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문제 정의
- 본 연구는 21세기 새로운 교육패러다임에 입각한 CT평가 도구를 개발하고 실행하는 것에 초점을 두었다. 특히 CT자기 평가 도구의 교육적 가치를 연구하기 위해, ‘컴퓨팅 사고력을 활용한 문제 해결’ 과목을 수강했던 초등예비 교사 24명을 대상으로 이들의 CT역량 계발에 대한 결과를 분석하였다.
- 요컨대 평가와 교수-학습(teaching-learning)의 연계가 강조되는 구성주의 교수법을 반영한 CT역량 증진을 위한 자기 평가 도구를 연구 및 개발하고자 하였다. 본 연구를 통하여 CT역량 증진을 위한 자기 평가도구를 디자인하고 실현하는 과정을 매개로하여 초등예비교사들이 CT 중심으로 문제 해결 과정을 체험하고 CT역량을 증진시키고자 하였다.
- 이에 본 연구는 구성주의적 교수-학습에 입각한 CT 평가 도구를 개발하고 실행하는 것에 초점을 두었다. 본연구의 궁극적인 목적은 중고등과정과 차별화되는 초등 예비교사를 위한 CT평가 도구를 개발하고자 하였다. 요컨대 평가와 교수-학습(teaching-learning)의 연계가 강조되는 구성주의 교수법을 반영한 CT역량 증진을 위한 자기 평가 도구를 연구 및 개발하고자 하였다.
- 본연구의 궁극적인 목적은 중고등과정과 차별화되는 초등 예비교사를 위한 CT평가 도구를 개발하고자 하였다. 요컨대 평가와 교수-학습(teaching-learning)의 연계가 강조되는 구성주의 교수법을 반영한 CT역량 증진을 위한 자기 평가 도구를 연구 및 개발하고자 하였다. 본 연구를 통하여 CT역량 증진을 위한 자기 평가도구를 디자인하고 실현하는 과정을 매개로하여 초등예비교사들이 CT 중심으로 문제 해결 과정을 체험하고 CT역량을 증진시키고자 하였다.
- 이에 본 연구는 구성주의적 교수-학습에 입각한 CT 평가 도구를 개발하고 실행하는 것에 초점을 두었다. 본연구의 궁극적인 목적은 중고등과정과 차별화되는 초등 예비교사를 위한 CT평가 도구를 개발하고자 하였다.
제안 방법
- CT관련 활동에 중점을 두고 설계한 내용으로 학습자에게 다른 학습자(특히 나이가 어린 학습자)가 만든 프로젝트를 제시한 후, (1) 학습자가 프로젝트에 대한 분석 비판을 하고 (critiquing), (2) 어떻게 프로젝트를 발전시킬 수 있을지 의견을 나누고(extending), (3) 오류(버그)를 수정하고 (debugging), (4) 리믹스를 하도록 한다(remixing).
- 특히 교사지도서를 참고하여 예비교사 들이 초등현장에서 SW교육을 할 때 초점을 두어야 할 부분을 강조하였다. 또한 3~4인을 1팀으로 구성하여 자유로운 주제로 디지털 콘텐츠를 프로젝트로 기획 및 구현하여 발표하도록 하였다. 학생들이 구현한 디지털 콘텐츠는 디지털 스토리, 게임, 애니메이션, 퀴즈 등 다양한 형태를 포함한다.
- 학생들은 팀별로 디자인한 자기 팀의 프로젝트에 대해 루브릭을 활용하여 평가하였고 판단의 근거를 설명하도록 하였다([Table 2] 참고). 또한 교수자가 제시한 다섯 가지 역량 외에 학생들이 중요하다고 판단하는 평가 요소를 2~3가지 추가하여 평가하도록 하였다. 사용된 자기평가 루브릭은 컴퓨터교육 전문가 1인과 교육공학자 1인의 검토 후 수정하여 사용하였다.
