[논문]비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위한 프로그래밍 교육의 효과성 분석

한영신

doi:10.14352/jkaie.2018.22.1.41

비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위한 프로그래밍 교육의 효과성 분석
Analysis of Effectiveness of Programming Learning for Non-science Major Preliminary Teachers' Development of Computational Thinking 원문보기

정보교육학회논문지 = Journal of the Korean Association of Information Education, v.22 no.1, 2018년, pp.41 - 52

초록
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컴퓨팅 사고력은 디지털 사회에서 핵심 인재로 성장하기 위한 기초 학습 능력으로서 강조되고 있다. 국가적으로 컴퓨팅 교육에 대해 많은 관심과 논의가 이루어지고 있으며, 이에 우리 정부도 컴퓨팅 교육을 교육과정에 포함시켰다. 이 같은 변화에 따라 예비교사들이 갖추어야 하는 컴퓨터 활용 능력의 수준이 높아지고, 디지털 사회에 맞추어 컴퓨팅 사고력 지도자로서의 역할이 교사들에게 강조되고 있다. 따라서 예비 교사 양성 교육과정에서 부터의 다양한 프로그래밍 학습을 통해 컴퓨팅 사고력을 이해할 수 있는 교육과정이 필요하다. 본 연구에서는 비전공자 예비교사를 대상으로 한 프로그래밍 교육과정을 설계하고 교육을 진행하였으며, 개발한 설문 도구를 통해 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양에 대한 프로그래밍 교육의 효과성을 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In Computational thinking is emphasized as a basic learning ability to grow into a key talent in the digital society. There is much interest and discussion on computing education nationally, and the Korean government has also included education in the curriculum. As a result of these changes, the level of computer literacy that preliminary teachers need to be imporved, and the role of computational thinking as a leader in digital society is being emphasized by teachers. Therefore, it is necessary to have a curriculum that can understand computational thinking through various programming learning from preliminary teacher education curriculum. In this study, we designed and taught programming curriculum for non-majored preliminary teachers. Through the developed questionnarie, we analyzed the affect of programming education on the preliminary teacher's development of computational thinking ability.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 비전공자 예비교사가 프로그래밍에 대한 긍적적인 태도를 형성하기 위해 비전공자가 프로그래밍 교육과정에서 겪을 수 있는 어려움을 고려하여 프로그래밍 교육과정을 개발하였다.
본 연구는 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위한 프로그래밍 교육의 효과성을 분석하기 위한 연구이다. 본 연구에서는 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위해 프로그래밍 교육과정 설계 및 설문도구를 개발하였다.
본 연구는 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위한 프로그래밍 교육의 효과성을 분석하기 위한 연구이다. 본 연구에서는 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위해 프로그래밍 교육과정 설계 및 설문도구를 개발하였다. 설계된 프로그래밍 교육과정에서 사용되는 프로그래밍 언어는 스크래치(scratch)와 파이썬(python)이며, 비전공자가 프로그래밍 교육과정에서 겪을 수 있는 어려움을 고려하여 설계되었다.
본 연구에서는 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력에 대해 프로그래밍 교육의 효과성을 분석하기 위해 수행되었다. 프로그래밍 교육과정은 비전공자가 프로그래밍 교육에서 겪을 수 있는 어려움을 고려하여 설계되었으며, 프로그래밍 언어로는 스크래치와 파이썬을 사용하였다.
본 연구에서는 사범대학 학생들을 대상으로 하여 프로그래밍 학습 전-후의 컴퓨팅 사고력과 프로그래밍 학습에 대한 인식 및 효과성을 측정하기 위해 설문 도구를 개발하여 검사를 실시하였다.
본 연구에서는 스크래치를 이용한 프로그래밍 교육을 통해 비전공자 예비교사의 인지적 부담을 줄이고, 컴퓨팅 사고력을 향상시키고자 한다.
비전공자들은 주로 프로그래밍 언어의 문법 학습 , 프로그래밍에 대한 생소함, 전공과 무관함 등을 어려움으로 언급하였다. 본 연구에서는 이러한 점을 고려하여 프로그래밍의 기본 문법을 기초부터 학습할 수 있는 프로그래밍 교육과정을 설계하였다. 또한 프로그래밍에 대한 관심과 흥미를 높이기 위해 전공과 관련된 문제 해결과 풀이를 위주로 교육을 지도하였다.

가설 설정

∙ Interest - Learning programming can be very dull.
∙ Multiple Processes - Programming is not only more than a single skill. it also involves more than one distinct process.
∙ Multiple Skills – programming is not a single skill.
∙ Reputation and Image - Programming courses acquire the reputation of being difficult.
∙ The Language - Languages designed for serious use by serious programmers are hardly suitable for the novice.∙ Education Novelty - Programming is a new subject for many of the students who take programming courses.

