
대상 데이터
- 모든 문항을 ‘필수 문항’으로 선택하여 배포하였기 때문에 결측값은 존재하지 않으며, 정보·컴퓨터 교육 관련 전문가 107명으로부터 응답을 받으며, 응답자의 교육 경력별, 학력별, 정보과학영재교육 경험별 분포는 , , 와 같다.
- 본 연구에서 사용된 설문지는 Google 문서로 작성하여 온라인을 통하여 결과를 수집하였다. 모든 문항을 ‘필수 문항’으로 선택하여 배포하였기 때문에 결측값은 존재하지 않으며, 정보·컴퓨터 교육 관련 전문가 107명으로부터 응답을 받으며, 응답자의 교육 경력별, 학력별, 정보과학영재교육 경험별 분포는 <표 7>, <표 8>, <표 9>와 같다.
- 중등학생을 대상으로 정보과학 교육과정을 운영 중인 영재교육원은 경남대학교, 서울대학교, 아주대학교, 인천대학교, 전남대학교, 전북대학교, 강원대학교, 제주대학교, 강릉대학교, 공주대학교. 순천대학교, 안동대학교, 울산대학교, 충남대학교, 경원대학교, 경상대학교, 목포대학교, 군산대학교등 18개 대학교로 조사되었다. 18개 대학교의 교육과정을 분석한 결과 대부분의 대학교 영재교육원에서 학기 중 주말 교육과정으로 1개월 당 약 2-3회의 토요일 수업과 하계 방학, 동계 방학을 이용한 특별 캠프로 수업을 진행하고 있었으며, 영재교육원을 운영하는 대학교마다 교육과정이 매우 상이한 실정이다.
데이터처리
- 셋째, 중등 대상의 정보과학영재교육의 교육목표, 교육내용 등을 설계한다. 넷째, 제안된 교육과정에 대해 관련 전문가 그룹을 대상으로 설문을 실시하고 SPSS 18와 AMOS 21을 이용하여 신뢰도 분석과 내용타당도, 구인타당도 검증 작업을 통해 제안한 정보과학영재 교육과정의 타당성을 검증하였다.
성능/효과
- GFI(0.975)≥0.9, RMR(0.004)≤0.05, NFI(0.983) ≥0.9, NNFI(0.966)≥0.9로 적합하며, AGFI(0.873) 는 판단 지표에 근사한 값을 보이고 있으므로 연구모형에 대한 확인적 요인분석 결과는 수용 가능하다고 할 수 있다.
- 둘째, 기존의 정보과학영재 교육목표를 포함한 구체적인 교육 목표 7가지를 제안함으로써 정보 과학영재의 교육방향을 구체적으로 정립했다는데 의의가 있다고 하겠다. 보다 실용적이고 현실성 있는 중등 정보고학영재교육의 교육목표를 제안하는 데 있다.
- 셋째, 기존의 정보과학영재 교육과정에 인문학적 소양교육, 정보윤리교육 등을 추가하고, 구체적인 창의력 신장교육, 논리적 사고력 신장교육을 제시함으로써 교육과정을 보다 구체화하였는데. 이는 기존의 정보과학기술 교육으로만 접근했던 정보과학영재교육에 창의적, 논리적, 윤리적인 요소를 추가함으로써 완성되고 체계적인 교육과정을 제시하였다는데 의의가 있다.
- 둘째, 문제에 대한 논리적 사고력, 확산적 사고력, 통찰력 등을 신장한다. 셋째, 문제 해결력 향상을 위한 정보수학 지적능력(정보수학 지식, 수학적 이해력과 표현력, 논리적 추론능력, 정보수학 응용능력)을 신장한다. 넷째, 문제해결을 위한 알고리즘 분석, 설계, 표현 능력을 신장한다.
- 둘째, 수학적 이해력과 표현력을 향상시킬 수 있는 교육과정으로 주요 수식의 증명하기, 정보과학에서 수학의 활용사례 소개, 수학식의 알고리즘 변환, 수학적 사고능력을 알고리즘으로 사상시키는 능력 등의 교육내용을 구성할 수 있다. 셋째, 정보수학 응용능력을 향상시킬 수 있는 교육과정으로 간단한 수학식을 알고리즘으로 변환하는 예를 중심으로 정보수학 응용범위를 소개하는 교육내용을 포함할 수 있다.
- 정보과학영재 교육영역과 관련된 설문 문항의 신뢰도는 크론바흐 알파계수 α=.935로 나타나 ‘신뢰성이 매우 높다’고 할 수 있으며, 정보과학영재교육영역에 대한 내적 합치도가 8문항 모두 평균 4.67이상으로 내용타당도가 검증되었다고 할 수 있다.
- 첫째, 다양한 연구자와 기관들에서 제안한 정보 과학영재에 대한 정의를 구체적으로 기술함으로써 향후 정보과학영재 연구에 대한 일관성 있는 기준을 규정했다는데 의의가 있다고 하겠다. 예로, 정보과학영재의 특성으로 일반적인 영재의 특성인 평균 이상의 지능지수, 창의성, 집중력 외에 부가적으로 정보수학능력, 정보과학능력을 추가하여 정보과학영재의 특성을 명확히 정의하였다는데 의의가 있다.
후속연구
- 끝으로 교육과정은 일반적으로 시대와 환경에 따라 수시로 변화한다는 점을 고려할 때 본 연구에서 제안한 정보과학영재의 정의, 정보과학영재의 교육목표와 교육과정은 시기적으로 적절했다고 판단되며 정보과학영재교육의 필수적인 요소로서 앞으로 일선 현장에서 정보과학영재교육의 기초자료로서 활용될 것으로 기대된다. 또한 본 연구를 기반으로 정보과학영재 교육에 대한 다양한 교수ㆍ학습 자료의 개발과 상세한 교수학습지도안 등이 제시된다면 일선 현장의 정보과학영재교육에서 직접적으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 끝으로 교육과정은 일반적으로 시대와 환경에 따라 수시로 변화한다는 점을 고려할 때 본 연구에서 제안한 정보과학영재의 정의, 정보과학영재의 교육목표와 교육과정은 시기적으로 적절했다고 판단되며 정보과학영재교육의 필수적인 요소로서 앞으로 일선 현장에서 정보과학영재교육의 기초자료로서 활용될 것으로 기대된다. 또한 본 연구를 기반으로 정보과학영재 교육에 대한 다양한 교수ㆍ학습 자료의 개발과 상세한 교수학습지도안 등이 제시된다면 일선 현장의 정보과학영재교육에서 직접적으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
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