- 팀보고서에는 CT의 주요 요소 즉 알고리즘적 사고, 알고리즘의 평가, 문제 분해, 추상화, 일반화 영역으로 구성하여 내면적 사고를 외현화할 수 있는 기회를 갖도록 하였다. 또한 자기평가 루브릭을 활용하여 평가하도록 함으로써 객관적으로 자기 팀의 프로젝트를 성찰하고 평가할 수 있는 기회를 제공하였다.
- 본 연구에서는 선행 연구[2]에서 사용된 CT관련 설문에 자기평가의 효과에 대한 질문을 추가하여 사용하였다. 본 설문은 네 영역으로 구성되었는데 (1) CT 세부 역량에 대한 경험 정도 (2) CT 교육에 대한 자기 효능감 (3) CT역량의 전이 (4) 자기평가의 효과가 포함된다. 또한 설문 문항은 4점 척도(전혀 그렇지 않다, 약간 그렇지 않다, 약간 그렇다, 매우 그렇다)로 구성되었다.
- 본 연구에서 사용된 자기평가 루브릭은 CT의 다섯 가지 구성요소별(알고리즘적 사고, 평가, 문제분해, 추상화, 일반화)로 세 가지 수준(Level 1: 기대 수준에 못 미침, Level 2: 기대 수준을 충족함, Level 3: 기대 수준을 넘어섬)의 평가를 할 수 있는 스프레드쉬트이다. 이 루브릭은 학생들이 스스로 루브릭을 디자인하기 위해 가이드라인으로 제시되었다.
- 본 연구에서는 선행 연구[2]에서 사용된 CT관련 설문에 자기평가의 효과에 대한 질문을 추가하여 사용하였다. 본 설문은 네 영역으로 구성되었는데 (1) CT 세부 역량에 대한 경험 정도 (2) CT 교육에 대한 자기 효능감 (3) CT역량의 전이 (4) 자기평가의 효과가 포함된다.
- 또한 교수자가 제시한 다섯 가지 역량 외에 학생들이 중요하다고 판단하는 평가 요소를 2~3가지 추가하여 평가하도록 하였다. 사용된 자기평가 루브릭은 컴퓨터교육 전문가 1인과 교육공학자 1인의 검토 후 수정하여 사용하였다.
- 스크래치는 전문지식이 없는 어린아이들도 쉽게 할 수 있는 ‘drag-and-drop’ 방식(마우스를 원하는 콘텐츠 위에 놓고 끌어다 배치하는 것)으로 새로운 프로그램을 만들 수 있다.
- 두번째 CT발달 평가 도구는 프로젝트에 관련된 산출물 기반(artifact-based) 심층 인터뷰이다. 인터뷰 내용은 두 가지로 나누어지는데, 먼저 평가자가 학습자에게 다음과 같은 네 가지 분야(스크래치 관련 배경 질문, 프로젝트 디자인 관련 질문, 온라인 커뮤니티 관련 질문, 스크래치 및 그것과 연관된 테크놀로지에 대한 제안)에 대해서 질문 한다. 다음 단계에서는 학습자가 직접 프로젝트를 선택하면 평가자와 함께 실행하면서 관련 CT 개념과 활동에 대한 질문들에 대해 이야기를 나눈다.
- 본 연구의 결과를 통해 도출한 CT 교육 및 평가에 대한 시사점을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서 진행한 CT 핵심역량에 대한 교육은 프로그래밍 언어에 관련된 테크닉을 강조하기 보다는 팀프로젝트를 통해 초등예비교사들이 능동적이고 주도적으로 팀원들과 함께 대화와 구체적인 활동(practice)을 통해서 특정 CT 개념을 이해하고 활용했는지를 평가 하는데 초점을 두었다. 앞서 언급했듯이 예비교사의 성찰 일지와 설문을 분석 한 결과 “팀원들과의 원활한 의견 교환을 통해 .
- 특히 CT자기 평가 도구의 교육적 가치를 연구하기 위해, ‘컴퓨팅 사고력을 활용한 문제 해결’ 과목을 수강했던 초등예비 교사 24명을 대상으로 이들의 CT역량 계발에 대한 결과를 분석하였다.
