본 연구의 목적은 초등정보교육에서 컴퓨팅 사고를 신장시키기 위한 SW교육 콘텐츠를 설계하고 개발하는 것이다. SW교육 프로그램은 지식, 기능, 태도의 세 개 영역으로 나누었고, 컴퓨팅사고의 추상화, 자동화, 가치화로 연계하여 교육 프로그램을 개발하였다. 콘텐츠는 3개의 레벨로 나누고, 각각 16차시로 구성 하였다. 개발한 교육 프로그램에 대해 전문가 19인을 대상으로 내용 타당도를 실시한 결과 타당성이 높게 나타났다. 본 연구가 SW교육을 실시하는데 있어 컴퓨팅 사고를 신장하는데 도움이 되기를 바란다.
본 연구의 목적은 초등정보교육에서 컴퓨팅 사고를 신장시키기 위한 SW교육 콘텐츠를 설계하고 개발하는 것이다. SW교육 프로그램은 지식, 기능, 태도의 세 개 영역으로 나누었고, 컴퓨팅사고의 추상화, 자동화, 가치화로 연계하여 교육 프로그램을 개발하였다. 콘텐츠는 3개의 레벨로 나누고, 각각 16차시로 구성 하였다. 개발한 교육 프로그램에 대해 전문가 19인을 대상으로 내용 타당도를 실시한 결과 타당성이 높게 나타났다. 본 연구가 SW교육을 실시하는데 있어 컴퓨팅 사고를 신장하는데 도움이 되기를 바란다.
The purpose of this study is to design and develop a SW education contents for enhancing computational thinking in elementary information education. First, to develop the SW education program, we divided into three areas: knowledge, skill and attitude. Knowledge is the abstraction in CS, skill is th...
The purpose of this study is to design and develop a SW education contents for enhancing computational thinking in elementary information education. First, to develop the SW education program, we divided into three areas: knowledge, skill and attitude. Knowledge is the abstraction in CS, skill is the automation in coding, and attitude as the value of CT. The SW education program was divided into three levels in consideration of difficulty, and each level consisted of 16 subjects. Validation was conducted for 19 SW education experts for the developed program. As a result, the validity of the program was secured beyond the minimum. We hope that this study will be a good resource for SW education that promotes students' computational thinking.
The purpose of this study is to design and develop a SW education contents for enhancing computational thinking in elementary information education. First, to develop the SW education program, we divided into three areas: knowledge, skill and attitude. Knowledge is the abstraction in CS, skill is the automation in coding, and attitude as the value of CT. The SW education program was divided into three levels in consideration of difficulty, and each level consisted of 16 subjects. Validation was conducted for 19 SW education experts for the developed program. As a result, the validity of the program was secured beyond the minimum. We hope that this study will be a good resource for SW education that promotes students' computational thinking.
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문제 정의
본 연구에서는 CT 향상을 위해 컴퓨터과학의 지식, 기능, 태도를 모두 함양하고, 2015교육과정에서 제시한 타교과 또는 창의적 체험활동과 연계하여 수업할 수 있는 CT중심의 SW교육 프로그램을 제시하였다.
초등교육에서 SW교육을 위한 시수가 부족한 현실에서 교육과정에 주어진 대로만 수업을 하여 CT를 향상 하기는 커녕 SW교육의 기본적인 수업을 하기에도 무리가 따른다3,4,9,13]. 이는 CT 향상이라는 SW교육의 목표를 달성하기 위해서 CT 요소와 단계가 통합적이고 직접적으로 드러나 있는 구체적인 교육 프로그램의 개발이 요구하게 되었고 본 연구에서 그 프로토타입으로 교육프로그램을 구체적으로 제시하였다.
이에 본 연구에서는 CT를 향상하기 위한 소프트웨어 교육으로서 컴퓨터과학의 지식, 기능, 태도를 고루 함양 하고, 독립교과 또는 타교과 융합, 창의적 체험활동과 연계하여 수업할 수 있는 CT중심의 SW교육 프로그램의 자료를 개발하여 이상적인 SW교육의 안착과 차기 초등 정보 교육과정수립 시 참고할 수 있는 표준 교육 과정을 개발의 기초 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
기능 영역은 코딩에 초점을 맞추어 MIT Creative Computing(2012)에서 제시한 CT요소와 선행연구 분석을 바탕으로 CT Concept, CT Logic, CT Expand, CT Convergence, CT Project 5가지로 구분하였다[2]. CT Concept은 코딩에 필요한 개념인 이벤트, 동작, 형태, 제어, 소리 등으로 EPL명령어의 반복, 확산하는 방식을 사용하여 전개하였다. CT Logic은 순차, 반복, 조건 구조를 제시하였으며, CT Expand는 컴퓨터 활용 외에 피지컬 컴퓨팅 활동을 추가하였다.
