본 연구는 초등 예비교원들이 정보교육에서 갖추어야하는 교양 수준의 정보교육과정(안)을 개발하는데 목적이 있다. 목적 달성을 위해 첫째, 초등교원 양성대학의 교육과정, 고교-대학 연계 심화과정, 고등교육과정 표준인 CS2013을 비교 분석하여 내용과 수준을 마련하였다. 둘째, 고등교육과정 표준인 J07-GE 분석과 중등교육과정과의 연계성을 고려하여 과목을 구성하였다. 셋째, 과목과 영역, 내용 체계구성 등을 고려하여 전문가 검토를 통해 과목명을 정하였다. 전문가의 의견 분석 결과, 정보 사회에서 발생하는 문제를 컴퓨터과학의 관점으로 접근하기 위하여 컴퓨터과학 I, 컴퓨팅시스템의 기본적인 원리를 이해하는 영역으로 컴퓨터과학 II, 데이터 관리를 포함한 패턴이나 관계를 파악하는 데이터관리 및 분석을 제안하였다. 본 연구는 교원의 기본 역량 강화를 바탕으로 하는 문제해결 능력 향상뿐만 아니라 고등학교 정보과목에 대한 계속성과 계열성을 고려하여, 교양수준의 과목을 제시했다는데 의의가 있다.
본 연구는 초등 예비교원들이 정보교육에서 갖추어야하는 교양 수준의 정보교육과정(안)을 개발하는데 목적이 있다. 목적 달성을 위해 첫째, 초등교원 양성대학의 교육과정, 고교-대학 연계 심화과정, 고등교육과정 표준인 CS2013을 비교 분석하여 내용과 수준을 마련하였다. 둘째, 고등교육과정 표준인 J07-GE 분석과 중등교육과정과의 연계성을 고려하여 과목을 구성하였다. 셋째, 과목과 영역, 내용 체계구성 등을 고려하여 전문가 검토를 통해 과목명을 정하였다. 전문가의 의견 분석 결과, 정보 사회에서 발생하는 문제를 컴퓨터과학의 관점으로 접근하기 위하여 컴퓨터과학 I, 컴퓨팅시스템의 기본적인 원리를 이해하는 영역으로 컴퓨터과학 II, 데이터 관리를 포함한 패턴이나 관계를 파악하는 데이터관리 및 분석을 제안하였다. 본 연구는 교원의 기본 역량 강화를 바탕으로 하는 문제해결 능력 향상뿐만 아니라 고등학교 정보과목에 대한 계속성과 계열성을 고려하여, 교양수준의 과목을 제시했다는데 의의가 있다.
In this research, there is a purpose to develop an informatics education curriculum of the general level that the preliminary teacher at elementary school prepares for information education. First of all, in order to achieve the purpose, we compare and analyze the standard CS 2013 of the educational...
In this research, there is a purpose to develop an informatics education curriculum of the general level that the preliminary teacher at elementary school prepares for information education. First of all, in order to achieve the purpose, we compare and analyze the standard CS 2013 of the educational curriculum of elementary school teacher training university, University-Level Program cooperation deepening course, higher education course, and prepared content and level. Secondly, subjects were structured in consideration of standard J07-GE analysis of higher education curriculum and cooperation with secondary education course. Third, subject names were determined by examination by experts, taking into consideration the scope of subjects, content system composition, etc. Computer Science II, Computer Science II, Data Management in the domain to understand the basic principles of Computer Science I, Computing System, in order to approach expert opinions, analysis results, problems arising in information society from the viewpoint of computer science We proposed data management and analysis to grasp the patterns and relationships involved. In this research, not only improving ability to solve problems based on the basic capacity strengthening of teachers but also presenting subjects of general level, considering continuity star of high school information subjects it makes sense.