- 이 루브릭은 학생들이 스스로 루브릭을 디자인하기 위해 가이드라인으로 제시되었다. 학생들은 팀별로 디자인한 자기 팀의 프로젝트에 대해 루브릭을 활용하여 평가하였고 판단의 근거를 설명하도록 하였다([Table 2] 참고). 또한 교수자가 제시한 다섯 가지 역량 외에 학생들이 중요하다고 판단하는 평가 요소를 2~3가지 추가하여 평가하도록 하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 2016년 2학기 한 학기 동안 컴퓨팅 사고력 수업에 참여한 예비교사를 대상으로 진행하였으며, 본 연구에 참가한 예비교사는 24명으로 여학생 17명(70.8%)과 남학생 7명(29.2%)이었다. 예비교사의 평균 나이는 24세였으며, 그 중 18명(75%)은 본 수업 이전에 프로그래밍을 배운 적이 없는 학생들이었다.
성능/효과
- 교수자가 제시한 다섯 가지 CT 세부 역량외에 학생들이 과제를 수행하면서 중요하다고 판단한 평가 요소를 2~3가지 추가하여 평가하도록 한 결과 다양한 평가 요소가 도출되었다. (1) 흥미 및 동기 유발 가능성(다섯 팀에서 사용) (2) 교육적 실용성 및 효과성(네 팀에서 사용) (3) 스토리나 시나리오의 적절성 및 자연스러움(세 팀에서 사용) (4) 시청각적 효과/조작 편의성/완성도(세 팀에서 사용) (3) 창의성(독창성)(두 팀에서 사용) (6) 협동성(한 팀에서 사용) 등의 순서로 나타났다.
- 3%의 응답자가 전체적으로 프로젝트를 개발하는 것과 필요한 알고리즘을 찾아 프로젝트를 해결하는데 자기평가가 영향을 주었다고 응답했다. 79.1% 의 응답자가 아이디어를 추상화하고 이미 사용한 알고리즘을 새로운 문제에 재사용하는 것에 영향을 주었다고 응답하였다. 이와 같은 루브릭 활용 자기평가의 효과는 예비교사의 성찰일지에도 나타났다.
- 교수자가 제시한 다섯 가지 CT 세부 역량외에 학생들이 과제를 수행하면서 중요하다고 판단한 평가 요소를 2~3가지 추가하여 평가하도록 한 결과 다양한 평가 요소가 도출되었다. (1) 흥미 및 동기 유발 가능성(다섯 팀에서 사용) (2) 교육적 실용성 및 효과성(네 팀에서 사용) (3) 스토리나 시나리오의 적절성 및 자연스러움(세 팀에서 사용) (4) 시청각적 효과/조작 편의성/완성도(세 팀에서 사용) (3) 창의성(독창성)(두 팀에서 사용) (6) 협동성(한 팀에서 사용) 등의 순서로 나타났다.
- 셋째, 교사가 학습자의 학습 과정을 평가 할 수 있어서 컴퓨터 사고력 향상에 도움이 될 수 있는 능동적인 교수 학습 설계가 가능하다. 넷째, 교사가 학습자의 컴퓨팅 사고력을 평가하는 시간과 노력을 줄일 수 있다.
- 둘째, 24명의 연구 결과를 일반화하기에는 무리가 있지만 국내외 CT역량에 대한 교사교육 커리큐럼 개발에 대한 연구가 부족한 상태에서 사례 중심으로 ‘자기평가’를 교사 교육현장에 도입했다는 점에서 본 연구의 의의를 찾을 수 있다고 본다.
- 첫째, 컴퓨팅 사고력에서 학습자의 인지적 능력 이외에 정의적 태도에 대한 평가가 가능하도록 해 줄 수 있다. 둘째, 학습자에게 컴퓨팅 사고력 증진에 동기부여를 할 수 있고, 적극적인 참여를 권장할 수 있다. 셋째, 교사가 학습자의 학습 과정을 평가 할 수 있어서 컴퓨터 사고력 향상에 도움이 될 수 있는 능동적인 교수 학습 설계가 가능하다.
