초등학생들이 수업시간에 스크래치 프로그래밍과 센서 보드를 활용한 STEAM교육 모형 개발과 적용 Development and Application of STEAM Education Model using Scratch Programming and Sensor Board in Class of Elementary School Students원문보기
소프트웨어와 하드웨어를 연계한 STEAM 학습은 알고리즘 향상, 문제해결 능력, 융합적 사고력 등을 크게 신장할 수 있으며, 궁극적으로 학습태도 및 학업 성취력을 높일 수 있다. 본 연구에서는 프로그래밍의 기본 개념을 이해할 수 있는 초등학교 6학년들이 스크래치와 6개의 센서가 부착된 센서 보드를 결합한 프로그래밍 활용으로 국정교과서(5종) 교과내용을 학습 할 수 있도록 학습 모형을 개발하였으며, 6학년 수업현장에서 적용하고 결과를 분석하였다. 결과로서, 평가대상인 초등학생들 대부분이 스크래치와 센서 보드를 결합한 STEAM 학습도구가 적합한 것으로 분석되었다. STEAM 학습에서의 성취도 평가에서 5개 교과 평균성취 수준이 10점 만점에 7점 이상의 평가를 받은 학생들이 39.5%를 얻었으며, 평가대상 대부분의 학생들이 만족할 만한 성취수준을 얻은 것으로 분석되었다. 따라서, 스크래치와 하드웨어인 스크래치 센서 보드를 활용한 학습은 단순히 소프트웨어만 활용하는 기존 소프트웨어 중심의 학습보다 효과적인 것으로 판단된다.
소프트웨어와 하드웨어를 연계한 STEAM 학습은 알고리즘 향상, 문제해결 능력, 융합적 사고력 등을 크게 신장할 수 있으며, 궁극적으로 학습태도 및 학업 성취력을 높일 수 있다. 본 연구에서는 프로그래밍의 기본 개념을 이해할 수 있는 초등학교 6학년들이 스크래치와 6개의 센서가 부착된 센서 보드를 결합한 프로그래밍 활용으로 국정교과서(5종) 교과내용을 학습 할 수 있도록 학습 모형을 개발하였으며, 6학년 수업현장에서 적용하고 결과를 분석하였다. 결과로서, 평가대상인 초등학생들 대부분이 스크래치와 센서 보드를 결합한 STEAM 학습도구가 적합한 것으로 분석되었다. STEAM 학습에서의 성취도 평가에서 5개 교과 평균성취 수준이 10점 만점에 7점 이상의 평가를 받은 학생들이 39.5%를 얻었으며, 평가대상 대부분의 학생들이 만족할 만한 성취수준을 얻은 것으로 분석되었다. 따라서, 스크래치와 하드웨어인 스크래치 센서 보드를 활용한 학습은 단순히 소프트웨어만 활용하는 기존 소프트웨어 중심의 학습보다 효과적인 것으로 판단된다.
STEAM learning, which combined software with hardware, can greatly increase algorithm improvement, problem-solving skills, integrated thinking ability etc. and can ultimately improve learning attitude and academic achievement. In this study, we developed STEAM learning model so that 6th graders who ...
STEAM learning, which combined software with hardware, can greatly increase algorithm improvement, problem-solving skills, integrated thinking ability etc. and can ultimately improve learning attitude and academic achievement. In this study, we developed STEAM learning model so that 6th graders who can fully understand the basic concept of programming can learn subject contents of national textbooks (5 kinds) with programming that combined six sensors attached Sensor_board with Scratch and applied it to 6th grade class and analyzed the results. As a result, the STEAM learning tool that combined Scratch with Sensor_board was analyzed to be suitable for most elementary school students to be evaluated. In the achievement evaluation of learning, 39.5% of students obtained more than 7 points out of perfect 10 in the average achievement level of 5 subjects so most students evaluated were analyzed to obtain satisfactory achievement. Therefore, STEAM learning using Scratch and Sensor_board, hardware is considered to be more effective than existing software-centered ${\times}$learning using only software.
STEAM learning, which combined software with hardware, can greatly increase algorithm improvement, problem-solving skills, integrated thinking ability etc. and can ultimately improve learning attitude and academic achievement. In this study, we developed STEAM learning model so that 6th graders who can fully understand the basic concept of programming can learn subject contents of national textbooks (5 kinds) with programming that combined six sensors attached Sensor_board with Scratch and applied it to 6th grade class and analyzed the results. As a result, the STEAM learning tool that combined Scratch with Sensor_board was analyzed to be suitable for most elementary school students to be evaluated. In the achievement evaluation of learning, 39.5% of students obtained more than 7 points out of perfect 10 in the average achievement level of 5 subjects so most students evaluated were analyzed to obtain satisfactory achievement. Therefore, STEAM learning using Scratch and Sensor_board, hardware is considered to be more effective than existing software-centered ${\times}$learning using only software.