In this research, there is a purpose to develop an informatics education curriculum of the general level that the preliminary teacher at elementary school prepares for information education. First of all, in order to achieve the purpose, we compare and analyze the standard CS 2013 of the educational curriculum of elementary school teacher training university, University-Level Program cooperation deepening course, higher education course, and prepared content and level. Secondly, subjects were structured in consideration of standard J07-GE analysis of higher education curriculum and cooperation with secondary education course. Third, subject names were determined by examination by experts, taking into consideration the scope of subjects, content system composition, etc. Computer Science II, Computer Science II, Data Management in the domain to understand the basic principles of Computer Science I, Computing System, in order to approach expert opinions, analysis results, problems arising in information society from the viewpoint of computer science We proposed data management and analysis to grasp the patterns and relationships involved. In this research, not only improving ability to solve problems based on the basic capacity strengthening of teachers but also presenting subjects of general level, considering continuity star of high school information subjects it makes sense.
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문제 정의
데이터 관리에서는 데이터베이스의 기본적인 개념부터 조작방법을 학습하여 간단한 데이터베이스 시스템을 구축하고 운영하는 방법까지 적용할 수 있도록 하였다. 데이터 분석은 데이터 처리 기법과 데이터마이닝의 대표적인 원리와 적용 사례에 대한 이해를 통해 다양한 분야에 접목할 수 있는 역량 육성을 위한 내용을 다룬다.
알고리즘과 프로그램을 분절적으로 이해하거나, 프로그래밍에 대한 원리없이 단순 기술을 습득하도록 하는 것을 지양하기 위해 알고리즘 영역을 선행하여 학습하도록 재구성하였다. 또한, 컴퓨팅시스템 전반에 대한 이해를 위해 컴퓨터 구조, 운영체제, 네트워크의 유기적인 관계를 파악하고자 하였다. 컴퓨팅시스템에서는 처리되는 데이터의 흐름을 파악하고자 웹 프로그래밍 영역을 제시하였으나, 소프트웨어 개발을 위한 계획, 개발, 검사, 보수, 관리 등의 공학적인 접근의 중요성이 대두되어 소프트웨어공학 영역으로 변경하였다.
본 연구는 초등 예비교원이 정보교육에서 갖추어야하는 교양 수준의 정보교육과정(안)을 개발하는데 목적이 있다. 목적 달성을 위해 초등교원 양성대학인 교육대학교의 교육과정을 포함한 고교-대학간 연계 교육과정과 국외 정보교육과정 표준을 분석하고 개발된 교육과정은 전문가 검토를 실시하였다.
본 연구는 초등 예비교원이 정보교육에서 갖추어야하는 교양 수준의 정보교육과정(안)을 개발하였다.
첫째, ‘컴퓨터과학 I’은 정보 사회에서 발생하는 문제를 컴퓨터과학의 관점으로 접근한다. 알고리즘 개념과 표현 방법, 프로그래밍 기초 지식을 바탕으로 문제를 해결하는 것이다. 직접 알고리즘을 설계하고 프로그램으로 개발할 수 있도록 내용을 구성하여.
제안된 교육과정의 과목들은 고등학교에서 정보과목을 배운 예비교원이나 배우지 않은 예비교원 모두에게 자신의 전문 분야의 지식에 정보지식을 접목할 수 있는 토대를 형성할 수 있도록 하는 데 집중하였다.
가설 설정
둘째, 영역의 순서 설정이다. 예를 들어, 프로그래밍 영역이 알고리즘 영역 앞에 구성하는 것이 적절한지에 대해 논의하였다.
제안 방법
2015 개정 교육과정에서는 초등교육의 주요내용으로 소프트웨어 교육의 강화를 강조하고 있다. 2019년부터 실과교과에 포함된 정보관련 교육과정을 초등 5, 6학년을 대상으로 필수 17시간 실시한다. 소프트웨어에 대한 이해를 기반으로 프로그래밍 도구를 통해 절차적 문제를 해결하는 과정을 체험, 설계, 구조를 이해하는 내용이다[1][2].
