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컴퓨팅 사고력 관점에서 본 컴퓨터 비전공자 대상 교양 컴퓨팅 수업의 효과성 분석 연구
Effectiveness analysis based on computational thinking of a computing course for non-computer majors 원문보기

컴퓨터교육학회논문지 = The Journal of Korean Association of Computer Education, v.21 no.1, 2018년, pp.11 - 21  

김민자 (고려대학교 컴퓨터교육학과) ,  김현철 (고려대학교 정보대학 컴퓨터학과)

초록
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4차 산업혁명이라는 시대적 배경에 따라 컴퓨팅 사고력을 가진 인재를 양성하기 위해 각 대학에서 비전공자 컴퓨팅 교육을 진행하고 있다. 현장에서 여러 교육이 실행되고 있지만, 그 교육이 비전공자의 컴퓨팅 사고력 관점에서 효과가 있는지를 살펴보는 연구는 매우 제한적이다. 본 연구는 비전공자 대상 컴퓨팅 수업이 컴퓨팅 사고력 관점에서 효과가 있는지 살펴보는 것을 목표로 진행되었다. 고등교육 수준의 AP Computer Science Principle을 기반으로 컴퓨팅 사고력 관점의 평가 프레임워크와 그에 따른 문항을 개발하여 수업 참가자들에게 적용하였다. 그 결과, 수업 이후 역량이 수업 전 보다 유의미하게 향상되었다. 수업 전 역량은 전공 영역별로 유의미하게 차이가 있었지만 수업 이후에는 차이가 없어졌다. 즉, 본 수업은 학생의 컴퓨팅 사고력 측면의 역량 향상에 효과가 있으며, 특히 비전공자 그룹에서 더 큰 효과를 보이는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Given the background of so-called 'the 4th industrial revolution', universities practice computing education for non-majors to equip them with computational thinking(CT). Universities apply different courses but researches analyzing effectiveness of the courses based on CT are limited. This research...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 대학과목 선이수 과목이기 때문에 고등교육 수준의 교육과정으로 볼 수 있다. AP CSP는 컴퓨팅의 기본 원리를 이해하고 다양한 전공 및 진로에 적용하는 것을 목표로 한다. AP CSP의 교육과정 프레임워크는 이론(big ideas)과 실천(practices)으로 구성되어 있다.
  • 본 수업은 컴퓨터 비전공자의 컴퓨팅 사고력 증진을 목표로 한다. 컴퓨팅 사고력을 문제 해결방안을 정보처리 행위자(agent)가 효과적으로 처리할 수 있는 형태로 표현하도록 문제와 해결방법을 형성하는 사고과정[5]으로 보고, 비전공자들이 컴퓨팅 기본 개념을 바탕으로 자신의 전공 분야에서 컴퓨팅 사고력을 적용하도록 수업을 구성 및 운영했다.
  • 수업내용과 교수학습방법의 큰 틀은 매 수업마다 동일하지만 사회적 요구에 맞추어 변경되어왔다. 본 연구는 2016년, 2017년 1학기 수업을 대상으로 진행하였으므로 이 두 수업의 교육과정 및 교수학습방법을 중심으로 서술하였다. 수업내용은 크게 정보의 표현, 알고리즘, 인공지능이고, 교수학습방법은 강의(이론), 실습, 퀴즈 및 과제, 동료학습(튜터링, 동료평가)이다.
  • 본 연구는 비전공자 대상 컴퓨팅 교양 수업이 컴퓨팅 사고력 관점에서 비전공자의 역량을 향상시키는데 효과가 있는지 여부를 확인하는 것을 목적으로 한다. 아래와 같은 연구 문제를 설정하여 컴퓨팅 사고력 관점의 비전공자 역량 향상 여부에 답하고자 하였다.
  • 본 연구는 컴퓨터 비전공자 대상 컴퓨팅 수업이 컴퓨팅 사고력을 관점으로 한 비전공자의 역량 향상에 효과가 있는지 확인하는 것을 목적으로 실시하였다.
  • 셋째, 실습은 교육 프로그래밍 언어를 직접 경험해보는 것을 목적으로 구성하였다. 약 4주 동안 블록 프로그래밍 언어(엔트리, 스크래치), 피지컬 컴퓨팅(엔트리 보드), 텍스트 프로그래밍 언어(파이썬)를 통해 변수, 연산자, 반복, 조건, 재귀, 함수 등을 이해하고 직접 실행해보게 했다.
  • 본 연구는 비전공자 대상 컴퓨팅 교양 수업이 컴퓨팅 사고력 관점에서 비전공자의 역량을 향상시키는데 효과가 있는지 여부를 확인하는 것을 목적으로 한다. 아래와 같은 연구 문제를 설정하여 컴퓨팅 사고력 관점의 비전공자 역량 향상 여부에 답하고자 하였다.
  • 이러한 배경에서 본 연구는 컴퓨터 비전공자를 대상으로 하는 컴퓨팅 수업이 컴퓨팅 사고력 측면에서 비전공자에게 효과가 있었는지 확인하는 것을 목적으로 실시하였다. 특히 전공자와 비전공자의 평가 결과를 비교하여 비전공자에게 해당 수업이 효과적이었는지 여부를 확인하였다.
  • 컴퓨팅 사고력 관점에서 역량을 평가하기 위해 Advanced Placement Computer Science Principle (AP CSP)에 기반한 평가 프레임워크를 개발하였다. 평가 프레임워크는 기본 개념(big ideas)와 컴퓨팅 사고력 실천(CT Practices)로 구성하였다.
  • 이러한 배경에서 본 연구는 컴퓨터 비전공자를 대상으로 하는 컴퓨팅 수업이 컴퓨팅 사고력 측면에서 비전공자에게 효과가 있었는지 확인하는 것을 목적으로 실시하였다. 특히 전공자와 비전공자의 평가 결과를 비교하여 비전공자에게 해당 수업이 효과적이었는지 여부를 확인하였다. 본 연구 결과가 비전공자 대상 컴퓨팅 교육과정의 도입과 효과를 검증하는 후속 연구에 도움이 될 것이라 생각한다.

