[논문]초등학생을 위한 그래프 학습 언플러그드활동 개발

양창모

doi:10.14352/jkaie.2016.20.1.93

초등학생을 위한 그래프 학습 언플러그드활동 개발
Computer Science Unplugged Activities of Graph Theory for Primary School Students 원문보기

정보교육학회논문지 = Journal of the Korean Association of Information Education, v.20 no.1, 2016년, pp.93 - 100

초록
AI-Helper

언플러그드 컴퓨터과학 활동은 카드, 실, 크래용 등 주변의 물건들을 사용하는 놀이와 퍼즐을 통하여 컴퓨터과학에 대하여 학습하는 활동의 모음이다. 기존의 언플러그드 활동은 알고리즘을 소개하고 실생활에 적용하는 것에 편중되어 문제 해결을 위하여 알고리즘을 적용하기 전에 이루어져야 할 자료의 표현 방법에 대한 활동은 상대적으로 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생들에게 그래프 이론의 기본 개념과 실생활에 적용할 수 있는 그래프 알고리즘을 소개하는 언플러그드 수업을 설계하고 수업을 실시한 후에 설문조사를 통하여 수준의 적절성과 수업 효과에 대하여 평가하였다. 설문 응답을 분석한 결과 모든 응답자가 본 연구에서 제시한 수업 내용이 초등학생에게 적합하다고 응답하였고 수업의 효과와 적절성에 대하여 긍정적인 응답을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Computer Science Unplugged is a collection of free learning activities that teach Computer Science through engaging games and puzzles that use cards, string, crayons and lots of running around. In spite of the success of unplugged activities, the unplugged resources for experiencing the concepts of data structures is lacked. In this study, we design, implement and survey the 3 hour lessons of the core concepts of graph theory and the shortest path algorithm for the primary students using computer science unplugged activities. Our survey results showed that our lesson plan is adequate for primary school students and will have a positive effects for primary school students.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 실생활에서 흔히 볼 수 있는 복잡한 연결과 관계를 단순하고 명확한 방법으로 표현하는 도구인 그래프에 관한 기본적인 개념과 그래프를 실생활에 적용하여 지름길을 찾는 방법을 언플러그드 컴퓨터과학 활동을 통하여 초등학생들에게 소개하는 수업을 설계하였다.
본 연구에서는 언플러그드 컴퓨터 과학 활동을 통하여 초등학생들에게 그래프 이론의 기본 개념과 알고리즘을 소개하는 수업을 설계한다.
그래프 이론은 실생활에서 흔히 볼 수 있는 복잡한 연결과 관계를 단순하고 명확한 방법으로 표현하는 도구로서 실생활의 다양한 문제를 해결하는데 필수적인 내용이다[17]. 본 연구에서는 언플러그드 컴퓨터과학 활동을 통하여 초등학교 학생들에게 그래프 이론의 핵심개념과 실생활에 적용할 수 있는 그래프 알고리즘을 소개하는 수업을 설계하고 그 내용을 평가한다.

제안 방법

본 연구에서 제시하는 학습 내용이 초등학생들에게 적절한지를 평가하기 위하여 교육대학교 컴퓨터교육 심화과정 학생들에게 본 논문에서 제시한 내용으로 3차시수업을 하고 설문조사를 하였다.
본 연구에서 제시한 3차시 수업 내용을 교육대학교 심화과정 학생들에게 수업하고 설문 조사를 하였다. 분석 결과 “수업 내용은 초등학교 3,4학년 수준에 적합하다”, “수업 내용은 컴퓨터과학의 원리에 대한 이해도와 흥미를 높일 수 있다”, 그리고 “수업 내용은 문제해결력 등 정의적 능력을 향상시킬 수 있을 것이다”라는 긍정적인 응답을 보였다.
응답 항목인 “매우 그렇다(Strongly agree)”를 5점, “매우 그렇지 않다(Strongly agree)”를 1점으로 하는 리커트 5점 척도를 사용하여 설문결과를 분석을 하였다.

데이터처리

설문의 신뢰도는 가장 보수적인 방법으로 계수를 추정하는 Cronbach α 계수를 산출하였다.

이론/모형

그래프가 사물간의 관계를 표현하는 효과적인 표현방법이라는 점을 학습한 후에는 그래프의 활용에 대하여 학습하여야 한다. 그래프가 활용되는 실생활의 예는 많지만[4] 본 연구에서는 지도에서 가장 빠른 길을 찾는 알고리즘을 사용한다. 지름길 찾기 학습 내용은 [Table 5]와 같다.
응답 항목인 “매우 그렇다(Strongly agree)”를 5점, “매우 그렇지 않다(Strongly agree)”를 1점으로 하는 리커트 5점 척도를 사용하여 설문결과를 분석을 하였다. 통계분석도구로 R(CRAN, 2016.1.6.)을 사용하였다.

성능/효과

Cronbach α계수의 산출 결과는 0.746으로 .70 이상의 신뢰도를 보임으로서 설문 문항은 신뢰할 만한 것으로 나타났다.
분석 결과 “수업 내용은 초등학교 3,4학년 수준에 적합하다”, “수업 내용은 컴퓨터과학의 원리에 대한 이해도와 흥미를 높일 수 있다”, 그리고 “수업 내용은 문제해결력 등 정의적 능력을 향상시킬 수 있을 것이다”라는 긍정적인 응답을 보였다.

후속연구

본 연구에서 개발한 수업 내용의 평가를 교육대학교 컴퓨터교육 심화과정 학생을 대상으로 실시하였으므로 초등학생을 대상으로 수업을 한 후에 교사들과 학생들의 평가를 실시할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	언플러그드 컴퓨터과학 활동이란?	언플러그드 컴퓨터과학(이하 언플러그드) 활동은 컴퓨터 없이(unplugged) 컴퓨터 과학의 원리를 사용하여 문제를 해결하는 활동이다[2][8]. 많은 언플러그드 활동이 개발되어 전 세계적으로 보급되어 있지만 알고리즘을 소개하고 실생활에 적용하는 활동이 주를 이루고 있다.
	언플러그드 컴퓨터과학 활동은 어떤 경우에도 적용할 수 있는가?	언플러그드 컴퓨터과학 활동은 카드, 실, 크래용 등 주변의 물건들을 사용하는 게임과 퍼즐을 통하여 컴퓨터과학에 대하여 학습하는 활동의 모음이다[3]. 이 활동은 학생 개별 활동, 모듬 활동, 신체 활동 등 다양한 유형의 활동을 포함하고 있어 초등학생부터 어른들까지 모든 연령대에 적합하며 많은 나라와 다양한 문화적 배경을 갖는 경우에도 적용할 수 있다[2]. 초등학생들은 전통적인 방법으로 컴퓨터과학에 대하여 배우기에 너무 어리기 때문에 문제를 시각화하고 해결책을 유도하기 위하여 상상력을 활용하도록 할 필요가 있다[6, 20].
	언플러그드 컴퓨터과학의 주요 목적은 무엇인가?	언플러그드 컴퓨터과학의 주요 목적은 컴퓨터과학에 대한 학생들의 태도와 생각을 변화시키는 것이다. 컴퓨터과학의 중요한 개념은 컴퓨터 그 자체가 아니며, 컴퓨터과학에는 프로그래밍만이 있는 것이 아니고 수학적인 사고가 필요하다는 것을 개략적으로라도 이해하도록 컴퓨터과학의 본질에 대한 관점을 바꾸려는 방법의 일환이다[16].

참고문헌 (20)

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Wikipedia(2015). Graph Theory. https://en.wikipedia.org/wiki/Graph_theory. (2016.1.6.).
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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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