고등교육과정 표준으로 초등 예비교원이 갖추어야하는 정보교육과정임을 고려하여 J07의 교양과정인 J07-GE를 선택하였다. J07-GE의 교육과정에서 중등교육과정과의 연계성을 고려하여 정보과목 구성을 제시하였다. 도출된 정보과목 구성은 전문가 평정 설문을 통해 정보과목과 영역 및 내용 체계 구성등에 대한 타당성을 마련하였다.
셋째, 교육과정의 연계성을 반영이다. 각 과목 영역에서 제안한 내용요소를 선수지식과 연계하여 학습할 수 있도록 하였다. 예를 들어, 알고리즘 영역에서 알고리즘과 데이터구조에 대한 개념을 숙지하고, 프로그래밍 영역에서는 알고리즘 영역에서 학습한 개념을 프로그램으로 구현 및 성능을 평가할 수 있도록 하였다.
고교-대학 연계과정은 고등학생에게 대학수준의 교육을 제공하고 대학 입학 후 학점을 인정함으로써 고교와 대학 간의 연계성을 제고한다. 각 제도의 교육목적, 교육과정, 교육방법 등에서는 차이가 있으나, 정보교육과정 개발 관점에서 교육내용 위주로 분석하였다.
컴퓨팅시스템의 기본적인 원리를 이해하는 영역으로 컴퓨터구조, 운영체제, 네트워크를 포함한 내용을 폭넓게 다룬다. 각각의 추상적인 개념을 상호 유기적인 관계로 구조화시킬 수 있도록 하였다.
앞서 교육내용과 수준 분석을 통해 마련된 프레임에 기반하여 진행되었다. 고등교육과정 표준으로 초등 예비교원이 갖추어야하는 정보교육과정임을 고려하여 J07의 교양과정인 J07-GE를 선택하였다. J07-GE의 교육과정에서 중등교육과정과의 연계성을 고려하여 정보과목 구성을 제시하였다.
첫째, ‘컴퓨터과학 I’은 프로그래밍 관련 이론과 실습을 통해 자신만의 프로그램을 완성할 수 있도록 하였다. 내용은 정보 사회에서 발생하는 문제를 컴퓨터과학의 관점에서 알고리즘 설계와 프로그래밍을 통해 구현 및 적용할 수 있도록 하였다. 본 과정의 영역은 정보기술 개요, 알고리즘, 프로그래밍으로 분류하고, 세부 영역으로 정보기술의 사회적 영향, 알고리즘의 개요, 알고리즘 설계, 알고리즘 성능분석, 프로그래밍 기초, 프로그램 구현에 대한 영역으로 나누었다.
둘째, ‘컴퓨터과학 Ⅱ’는 컴퓨팅시스템 전반에 대한 이해에 도움을 줄 수 있도록 컴퓨터구조, 운영체제, 네트워크 등에 대한 기본 개념을 포함한다. 내용은 컴퓨팅시스템의 기본적인 원리를 파악하고, 구조화시킬 수 있도록 하였다. 컴퓨터구조에서 컴퓨터를 관리할 수 있는 운영체제, 컴퓨터 간 통신을 위한 네트워크까지 포함하여 서로 유기적인 관계임을 이해할 수 있다.
셋째, ‘데이터관리 및 분석’은 지식정보사회에서 요구되는 빅데이터 분석이나 기계학습에 대한 기본 개념을 토대로 실생활의 데이터를 분석하고 예측할 수 있는 관점에서 접근한다. 데이터를 수집, 저장, 처리하는 것을 포함하며, 데이터에서 패턴이나 관계를 찾아 통찰력을 함양할 수 있도록 하였다. 즉, 데이터베이스 시스템의 전반적인 내용과 데이터를 분석하기 위한 다양한 데이터마이닝 기법을 사용할 수 있도록 구성하였다.
둘째, 일본의 정보처리학회는 미국의 CC2001의 형식과 내용측면을 참고하여 세 개의 표준을 만들었다. J07-CS(2007)는 국제적 일관성과 일본 과학 기술 동향을 반영하여 대학의 이공계 정보계열 학과를 위한 컴퓨터과학교육과정이다.
