컴퓨팅 기술을 다양한 분야와 융합하여 새로운 가치를 만들어내고자 하는 노력이 현대 사회에서 강조되고 있다. 이제 소프트웨어를 설계하고 제작하는 능력을 포함한 컴퓨터 소양 교육은 전공분야와 상관없이 누구에게나 이뤄져야 하는 사회 보편적인 교육으로 자리 잡고 있다. 많은 대학들이 컴퓨터 비전공 학생들을 포함하여 컴퓨팅 기술을 활용한 문제 해결력을 향상시키기 위해 소프트웨어 교육을 필수 이수하도록 시도하고 있다. 하지만, 아직은 컴퓨터 전공 학생들을 위한 프로그래밍 교육 관점에서의 소프트웨어 교육을 실시하다 보니 프로그래밍 언어 문법을 학습하는 과정에서 많은 어려움을 호소하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 기존의 소프트웨어 교육 모델 연구결과를 분석한 뒤, 컴퓨터 비전공자를 위한 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델을 제안한다. 이를 위해, 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델을 위한 학습절차와 교수 전략 및 한 학기 분량의 커리큘럼을 제안하였으며, 교양 수업에 적용하여 유의미한 결과를 도출하였다. 제안하는 소프트웨어 교육 모델을 적용한 강의가 진행한다면 학생들에게 흥미와 관심을 유도하면서 컴퓨팅 사고력과 문제 해결력을 향상시킬 수 있을 것이다.
컴퓨팅 기술을 다양한 분야와 융합하여 새로운 가치를 만들어내고자 하는 노력이 현대 사회에서 강조되고 있다. 이제 소프트웨어를 설계하고 제작하는 능력을 포함한 컴퓨터 소양 교육은 전공분야와 상관없이 누구에게나 이뤄져야 하는 사회 보편적인 교육으로 자리 잡고 있다. 많은 대학들이 컴퓨터 비전공 학생들을 포함하여 컴퓨팅 기술을 활용한 문제 해결력을 향상시키기 위해 소프트웨어 교육을 필수 이수하도록 시도하고 있다. 하지만, 아직은 컴퓨터 전공 학생들을 위한 프로그래밍 교육 관점에서의 소프트웨어 교육을 실시하다 보니 프로그래밍 언어 문법을 학습하는 과정에서 많은 어려움을 호소하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 기존의 소프트웨어 교육 모델 연구결과를 분석한 뒤, 컴퓨터 비전공자를 위한 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델을 제안한다. 이를 위해, 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델을 위한 학습절차와 교수 전략 및 한 학기 분량의 커리큘럼을 제안하였으며, 교양 수업에 적용하여 유의미한 결과를 도출하였다. 제안하는 소프트웨어 교육 모델을 적용한 강의가 진행한다면 학생들에게 흥미와 관심을 유도하면서 컴퓨팅 사고력과 문제 해결력을 향상시킬 수 있을 것이다.
Modern society has evolved to such an extent that computing technology has become an integral part of various fields, creating new and superior value to society. Education on computer literacy, including the ability to design and build software, is now becoming a universal education that must be acq...
Modern society has evolved to such an extent that computing technology has become an integral part of various fields, creating new and superior value to society. Education on computer literacy, including the ability to design and build software, is now becoming a universal education that must be acquired by everyone, regardless of the field of study. Many universities are imparting software education to students to improve their problem-solving ability, including to students who are not majoring in computers. However, software education contains courses that are meant for computer majors and many students encounter difficulty in learning the grammar of programming language. To solve this problem, this paper analyzes the research outcomes of the existing software education model and proposes a Python-based software education model for students who are not majoring in computer science. Along with a Python-based software education model, this paper proposed a curriculum that can be applied during one semester, including learning procedures, and teaching strategies. This curriculum was applied to a liberal arts class and a meaningful result was derived. If the proposed software education model is applied, the students will be interested in the computer literacy class and improve their computational thinking and problem-solving ability.
Modern society has evolved to such an extent that computing technology has become an integral part of various fields, creating new and superior value to society. Education on computer literacy, including the ability to design and build software, is now becoming a universal education that must be acquired by everyone, regardless of the field of study. Many universities are imparting software education to students to improve their problem-solving ability, including to students who are not majoring in computers. However, software education contains courses that are meant for computer majors and many students encounter difficulty in learning the grammar of programming language. To solve this problem, this paper analyzes the research outcomes of the existing software education model and proposes a Python-based software education model for students who are not majoring in computer science. Along with a Python-based software education model, this paper proposed a curriculum that can be applied during one semester, including learning procedures, and teaching strategies. This curriculum was applied to a liberal arts class and a meaningful result was derived. If the proposed software education model is applied, the students will be interested in the computer literacy class and improve their computational thinking and problem-solving ability.
