[논문]컴퓨팅 사고 실천 분석도구 개발 및 이의 활용에 대한 기초연구

박영신; 황진경

doi:10.15523/jksese.2017.10.2.140

컴퓨팅 사고 실천 분석도구 개발 및 이의 활용에 대한 기초연구
The preliminary study of developing computational thinking practice analysis tool and its implementation 원문보기

대한지구과학교육학회지 = Journal of the Korean society of earth science education, v.10 no.2, 2017년, pp.140 - 160

초록
AI-Helper

본 연구의 목적은 컴퓨팅 사고(Computational Thinking, 이하 CT)의 실천을 분석하는데 사용할 컴퓨팅 사고 실천 분석 도구(Computational Thinking_STEAM_Analyzing Tool, 이하 CT_STEAM_AT)를 개발하는 것이다. 먼저, STEAM 프로그램에 반영되어 나타나는 CT의 실천이 무엇인지에 대해 조작적 정의를 내리고, 이를 바탕으로 CT가 STEAM 수업에서는 어떠한 특징으로 나타나는지를 파악하여 CT실천을 관찰할 수 있는 CT_STEAM_AT를 개발하는 것이다. 또한, 이를 바탕으로 모범적인 STEAM 수업을 분석하였을 때 얼마나 다양한 CT실천이 포함되어 있는지를 탐색하는 것이 연구의 목적이라 할 수 있겠다. 먼저, CT_STEAM_AT 개발연구에서는 '과학교육에서의 CT란 무엇인가?'라는 질문을 시작으로 CT의 실천 구성요소에 대해 정의하기 위해 3가지의 중요한 자료를 주요 연구자료로 이용하고 분석하여 CT_STEAM_AT를 개발하였다. 첫 번째 개발연구에서는 CT_STEAM_AT의 CT의 실천 구성요소를 크게 5가지로 구분하였다. (1) 현실문제와 컴퓨팅 연결하기, (2) 컴퓨팅 산출물(artifact)을 개발하기 위한 도구나 컴퓨터 사용하기, (3) 추상화 과정, (4) 컴퓨팅 실천과정 및 산출물을 분석하고 평가하기, 그리고 (5) 의사소통하고 협력하기이다. 또한, 연구를 진행하던 중 CT의 구성요소들 사이의 상호작용으로 인하여 일정한 흐름이 존재한다고 해석하여 CT실천 흐름도를 개발하였다. 두 번째 CT 적용연구에서는 CT_STEAM_AT를 모범적인 STEAM 프로그램에 적용하였다. 먼저, 모범적인 STEAM 프로그램을 선정하기 위해서 4가지의 선정조건을 고려하여 선정하였다. 이런 과정을 통해 선정된 STEAM 프로그램에 CT_STEAM_AT를 적용시켜 CT가 반영된 정도를 파악하고, 더 나아가 부족하거나 제한적으로 나타난 CT의 실천 부분을 보완할 수 있는 방안을 제안해보았다. 본 연구의 결과, 개발된 CT_STEAM_AT를 통해 STEAM 프로그램에 반영된 CT 종류 및 수준을 파악하는데 효율적임을 알 수 있었고, 기술과 공학 부분을 보충하고, 실제적으로 나타나는 CT의 실천을 정의함으로 인해 STEAM 교육의 활성화를 기대할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to develop computational thinking (CT) analysis tool that can be used to analyze CT practices; first, by defining what CT practices are, and then, by identifying which components of CT are reflected in STEAM classes. Exploring various kinds of CT practices, which can be identified while applying the proposed CT analysis tool for exemplary STEAM classes, is another goal of this study. Firstly, to answer the question of "What is CT in science education" and thereby to develop the proposed CT practice analysis tool, three types of published documents about CT definition as the main data in this study have been considered. In the first "analysis tool development" part of this study, the following five elements have been identified as the main components of CT analysis tool as follows; (1) connecting open problems with computing, (2) using tools or computers to develop computing artifact, (3) abstraction process, (4) analyzing and evaluating computing process and artifact, and (5) communicating and cooperating. Based on the understandings that there is a consistent flow among the five components due to