본 연구는 초등 예비교원이 정보교육에서 갖추어야하는 교양 수준의 정보교육과정(안)을 개발하는데 목적이 있다. 목적 달성을 위해 초등교원 양성대학인 교육대학교의 교육과정을 포함한 고교-대학간 연계 교육과정과 국외 정보교육과정 표준을 분석하고 개발된 교육과정은 전문가 검토를 실시하였다.
내용은 정보 사회에서 발생하는 문제를 컴퓨터과학의 관점에서 알고리즘 설계와 프로그래밍을 통해 구현 및 적용할 수 있도록 하였다. 본 과정의 영역은 정보기술 개요, 알고리즘, 프로그래밍으로 분류하고, 세부 영역으로 정보기술의 사회적 영향, 알고리즘의 개요, 알고리즘 설계, 알고리즘 성능분석, 프로그래밍 기초, 프로그램 구현에 대한 영역으로 나누었다. 이론 중심의 수업보다는 프로그래밍과 관련된 공통된 개념과 다양한 실습이 필요하다.
본 연구에서는 소프트웨어교육, 정보교육 등의 표현을 국가교육과정에서 제시된 ‘정보’ 교육으로 통일하였다.
본 연구에서는 연구절차를 통해 초등 예비교원이 갖추어야 할 교양 수준의 정보교육 과정으로 ‘컴퓨터과학 I’, ‘컴퓨터과학 Ⅱ’, ‘데이터 관리 및 분석’ 3과목을 제안하였다.
분석된 ‘정보교육 내용과 수준’은 컴퓨터 관련학과 담당 교수 3인의 협의회의 통해 1차 전문가 FGI를 실시하였다.
J07-GE를 통해 도출된 ‘정보과목 및 영역 구성’에 대한 검증을 위해 컴퓨터 학과 교수 12명을 대상으로 전문가 평정 설문을 실시하였다. 설문 내용에서는 적합도와 타당성을 조사하고, 조사된 수치를 바탕으로 평균값을 산출하였다. 또한, 과목 및 영역 구성, 내용체계 구성에 대해 서술형으로 응답한 의견을 수렴하였다.
데이터과학영역은 과목에 대한 영역관의 연관성이 부족하다는 문제가 제시되었다. 설문결과에서 제시된 각각의 영역은 재배치하거나 제거 등을 통해 재구성하였다.
예를 들어, 프로그래밍 영역이 알고리즘 영역 앞에 구성하는 것이 적절한지에 대해 논의하였다. 알고리즘과 프로그램을 분절적으로 이해하거나, 프로그래밍에 대한 원리없이 단순 기술을 습득하도록 하는 것을 지양하기 위해 알고리즘 영역을 선행하여 학습하도록 재구성하였다. 또한, 컴퓨팅시스템 전반에 대한 이해를 위해 컴퓨터 구조, 운영체제, 네트워크의 유기적인 관계를 파악하고자 하였다.
알고리즘의 효율성 및 성능 측면까지 포함하여 개발된 프로그램의 알고리즘을 비교·분석할 수 있도록 하였다.
둘째, 정보과목 구성을 마련하였다. 앞서 교육내용과 수준 분석을 통해 마련된 프레임에 기반하여 진행되었다. 고등교육과정 표준으로 초등 예비교원이 갖추어야하는 정보교육과정임을 고려하여 J07의 교양과정인 J07-GE를 선택하였다.
앞서 도출된 과목 구성에 대하여 적합한 과목명을 도출하기 위해 ‘과목’과 ‘영역 및 내용 체계 구성’ 등을 고려하여 교육과정을 재구조화하였다.
앞서 도출된 과목 구성에 대하여 적합한 과목명을 도출하기 위해 ‘과목’과 ‘영역 및 내용 체계 구성’ 등을 고려하여 교육과정을 재구조화하였다. 재구조화된 과목 구성은 2차의 표적집단면접법(FGI)을 검토를 통해 최종으로 교육과정(안)을 확정하였다.