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문제 정의
컴퓨터 비전공자들은 소프트웨어 교육을 받는 것을 영어를 배우는 것보다 어려워하기 때문에, 쉽고 재미있는 주제나 내용을 바탕으로 컴퓨팅 사고력을 향상시키고 생각하는 것을 표현하는 방법이 필요하다. 따라서 기존모델의 적용 가능성을 판단하고, 그에 따른 학습 전략을 수립하고, 적합한 콘텐츠와 주제를 개발하여 실제 적용해 보고 그 가능성을 파악해 보고자 하였다.
따라서 본 논문에서는 기존의 소프트웨어 교육 모델을 분석하고 컴퓨터 비전공자들이 쉽고 재미있게 배울수 있는 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델과 학습 절차,커리큘럼을 제안하여 교양 교육에 적용하고자 한다.
본 논문에서는 기존 연구들의 분석과 함께 다양한 전공의 대학생들에게 2년 동안 실시해 온 파이썬 기반 소프트웨어 교육 경험을 토대로 컴퓨팅 사고력을 향상시킬 수 있으면서 컴퓨터 비전공자도 쉽게 학습할 수 있는 소프트웨어 교육 모델을 제시하여 적용하고, 이에 대한 효과를 분석하고자 한다.
본 논문에서는 컴퓨터 비전공자를 위한 고도의 분석과 접근에 기초한 소프트웨어 교육 모델을 제시하고, 타당성 검토를 실시하였다. 그 결과, 집단 특성에 따라서는 유의미한 차이가 나타나지 않았고, 컴퓨팅 사고력 평균과 규칙성, 추상화 영역에서 유의미한 결과가 나타났다.
제안 방법
분석한 주요요소는 수강 학년(Grade), 성별(Gender),분반에 따른 차이(Class), 주·야간여부(Time)이고, 컴퓨팅사고력 측정 요소는 규칙성(Pattern), 추상화(Abstraction),알고리즘(Algorithm), 자동화(Automation), 추론(Inference),컴퓨팅 사고력 전체(Total)로 구분하였다.
제안하는 소프트웨어 교육 모델이 적합한지 타당성검토를 하기 위해서 소프트웨어 교육을 실시 후, 학생들의 컴퓨팅 사고력을 측정하기 위해 한국교육학술정보원에서 제시한 컴퓨팅 사고력 검사지를 번안하여 검사도구로 사용하였다[16].
기본적인 지식에 대한 이해가 되었으면, 본인의 생각을 디자인하기 위해서 입출력과 반복문, 조건문을 배우고, 조건에 따라 다양한 그림을 그리면서 홀수 짝수 판단, 윤년 판단, 성적 처리, 합계구하기 등의 예제를 코딩해 보는 경험을 갖도록 하였다. 조건문과 반복문의 활용이 원활해지면 실제 개발단계로 들어가면서 함수를 배우고, 함수를 활용하여 게임이나 다양한 그림을 그리면서 자신만의 프로젝트를 완성하도록 하였다.
컴퓨터 비전공 학생들의 관심과 흥미를 유도하기 위하여 매주 거북이 클래스를 활용하여 그림 그리기를 실시하면서 프로그래밍의 개념과 기본 연산자, 변수, 자료형 등에 대한 개념을 가르친다. 기본적인 지식에 대한 이해가 되었으면, 본인의 생각을 디자인하기 위해서 입출력과 반복문, 조건문을 배우고, 조건에 따라 다양한 그림을 그리면서 홀수 짝수 판단, 윤년 판단, 성적 처리, 합계구하기 등의 예제를 코딩해 보는 경험을 갖도록 하였다.
대상 데이터
2016학년도 2학기에 K대학교 1학년을 대상으로Python 언어 기반의 소프트웨어 교육을 실시하였으며 대상 학생에 대한 정보는 Table 3과 같다.
성능/효과
2016학년도 2학기 수강생 가운데 4개 분반 약 120명학생 중 시스템 결측값으로 나타난 4명을 제외하고, 사회복지학부 학생 72명, 경영학부 54명, 행정학과 39명, 부동산 학과 32명, 경제세무학과 35명을 대상 학생으로 하여 각 집단별 동질성 검증을 실시하여 집단간 차이가 없음을 확인하였다.
본 논문에서는 컴퓨터 비전공자를 위한 고도의 분석과 접근에 기초한 소프트웨어 교육 모델을 제시하고, 타당성 검토를 실시하였다. 그 결과, 집단 특성에 따라서는 유의미한 차이가 나타나지 않았고, 컴퓨팅 사고력 평균과 규칙성, 추상화 영역에서 유의미한 결과가 나타났다.
기존 연구들을 분석한 결과, 컴퓨팅 사고력과 소프트웨어 교육에 관련된 연구가 다양하게 진행되고 있지만,활용 가능성이 높은 파이썬 프로그래밍 교육은 컴퓨터 비전공 학생들에게는 텍스트 코딩 언어로서의 진입장벽으로 인해 운영의 어려움이 있음을 확인하였다.
