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문제 정의
- 아울러 소프트웨어교육 과정 중이나 과정의 결과로 만들어지는 산출물에서 CT역량의 증거를 확인할 수 있는 평가방법을 포함시키고자 하였으며 이 방법의 구현에서 교사가 직접 일일이 평가하기에 시간 소요가 많기 때문에 이를 자동화해서 평가하는 방법을 탐색하였다. 또한 본 연구는 예비교사 대상의 소프트웨어교육에서 CT 역량을 평가하고 이들 평가 방법들의 역할 및 관계를 고찰해 보고자 하였다.
- 본 연구에서는 컴퓨팅 사고력을 증진하기 위한 예비교원 대상 프로그래밍 수업에서 학습자의 CT역량을 평가하기 위한 세 가지 객관적인 평가도구를 활용하여 수업의 효과 및 평가도구의 통합적 사용 효과를 살펴보았다.
- 이에 본 연구는 CT평가 연구에서 활용된 평가 도구들을 고찰하는데 있어 이들 중 객관적인 방법을 활용하면서도 현장에서 교사가 활용할 수 있는 평가방법들에 초점을 두었다. 또한 소프트웨어교육을 어떤 특정 프로그래밍 언어나 환경에서 진행하게 되기 때문에 특정 언어에 대한 지식 및 기능을 평가하게 되는 제한점을 극복할 수 있는 독립적인 CT평가 방법도 탐색하였다.
제안 방법
- 본 연구에서 사용한 필기 시험은 불룸의 디지털 텍사노미의 6수준을 평가하기·창안하기, 적용하기·분석하기, 기억하기·이해하기의 3수준으로 구성하였다. 개념에 대한 기억 및 이해를 확인하는 문항, 주어진 스크래치 프로그램을 분석하여 답하는 문항, 그리고 문제의 조건을 제시한 뒤 스크래치 코드 블록들을 제공하고 프로그램을 만들어내는 문항으로 이루어졌다.
- 기억하기·이해하기 수준의 문항은 10문항(12점 배점), 적용하기·분석하기 수준의 문항은 5문항(14점 배점), 평가하기·창안하기 수준의 문항은 1문항(4점 배점)으로 총 30점 만점으로 구성하였다.
- 이에 본 연구는 CT평가 연구에서 활용된 평가 도구들을 고찰하는데 있어 이들 중 객관적인 방법을 활용하면서도 현장에서 교사가 활용할 수 있는 평가방법들에 초점을 두었다. 또한 소프트웨어교육을 어떤 특정 프로그래밍 언어나 환경에서 진행하게 되기 때문에 특정 언어에 대한 지식 및 기능을 평가하게 되는 제한점을 극복할 수 있는 독립적인 CT평가 방법도 탐색하였다. 아울러 소프트웨어교육 과정 중이나 과정의 결과로 만들어지는 산출물에서 CT역량의 증거를 확인할 수 있는 평가방법을 포함시키고자 하였으며 이 방법의 구현에서 교사가 직접 일일이 평가하기에 시간 소요가 많기 때문에 이를 자동화해서 평가하는 방법을 탐색하였다.
- 본 연구를 진행한 수업은 총 13차시로 구성되었으며 스크래치 프로그래밍 환경, 블록 사용과 연습 과제, 몇 가지 유형의 콘텐츠 개발, 팀 프로젝트 제작을 내용으로 하였다. 팀프로젝트는 3인 1팀으로 게임, 애니메이션, 디지털 스토리 등의 콘텐츠를 설계하고 제작하는 것으로 이루어졌다.
- 본 연구에서 사용한 필기 시험은 불룸의 디지털 텍사노미의 6수준을 평가하기·창안하기, 적용하기·분석하기, 기억하기·이해하기의 3수준으로 구성하였다.
- 또한 소프트웨어교육을 어떤 특정 프로그래밍 언어나 환경에서 진행하게 되기 때문에 특정 언어에 대한 지식 및 기능을 평가하게 되는 제한점을 극복할 수 있는 독립적인 CT평가 방법도 탐색하였다. 아울러 소프트웨어교육 과정 중이나 과정의 결과로 만들어지는 산출물에서 CT역량의 증거를 확인할 수 있는 평가방법을 포함시키고자 하였으며 이 방법의 구현에서 교사가 직접 일일이 평가하기에 시간 소요가 많기 때문에 이를 자동화해서 평가하는 방법을 탐색하였다. 또한 본 연구는 예비교사 대상의 소프트웨어교육에서 CT 역량을 평가하고 이들 평가 방법들의 역할 및 관계를 고찰해 보고자 하였다.
