[논문]컴퓨팅사고력의 역량 탐색 연구: 소프트웨어개발자를 중심으로

박성빈; 안성진

컴퓨팅사고력의 역량 탐색 연구: 소프트웨어개발자를 중심으로
An Exploratory Study of the Competence of Computational Thinking: for Software Developer 원문보기

컴퓨터교육학회논문지 = The Journal of Korean Association of Computer Education, v.19 no.5, 2016년, pp.41 - 53

박성빈 (성균관대학교 교과교육학과 컴퓨터교육전공) , 안성진 (성균관대학교 교과교육학과)

초록
AI-Helper

소프트웨어 기반의 새로운 기술들이 증가함에 따라 소프트웨어 개발자들에게 창의적 문제해결 방법이 요구 되고 있다. 특히 소프트웨어 개발자들이 신산업분야로의 성공적인 전환을 위해서는 소프트웨어의 분석 및 설계 단계가 중요하며 이러한 역량을 강화하는 것은 중요한 과제라고 할 수 있다. 본 연구는 두개의 독립된 연구를 수행하였다. 먼저 소프트웨어 개발자 300명을 대상으로 소프트웨어 개발자들의 "표준 개발 프로세스" 적용으로 인한 사고의 획일성으로 인해 창의적 문제해결 접근하는 것이 어렵다는 것을 탐색하였고, 이 결과를 바탕으로 IT종사 경력 10년 이상의 소프트웨어 개발전문가 111명을 대상으로 하여 컴퓨팅사고력의 9가지 역량 중에서 어떠한 역량이 소프트웨어 개발전문가에게 영향을 주는지를 확인하였다. 그 결과 추상화가 중요한 역량인 것으로 확인되었다. 본 연구 결과 소프트웨어 개발자들은 설계단계를 가장 중요하다고 인식하였으며 CT의 추상화 역량이 다른 역량의 기본이라고 판단하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Due to increase in software-based new technologies, software developers are being required to creative problem solving. Especially, for a successful business change of software developers into a new industrial field, software analysis phase and design phase are important and it is an important task to strengthen these competences. In this study, two independent researches were conducted. First, a survey with 300 software developers was conducted and it was explored that uniform thinking of software developers caused by application of "standard software development methodology" made it difficult to approach creative problem solving. Based on this finding, the influences of 9 competences of computational thinking on software developers were analyzed after selecting 111 software developers with over 10 years of experience in the IT industry. As a result, it was revealed that abstraction was an important competence. The study finding demonstrates that software developers recognized design phase as the most important thing and abstraction of CT is the basics of other competences.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이를 위해 먼저 소프트웨어 개발자란 무엇이고, 실제 우리나라에서 수행하는 “표준 개발방법론”에 대해서 기술할 것이다. 그리고 창의적인 사고체계로 CT에 대한 정의와 어떤 요소들로 구분되어 있는가를 살펴볼 것이다.
본 연구에서는 소프트웨어 개발전문가의 업무가 무엇이고 이 업무를 담당하는 소프트웨어 개발전문가들이 CT를 필요로 하는지를 검증하기 위해 실시하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
따라서 우리나라 소프트웨어 개발환경에서 실제 CT가 어떻게 인식되는지를 알아볼 필요가 있다. 요약하면 본 연구는 우리나라 소프트웨어 개발자들이 신산업분야로 성공적인 전환을 하기 위해서는 현재 개발자들이 수행하고 있는 업무에 대한 이해가 필요하며, 창의적 사고체계에 대한 필요성을 인식하고 있는가를 탐색할 목적으로 진행되었다. 이를 위해 먼저 소프트웨어 개발자란 무엇이고, 실제 우리나라에서 수행하는 “표준 개발방법론”에 대해서 기술할 것이다.

가설 설정

이것이 가능한 이유는 CT가 다음의 네 가지의 문제해결과정을 주장하고 있기 때문이다. 첫째, 문제 해결을 돕기 위해 컴퓨터 또는 다른 도구를 사용할 수 있도록 문제를 정형화 하기. 둘째, 자료를 논리적으로 분석하고 모델링, 시뮬레이션과 같은 추상화를 통해 자료를 표현하기.

