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[국내논문] 초등학생을 위한 데이터 표현 교육에 관한 연구
A Study of Data Representation Education for Elementary Students 원문보기

정보교육학회논문지 = Journal of the Korean Association of Information Education, v.20 no.1, 2016년, pp.13 - 20  

마대성 (광주교육대학교 컴퓨터교육과)

초록
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실세계에서 데이터는 숫자와 문자, 이미지, 소리 등 다양한 형태로 존재한다. 하지만 컴퓨터에서는 실세계의 데이터를 디지털 형태인 1과 0으로 표현하고 있다. 초등학생들은 전통적인 강의식 방법으로는 컴퓨터에서 사용하고 있는 데이터 표현에 대한 개념을 이해하기에는 매우 어렵다. 따라서 본 논문에서는 초등학생들이 데이터 표현 개념을 쉽게 이해할 수 있도록 기존의 연구를 분석하고 언플러그드 교수-학습 방법에 대해 연구하였다. 이를 위해 정보교육학회 소프트웨어교육 내용 체계를 분석하고, 초등학교 중학년을 위한 데이터 표현 교육 내용을 선정하였다. 또한 데이터 표현 교육을 위해 언플러그드 방식을 이용한 교수-학습 지도안을 개발하고 수업자료를 개발하였다. 본 연구에서 제시한 언플러그드를 통한 교수-학습 방법이 데이터 표현 교육에 도움이 되기를 기대한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Data are numbers and texts, images, sound etc in real world. But, data is represented as a sequence of 1s and 0s in computer. It is very difficult that elementary students understand the concept of data representation through traditional lecture method. In this paper, we analyzed the software educat...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 변수라는 공간의 특성을 이해할 수 있도록 학습자의 양 손에 들고 있는 정보를 서로 교환해보는 활동을 하였다. 마지막으로 양 손에 들고 있는 정보를 출력하는 활동을 통해 변수에 들어있는 정보의 사용용도에 대해서도 알 수 있도록 하였다.
  • 학습자들은 데이터를 담는 공간을 신체를 이용하여 학습해봄으로써 컴퓨터 프로그램에서 사용하는 변수의 개념을 쉽게 이해하도록 구성하였다. 변수라는 공간의 특성을 이해할 수 있도록 학습자의 양 손에 들고 있는 정보를 서로 교환해보는 활동을 하였다. 마지막으로 양 손에 들고 있는 정보를 출력하는 활동을 통해 변수에 들어있는 정보의 사용용도에 대해서도 알 수 있도록 하였다.
  • 본 연구에서는 관련연구를 통해 초등학교 중학년 수준에 맞도록 컴퓨터에서 데이터를 어떻게 표현하고 관리하는지에 대한 내용을 선정하고 이를 수업에 활용할 수 있는 언플러그드 기반의 교수-학습 지도안, 수업 자료를 제시하였다
  • 본 연구에서는 언플러그드 활동을 통한 데이터 표현 교육을 위해 초등 컴퓨터교육 전문가 4인과 현장 교사 1인의 자문을 얻어 언플러그드 방법을 이용하여 데이터를 표현하는 교수 학습 방법에 대해 지도안과 교수 학습 자료를 개발하였다. 또한 학습 효과를 높이기 위해 학습 주제별로 초등학생들이 이해할 수 있는 수준의 멀티미디어 콘텐츠 기반 교육 자료를 개발하였다.
  • 본 연구에서는 정보교육학회가 제시하고 있는 소프트웨어 교육 과정 중 초등학교 중학년에서 처음 제시되고 있는 데이터 표현에 대한 교육을 언플러그드 활동을 통해 교육시킬 수 있는 방법에 대해 연구하여 제시하고자 한다
  • 기존 연구들을 통해 언플러그드를 이용한 교수 학습 방법이 어린 학생들에게는 효과적임을 알 수 있었다[7][8][12][14][16][17]. 본 연구에서는 초등학교 중학년을 위한 데이터 표현 교육을 위해 비트의 개념과 변수의 개념 교육을 위해 언플러그드 교수-학습 방안을 개발하여 제시하였다. 또한 데이터 표현 교육을 위한 멀티미디어 콘텐츠를 개발하였다.
  • 본 연구에서는 한국정보교육학회의 소프트웨어 교육과정 중 초등학교 중학년 학생들(3∼4학년)에게 해당하는 노랑과 그린에서 데이터 표현 개념을 학습할 수 있도록 교육 내용을 설계하였다.
  • 컴퓨터는 1bit에 0과1 두 가지 수를 저장할 수 있으며, 2bit에는 네 가지 수를 저장할 수 있다. 본 주제에서는 여러 개의 bit 공간을 이용하여 표현할 수 있는 데이터의 양에 대해 다룬다. 이를 위해 각기 앞뒤가 다른 옷과 모자 등을 이용해 나타날 수 있는 모습의 종류에 대해 알아본다.
  • 이 주제에서는 컴퓨터가 정보를 저장하는 최소단위인 비트의 개념을 구체물인 바구니에 비유하여 학습자의 이해를 돕고자 한다
  • 본 주제에서는 여러 개의 bit 공간을 이용하여 표현할 수 있는 데이터의 양에 대해 다룬다. 이를 위해 각기 앞뒤가 다른 옷과 모자 등을 이용해 나타날 수 있는 모습의 종류에 대해 알아본다. 학생들은 비트 바구니에 현재의 모습에 대한 정보를 각각 담아보고 비트 바구니의 개수에 따라 표현할 수 있는 정보의 개수가 늘어가게 됨을 알도록 한다.
  • 학습자에게 친숙한 ‘도끼를 잃어버린 나무꾼과 산신령’ 이야기를 활용하여 ‘예’와 ‘아니요’를 저장하기 위해 필요한 공간을 예상해본다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
컴퓨터 과학에서 언플러그드 교육이란? 언플러그드는 전기를 연결하지 않은 상태라는 뜻이다. 컴퓨터 과학에서 언플러그드 교육은 뉴질랜드의 팀 벨(Tim Bell)교수와 동료 교수들이 컴퓨터 없이 컴퓨터 과학적 지식을 이해하고 활용할 수 있도록 교육할 수 있는 방법을 개발하여 제시한 방법이다[3]. 팀 벨 교수 연구팀은 복잡한 컴퓨터 지식을 단순화하고, 놀이 중심 활동을 통해 학습 할 수 있도록 수업 교재 및 학습지 등을 온라인을 통해 제공하고 있으며, 이를 바탕으로 다양한 형태의 언플러그드 교육 방법 등을 제시하고 있다.
초등학교에서 소프트웨어 교육 내용은 어떤 내용을 포함하고 있는가? 2015년 개정 교육과정(교육부 고시 제 2015-74호)에서는 21세기 문제해결력을 지닌 인재 양성을 위해 초등학교에서부터 소프트웨어 교육을 실시하기로 하였다[1]. 초등학교에서 소프트웨어 교육 내용은 실과 5, 6학년에서 17차시 이내 활용하여 ‘소프트웨어의 이해’, ‘절차적 문제해결’, ‘프로그래밍 요소와 구조’등의 내용을 포함하고 있다. 소프트웨어의 이해에서는 컴퓨터 외에 여러 상황에서 사용된 소프트웨어를 탐색해 보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해하도록 하고, 절차적 문제해결에서는 문제를 효율적으로 해결하기 위해 문제를 작은 단위로 나누어 단계별로 처리하는 사고 과정을 다루고 있다.
미국에서는 소프트웨어 교육은 학생들에게 어떻게 제공되고 있는가? 영국은 2014년 9월부터 만 5세부터 16세까지 소프트웨어 교육을 실시하기로 하였다고 한다[15]. 미국의 뜻있는 기업들은 코딩 교육의 중요성을 알고, code.org와 같은 코딩 교육용 사이트를 개설하여 수많은 학생들이 어려서부터 코딩 교육을 접할 수 있도록 제공하고 있다[4]. 시대적 상황에 발맞추어 우리나라도 2015 개정 교육과정에서 소프트웨어 교육을 실시하기로 하였다[1][13].
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참고문헌 (17)