- 특히 복잡한 부분들을 간단하게 정리할 때마다 매우 시원하고 좋았다. 또한 자기평가 루브릭을 진행하면서 객관적인 시선을 기를 수 있었다. 나중에 교사가 되었을 때 스크래치를 이용한 수업에 대해 자신감을 가지게 할 수 있었던 과제인 것 같다.
- 본 수업에 참여한 예비교사들에게 CT세부 역량을 다른 문제 상황에서 활용할 수 있는지를 묻는 CT역량 전이 설문 결과 70%이상의 예비교사가 긍정적으로 응답하였다. 설문 결과를 보면, 알고리즘을 평가하는 역량 (87.
- 본 수업에 참여한 예비교사에게 CT교육 자기효능감을 설문한 결과 80%(19명)이상의 응답자가 모든 세부영역에 대해 긍정적 자기효능감을 가지고 있는 것으로 나타났다. 각 세부 역량별로 살펴보면 91.
- 특히 CT자기 평가 도구의 교육적 가치를 연구하기 위해, ‘컴퓨팅 사고력을 활용한 문제 해결’ 과목을 수강했던 초등예비 교사 24명을 대상으로 이들의 CT역량 계발에 대한 결과를 분석하였다. 본 연구는 예비교사의 성찰 일지와 설문 결과를 통해 협력이 강조되는 구성주의 교수법을 반영한 CT 자기 평가도구를 디자인하고 실현하는 과정을 매개로 하여 초등예비교사들이 문제 해결 과정을 체험하고 CT역량을 증진시키는 것을 확인 할 수 있었다.
- Koehler와 Mishra가 제안한 TPACK을 근거해서 볼 때, CT교육 및 평가에 관련된 교수학(pedagogy)은 새로운 교육패러다임에 근거를 둔 ‘평가’(assessment)에 대한 의미의 재정립이 필요하다[14][15]. 본 연구에서는 학습 결과의 평가(assessment of learning)보다는 CT 교수-학습의 전 과정과 관련하여 학습자(초등예비교사)가 능동적으로 평가에 참여함으로써 ‘학습을 위한 평가’(assessment for learning)를 실현했으며 더 나아가 자기 평가 디자인 과정과 결과가 최종적으로는 학습이 될 수 있는 ‘학습으로서의 평가’(assessment as learning)를 강조했다[17]. 따라서 자기 평가를 활용한 CT교육이 초등 교사 교육에 효과적인 방법이라는 결론을 바탕으로 직접 경험을 통한 CT 자기 평가 및 다양한 평가 방법에 대한 가치를 예비교사들이 인식하도록 하고 그 효과를 검증할 수 있는 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.
- 1), [Table 3] 참조). 설문 결과를 보면, 95.8%의 응답자가 알고리즘을 평가해 보는데 자기평가가 영향을 주었다고 응답했으며, 87.5%의 응답자가 문제를 분해해서 해결하는데 영향을 주었다고 보고하였다. 또한 83.
- 본 수업에 참여한 예비교사들에게 CT세부 역량을 다른 문제 상황에서 활용할 수 있는지를 묻는 CT역량 전이 설문 결과 70%이상의 예비교사가 긍정적으로 응답하였다. 설문 결과를 보면, 알고리즘을 평가하는 역량 (87.5%)과 일반화 역량(83.3%)을 가장 많이 활용할 것이라고 응답하였다. 또한 75%가 추상화 역량을, 70.
- 둘째, 학습자에게 컴퓨팅 사고력 증진에 동기부여를 할 수 있고, 적극적인 참여를 권장할 수 있다. 셋째, 교사가 학습자의 학습 과정을 평가 할 수 있어서 컴퓨터 사고력 향상에 도움이 될 수 있는 능동적인 교수 학습 설계가 가능하다. 넷째, 교사가 학습자의 컴퓨팅 사고력을 평가하는 시간과 노력을 줄일 수 있다.
