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성찰저널과 피드백을 적용한 PBL 기반의 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍 교수·학습 전략 개발 및 적용
Development and Application of Teaching-learning Strategies PBL based Physical Computing Programming using Reflective Journal and Feedback 원문보기

컴퓨터교육학회논문지 = The Journal of Korean Association of Computer Education, v.21 no.6, 2018년, pp.49 - 62  

서정현 (한국교원대학교 초등컴퓨터교육과) ,  김영식 (한국교원대학교 컴퓨터교육과)

초록
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본 연구에서는 성찰저널과 피드백을 적용한 PBL 기반의 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍을 적용한 교수 학습 전략을 개발하고 효과성을 검증하였다. 분석을 위해 초등학교 5학년 학생 91명을 대상으로 실험집단과 통제집단으로 구분하여 18차시 학습 내용을 6주간 적용하였다. 그 결과 논리적 사고력에서 유의한 차이를 보여 PBL을 적용한 피지컬 컴퓨팅 기반의 프로그래밍 학습이 논리적 사고력 향상에 효과가 있음이 증명되었다. 본 연구 결과를 바탕으로 피지컬 컴퓨팅 기반의 프로그래밍 학습 효과를 높일 수 있는 정교한 교수 학습 전략을 개발하고 이에 대한 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study we developed teaching and learning strategy applying PBL based physical computing programming using reflection journal and feedback, and verified its effectiveness. For the analysis, the survey with 18 sections study contents was performed for 6 weeks by dividing 91 students in 5th grade ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 PBL을 적용한 피지컬 컴퓨팅기반의 프로그래밍 학습에서 구조화된 성찰저널 작성과 피드백을 적용한 교수·학습 전략이 초등학교 학습자의 논리적 사고력에 미치는 효과를 분석하기 위해 실험집단과 통제집단으로 구분하여 비교하였다.
  • 본 연구에서는 성찰저널과 피드백을 적용한 PBL 기반의 피지컬 컴퓨팅 프로그래밍 교수·학습전략이 초등학생의 논리적 사고력에 미치는 효과를 검증하기 위해 다음과 같이 연구 가설을 설정하였다.
  • 본 연구에서는 피지컬 컴퓨팅의 핵심 기능인 외부 환경과의 상호작용성에 주목하였다. 이는 피지컬 컴퓨팅 학습매체를 단순히 제어하는 학습이 아닌 실제적 문제를 통한 프로토타이핑을 통해 환경과 상호작용이 가능한 형태의 산출물 제작방식의 교수·학습 전략 개발하고 실험연구를 통해 효과성을 검증하였다.
  • 이에 본 연구는 초등학교 학습자를 대상으로 성찰저널과 피드백을 적용한 PBL 기반의 피지컬컴퓨팅 프로그래밍을 적용한 교수·학습 전략을 개발하고 이를 프로그래밍 학습 활동에 적용한 후 그에 따른 효과성을 검증하였다.

가설 설정

  • 연구가설 1 : 문제중심학습(PBL)을 적용한 피지컬 컴퓨팅 기반의 프로그래밍 학습을 실시한 집단과 기존의 피지컬 컴퓨팅 기반의 프로그래밍 학습을 실시한 집단 간 논리적 사고력에 대한 유의한 차이가 있을 것이다.
  • 연구가설 2 : 문제중심학습(PBL)을 적용한 피지컬 컴퓨팅 기반의 프로그래밍 학습에서 구조화된 성찰저널 작성과 피드백을 실시한 집단과 비구조화된 성찰저널 작성과 피드백을 실시한 집단 간 논리적 사고력에 대한 유의한 차이가 있을 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미래 사회를 살아다는 데 필요한 핵심 역량은 무엇인가? 이에 따라 개인의 성공적인 삶과 사회의 발전을 위해 복잡하고 다양한 문제들을 해결할 수 있는 역량을 고루 갖춘 인재가 요구된다. 주요 선진국을 중심으로 미래 사회를 살아다는 데 필요한 핵심 역량으로 논리적 사고능력을 바탕으로 한 문제해결능력과 의사결정능력을 제시하였고 다양한 학문 영역을 융합하고 인간의 사고 능력을 높은 차원으로 확장할 수 있는 중요한 요소로 컴퓨터 과학의 중요성이 강조된다[1][2][3].
피지컬 컴퓨팅 학습의 한계는 무엇인가? 피지컬 컴퓨팅 학습매체는 프로그래밍에 입문하는 학습자에게 시각적이고 물리적인 상호작용환경을 제공하여 쉽게 모델링 하거나 시뮬레이션할 수 있는 경험을 제공한다. 그러나 제한된 상호작용으로 인해 문제 해결 과정에서 오개념이 발생할 수 있고 사전지식으로 인해 창의적 사고 과정을 방해하는 고착(fixation) 현상을 해소하기 부족하다. 또한 정규 교육과정 적용에 필요한 정교한 교수․학습 전략 연구가 부족한 상황에서 단순히 교사의 시범을 따라하고 개인 과제 수행중심으로 이루어지고 있는 것이 현실이다[6][7].
미래 사회 문제의 특징은 무엇인가? 미래 사회로 급변할수록 문제의 양상이 복잡해지고 그에 따른 해결 방법 또한 특정 지식과 학문 분야에서 해결하는 데 한계에 봉착하며 타 학문과 융합한 지식을 통해 해결이 가능한 환경으로 변화하고 있다. 이에 따라 개인의 성공적인 삶과 사회의 발전을 위해 복잡하고 다양한 문제들을 해결할 수 있는 역량을 고루 갖춘 인재가 요구된다.
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참고문헌 (28)

  1. 교육부. (2015). 개정교육과정 총론. 교육부고시 제 2015-74 호 서울: 교육부. 