  1. 2015 Revised National Curriculum. http://ncic.re.kr/nation.kri.org4.inventoryList.do, National Curriculum Information Center. 

  2. Ahn H. J., Ma D. S. (2013). Development of Primary School Scratch Curriculum for Improving the Ability to Solve Problems, Vol. 17 No. 3, Journal of The Korean Association of Information Education, KAIE. 

  3. Bell T., Witten L. H., Fellows M., Computer Science Unplugged, Human Science, 2010. 

  4. code.org, http://code.org 

  5. Curriculum of Information, Curriculum of Information in elementary school, KAIE, 2015 

  6. Design a penguin, http://play-entry.com/thdtkdtn/ 5680e0af420ad2ba07314c73#/ 

  7. Han B. R. (2013). The Research of Unplugged Computing Method for Computational Thinking in Elementary Informatics Education, Vol. 17 No. 2, JOURNAL OF The Korean Association of information Education. 

  8. Han S. K., Shin S. B. (2011). Development of Edutainment Program using Computer Science Unplugged, Vol. 15 No. 2, Journal of The KAIE, KAIE. 

  9. https://en.wikipedia.org/wiki/Numeral_system 

  10. Jung Y. S., Kim K. S., Jung I. K., Kim H. B., Kim C., YuJ. S., Kim C. W., Hong M. H. (2015). A development of the Software Education Curriculum Model for Elementary Students, Vol. 16 No. 4, Journal of The KAIE, KAIE. 

  11. Jung Y. S., YOO J. S., Lim J, S., Son Y. K., software education, cmass press, 2015. 

  12. Kim J. I., Lee Y. J. (2012). The Development of Unplugged Learning Method for Intellectual Disability Students' Computer Education, Vol.16 No.1, The Korean Association of Computer Education. 

  13. MOE(2015), Guideline for software education. 

  14. Nam D. S., Park J. H., Seo S. S., Lee T. W., Study of Effect of Information Representation Learning in Middle-School with Play Activities Materials on the Learning Achievement 

  15. National Curriculum in England. https://www.go v.uk/government/publications/national-curriculu m-in-england-framework-for-key-stages-1-to-4/the-national-curriculum-in-england-framew ork-for-key-stages-1-to-4 

  16. Park Y. S., Han B. R. (2009). A Study on Teaching-Learning about The Information Representation Area using Unplugged Learning Method in Elementary School Computer Education, Vol. 13 No. 4, Journal of The KAIE, KAIE. 

  17. Shin S. K., Bae Y. K. (2015). Review of Software Education based on the Coding in Finland, Vol. 19 No. 1, Journal of The Korean Association of Information Education, KAIE. 

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