정보교육 내용과 그 수준을 구성하기 위해 고교-대학 연계 컴퓨터 교육과정과 CS2013 컴퓨터과학 지식영역에 대한 우선 순위를 분석하였다.
데이터를 수집, 저장, 처리하는 것을 포함하며, 데이터에서 패턴이나 관계를 찾아 통찰력을 함양할 수 있도록 하였다. 즉, 데이터베이스 시스템의 전반적인 내용과 데이터를 분석하기 위한 다양한 데이터마이닝 기법을 사용할 수 있도록 구성하였다.
대상 데이터
J07-GE를 통해 도출된 ‘정보과목 및 영역 구성’에 대한 검증을 위해 컴퓨터 학과 교수 12명을 대상으로 전문가 평정 설문을 실시하였다.
이론/모형
교육의 수준은 고등교육과정 표준인 CS2013에서 제시된 정보교육의 동향을 반영하여 도출된 지식영역의 우선순위를 통해 프레임을 구성하였다. 구성된 프레임은 1차 표적집단면접법(Focus Group Interview. 이하, FGI)을 통해 검토하였다.
성능/효과
예를 들면, E1 대학의 ‘소프트웨어교육’은 전공/필수인 반면, E2 대학은 교양/선택으로 구분된다. 둘째, 개설 과목명이나 제시된 교육과정에서 배우는 지식은 유사하나 각 대학별 과목명이 서로 달랐다. 예를 들면, E4 대학의 ‘소프트웨어 기초’와 E8 대학의 ‘소프트웨어와 프로그래밍언어’는 배우는 지식은 동일하나 과목명이 달랐다.
둘째, 소프트웨어 공학은 소프트웨어와 하드웨어를 포함하는 컴퓨팅시스템과 관련성이 미비하다는 의견이 제시되었다. 운영체제에 대한 내용은 컴퓨팅시스템에 협소하게 포함되어 있다는 의견에 대해 독립적인 영역으로 재배치하기로 하였다.
둘째, 정보과목 구성을 마련하였다. 앞서 교육내용과 수준 분석을 통해 마련된 프레임에 기반하여 진행되었다.
셋째, ‘데이터 관리 및 분석’은 지식정보사회에서 중요한 요소인 데이터를 처리하는 방법과 데이터마이닝의 기법을 사용하여 예측할 수 있는 기반을 마련할 수 있도록 구성하였다.
셋째, ‘데이터관리 및 분석’은 지식정보사회에서 요구되는 빅데이터 분석이나 기계학습에 대한 기본 개념을 토대로 실생활의 데이터를 분석하고 예측할 수 있는 관점에서 접근한다.
셋째, 데이터마이닝에서 결과에 대한 신뢰성과 정확성을 향상시키기 위해서는 데이터 전처리 과정의 필요성이 제시되었다. 컴퓨팅시스템과 밀접한 관련성이 있는 정보보호영역은 컴퓨팅시스템과 연관성이 높다는 점에서 전체적으로 컴퓨터과학과 관련된 영역이 지나치게 광범위한 내용을 포함하고 있어 구체화된 명명이 필요하다는 의견이 제시되었다.
셋째, 유럽의 IB는 학생이 세계시민으로서의 자격을 갖추는데 교육의 목적을 두고 있으며, 3단계로 구분된다. 초등프로그램인 PYP(Primary Years Programme), 중등프로그램인 MYP(Middle Years Programme), 마지막 DP(Diploma Programme, 디플로마프로그램)가 있다.
셋째, 정보교육 과목명을 마련하였다. 앞서 도출된 과목 구성에 대하여 적합한 과목명을 도출하기 위해 ‘과목’과 ‘영역 및 내용 체계 구성’ 등을 고려하여 교육과정을 재구조화하였다.
첫째, CS2013은 미국 컴퓨터과학 교육과정인 CC2001 지식체계와 그 지식내용의 일부를 변경한 CS2008를 확대한 것이다. 지식체계는 컴퓨터과학과 학사과정에서 컴퓨터과학 지식영역을 하나로 구성한 것을 말한다.