제안 방법

1) 비전공자가 프로그래밍 교육에서 겪을 수 있는 어려움을 고려하여 프로그래밍 교육과정을 설계, 컴퓨팅사고력과 프로그래밍 학습에 대한 인식 및 효과성을 측정하기 위해 설문 도구를 개발한다.
2) 프로그래밍 교육 전-후의 인식 및 효과성에 대한 차이를 알아보기 위해 프로그래밍 교육이 시작 되는 1주차에 사전 설문 조사를 실시한다.
4) 프로그래밍 교육 전-후의 인식 및 효과성에 대한 차이를 알아보기 위해 프로그래밍 교육이 끝나는 15주 차에 사후 설문 조사를 실시한다.
개발된 설문 도구의 컴퓨팅 사고력 영역에 대한 문항은 Jang[18]이 개발한 학습자의 컴퓨터 활용 능력검사 도구를 본 연구의 맥락에 맞게 수정하여 사용하였으며,프로그래밍 영역의 문항은 비전공자를 대상으로 프로그래밍 교육을 실시했다는 점을 고려하여 컴퓨터 공학 전문가와의 적절한 토의를 통해 개발하였다.
개발된 설문은 총 20문항으로 컴퓨팅 사고력 영역과, 프로그래밍 영역으로 나뉜다. 컴퓨팅 사고력 영역은 컴퓨팅 사고력을 통한 문제 해결 능력 및 인지의 정도를 묻는 영역으로(1) 컴퓨팅 사고력에 대한 해결능력 3문항, (2) 컴퓨팅 사고력에 대한 인지수준 7문항으로 구성되어 있다.
프로그래밍 교육과정은 비전공자가 프로그래밍 교육에서 겪을 수 있는 어려움을 고려하여 설계되었으며, 프로그래밍 언어로는 스크래치와 파이썬을 사용하였다. 또한 프로그래밍 교육의 효과성을 분석하기 위해 설문도구를 개발하여 프로그래밍 교육 사전-사후에 인식 및 효과성을 측정하는 검사를 진행하였다.
본 연구에서는 이러한 점을 고려하여 프로그래밍의 기본 문법을 기초부터 학습할 수 있는 프로그래밍 교육과정을 설계하였다. 또한 프로그래밍에 대한 관심과 흥미를 높이기 위해 전공과 관련된 문제 해결과 풀이를 위주로 교육을 지도하였다.
본 연구에서는 비전공자 예비교사를 위한 프로그래밍교육과정에 따라 한 학기 동안 교육을 지도하였다.
설계된 프로그래밍 교육과정에서 사용되는 프로그래밍 언어는 스크래치(scratch)와 파이썬(python)이며, 비전공자가 프로그래밍 교육과정에서 겪을 수 있는 어려움을 고려하여 설계되었다. 설계된 교육과정은 사범대학 국어교육과, 사회교육과, 영어교육과 강의에 적용되었으며, 컴퓨팅 사고력과 프로그래밍 학습에 대한 인식 및 효과성을 측정하기 위한 설문조사는 프로그래밍 교육 전-후에 진행되었다.
본 연구에서는 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위해 프로그래밍 교육과정 설계 및 설문도구를 개발하였다. 설계된 프로그래밍 교육과정에서 사용되는 프로그래밍 언어는 스크래치(scratch)와 파이썬(python)이며, 비전공자가 프로그래밍 교육과정에서 겪을 수 있는 어려움을 고려하여 설계되었다. 설계된 교육과정은 사범대학 국어교육과, 사회교육과, 영어교육과 강의에 적용되었으며, 컴퓨팅 사고력과 프로그래밍 학습에 대한 인식 및 효과성을 측정하기 위한 설문조사는 프로그래밍 교육 전-후에 진행되었다.
전체 교육과정은 15주로 구성되며 중간고사 및 기말고사를 제외하고 총 13주 동안 교육이 진행되었다. [Table 3]는 15주간의 전체 교육과정을 보여준다.
본 연구에서는 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력에 대해 프로그래밍 교육의 효과성을 분석하기 위해 수행되었다. 프로그래밍 교육과정은 비전공자가 프로그래밍 교육에서 겪을 수 있는 어려움을 고려하여 설계되었으며, 프로그래밍 언어로는 스크래치와 파이썬을 사용하였다. 또한 프로그래밍 교육의 효과성을 분석하기 위해 설문도구를 개발하여 프로그래밍 교육 사전-사후에 인식 및 효과성을 측정하는 검사를 진행하였다.
프로그래밍 학습 전 후의 컴퓨팅 사고력과 프로그래밍 학습에 대한 인식의 변화를 살펴보기 위해 학기 초와 학기 말에 검사를 시행하였다.