대상 데이터
- 52)을 나타내는 것으로 보고하였다. 또한Ruf, Muhling, Hubwieser는 초등학교 6학년 29명을 대상으로 베브라스 문항 중 알고리즘적 사고 관련 9문항을 평가에 활용하였다[1]. 18차시의 스크래치 수업 전후에 검사를 실시한 결과 정답률은 63.
- 본 연구는 한 학기 동안 교육용 프로그래밍 수업을 수강한 52명의 예비교원을 대상으로 하였으며, 성별을 살펴보면 여학생 40명(76%)과 남학생 12명(24%)으로 구성되었다. 사전 프로그래밍 경험 유무를 조사한 결과사전 프로그래밍 경험이 있는 학생이 10명(19%)이었고, 사전 프로그래밍 경험이 없는 학생이 42명(81%)인 것으로 나타났다.
- 본 연구에서 사용된 베브라스 문항은 총 8문항으로 영국의 2014년, 2015년 베브라스 문항 중에서 선정하여 한글로 번역한 뒤 사용하였다. (Fig.
- 본 연구에서 수집한 팀프로젝트는 3인 1팀으로 개발되었으며 Dr. Scratch 사이트에 업로드하여 자동으로 점수를 생성하였다((Fig. 3) 참조). 도구 사용시 오류가 발생하는 경우는 평가표([Table 1] 참조)를 기준으로 수동으로 채점하였다.
성능/효과
- 5) 참조). Dr. Scratch 점수와 스크래치 지필 시험점수와의 상관을 살펴본 결과 거의 상관이 없는 것으로 나타났다. 이는 Dr Scratch가 평가하는 7개의 영역과 지필시험에서 다룬 부분이 유사한 영역이 있지만 상이한 부분도 있는데서 오는 결과로 판단된다.
- 넷째, SW교육의 프로그래밍 프로젝트를 자동화된 채점 도구인 Dr. Scratch로 평가해 보았을 때 평균 72%(21점 만점에서 15.21점), 최저 57%, 최고 80%를 획득하는 것으로 나온 것은 본 연구에서 진행한 SW교육프로그래밍 수업을 통해 예비교원들이 주요 CT 개념들을 이해하고 적용할 수 있는 역량이 배양되었다는 것을 의미한다. 그러나 Dr.
- 둘째, 스크래치 지필 시험점수는 평균 15.84점(만점30점)으로 비교적 낮게 나왔는데 이는 문항의 난이도가 학습자의 수준에 비해 다소 높은 것으로 판단된다. 향후 파일럿 테스트를 통해 학습자의 수준에 적절한 스크래치 문항 개발의 필요성을 시사한다.
- 상대적으로 적용하기·분석하기에서 가장 높은 점수를 받은 것으로 나타났다.
- 셋째, 베브라스 검사 점수는 스크래치 지필 시험점수와 통계적으로 유의한 상관(r=.406)을 보였는데 이는 Roman-Gonzales, Moreno-Leon, Robles[13]의 연구에서 스크래치 프로그래밍 CT검사와 베브라스 검사가 유의한 상관(r=.519)을 보인 것과 유사한 결과였다. 이는 일상의 문제를 해결하는데 CT역량을 활용하는 전이 문제들로 구성된 베브라스 검사가 SW교육의 효과 평가도구로 활용 가능함을 시사한다고 볼 수 있다.
- 스크래치 지필 시험 점수와 베브라스 사전 및 사후검사 점수의 상관을 살펴본 결과 지필 시험은 베브라스 사전-검사와는 약한 상관(r=.305)을 보였으며 베브라스 사후-검사와는 중간 정도의 상관(r=.406)을 나타냈다([Table 4] 참조). 이때 베브라스 사전-사후 검사 점수 모두 지필 점수와 통계적으로 유의한 것으로 나타났다.
- 한편 이정민, 정연지, 박현경[10]은 초등 SW교육에서 성별에 따른 컴퓨팅 사고력의 차이에 대한 연구에서 한국 베브라스 도전 문제를 활용하여 초등학교 5학년 86명을 대상으로 컴퓨팅 사고력을 측정하였다. 연구 결과 SW수업에서 컴퓨팅사고력은 성별에 따른 유의한 차이를 나타내지 않는 것으로 나타났다. 또한 정웅열, 이영준[15]은 정보 교육에서 베브라스 문항의 활용 가능성을 분석한 연구에서 컴퓨팅 사고력 역량의 평가 기능 외에도 교수-학습 개선 도구로서의 활용 가능성을 제시하였다.