제안 방법

<표 2>의 표준 개발 프로세스에 제시되어 있는 Task(과업) 항목을 위와 같은 형태로 구성하였고 총 52개의 문항이 연구에 사용되었다. 그리고 기본적인 인구통계학적 변인들을 추가로 구성하였다.
첫째, 문제 해결을 돕기 위해 컴퓨터 또는 다른 도구를 사용할 수 있도록 문제를 정형화 하기. 둘째, 자료를 논리적으로 분석하고 모델링, 시뮬레이션과 같은 추상화를 통해 자료를 표현하기. 셋째, 알고리즘적 사고를 기초로 해결점을 자동화하고 최적 해결책을 확인, 분석, 구현하기.
둘째 소프트웨어 개발자들이 중요CT역량과 성공적인SW개발을 위해 필요한 CT역량에 대한 빈도분석을 실시하였다. 마지막으로 추상화역량이 다른 CT역량에 얼마나 필요한지를 알아보기 위해 내용타당도비율(Content Validity Ratio, CVR)을 실시하여 내용타당도를 검증하였다[15][28][30].
둘째, 자료를 논리적으로 분석하고 모델링, 시뮬레이션과 같은 추상화를 통해 자료를 표현하기. 셋째, 알고리즘적 사고를 기초로 해결점을 자동화하고 최적 해결책을 확인, 분석, 구현하기. 넷째, 위 세 가지의 과정을 다양한 문제로 일반화하고 전이하는 과정을 강조한다.
연구(1)은 소프트웨어 개발전문가들이 소프트웨어 개발업무의 필요성을 얼마나 자각하는지를 탐색하기 위하여 설문조사를 실시하였다. 구체적인 방법은 다음 절에 제시하였다.
연구(2)는 소프트웨어 개발전문가들이 CT의 필요성을 얼마나 자각하는지를 탐색하기 위하여 설문조사를 실시하였다. 구체적인 방법은 아래와 같다.
정보기술개발분야에 종사하고 있는 만 37세 이상에 해당하는 전국의 150명을 대상으로 하여 진행하였으며 소프트웨어 개발과정 중에서 분석 및 설계 단계에 필요한 CT역량을 확인하기 위해 소프트웨어 기술 분야의 실무경력 10년 이상의 소프트웨어 개발전문가를 기준으로 하였다.
정보기술개발분야의 개발프로젝트 참여경험이 있는 소프트웨어개발전문가 300명을 대상으로 하여 설문을 진행하였으며 에 제시한 특허청의 개발방법론 표준프로세스의 내용을 설문에 맞게 일부항목을 변형하여 소프트웨어 개발과정에서 필요한 각 단계별 필요성을 조사하였다.

대상 데이터

이에 전체응답 150건 중 ① 학위가 없는 경우, ② IT경력 10년 미만, ③ 소프트웨어개발 프로젝트 참여경험이 없는 경우, ④ 소프트웨어 개발경험이 없는 경우에 해당하는 39건을 제외한 111건을 대상으로 설문결과를 분석하였다. 수집된 설문의 인구통계학적 분석은 <표 8>와 같다.

데이터처리

IT종사경력, 개발프로젝트 참여경력에 따라 표준 프로세스 7단계 필요성을 어떻게 생각하는가를 탐색하기 위해 회귀분석을 실시하였다.
첫째 IT종사년도에 따라 CT의 필요성에 대해 차이가 나는지 알아 보기 위해 일원변량분석을 실시하였다. 둘째 소프트웨어 개발자들이 중요CT역량과 성공적인SW개발을 위해 필요한 CT역량에 대한 빈도분석을 실시하였다. 마지막으로 추상화역량이 다른 CT역량에 얼마나 필요한지를 알아보기 위해 내용타당도비율(Content Validity Ratio, CVR)을 실시하여 내용타당도를 검증하였다[15][28][30].
분석결과는 아래의 <표 9>와 같다. 분석은 IT종사기간 별로 3개의 집단으로 나누었기 때문에 일원변량분석을 실시하였으며 사후검증(Post Hoc)을 실시하였다.
소프트웨어 개발전문가가 소프트웨어 개발단계에 있어서 CT의 필요성이 IT종사 기간별로 차이가 있는지를 검증하기 위하여 일원변량분석을 실시하였다. 분석결과는 아래의 <표 9>와 같다.
연구결과는 크게 세 단계로 구분하여 진행하였다. 첫째 IT종사년도에 따라 CT의 필요성에 대해 차이가 나는지 알아 보기 위해 일원변량분석을 실시하였다. 둘째 소프트웨어 개발자들이 중요CT역량과 성공적인SW개발을 위해 필요한 CT역량에 대한 빈도분석을 실시하였다.
첫째, 문제를 해결하기 위한 ‘자료수집역량’이라는 항목에 있어서 집단 간에 유의미한 차이가 나타나(F(2,108)=3.573, P<.05), 사후검증으로 Scheffe을 실시하였다.