가설 설정

  • A. 수업 전과 수업 후 수강생의 컴퓨팅 사고력 관점의 역량에 유의미한 차이가 있는가?
  • B. 전공계열별로 사전, 사후에 컴퓨팅 사고력 관점의 역량에 유의미한 차이가 있는가?
  • C. 전공계열별로 사전과 사후 점수의 차는 유의미한 차이가 있는가?
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
컴퓨팅 사고력(computational thinking)이란? ‘컴퓨팅 사고력(computational thinking)’은 Alan Perlis가 처음 사용했고, 그 후 Seymour Papert[2],[3], Jeannette Wing[4]에 의해 대중화된 용어이다. 단일한 정의는 존재하지 않지만 문제 해결방안을 정보처리 행위자(agent)가 효과적으로 처리할 수 있는 형태로 표현하도록 문제와 해결방법을 형성하는 사고과정[5]을 의미한다.
컴퓨팅 교육이란? 컴퓨팅 교육은 정보 과학의 기본 원리를 바탕으로 컴퓨팅 사고력(computational thinking)의 향상을 목적으로 하는 교육을 의미한다. 차이는 있지만 유사한 의미로 소프트웨어 교육, 프로그래밍 교육, 코딩 교육, 정보과학 교육, 컴퓨터 교육, 컴퓨터 과학 교육 등이 사용된다.
‘4차 산업혁명’ 시대를 살아가기 위해 중요하게 강조되는 점은? 정보과학이 사회 및 경제의 핵심적 역할을 하게 되는 ‘4차 산업혁명’으로 시대의 흐름이 이동하고 있다[1]. 한국 뿐 아니라 영국, 일본, 인도 등 세계 주요 국가에서는 ‘4차 산업혁명’ 시대를 살아갈 학생들이 시대를 이끌 수 있도록 노력하고 있다. 이 노력의 중심에 컴퓨팅 교육이 있다.
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참고문헌 (36)

  1. Schwab, K. (14 Jan 2016). The fourth industrial revolution: What it means, how to respond. World Economic Forum. 검색일 2017년 11월 1일. 출처:https://www.weforum.org/agenda/2016/01/the-fourth-industrial-revolution-what-it-means-and-how-to-respond/ 

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  3. Papert, S. (1996). An Exploration in the Space of Mathematics Educations. International Journal of Computers for Mathematical Learning. 1(1), 95-123. 

  4. Wing, J. (2006). Computational Thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35. 

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  6. 김민자, 김현철 (2016). 정보 교과 경험차이에 따른 대학 전공 선택 및 SW수업 학업성취 분석. 컴퓨터교육학회논문지, 19(3), 11-19. 

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  12. 두일철 (2016). 비전공자 SW융합교육을 위한 시론(時論). 한국교양교육학회 학술대회 자료집, 113-119. 

  13. 서주영 (2016). 아주대학교 비전공자 SW교육수업사례로 본 SW기초교육의 현황 및 전략. 한국교양교육학회 학술대회 자료집, 123-130. 

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  32. Woolfolk, A. (2015). 교육심리학 (12판). (김아영, 안도희, 양명희, 이미순, 임성택, 장형심, 옮김). 서울: 박학사. 

  33. 김인희, 김현철 (2012). 소셜 러닝 기반 동료 평가가 학습 향상에 미치는 영향, 컴퓨터교육학회논문지, 15(2), 19-28. 

  34. College Board (2014). AP Computer Science Principles: Curriculum Framework 2016-2017. New York: College Board. 

  35. College Board (2016). AP Computer Science Principles: Including the Curriculum Framework. New York: College Board. 

  36. CEMC University of Waterloo (n.d.). Beaver Computing Challenge. The Centre for Education in Mathematics and Computing. 검색일 2017년 11월 6일. 출처:http://www.cemc.uwaterloo.ca/contests/bcc.html 

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