대학별 정보관련 교육과정 개설현황에 대한 시사점은 다음과 같다. 첫째, 대학별로 개설된 과목 수와 과정 구분이 서로 달랐다. 예를 들면, E1 대학의 ‘소프트웨어교육’은 전공/필수인 반면, E2 대학은 교양/선택으로 구분된다.
첫째, 알고리즘의 성능분석 영역을 독립적인 영역으로 구성하기보다 알고리즘 영역의 세부영역으로 구성하는 것이 학습 흐름에 적합하다는 의견에 대해 알고리즘 영역으로 재배치하였다.
후속연구
체계적인 교육과정을 통해 사회가 요구하는 정보교육에 대한 학교현장과의 연계성과 타 교과와의 융합에 이르는 전문성 확보에 도움을 줄 수 있다고 볼 수 있다. 초등교원 양성대학의 정보교육과정 개발에 기여할 것을 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
교원양성대학 소프트웨어 교육 강화 지원사업이란 무엇인가?
교육부는 교원양성대학 소프트웨어 교육 강화 지원사업(SoftWare Education for all Elementary Teachers, 이하 SWEET)에서 소프트웨어 교육과정 개선, 창의 컴퓨팅실 등 관련 기반 구축과 초등·부속학교 현장에서의 소프트웨어 교육 정착 지원 등을 핵심 사업으로 제시하였다. 초등 교원양성대학의 예비교원은 교양과정에서 전공과 관련없이 소프트웨어교육 과목을 의무적으로 이수해야 한다.
초등 예비 교원들이 정보교육에서 갖추어야 하는 교양 수준의 정보교육과정(안)은 무엇인가?
셋째, 과목과 영역, 내용 체계구성 등을 고려하여 전문가 검토를 통해 과목명을 정하였다. 전문가의 의견 분석 결과, 정보 사회에서 발생하는 문제를 컴퓨터과학의 관점으로 접근하기 위하여 컴퓨터과학 I, 컴퓨팅시스템의 기본적인 원리를 이해하는 영역으로 컴퓨터과학 II, 데이터 관리를 포함한 패턴이나 관계를 파악하는 데이터관리 및 분석을 제안하였다. 본 연구는 교원의 기본 역량 강화를 바탕으로 하는 문제해결 능력 향상뿐만 아니라 고등학교 정보과목에 대한 계속성과 계열성을 고려하여, 교양수준의 과목을 제시했다는데 의의가 있다.
AP 컴퓨터과학 원리는 무엇인가?
즉, 프로그래밍을 통해 문제해결방법을 구현하고 수정하는데 집중되어 있는 것으로 볼 수 있다. 반면, AP 컴퓨터과학 원리는 컴퓨팅시스템을 통해 문제를 해결하는 것을 전제로 프로그램을 개발하는 하는 능력 외에 데이터를 통해 관계를 파악하거나 패턴이나 규칙을 추출하여 의사를 결정하는데 집중하고 있다.
참고문헌 (32)
교육부, 2015 개정 교육과정. http://www.moe.go.kr
박만재, 이철현(2016). 소프트웨어 교육에 대한 초등교사의 교육요구도 분석, 한국실과교육학회지, 29(3), 21-41.
김자미(2017). 해외의 교원양성체제 비교 분석, 한국컴퓨터교육학회 논문지, 20(5), 49-59.
이원희, 이지은(2014). 2015 개정 교육과정에 따른 교원양성 대학의 대처 방안, 교육학논총, 35(2), 79-95.
Computer Science A Course Description, Effective Fall 2014. CollegeBoard AP, https://apstudent.collegeboard.org/apcourse/ap-computer-science-a
AP Computer Science Principles, Course and Exam Description Updated Fall 2017, CollegeBoard, https://apstudent.collegeboard.org/apcourse/ap-computer-science-principles
Computer science guide, First examinations 2014, https://www.ibo.org/
International Baccalaureate Diploma Programme Subject Brief Sciences: Computer science - Standard level
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