성능/효과

CT역량에서도 연구자들이 가장 중요하다고 주장하는 추상화 역량을 다른 역량들과 비교하였을 경우 그 중요성이 발견되지 않았으나, 각 역량에 대한 추상화의 필요성을 알아본 결과 각 역량에 영향을 미치는 기본원리라는 것을 확인 할 수 있었다. 이것은 추상화가 다른 역량들의 수행에 있어 필요한 가장 기본적인 것이라는 연구자들의 주장과 일치한다.
각 프로세스간 변수들의 상관이 모두 높으며 통계적으로 유의한 결과가 나타났다(rs > .63 , p < .001).
05), 사후검증으로 Scheffe을 실시하였다. 그 결과 경력 10년에서 14년까지의 개발자들과 20년 이상 33년 이하의 개발자들 사이에서 그 차이가 유의미한 것으로 나타났다.
연구(2)의 결과를 요약하면 첫째 IT종사년도에 따라 CT의 필요성은 자료수집, 자료분석, 자료표현에서 차이가 나타났다. 둘째 소프트웨어 개발자들이 인식하는 중요CT역량과 성공적인 SW개발을 위해 필요한 CT역량을 알아본 결과 자료분석, 문제분해, 알고리즘과 절차가 매우 중요하다고 인식하였다. 셋째 추상화역량이 다른 CT역량에 얼마나 필요한지를 내용타당도비율(Content Validity Ratio, CVR)을 실시하여 검증한 결과 자동화, 병렬화 역량을 제외한 나머지 6가지 CT역량에 대해 추상화가 필요하다는 것을 확인하였다.
첫째 IT종사경력 및 개발프로젝트 참여경력이 많을수록 개발단계의 모든 프로세스가 중요하다고 인식했으나 설계단계를 가장 중요한 단계로 인식하였다. 둘째 소프트웨어 개발전문가들은 CT에서 가장 중요하다고 간주되는 추상화역량의 필요성을 인식하고 있었으며 추상화 역량은 다른 6가지 CT역량(자료수집, 자료분석, 자료표현, 문제분해, 추상화, 알고리즘과 절차, 시뮬레이션)들에 대해 영향을 주는 것으로 확인되었다. 또한 IT종사경력에 따라 CT역량의 필요성 중 자료수집, 자료분석, 자료표현에서 중요성에 차이가 나타났다.
둘째, 소프트웨어 개발자들은 수집된 자료와 문제에 대해 주어진 자료를 분류하고 분석하는 ‘자료분석 역량’에 있어서 경력 집단 간 유의미한 차이가 나타났다(F(2,108)=4.249, P<.05).
첫째 IT종사년도가 증가할수록 7개의 표준프로세스 중 전개를 제외한 나머지 6개(개발준비, 분석, 설계, 구현, 시험, 인도) 단계에서 통계적으로 유의미하였다. 둘째, 프로젝트 참여경력이 증가할수록 분석을 제외한 나머지 6개(개발준비, 설계, 구현, 시험, 전개, 인도) 단계에서 통계적으로 유의미하였다. 그러나 <표 7>의 결과를 단순히 받아들이면, IT종사경력과 프로젝트 참여경력이 증가할수록 필요성에 대한 인식을 중요시한다고 설명할 수 있으나 회귀 방정식의 계수가 약 .
둘째 소프트웨어 개발전문가들은 CT에서 가장 중요하다고 간주되는 추상화역량의 필요성을 인식하고 있었으며 추상화 역량은 다른 6가지 CT역량(자료수집, 자료분석, 자료표현, 문제분해, 추상화, 알고리즘과 절차, 시뮬레이션)들에 대해 영향을 주는 것으로 확인되었다. 또한 IT종사경력에 따라 CT역량의 필요성 중 자료수집, 자료분석, 자료표현에서 중요성에 차이가 나타났다.
05). 사후검증으로 Scheffe검증을 실시한 결과 경력 15년 이상 19년 이하의 경력을 가진 개발자 집단과 20년부터 33년까지의 경력을 가진 개발자들 사이에서 유의미한 차이가 나타났다.
둘째 소프트웨어 개발자들이 인식하는 중요CT역량과 성공적인 SW개발을 위해 필요한 CT역량을 알아본 결과 자료분석, 문제분해, 알고리즘과 절차가 매우 중요하다고 인식하였다. 셋째 추상화역량이 다른 CT역량에 얼마나 필요한지를 내용타당도비율(Content Validity Ratio, CVR)을 실시하여 검증한 결과 자동화, 병렬화 역량을 제외한 나머지 6가지 CT역량에 대해 추상화가 필요하다는 것을 확인하였다.
셋째, 개발자들은 문제에 대해 다양한 수단을 활용하여 표현할 수 있는 ‘자료표현역량’에 대해서도 경력집단별로 다르게 나타났는데(F(2,108)=2.766, P<.05), 사후검증으로 Scheffe검증을 실시한 결과 경력 10년부터 14년까지의 경력을 가진 개발자 집단과 20년부터 33년까지의 경력을 가진 개발자들 사이에서 차이가 나타났다.
연구(2)의 결과를 요약하면 첫째 IT종사년도에 따라 CT의 필요성은 자료수집, 자료분석, 자료표현에서 차이가 나타났다. 둘째 소프트웨어 개발자들이 인식하는 중요CT역량과 성공적인 SW개발을 위해 필요한 CT역량을 알아본 결과 자료분석, 문제분해, 알고리즘과 절차가 매우 중요하다고 인식하였다.
01 이하)도 매우 작아 통계 결과로만 해석해서 받아들이기 힘들다. 이를 방증하는 결과로 SW프로그램 개발경력을 6년에서 9년, 10년에서 14년, 15년 이상으로 구분한 후 각 단계의 필요성에 대해 차이검증을 하였을 경우에 통계적으로 의미 있는 결과가 나타나지 않았다. 즉 IT종사경력, 프로젝트 참여경력에 따라 각 단계의 필요성에 대한 차이를 구분하지 못한다고 할 수 있다.
연구결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째 IT종사경력 및 개발프로젝트 참여경력이 많을수록 개발단계의 모든 프로세스가 중요하다고 인식했으나 설계단계를 가장 중요한 단계로 인식하였다. 둘째 소프트웨어 개발전문가들은 CT에서 가장 중요하다고 간주되는 추상화역량의 필요성을 인식하고 있었으며 추상화 역량은 다른 6가지 CT역량(자료수집, 자료분석, 자료표현, 문제분해, 추상화, 알고리즘과 절차, 시뮬레이션)들에 대해 영향을 주는 것으로 확인되었다.
회귀분석결과를 요약하면 다음 <표 7>과 같다. 첫째 IT종사년도가 증가할수록 7개의 표준프로세스 중 전개를 제외한 나머지 6개(개발준비, 분석, 설계, 구현, 시험, 인도) 단계에서 통계적으로 유의미하였다. 둘째, 프로젝트 참여경력이 증가할수록 분석을 제외한 나머지 6개(개발준비, 설계, 구현, 시험, 전개, 인도) 단계에서 통계적으로 유의미하였다.

