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[국내논문] DEVS 형식론 기반의 정보처리학습이론을 적용한 사범대생 대상 프로그래밍교육의 효과성 분석
Effectiveness Analysis of Programming Education for College of Education Student Based on Information Processing Theory Applied DEVS Methodology 원문보기

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.23 no.9, 2020년, pp.1191 - 1200  

한영신 (Frontier College, Inha University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we proposed DEVS based programming education model that based on the cognitive information processing theory, not a grammatical programming education, and studied effectiveness analysis using computer thinking patterns. By creating a small range of patterns in the grammar which underl...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • Table 2는 DEVS 형식론의 기본 모델 즉, 원자 모델에 대한 집합과 함수로서 모형화를 위해 필요한 최소한의 명세이다. 본 논문에서는 DEVS 형식론을 이용해 프로그래밍교육에 대한 정보처리이론 모형의 기본 프로세스를 구성하는 모든 요소를 정의 및 구현한다.
  • 본 논문은 인하대학교 비전공자학생들의 창의적 사고와 소프트웨어 입문교육에서 제어문에 대한 프로그램교육이 제어문 알고리즘의 이해 및 풀이 능력에 효과적인 영향을 미치는가를 알아보기 위한 것이다.
  • 본 연구에서는 문법 위주의 프로그래밍교육이 아닌 정보처리 학습이론에 기반을 둔 DEVS 기반의 모델을 제시하고 컴퓨팅 사고 패턴을 이용한 프로그래밍교육의 효과도 분석에 관해 연구하였다.
  • 본 연구에서는 프로그래밍 언어 중 파이썬 프로그램언어를 선택하고 몇 가지 알고리즘 패턴을 만들고 패턴을 이용한 프로그래밍교육인 비전공자들의 프로그래밍교육에 얼마나 효율적으로 작용하는지 분석하였다.
  • 본 연구의 의의는 정보처리학습이론을 적용한 교육을 통해 학생들에게 프로그램작성이 다가가기 어렵다는 인식을 개선하여 접근하기 쉽게 하고 수업에 잘 따라갈 수 있는지에 대한 확인에 있다. 패턴에 따른 여러 가지 알고리즘 유형을 접해 봄으로써 막연하게 느낄 수 있는 프로그래밍에 대한 어려움을 최대한 없애고 흥미를 갖고 자신감을 키워 문제를 추상화하도록 유도하여 학생들이 알고리즘을 설계하고 프로그램을 직접 작성할 때 가지게 되는 생각 구조에 변화를 가져다주었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
컴퓨팅 사고력이란 무엇인가? Wing 교수에 의해 처음 소개되었다. 이는 문제를 인식하고 컴퓨터 시스템을 이용하여 효율적으로 해결할 수 있도록 하는 사고 과정이다[28]. 영국의 BCS(British Computer Society) 에서는 ‘문제와 해결 방법을 구조화하여 정보처리 에이전트가 효과적으로 일을 처리할 수 있도록 표현하는 사고 과정’으로 컴퓨팅 사고를 정의하고 있으며, 미국의 컴퓨터과학교사협회(CSTA)는 국제 교육공학 협회(ISTE)와 공동으로 컴퓨팅 사고력의 구성요소를 자료수집 (data collection), 데이터 분석(data analysis), 데이터 표현(data representation), 문제 분할(problem decomposition), 추상화(abstraction), 알고리즘 및 프로시저(algorithm & procedures), 자동화(automation), 시뮬레이션(simulation), 병렬화 (parallelization) 등의 9가지로 요약하였다[29].
비전공자학생들이 컴퓨터 프로그래밍 수업에 겪고있는 어려움의 이유는 무엇인가? 일반적으로 비전공자학생들은 컴퓨터 프로그래밍 수업에 대하여 프로그래밍 언어 공부에 대한 부담보다 컴퓨터 시스템의 구조와 그 처리 과정에 관련된 지식의 결핍으로 인해 두려움과 어려움을 겪고 있다. 컴퓨팅 사고를 기반으로 한 문제 해결 능력을 향상할 수 있는 프로그래밍 수업방식이 중요하다는 인식 또한 가지고 있는 편이다[5].
정보과학에서 설정한 핵심 역량은 무엇인가? 현대 사회는 소프트웨어를 통한 창조와 혁신이 일상이 되어 새로운 소프트웨어가 곧 국가와 기업의 성장 동력이 되는 소프트웨어 중심사회로 향하고 있다[1]. 2015년 9월 발표된 개정 교육과정에 따르면, 정보과학은 소프트웨어교육의 역할을 강조하며 학생들이 컴퓨팅 사고(Computational Thinking)를 기반으로 현대 사회에서 발생하는 복합적 문제를 분석 및 구조화하고, 문제 해결을 위한 알고리즘 설계와 프로그래밍을 통해 창의적으로 문제 해결을 해나갈 수 있게 하는 것을 핵심 역량으로 설정하였다[2-3].
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참고문헌 (32)

  1. B. Moon and U. Kim, Computing Thinking, Infinitybooks Publisher, Goyang, South Korea, 2017. 

  2. Ministry of Education, 2015 Revised Curriculum, 2015. 

  3. Ministry of Education, 2015 Software Operating Instructions, 2015. 

  4. O. Han, Software Starting with a Book, Sung-Kyun-Kwan University Press, Jongno-gu, Seoul., 2019. 

  5. J. Lee and K. Lee, "The Effects of Metaphoric Instruction on Novice's Learning of C Language Programming," Journal of Cognitive science, Vol. 9, No. 4, pp. 75-93, 1998. 