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문제 정의
본 연구에서는 초등학교 6학년은 대상으로 스크래치 프로그램 소양교육을 방과 후 시간에 학습시킨 후, 국정교과서 (6-2학기 5개 과목)에서 추출한 교과내용들은 수입시간에 융합된 문제로 교사가 제시하면, 학싱은 스스로 스크래치와 센서 보드를 환용하여 알고리즘을 구현하고, 프로그래밍 하여 제시한 문제믈 해걸할 수 있도록 학습 모형올 개발하였다. 개발한 모형올 적용과 검증을 통해 스크래치와 센서 보드를 결합한 학습모형이 융합적 사고 능력과 문제 해걸력을 신장 시키는 STEAM학습 도구로서 적함한지를 확인하는데 연구의 목적을 두고 있다.
위의 이러한 기존 연구들은 스크래치라는 실제적 메체를 연계히이 학습지들의 문제헤결릭, 논 리릭 향상에 관심을 가진 것에 대해 평가할 수 있으나, 정규교과에 직접 접목한 연구들은 아니나[16]. 본 연구는 하드웨어인 센서들의 기능들과 소프트웨어인 스크래치의 장점들을 융합 활용하이 교과에 적용할 수 있는 STEAM 학습 모형을 개발하는데 목적은 두었다.
제안 방법
개발한 교재는 방과 후 수업 등의 시간에 담당 교사 의지도 하에 칙-생 스스로 학습과 실습은 할 수 있도록 비교적 예제 위주로 작성하였다. (Fig.
센서 보드 소양 교육 (개발 교재 중심)올 16시간 실시하였다. 그리고 4개 교과(국어, 수학, 실과, 사회) 수입시간에 개발한 각각의 학습 모형은 이용하여 교과내용은 스크래치 . 센서 보드로 표현하도록 하고, 결과를 분석하였다.
이러한 a 수들이 복합적으로 작용하여 학습 효과를 높이는 교육시스템이 STEAM 학습이라 할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 멀티미디어 기능을 가지며, 매우기 쉽고, 알고리즘 구현이 용이한 스크래치와 로봇센서 기능을 갖춘 센서 보드를 수업에 활용할 수 있도륵 프로그래밍 소양 교육과정개발과 국정교과서(6학년 2학기)의 내용은 기초로 STEAM 학습 모형을 개발하였다. 실험적으로 6학년 학 , 셍들에게 적용하여 스크래치 .
알고리즘 구현의 난해함 등의 창의성 교육은 어렵게 만드는 구조적 단점들을 제거하고 로봇이 가지는 실제 공간 개님의 장점과 사용자 위주의 편리한 프토그래밍으로 효과를 극대화 할 수 있는 STEAM 학습 방법으로 스크래치(Scratch)와 센서 보드를 수업에 환용하면, 학습자의 지속적인 흥미와 긍정적인 동기 유발을 발생시켜 STEAM의 본래 교육목적을 달성시키는데 큰 효과글 볼 수 있다. 본 연구에서는 초등학교 6학년은 대상으로 스크래치 프로그램 소양교육을 방과 후 시간에 학습시킨 후, 국정교과서 (6-2학기 5개 과목)에서 추출한 교과내용들은 수입시간에 융합된 문제로 교사가 제시하면, 학싱은 스스로 스크래치와 센서 보드를 환용하여 알고리즘을 구현하고, 프로그래밍 하여 제시한 문제믈 해걸할 수 있도록 학습 모형올 개발하였다. 개발한 모형올 적용과 검증을 통해 스크래치와 센서 보드를 결합한 학습모형이 융합적 사고 능력과 문제 해걸력을 신장 시키는 STEAM학습 도구로서 적함한지를 확인하는데 연구의 목적을 두고 있다.
. 센서 보느블 환용하여 구현하도록 학생들에게 요구하고 결과를 직접 평가하였다. 과제에 대한 성취 수준은 <Table 5>와 같다.
그리고 스크래치 . 센서 보드(헬로 보드)플 이용하여 STEAM 학습 가능한 영역 단계를 분석 . 정리하고, 최종 학습모형은 만들었다.