- 한편, 강승우, 장원영, 김성식은 학생들의 컴퓨팅 사고력 평가에서 자기 평가가 갖는 의미를 다음과 같은 4가지로 보았다[12]. 첫째, 컴퓨팅 사고력에서 학습자의 인지적 능력 이외에 정의적 태도에 대한 평가가 가능하도록 해 줄 수 있다. 둘째, 학습자에게 컴퓨팅 사고력 증진에 동기부여를 할 수 있고, 적극적인 참여를 권장할 수 있다.
- 팀프로젝트를 스스로 평가하는 자기평가 루브릭의 활용 효과를 설문한 결과 80%이상의 응답자가 긍정적인 반응을 보였다((Fig. 1), [Table 3] 참조).
후속연구
- 본 연구가 지닌 제한점은 극복하고 지속적인 후속연구가 이루어지면 새롭게 도입된 CT교육에 관련된 교사 교육과 더불어 커리큘럼 개발 및 평가 분야에 큰 효과를 가져 올 수 있을 것으로 여겨진다. 다시 말하면 프로그래밍만을 강조하는 기능 중심의 CT교사교육에서 벗어나서 다양한 CT활동(practice) 참여를 통해서 예비교사 및 현직 교사들의 CT개념(concept)과 CT관점(perspective)을 심층적으로 연구하는 것이 필요하다고 판단된다.
- 각자의 창의성과 문제해결력 신장에 큰 영향을 미쳤다고(예비교사 1)” 볼 수 있다. 따라서 CT교육과 역량 평가에 대한 연구가 개인 역량에 치중하기 보다는 구성주의 또는 사회구성주의 관점에서 사회 문화적 요인, 대인관계, 개개인의 역할 및 소통 등과 연결지어 평가할 수 있는 방안을 고려하여야 할 것이다.
- 본 연구에서는 학습 결과의 평가(assessment of learning)보다는 CT 교수-학습의 전 과정과 관련하여 학습자(초등예비교사)가 능동적으로 평가에 참여함으로써 ‘학습을 위한 평가’(assessment for learning)를 실현했으며 더 나아가 자기 평가 디자인 과정과 결과가 최종적으로는 학습이 될 수 있는 ‘학습으로서의 평가’(assessment as learning)를 강조했다[17]. 따라서 자기 평가를 활용한 CT교육이 초등 교사 교육에 효과적인 방법이라는 결론을 바탕으로 직접 경험을 통한 CT 자기 평가 및 다양한 평가 방법에 대한 가치를 예비교사들이 인식하도록 하고 그 효과를 검증할 수 있는 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.
- 둘째, 24명의 연구 결과를 일반화하기에는 무리가 있지만 국내외 CT역량에 대한 교사교육 커리큐럼 개발에 대한 연구가 부족한 상태에서 사례 중심으로 ‘자기평가’를 교사 교육현장에 도입했다는 점에서 본 연구의 의의를 찾을 수 있다고 본다. 본 연구가 지닌 제한점은 극복하고 지속적인 후속연구가 이루어지면 새롭게 도입된 CT교육에 관련된 교사 교육과 더불어 커리큘럼 개발 및 평가 분야에 큰 효과를 가져 올 수 있을 것으로 여겨진다. 다시 말하면 프로그래밍만을 강조하는 기능 중심의 CT교사교육에서 벗어나서 다양한 CT활동(practice) 참여를 통해서 예비교사 및 현직 교사들의 CT개념(concept)과 CT관점(perspective)을 심층적으로 연구하는 것이 필요하다고 판단된다.
- 1 참조). 알고리즘 평가와 추상화 역량에 대해서 상대적으로 CT교육 자기효능감이 낮은 것으로 나타나 향후 이 부분에 대한 교육이 보다 강화되어야 할 필요성을 시사한다. 성찰일지에 나타난 예비교사의 CT교육 자기효능감은 다음과 같다.
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