  6. S. Oh, Effect of Logical Thinking in Vocational High School Programming Instruction on the Squeak Language, Master's Thesis of Graduate School of Korea National University of Education, 2007. 

  7. A. Kay, "Computers, Networks and Education," Scientific American, pp. 138-148, 1991. 

  8. I. Park, "Science Teachers' Perceptions on Scientific and Creative Problem Solving," Journal of the Korean Association for Science Education, Vol. 31, No. 2, pp. 314-327, 2011. 

  9. E. Baek, An Analysis of Students' Creative Thinking and Critical Thinking illuminated and Teachers' Role in Problem-Based Learning(PBL) Environment : Focusing on Elementary School Science Classrooms, Doctoral Thesis of Graduate School Ewha Womans University, 2007. 

  10. H. Song, "Instructional Design Principles for Enhancing Creative Problem Solving Skills," The Journal of Yeolin Education, Vol. 15, No. 3, pp. 55-73, 2007. 

  11. H. Lee, An Analysis of Variables Effecting on Scientific Problem Finding Abilities of Elementary School Students, Doctoral Thesis of Graduate School Ewha Womans University, 2004. 

  12. Korean Educational Development Institute, Scientific Gifted Discrimination Tool Development Research, Seoul, 1997. 

  13. Korean Educational Development Institute, Development of Creative Problem Solving Test, Seoul, 2001. 

  14. G.M. Weinberg, The Psychology of Computer Programming, Van Nostrand Reinhold Publisher, New York., 1971. 

  15. J. Kwon, "A Study on the Relationship between SW Programming Education and Creative Problem Solving," Journal of the Society of e-Learning, Vol. 3, No. 1, pp. 1-9, 2018. 

  16. Y. Jon and J. Kim, "New Apporach to Teaching Creativity : Problem Finding," Korean Journal of Educational Research, Vol. 41, No. 3, pp. 215-238, 2003. 

  17. J. Ha, "A Study of the Relations among Problem Finding, Creative Thinking and Creative Personality," The Korean Journal of Educational Psychology, Vol. 17, No. 3, pp. 99-115, 2003. 

  18. J. Ha, "On Problems In Problem Finding Research," The Korean Journal of Educational Psychology, Vol. 19, No. 4, pp. 917-932, 2005. 

  19. Korea Institute of Curriculum and Evaluation, OECD / PISA 2003 Assessment Framework and Sample Tasks, ORM 2004-25-1, 2004. 

  20. Korean Society for Educational Evaluation, Educational Evaluation Thesaurus, Hak-jisa, Mapo-gu, Seoul,. 2004. 

  21. H. Jang, Impect Analysis on Netlogo Programming Advantage of Learning Motivation, Master's Thesis of Graduate School of Ajou University, 2013. 

  22. K. Son, The Development and Application to Computer Programming Education Using Arduino, Professional Graduate School of Gyeongin National University of Education, 2013. 

  23. S. Ahn, Effect of Programming Learning Using Picoboard on Programming Interest and Metacognitnion of Middle School Students, Master's Thesis Graduate School of Korea National University of Education, 2013. 

  24. S. Yoo, The Effect of the STEAM-based Robot Learning on the Creativity of Elementary ITGifted Students, Master's Thesis Graduate School of Korea National University of Education, 2013. 

  25. D. Sim, Effects of Learning of Visual Basic and Scratch Programming on the Logical Thinking and Problem Solving Ability, Master's Thesis Graduate School of Korea National University of Education, 2013. 

  26. S. Chae, The Effect of EPL Scratch Programming Combined with PBL and Storytelling Method, Master's Thesis of Graduate School of Kyungin University of Education, 2012. 

  27. J. Jo, The Development of Learning Program Using Scratch to Foster Logical Thinking Ability of Middle School Students in Technology Education, Master's Thesis Graduate School of Korea National University of Education, 2012. 

  28. M.J. Wing, "Computational Thinking," Communications of the ACM, Vol. 40, No. 3, pp. 33-35, 2006. 

  29. CSTA & ISTE, Computational Thinking in K12 Education Teacher Resource Second Edition(2011). https://www.iste.org/docs/ctdocuments/ctteacher-resources_2ed-pdf.pdf?sfvrsn2 

  30. Korea Education Development Institute, Korea Education and Research Information Service, Development of SW Education Teaching and Learning Model, Technical Report CR 2015-35, 2015. 

  31. Y. Han, "Proposal of Mentoring Base Process Model Using DEVS Formalism," Journal of Korea Multimedia Society, Vol. 19, No. 12, pp. 2014-2035, 2016. 

  32. B. Kim, A Study on Programming Education Based on the Cognitive Learning Theory-Programming Education Using Patterns, Master's Thesis Graduate School of Sangmyung University, 2010. 

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