  2. 강인애. (2009). 성찰저널(Reflective Journal)이 지닌 교육적 의미에 대한 탐구: 대학에서의수업사례. 한국교육방법학회논문지, 21(2), 93-117. 

  3. 김경훈, 강오한, 김영식, 김윤영, 서인순, 안성진, 저운영, 최현종. (2012). 미래 한국인의 핵심 역량 증진을 위한 창의적 문제 해결력 기반의 정보 교육 정책 방향 탐색. 한국교육과정평가원 연구보고 RRC, 7. 

  4. 서정현, 김영식. (2016a). 초등학생의 미래 IT 역량 강화를 위한 융합적 산출물 기반 소프트웨어 교육용 콘텐츠 개발 및 적용. 정보교육학회논문지, 20(4), 357-366. 

  5. 김혜진, 서정현, 김영식. (2016). 아두이노를 연계한 스크래치 프로그래밍 교육이 중학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향. 학습자중심교과교육연구, 16, 707-724. 

  6. 이은경. (2009). Computational Thinking 능력 향상을 위한 로봇프로그래밍 교수 학습 모형. 박사학위논문, 한국교원대학교 

  7. 서정현, 김영식. (2016b). 성찰일지를 활용한 PBL 기반 초등학교 프로그래밍 교육 교수? 학습 전략 개발 및 적용. 정보교육학회논문지, 20(5), 465-474. 

  8. 김지선, 김영식. (2015). 성찰일지를 적용한 온라인 프로그래밍 학습에서 성찰일지 작성이 성취도에 미치는 영향 분석. 교원교육, 13(S), 115-132. 

  9. 최숙영. (2011). 21st Century Skills 와 Computational Thinking 관점에서의. 컴퓨터교육학회논문지, 14(6), 19-30. 

  10. 김영채, 박권생. (1992). 사고력 교육을 위한 학습전략. 서울: 교육과학사. 

  11. 이좌택, 이상봉. (2004). 컴퓨터교과교육: 컴퓨터 프로그래밍 학습에서 논리적 사고력 측 정도구의 개발과 타당화 연구. 컴퓨터교육학회논문지, 7(4), 15-25. 

  12. 김용천, 김자미, 이원규. (2012). 초등학생의 프로그래밍 학습에서 활동지를 사용한 성찰에 대한 사례 연구. 정보교육학회논문지, 16(1), 21-31. 

  13. Roadrangka, V., Yeany, R. H., & Padilla, M. J. (1983). The construction of a group assessment of logical thinking (GALT). In th annual meeting of the National Association for Research in Science Teaching. Dallas, Texas, April, 5-8. 

  14. 김진동, 양권우. (2010). 실생활 속 사례를 통한 알고리즘 학습이 논리적 사고력에 미치는 영향. 정보교육학회논문지, 14(4), 555-560. 

  15. 채재호, 배영권, 유인환. (2008). 로봇프로그래밍 학습이 초등학생의 논리적 사고력 신장에 미치는 영향. 교원교육, 24(2), 361-376. 

  16. 김태훈, 김종훈. (2013). 컴퓨터교과교육: Kodu 를 이용한 프로그래밍 학습이 초등학생의 논리적 사고력과 학습 흥미에 미치는 영향. 컴퓨터교육학회논문지, 16(3), 13-22. 

  17. O'Sullivan, D., & Igoe, T. (2004). Physical computing: sensing and controlling the physical world with computers. Course Technology Press. 

  18. Przybylla, M., & Romeike, R. (2015). Key Competences with Physical Computing. KEYCIT 2014: key competencies in informatics and ICT, 7, 351. 

  19. 강인애. (2003). PBL의 이론과 실제. 서울: 문음사. 

  20. Levin, B. B. (2001). Energizing teacher education and professional development with problem-based learning. ASCD. 

  21. 허경. (2011). PBL 기반 초등 로봇 프로그래밍 교육과정 개발. 정보교육학회논문지, 15(4), 543-550. 

  22. 오경란, 허경. (2010). 라인트레이서를 활용한 센서기반 초등로봇프로그래밍 PBL 문제 개 발 및 적용 분석. 정보교육학회논문지, 14(3), 301-310. 

  23. 김병욱, 김한성, 이원규. (2010). PBL 기반 프 로그래밍 수업에서 학습양식에 따른 학습동기 차이분석을 통한 시사점 도출. 컴퓨터교육학회논문지, 13(5), 15-27. 

  24. 김수환, 한선관, 김현철. (2010). Computational Literacy 교육에서 프로그래밍 능력과 학습자 특성에 관한 연구-학습스타일과 다중지능을 중심으로. 컴퓨터교육학회논문지, 13(2), 15-23. 

  25. Cole, P. G., & Chan, L. (1994). Teaching principles and practice. Prentice Hall. 

  26. 백장현, 장세희, 김영식. (2002). 컴퓨터활용교육: 웹 기반 교정적 피드백 유형이 학업성취도에 미치는 영향. 컴퓨터교육학회논문지, 5(3), 59-67. 

  27. Nicol, D. J., & Macfarlane­Dick, D. (2006). Formative assessment and self­regulated learning: A model and seven principles of good feedback practice. Studies in higher education, 31(2), 199-218. 

  28. Shute, V. J. (2008). Focus on formative feedback. Review of educational research, 78(1), 153-189. 

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