실험적으로 6학년 학 , 셍들에게 적용하여 스크래치 . 센서 보드가 STEAM 학습 도구로 적합한지를 분석하였다. 결과로서, 대부분의 학생들이 학습 후 마족감을 나타냈으며, 배우는 교과목에서도 긍정직인 학습 효과를 읻은 것으로 분석되었다.
그리고 4개 교과(국어, 수학, 실과, 사회) 수입시간에 개발한 각각의 학습 모형은 이용하여 교과내용은 스크래치 . 센서 보드로 표현하도록 하고, 결과를 분석하였다.
소양 교육 실시 후 담당교사가 처럼 4단계의 평가 기준으로 채점하고 평가하였다.
수업의 진행 순서는 실고}, 사히, 국어, 수학 순이었으며 3주에 한 번씩 진행하였다.<Table 5>의 "중” 평가수준은 학습자가 교과내용은 이해하고 교과 내용을 프로그래밍할 수 있는 수준이며, "중.
초등학교 6학년 2학기 국정교과서 8종의 내용과, 6학년 검인정 교과서 인 실과, 음악 2종을 합쳐서 총 10종의 교과서 내용 중 일부를 수임시간에 스크래치와 센서 보드를 환용하여 STEAM 학습을 한 수 있도록 학습 모형을 구현하였다. 圧힌-, 모형을 구헌할 띠), 6학년 지도서(국어, 사회, 수학, 과학)믈 함께 참고하였나.
대상 데이터
경남 A초등학교 6학년 학생 30명 (남: 14명, 여: 16명) 은 대상으로 방과 후, 스크래치 . 센서 보드 소양 교육 (개발 교재 중심)올 16시간 실시하였다.
본 연구에서는 다양한 멀티미디어 기능을 가지며, 매우기 쉽고, 알고리즘 구현이 용이한 스크래치와 로봇센서 기능을 갖춘 센서 보드를 수업에 활용할 수 있도륵 프로그래밍 소양 교육과정개발과 국정교과서(6학년 2학기)의 내용은 기초로 STEAM 학습 모형을 개발하였다. 실험적으로 6학년 학 , 셍들에게 적용하여 스크래치 . 센서 보드가 STEAM 학습 도구로 적합한지를 분석하였다.
정리하고, 최종 학습모형은 만들었다. 이 연구의 최종 목적인 결과를 얻기 위해서보두 각 교과별로 1개씩 총 8개의 학습보헝은 子 현하였다. 예로서, (Fig.
성능/효과
학습자의 1225%가 "매우 그렇다”루 웅답하였。-녀, 렇나”는 61.5%로 응답하이 전체 학습사의 73.75%가 긍정적으로 답변하였으며, "조금 렇다”로 답변한 학습자들도 24%로 조사되어 스크래치와 센서 보드를 활용한 학습이 교과 내용의 이해도를 높이고, 장의석인 학습능릭 향상에 도움을 줄 수 있는 것으로 판단된다. 또힌, , 학습효과 상승은 모든 과목이 고르게 분포되어 있어 스크래치 .
센서 보드가 STEAM 학습 도구로 적합한지를 분석하였다. 결과로서, 대부분의 학생들이 학습 후 마족감을 나타냈으며, 배우는 교과목에서도 긍정직인 학습 효과를 읻은 것으로 분석되었다. 향후 연:r1■과제로 국가적으로도 소프트웨어 교육이 절실히 강조되고 있는 현시점에, 스크래치와 센스보드를 환용한 학습 모형을 전체 교과로 확대하여 적용하고 걸과데이터를 보다 많이 수집할 수 있게 향상된 모형으로 개선할 필요가 있다.
후속연구
이를 위해. 새晉게 업데이트되는 스크래치 2.0의 추가된 기능, 개선된 센서 보드를 활용하는 학습 도구를 추가로 개발할 필요가 있다.
결과로서, 대부분의 학생들이 학습 후 마족감을 나타냈으며, 배우는 교과목에서도 긍정직인 학습 효과를 읻은 것으로 분석되었다. 향후 연:r1■과제로 국가적으로도 소프트웨어 교육이 절실히 강조되고 있는 현시점에, 스크래치와 센스보드를 환용한 학습 모형을 전체 교과로 확대하여 적용하고 걸과데이터를 보다 많이 수집할 수 있게 향상된 모형으로 개선할 필요가 있다. 이를 위해.
향후 이러한 보드들은 계속 업그레이드되어 류봇이 가지는 많은 센서 기능들을 추가하이 만들어지고 있나.
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