대상 데이터

본 연구의 대상은 인천광역시 소재 I대학의 국어교육과, 사회교육과, 영어교육과 1학년에 재학중인 비전공자 예비교사 67명(국어교육과 11명, 사회교육과 27명, 영어교육과 29명)을 대상으로 연구를 실시하였다.

데이터처리

개발된 설문 도구의 문항은 IBM SPSS Statics 프로그램의 신뢰도 분석을 통해 결과를 분석하였다. [Table 4]는 영어교육과, 사회교육과, 국어교육과 학생들 대상으로 실시한 설문 항목에 대한 영역별 신뢰도 결과이다.
사전 검사와 사후 검사는 동일한 설문지로 시행하였으며, 설문의 결과 값에 대하여 대응표본 t검정을 수행하였다. 대응표본 t검정의 분석 내용은 [Table 5]와 같다.
설문조사의 결과가 사전-사후에 차이가 있는지 대응 표본 t검정을 통해 통계적으로 검정하였으며, 통계 분석은 IBM SPSS Statistics 프로그램을 사용하였다.

성능/효과

셋째, 프로그래밍 언어를 배우는 것에 대해 어렵지 않다는 인식을 가지게 되었으며, 다양한 프로그래밍 언어를 이용하여 문제를 해결 할 수 있는 능력이 향상되었다. 넷째, 프로그래밍에 대한 관심과 필요성 정도가 향상 되었으며, 프로그래밍 교육을 통해 컴퓨팅 사고력이 향상 되었다.
첫째, 다양한 컴퓨터 프로그램을 통해 다양한 프로그래밍 언어를 사용할 수 있는 능력이 향상되었다. 둘째,프로그래밍 교육을 통해 컴퓨팅 사고를 하는 것에 대해 어렵지 않다는 인식을 가지게 되었으며, 해결하고자 하는 문제를 해결할 수 있는 형태로 구조화 시킬수 있는 능력이 향상되었다. 셋째, 프로그래밍 언어를 배우는 것에 대해 어렵지 않다는 인식을 가지게 되었으며, 다양한 프로그래밍 언어를 이용하여 문제를 해결 할 수 있는 능력이 향상되었다.
둘째,프로그래밍 교육을 통해 컴퓨팅 사고를 하는 것에 대해 어렵지 않다는 인식을 가지게 되었으며, 해결하고자 하는 문제를 해결할 수 있는 형태로 구조화 시킬수 있는 능력이 향상되었다. 셋째, 프로그래밍 언어를 배우는 것에 대해 어렵지 않다는 인식을 가지게 되었으며, 다양한 프로그래밍 언어를 이용하여 문제를 해결 할 수 있는 능력이 향상되었다. 넷째, 프로그래밍에 대한 관심과 필요성 정도가 향상 되었으며, 프로그래밍 교육을 통해 컴퓨팅 사고력이 향상 되었다.
첫째, 다양한 컴퓨터 프로그램을 통해 다양한 프로그래밍 언어를 사용할 수 있는 능력이 향상되었다. 둘째,프로그래밍 교육을 통해 컴퓨팅 사고를 하는 것에 대해 어렵지 않다는 인식을 가지게 되었으며, 해결하고자 하는 문제를 해결할 수 있는 형태로 구조화 시킬수 있는 능력이 향상되었다.
컴퓨팅 사고력과 프로그래밍 영역에서 모두 평균은 영어교육과, 사회교육과, 국어교육과 모두 사후검사의 평균 점수가 상승하였고, 유의수준에서도 역시 통계적으로 유의미한 값을 나타내고 있다. 따라서 프로그래밍 교육을 통해 컴퓨터 사고력이 향상 된 것으로 해석할 수 있다.
컴퓨팅 사고력에 대한 총 10개의 문항에서 4번 문항을 제외한 9개 문항 모두에서 사후검사 평균점수가 사전검사 평균 점수 보다 상승했다.
프로그래밍에 대한 총 10개의 문항에서 4번 문항을 제외한 9개 문항 모두에서 사후검사 평균 점수가 사전검사 평균점수 보다 상승했다.