CT Concept은 코딩에 필요한 개념인 이벤트, 동작, 형태, 제어, 소리 등으로 EPL명령어의 반복, 확산하는 방식을 사용하여 전개하였다. CT Logic은 순차, 반복, 조건 구조를 제시하였으며, CT Expand는 컴퓨터 활용 외에 피지컬 컴퓨팅 활동을 추가하였다. CT Convergence에서는 타교과와의 융합 지식과 기능 요소를 이용하여 문제를 해결하는 내용으로 제시하였다.
CT중심의 SW교육 프로그램을 개발하기 위해 먼저 선행연구의 CT의 하위요소 분석을 통한 교육의 영역을 선정하였다. 국외 연구 자료에서 CT하위요소를 살펴보면 윙은 추상화와 자동화로 구분하고 Google은 분해, 패턴, 추상화, 알고리즘, 자동화로 구분하였다.
CT중심의 SW교육 프로그램의 개발은 초등학생을 대상으로 하였으며, 연구의 전체적인 과정은 컴퓨터교육 관련 전문가(컴퓨터교육과 교수 1인, 컴퓨터교육 박사 2인, 컴퓨터교육 관련 석사 6명) 9명이 FGI(Focus Group Interview)로 진행하여 프로그램 설계 및 개발을 하였다. 개발 내용에 관한 타당도는 19명의 전문가를 통해 내용타당도를 검사하였다.
각 Level마다 7～8차시에서는 메이커 활동을 이용한 해커톤과 같은 협력 활동 프로젝트를 구성하여 여러 학생들의 흥미를 높여 몰입도를 이끌고 더불어 협력과 소통, 배려, 문제해결력과 창의력, 융합적 사고력도 함께 신장하도록 가치화 내용으로 구성하였고 기술에 대한 안전성과 신뢰성, 사생활 침해, 개인정보의 보호와 보안, 정체성과 사회의 변화, 기술의 공포와 관련된 주제를 제시하였다. 이를 정리해보면 [Fig 2]와 같다.
기능 영역은 코딩에 초점을 맞추어 MIT Creative Computing(2012)에서 제시한 CT요소와 선행연구 분석을 바탕으로 CT Concept, CT Logic, CT Expand, CT Convergence, CT Project 5가지로 구분하였다[2]. CT Concept은 코딩에 필요한 개념인 이벤트, 동작, 형태, 제어, 소리 등으로 EPL명령어의 반복, 확산하는 방식을 사용하여 전개하였다.
또한 기능 영역의 프로그램의 학습은 컴퓨팅사고를 단계적으로 체험할 수 있도록 컴퓨팅 사고 열기, 사고 키우기, 사고 체험하기, 디자인사고 확장하기의 4단계로 설계하였다. 최종 개발한 교육 프로그램의 예시는 [Fig 3]과 같다.
먼저, 지식 영역은 국내외 SW교육과정을 분석하여 컴퓨터과학 내용을 추출하였다. 추출한 내용은 3개의 수준으로 나누어 구분하였으며, 초등학생이 대상임을 감안하여 언플러그드 전략을 사용하여 놀이활동을 통해 쉽게 접근할 수 있도록 하였다.
이상의 선행연구 분석을 토대로 SW 교육의 목표를 지식, 기능, 태도로 나누고 각각 추상화, 자동화, 가치화를 추구하는 활동을 통해 CT를 향상시키고 창의적 문제해결력, 융합적 사고력, 디자인 사고 등이 고루 신장될 수 있도록 설계하였다.
이상의 선행연구를 바탕으로 본 연구에서 개발한 교육프로그램을 블룸이 제시한 지식, 기능, 태도의 대영역 [1]으로 나누고 CT하위요소를 바탕으로 학습 주제를 설계하였다.
64로 낮게 나와 아직도 컴퓨 터를 활용하기에는 교실의 환경이 충분하지 않다는 것을 알 수 있었다. 이에 피지컬 컴퓨팅을 활용할 경우 컴퓨터실이 아닌 교실에서 태블릿을 이용해 수업을 할 수있는 방법을 제시하여 프로그램을 수정, 보완하였다.