- 총 12문항으로 구성된 검사지에는 미로 탐색알고리즘, 연결 리스트, 논리적 추론 등과 같은 정보과학 개념에 대한 내용이 포함되었다. 연구 결과 전반적으로 50% 이상의 정답률을 나타냈으며 학생들은 알고리즘적 사고에 관련한 문항을 어려워하는 것으로 나타났다. 한편 이정민, 정연지, 박현경[10]은 초등 SW교육에서 성별에 따른 컴퓨팅 사고력의 차이에 대한 연구에서 한국 베브라스 도전 문제를 활용하여 초등학교 5학년 86명을 대상으로 컴퓨팅 사고력을 측정하였다.
- 연구 결과 평가하기·창안하기에서 가장 낮은 점수를 나타냈으며 기억하기·이해하기에서 그 다음으로 낮은 점수를 보였다.
- 예비교원들의 프로젝트를 Dr Scratch 도구로 평가한 결과 21점 만점에서 평균 15.21점, 표준편차 1.348로 나왔으며, 최소값은 12점 최대값은 17점으로 나타났다([Table 5] 참조). 빈도수로는 16점이 가장 많은 것으로 나타났다((Fig.
- 이상의 연구 결과를 종합해 볼 때 스크래치 지필 시험, 베브라스 검사, Dr. Scratch 프로젝트 평가와 같은 CT역량을 평가하는 방법들은 서로 대체되기 보다는 상호보완적 관계에 있다고 말할 수 있다. SW교육 현장에서 교사들이 학생들의 프로젝트를 평가할 때 보다 객관적인 방법을 활용하고 평가에 드는 시간적 제약을 극복하기 위해서도 Dr.
- 스크래치 지필(온라인) 시험을 활용한 국외 연구로Roman-Gonzales, Moreno-Leon, Robles[13]는 시퀀스, 반복 구조, 선택 구조, 함수 등의 컴퓨팅 개념을 포함시킨 28개의 객관식 문항을 개발하였다. 중학생 179명을대상으로 측정한 결과 스크래치 지필 시험 점수는 베브라스 검사 점수와 유의한 상관을 보였으며 Dr. Scratch평가 점수와도 유의한 상관을 보였다.
- 첫째, 프로그래밍 수업의 진행 전과 후의 베브라스 CT 검사 결과 사전-사후 점수의 상승치는 통계적으로 유의하지는 않았으나 사후 검사 점수가 다소 높게 나타났다. 이러한 결과는 일부 베브라스 문제 선정에서 대상에게 적절한 난이도 선정 여부와 관련이 있는 것으로 보이며 사전 점수가 비교적 높은 편이어서 향상의 폭이 넓지 않았던 점이 원인이 되었을 수 있다.
- 프로그래밍 수업 전과 후에 동일한 베브라스 검사지로 CT역량을 평가한 결과 평균 점수가 0.19점(8점 만점) 상승한 것으로 나타났으나, 사전-사후 베브라스 검사 점수의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다([Table 2] 참조). 평균 점수가 사전 및 사후에 모두 비교적 높게 나와 향후 문항 선정에서 난이도 조정이 필요할 것으로 보인다.
- 프로그래밍 수업 후에 이루어진 스크래치 지필 시험결과는 평균 15.84점, 표준편차 3.87이었으며, 최대값은 24점 최소값은 7점으로 나타났다([Table 3] 참조). 빈도수로는 15점이 가장 많은 것으로 나타났다((Fig.
후속연구
- 21점), 최저 57%, 최고 80%를 획득하는 것으로 나온 것은 본 연구에서 진행한 SW교육프로그래밍 수업을 통해 예비교원들이 주요 CT 개념들을 이해하고 적용할 수 있는 역량이 배양되었다는 것을 의미한다. 그러나 Dr. Scratch 점수와 스크래치 지필 시험과는 거의 상관이 없는 것으로 나온 것은 선행연구[13]에서 Dr. Scratch 점수와 프로그래밍 CT시험 점수와 유의한 상관을 보이는 것과는 상반되는 결과여서 향후 연구가 더 필요해 보인다.
- Scratch는 CT평가의 한 대안이 될 수 있다. 또한 학생들의 CT역량을 평가할 때 하나의 평가 도구로 제한하기 보다는 활용 가능한 평가 도구를 도입하여 보다 균형적이고 다각적인 평가를 시도할 필요가 있음을 시사한다.
- 19점(8점 만점) 상승한 것으로 나타났으나, 사전-사후 베브라스 검사 점수의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다([Table 2] 참조). 평균 점수가 사전 및 사후에 모두 비교적 높게 나와 향후 문항 선정에서 난이도 조정이 필요할 것으로 보인다.
- 84점(만점30점)으로 비교적 낮게 나왔는데 이는 문항의 난이도가 학습자의 수준에 비해 다소 높은 것으로 판단된다. 향후 파일럿 테스트를 통해 학습자의 수준에 적절한 스크래치 문항 개발의 필요성을 시사한다.
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