001)도 유의미한 결과가 나타났다. 따라서 학생들에게 컴퓨팅 사고력 향상에 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 다만 알고리즘(t=1.
셋째, 재구성중심(UMC)모델은 놀이(Use), 수정(Modify),재구성(reCreate) 단계를 가지고 발견학습법을 바탕으로 하여 학생들이 스스로 학습할 수 있도록 교사가 여건을 제공해 주는 것이 특징이다[10].
전체 컴퓨팅 사고력의 평균은 통계적으로 p<0.05 수준에서 유의한 차이(t=2.263, p=0.025)가 있는 것으로 나타났다.
첫째, CT요소중심(DPAA(P)) 모델은 분해, 패턴인식,추상화, 알고리즘, 프로그래밍의 5단계를 제시하고 문제해결학습방법과 관련해서 결과에 도달하기까지의 과정을 강조한 모델이다[10].
후속연구
377)은 유의미한 차이가 나타나지 않았는데, 이는 학생들이 수업 중에 반복문을 가장 어려워하고 있음을 증명하고 있다. 그러므로 향후 소프트웨어 교육 모델을 개선할 때에는 자동화, 알고리즘, 추론이 적용될 수 있는 다양한 반복 상황을 제시하여 반복문에 대한 개념을 익힐 수 있도록 준비할 필요가 있다.
향후 연구로는 컴퓨터 비전공자를 위한 소프트웨어교육을 실시하고 전공 영역별 특성에 따른 교육적 접근과 그에 따른 체계적인 관리가 필요하며, 소프트웨어 교육을 실시한 후에는 심층적인 분석을 통해 이후의 교육전략에 반영하는 노력이 필요하다. 본 논문에서 제시한교육 모델과 수업 전략들을 바탕으로 소프트웨어 교육이 이루어진다면 컴퓨터 비전공 학생들에게 보다 흥미로운 소프트웨어 교육이 될 것이며, 컴퓨팅 사고력 향상에 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것이다.
향후 연구로는 컴퓨터 비전공자를 위한 소프트웨어교육을 실시하고 전공 영역별 특성에 따른 교육적 접근과 그에 따른 체계적인 관리가 필요하며, 소프트웨어 교육을 실시한 후에는 심층적인 분석을 통해 이후의 교육전략에 반영하는 노력이 필요하다. 본 논문에서 제시한교육 모델과 수업 전략들을 바탕으로 소프트웨어 교육이 이루어진다면 컴퓨터 비전공 학생들에게 보다 흥미로운 소프트웨어 교육이 될 것이며, 컴퓨팅 사고력 향상에 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
컴퓨팅 사고란 무엇인가?
이러한, 소프트웨어 교육의 방향은 컴퓨팅 사고(Computational Thinking)를 바탕으로 문제 해결을 위한 아이디어를 얻고, 자신만의 결과물을 만드는 과정을 통하여 창의력을 배양하도록 하고 있다[3, 4]. 컴퓨팅 사고란 컴퓨터 과학의 기본 개념과 원리를 토대로 한 문제 인식 및 문제 해결력을 말하며 미래 인재가 기본적으로 갖추어야 할 소양이라고 할 수 있다[4, 5].
컴퓨터 비전공자를 위한 소프트웨어 교육의 프로그래밍 언어로 파이썬이 적합한 이유는?
소프트웨어 교육을 위한 교육용 프로그래밍 언어의 종류는 다양하지만, 컴퓨터 비전공자 학생들에게 관심과 흥미를 가지게 하면서 학습하기 쉽고, 다양한 형태의 응용 프로그램으로 확장할 수 있는 언어로 접근하는 것이 바람직하다[5]. 파이썬 프로그래밍 언어는 비교적 쉽게 배울 수 있고 그래픽 처리 기능이 단순하기 때문에 초보자가 처음 배우기에 적절하다[6].
또한 다양한 앱이나 웹 형태로 개발하기도 유용하므로 융합형 교육을 위한 프로그래밍 언어로도 활용 가능성이 높다[6]. 특히 미국 내에서 인지도가 높은 컴퓨터 전공이 개설된 대학 중 상위 69%가 파이썬을 채택하여 교육하고 있다[7].
컴퓨터 비전공자 대상 소프트웨어 교육의 기대 효과는?
소프트웨어 교육을 통하여 컴퓨터 비전공자들은 자신의 전공 분야에서 컴퓨팅 기술을 활용하여 자신의 아이디어를 구체화 할 수 있고, 다양한 분야의 전문가와 소통하는 능력을 갖추도록 도울 수 있다. 이를 위한 컴퓨팅 사고력은 컴퓨터 기반의 사고를 해야 하므로, 교육용 프로그래밍 언어 기반의 소프트웨어 교육을 통해서 개발하고 향상시킬 수 있다[5].
참고문헌 (16)
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