먼저, 지식 영역은 국내외 SW교육과정을 분석하여 컴퓨터과학 내용을 추출하였다. 추출한 내용은 3개의 수준으로 나누어 구분하였으며, 초등학생이 대상임을 감안하여 언플러그드 전략을 사용하여 놀이활동을 통해 쉽게 접근할 수 있도록 하였다. 추출한 내용은 컴퓨터과학의 기초라고 할 수 있는 이진수와 픽셀, 그래픽, 탐색과 정렬, 자료구조 등으로 추출하였다.
추출한 내용은 3개의 수준으로 나누어 구분하였으며, 초등학생이 대상임을 감안하여 언플러그드 전략을 사용하여 놀이활동을 통해 쉽게 접근할 수 있도록 하였다. 추출한 내용은 컴퓨터과학의 기초라고 할 수 있는 이진수와 픽셀, 그래픽, 탐색과 정렬, 자료구조 등으로 추출하였다.
대상 데이터
CT중심의 SW교육 프로그램의 개발은 초등학생을 대상으로 하였으며, 연구의 전체적인 과정은 컴퓨터교육 관련 전문가(컴퓨터교육과 교수 1인, 컴퓨터교육 박사 2인, 컴퓨터교육 관련 석사 6명) 9명이 FGI(Focus Group Interview)로 진행하여 프로그램 설계 및 개발을 하였다. 개발 내용에 관한 타당도는 19명의 전문가를 통해 내용타당도를 검사하였다.
개발한 프로그램에 대한 타당성은 SW교육 전문가10 명을 대상으로 내용타당도 검사를 실시하였다. 이에 따른 분석결과는 [Table 10]과 같다.
성능/효과
개발한 프로그램의 적용에 대한 전문가 19명을 대상으로 한 타당도 검사에서 최솟값 .47을 모두 넘었으므로 타당도를 확보하였다. 초등학생의 이해수준의 적합성, CT하위구성 요소의 적합성, 창의성과 문제해결력, 융합적 사고력 신장과 CT 향상에 도움이 된다는 항목에는 타당도가 매우 높았다.
47을 모두 넘었으므로 타당도를 확보하였다. 초등학생의 이해수준의 적합성, CT하위구성 요소의 적합성, 창의성과 문제해결력, 융합적 사고력 신장과 CT 향상에 도움이 된다는 항목에는 타당도가 매우 높았다.
타당도 분석 결과 기능 영역에서의 내용 요소 추출을 제외하고서는 최솟값 .57을 모두 넘어 타당도를 확보할 수 있었다. 내용요소 부분은 지식 영역에서의 컴퓨터 과학의 내용 요소를 초등학생 수준으로 낮추는 것으로 보완하였다.
후속연구
향후 이러한 교육 프로그램이 초등학교의 교육과정과 연계되어 운영이 되었을 때 실제 CT가 향상되었는지에 대한 후속연구가 필요할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라에서는 CT를 어떻게 정의하였나?
우리나라에서는 CT를 ‘컴퓨팅 사고’라고 명명하고 교육부(2015)에서 컴퓨팅의 기본적인 개념과 원리를 바탕으로 문제를 해결할 수 있는 사고능력으로 정의 하였다 [11,16].
CT를 기르는데 부족한 현 교육의 문제를 해결하기 위해 어떤 계획을 하고 있는가?
이러한 문제를 해결하기 위해 여러 교육기관과 연구 단체에서 차기 정보교육과정을 개발 중에 있다. 차기 정보교육과정은 초중등 지식의 연계와 나선형 교육과정을 지향하고 있고 초등 정보교육은 초등학교 전체학년을 대상으로 하고 있으며 수업시수도 68시간 이상을 계획 하고 있다[3,4].
초·중등 교육과정에서 소프트웨어 교육의 목표는 무엇인가?
초·중등 교육과정에서 소프트웨어 교육의 목표는 컴퓨팅 사고(이하 CT)를 향상하기 위함이다[11]. 이를 위해 2014년부터 SW교육을 시범적으로 실시하기 위한 선도학교가 운영이 되었으나, 주로 운영 내용이 프로그래밍의 도구나 기법에 관한 연구와 교육들에 초점이 맞추어지고 있어 CT를 기르는 데에는 미흡하다는 문제점을 갖고 있다[13].
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