후속연구

5) 설문 결과를 바탕으로 한 통계적 분석을 통해 비전공자 예비교사의 컴퓨팅 사고력 함양을 위한 프로그래밍 교육의 효과성 정도를 분석하고, 결론을 도출한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	컴퓨팅 교육은 어떻게 실시되고 있는가?	전 세계적으로 컴퓨팅 교육에 대한 많은 관심과 논의가있어왔다. 미국이나 영국, 이스라엘, 유럽 등 해외 여러 나라는 학생들의 컴퓨팅 사고력을 기르기 위해 초등학교 저학년부터 소프트웨어 교육을 실시하고 있으며[4], 이에 우리 정부도 컴퓨팅 사고력을 교육과정에 반영하기 위해 2015 개정 교육과정에 소프트웨어 교육을 포함시켰다[13].
	컴퓨팅 사고력이란?	컴퓨팅 사고력(Computational Thinking, CT)이란 컴퓨팅의 기본적인 개념과 원리를 기반으로 문제를 효율적으로 해결하는 사고 능력이다[16].
	교육용 프로그래밍 언어의 종류로는 무엇이 있는가?	교육용 프로그래밍 언어는 컴퓨터 과학뿐만 아니라 수학이나 과학과 같은 다양한 교과에서 활용되고 있는 교수학습 도구이다[2]. 대표적인 교육용 프로그래밍 언어의 종류에는 엔트리(Entry), 앨리스(Alice), 로고(Logo), 스크래치(Scratch)등이 있다.

참고문헌 (21)

GyeongMi Ahn (2010). The Effect of the Programming Education on the Elementary School Student's Learning-Flow and programming ability. (Unpublished master dissertation), Gyeongin National University of Education, Korea.
HakJin Bae, EunKyoung Lee, & YoungJun Lee (2009). A Problem Based Teaching and Learning Model for Scratch Programming Education, The Journal of the Korean Association of Computer Education, 12(3), 11-22.
HuiSeon Jang (2013). Impact analysis on Netlogo programming advantage of learning motivation and learning ability. (Unpublished master dissertation), Ajou University of Education, Korea.
International Society for Technology in Education & Computer Science Teachers Association (2011). CSTA K-12 Computer Science Standards Revised 2011.
Jenkins, Tony (2002). On the difficulty of learning to program. Proceedings of the 3rd Annual Conference of the LTSN Centre for Information and Computer Sciences, 4(2002).
JeongWon Choi, & YoungJun Lee (2014). The Design of Method for Evaluating Computational Thinking. In Proceedings of Korean society of computer and information, 22(2), 177-178.
JinGee Ku (2017). A Study on the Software Convergence Education for Non-Majors Computer Science using Creative Robot. The Journal of the korea Academia-Industrial cooperation society, 18(2), 631-638.
JungHyun An (2010). Scratch programming instruction model considering the characteristics of middle school students. (Unpublished master dissertation), Korea National University of Education, Korea.
KiBbm Lee & SeokJae Moon (2016). Study on Basic Learning of Programming based on WeDo with Scratch for the Non-Science Major. The Journal of the Society of Convergence Knowldege, 4(2), 9-15.
KongJu Mun, JiYeong Mun, SeMi Kim, & SungWon Kim (2016). Application of Programming Curriculum for Pre-service Science Teacher and Examination of their Perceptions about Programming. The Journal of Learner-Centered Curriculum and Instruction, 16(10), 825-842.
KyungKyu Kim & JongYun Lee (2016). Analysis of the Effectiveness of Computational Thinking-Based Programming Learning. The Journal of the Korean Association of Computer Education, 19(1), 27-39.
KyungMi Kim & HyunSook Kim (2014). A Case Study on Necessity of Computer Programming for Interdisciplinary Education. The Journal of Digital Convergence, 12(11), 339-348.
Ministry of Education (2015). Guide of operating SW education.
SooHwan Kim (2015). Analysis of Non-Computer Majors' Difficulties in Computational Thinking Education. The Journal of the Korean Association of Computer Education, 18(3), 44-57.
TaeHun Kim (2015). STEAM education program based on programming to improve computational thinking ability. (Unpublished doctoral dissertation), Jeju National University, Korea.
Wing, Jannette M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33-35.

상세보기
Yohan Hwang, Kongju Mun & Yunenbae Park (2016). Study of Perception on Programming and Computational and Attitude toward Science Learning of High School Students through Software Inquiry Activity : Focus on using Scratch and physical computing materials. The Journal of the korean Association for Science Education, 36(2), 325-335.

원문보기 상세보기
YongJu Jeon, & TaeYoung Kim (2016). The design of Computational Thinking-based Web programming course as a liberal art for Non-Computer Majored Preliminary Teachers. Proceedings of KSCI Conference 2015, 161-164.
Zion Hwang & Sungon Hwang (2017). An Analysis of Research Trends Software Education for Elementary school : Focusing on Domestic Articles. The Journal of the Korean Assocaition of Information Ecucation, 21(5), 509-525.
Computer Science & Engineering University of Washington (Non-Major Course Options). Retrieved December 1, 2017, from http://www.cs.washington.edu/prospective_students/undergrad/admissions/nonmajor
International Society for Technology in Education (ISTE) & Computer Science Teachers Association (CSTA) (2011). Computational thinking in K-12 education teacher resource. Retrieved December 1, 2017, from http://www.iste.org/docs/ct-documents/ct-teacher-resources_2ed-pdf.pdf?sfvrsn2.

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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