후속연구

마지막으로 본 연구는 두 가지 시사점을 제공한다. 첫째, 이번 연구를 정리해볼 때 소프트웨어 개발전문가를 양성하는 학교 및 교육기관 등에서는 현재 업무를 통해 습득하고 있는 CT의 가장 중요한 개념인 추상화역량을 학습할 수 있는 학습과정이 필요하다고 할 수 있다. 또한 기존의 소프트웨어 개발전문가의 분석 및 설계능력 강화를 위해서는 KOCW(Korea Open CourseWare)와 같은 다양한 학습방법 제공 등을 통해 추상화역량에 대한 습득방법 제공이 필요하다고 할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	소프트웨어 개발전문가는 어떻게 정의할 수 있는가?	기존 연구에 따르면 어느 분야에서든 전문가가 되기 위해서는 1만 시간의 연습이 필요하며 이는 일반적으로 10년 정도를 연습한 것과 같다고 알려져 있다[16]. 그러므로 소프트웨어 개발전문가는 소프트웨어 개발자로서 10년 이상의 업무 수행 경력을 가진 사람으로 정의할 수 있다.
	소프트웨어 개발방법론은 어디까지 발전하게 되었는가?	소프트웨어 개발 방법론은 소프트웨어 위기 의식, 소프트웨어 이용범위의 확대, 소프트웨어 프로젝트의 대형화에 따라 출현하게 되었다. 소프트웨어 개발방법론은 초기 구조적 방법론부터 시작하여 이후 정보공학 방법론, 객체지향 방법론, CBD방법론 등을 거쳐 최근의 애자일 방법론, 린스타트업 방법론까지 발전하게 되었다.
	개발방법론 표준 프로세스는 어떤 장점이 있는가?	특허청이 제시한 개발방법론 표준 프로세스는 프로젝트별 테일러링에 따라 약간씩 다른 부분도 존재하나 7단계, 23개의 활동, 52개의 작업 그리고 74개의 산출물로 구성되어 있다[10]. 이 문서는 다른 문서들과 달리 각각의 세부 항목들에 대해 구체적인 입출력 산출물을 명시하고 각각의 예시를 제공하고 있다는 장점을 가지고 있다. 개발 업무에서 개발자들이 작성하는 산출물은 프로젝트의 수행 근거로서 실제 매출과 직결되는 것이기에 산출물 작성은 매우 중요하다.

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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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