their interactions, a flow chart of CT practice has also been developed. In the second part of this study, which is an implementation study, the proposed CT practice analysis tool has been applied in one exemplary STEAM program. To select the candidate STEAM program, four selection criteria have been identified. Then, the proposed CT practice analysis tool has been applied for the selected STEAM program to determine the degree of CT practice reflected in the program and furthermore, to suggest a way of improving the proposed CT analysis tool if it shows some weak points. Through the findings of this study, we suggest that the actual definition of computational thinking will be helpful to converge Technology and Engineering to STEAM education and a strong complement to reinforce STEAM education.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Wing(2006)이 주장한 CT란?	CT란 용어는 Wing(2006)에 의해 컴퓨터 학계에 처음으로 소개된 이후, CT에 대한 정의를 어떻게 내릴 것인가에 대한 여러 차례 논의가 있었다 (Wing, 2006; 2008). Wing(2006)은 이것이 21세기를 살아가는 모든 사람에게 기본적으로 필요한 기술이며, 모든 학습자가 갖추어야 할 기본 능력이라고 주장하고 있다. 또한, 단순히 컴퓨터 과학 및 프로 그래밍에 대한 지식을 가지고 있다거나 프로그래밍을 실천하는 기술적인 능력이 아닌, 문제의 인식과 분석, 자료 수집과 분석, 문제 해결책 마련을 위하여 다양한 사고를 진행하고, 그 과정에서 컴퓨팅 능력을 활용하여 해결책을 컴퓨팅적으로 구현하는 방법을 설계하는 등 모든 부분을 CT 실천과정이라 정의하고 있다.
	미래 한국인이 갖추어야 할 10가지 핵심역량은 무엇인가?	미래사회에서 원하는 인재를 기르기 위해서 교육의 방향도 달라져야 한다는 것은 누구나 공감할 것이다. 그렇다면 미래사회에서 요구하는 인재가 갖추어야 할 능력은 무엇일까? 즉, 미래사회에서 요구하는 역량은 무엇일까? 한국교육과정평가원의 연구 결과로 선정된 미래 한국인이 갖추어야 할 10가지 핵심역량은 창의력, 문제해결능력, 의사소통 능력, 정보처리능력, 대인관계능력, 자기관리능력, 기초학습능력, 시민의식, 국제사회문화이해, 진로 개발 능력이다(이광우, 최유현, 신종호, 2009). 이중에서 창의력, 문제해결능력, 의사소통능력, 정보 처리능력과 관련 있는 과학핵심역량이 과학과 교육과정에 포함됨에 따라 STEAM(Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics)교육이 주목받게 되었다(NRC, 2009; 2010; 2012; 한국창의재단, 2013).
	APA에 해당하는 구성요소는?	네 번째는 컴퓨팅 실천과정 및 산출물 분석하고 평가하기, 즉 APA(Analyzing Problems and Artifacts, 이하 APA)에 해당하는 구성요소는 프로그램을 만들기 전에 먼저 고려해야할 조건 분석하기(APA-1), 설계한 알고리즘이 개발된 프로그램에서 제대로 적용되어 있는지 직접 실행하면서 구체적으로 평가하기(APA-2), 프로그램이 고칠 부분이나 잘못된 부분이 있는지 평가하기(APA-3), 프로그램에서 수학적이고 논리적인 개념들이 적절하게 적용되었는지 평가하기(APA-4), 인터넷으로 다운받은 프로그 램의 특징을 파악하고, 문제해결에 적절한 도구인지 분석하기(APA-5), 컴퓨팅 실천(사고)에 의사소통, 상호작용, 인지작용이 나타나는지 확인하기 (APA-6), 컴퓨팅 실천(사고)과정 중에서 좋은 점과 나쁜 점 분석하기(APA-7)이다. 먼저, 프로그램을 실행하기 전에 고려할 조건들을 평가하고, 과연 조별로 자신들이 설계한 대로 제대로 프로그램이 운영되는지 분석하고, 만약 그 분석결과가 잘못되었다면 수정하고, 그 과정에서 수학적이고 논리적인 부분이 있는지 평가하고, 과연 우리 조가 많은 프로그램 중에서 이 프로그램을 선택한 것이 적절하 였는지 평가하고, ‘만약 내가 이런 프로그램을 사용 하지 않았다면, 지금과 같은 산출물을 만들어낼 수있었을까?’에 대해서도 평가해보고 마지막으로 CT 가 적용된 전체적인 탐구과정중에서 좋았던 점과 아쉬웠던 점을 평가하는 것이다.

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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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