[논문]4C 인재육성을 위한 코딩 강사 양성과정 교육콘텐츠 개발

임동균; 이지은; 문도식

doi:10.17703/jcct.2020.6.4.777

4C 인재육성을 위한 코딩 강사 양성과정 교육콘텐츠 개발
Development of Educational Contents for a Coding Instructor Training Program to Foster 4C Talent 원문보기

Journal of the convergence on culture technology : JCCT = 문화기술의 융합, v.6 no.4, 2020년, pp.777 - 782

임동균 (한양사이버대학교 컴퓨터 소프트웨어 공학부) , 이지은 (한양사이버대학교 경영정보.AI비즈니스학과) , 문도식 (한양사이버대학교 영어학과)

초록
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컴퓨팅 사고와 프로그래밍 능력을 갖춘 인재에 대한 요구가 증가하면서 코딩 교육의 중요성도 커지고 있다. 이에 전국적으로 코딩교육 강사양성 프로그램이 다양하게 실시되고 있으나 강사양성 프로그램의 운영 현황 및 내용을 분석한 연구는 충분하지 않다. 이에 본 논문에서는 '4C 인재육성을 위한 코딩 강사 양성과정'의 설계, 개발 과정과 운영 전략을 제시하였다. 코딩 강사 교육과정은 입문 과정과 코딩 실무과정으로 구성하여, 입문 과정에서 코딩 강사에게 요구되는 기본 소양을 갖춘 후 실무과정으로 넘어가 유치부터 고등과정을 교육하는 데 필요한 지식과 기술을 체계적으로 학습하도록 하였다. 본 논문에서 소개한 개발사례는 앞으로 코딩 강사 양성과정을 기획·운영하는 교육 주체에게 유용한 정보를 제공할 것으로 기대 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

As the demand for the talented with computing thinking and programming skills increases the importance of coding education is increasing. Although various coding instructor training programs have been implemented nationwide, little research has been conducted analyzing the current status and contents of coding instructor training programs. Therefore, this thesis presents the design, development process and managing strategies of the 'Coding Instructor Training Courses for 4C Talent Development'. The training program consists of introductory courses and practical coding courses. In the introductory courses, learners acquires the basic knowledge required of coding instructors, and then proceeds to the practical courses to systematically learn the pedagogical knowledge and skills required to educate learners from kindergarten through high school. The case study introduced in this paper is expected to provide useful information to the educators planning and managing the coding instructor training program in the future.

주제어

표/그림 (7)

그림 그림 1. 수업 설계 및 개발 모형 Fig 1. Class design and development model
그림 그림 2. 성신초 코딩 교육 모니터링 Fig 2. Sungshin Elementary School coding education monitoring
그림 그림 3. 코딩강사 교육 프로그램의 구성 Fig 3. Structure of coding instructor training program
그림 그림 3. DMM 모델 Fig 3. DMM model
그림 그림 4. 코딩 실무영어 프로그래밍 튜토리얼 Fig 4. Programming tutorials used in coding English
그림 그림 5. 스크래치 프로그래밍 Fig 5. Scratch programming
그림 그림 6. WinAvr 시뮬레이터 Fig 6. WinAvr simulator

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 초중등 코딩 교육 의무화로 증가하는 코딩 교육의 수요에 대응하고, 체계적인 코딩강사 양성 교육을 통해 코딩 교육 시장의 질적 향상과 교육서비스 품질의 양극화 문제를 해결하는 것을 목표로 개발된 ‘4C 인재육성을 위한 코딩강사 양성과정’의 설계, 개발 및 운영 전략을 제시하였다.
본 논문에서는 코딩강사의 컴퓨팅 사고능력과 프로 그래밍 능력을 집중적으로 육성할 수 있는 교육용 콘텐츠 개발사례를 소개하고자 한다. 체계적으로 설계, 개발된 코딩강사 양성 교육콘텐츠는 초중등 코딩 의무 교육에 따라 예상되는 코딩 강사에 대한 수요를 맞추고, 경력 단절 여성 및 취업 준비생, 경력전환 희망자의 취업과 창업을 지원하여 코딩 교육의 수요-공급 불일치와 교육 품질의 양극화 문제를 해결하는 데 이바지할 그것으로 예상한다.
유치부를 대상으로 한 ‘보드게임을 활용한 코딩 교육’ 과목은 코딩과 언플러그드 보드게임, 놀이 학습형 단계별 보드게임 실습을 통해 강사로서 필요한 교수 설계 및 운영기법과 학습자 간 경쟁과 협력, 창의적 발상을 끌어내는 기법을 학습하는 것을 목표로 한다.

제안 방법

코딩강사 교육 개별 콘텐츠는 알고리즘과 프로그래밍 활동에 가장 적합한 교사 중심 모델로 알려진 시연중심모델(DMM)을 기반으로 설계 제작되었다. 교사가 학생들에게 기본 개념과 기술을 시연을 통해 제시하면 학습자는 이를 모방(Modeling)한 후 최종 프로그램을 제작(Making)하는 방식으로 학습이 진행되도록 하였다. 각 교과목은 15차시로 이루어져 있으며 8차시와 15차시는 중간과 기말 평가를 위해 이전 차시들에서 학습한 내용과 관련된 문제풀이 활동을 통해 학습자가 교과 내용에 대한 이해도를 자가 점검하도록 하고 피드백을 제공하였다.
교수설계 부문에서는 학습자의 요구분석과 교안 내용 분석을 거쳐 과목의 특성에 맞는 매체 유형을 선정하고, 스토리보드를 작성하였으며, 디자인 개발 부문에서는 디자인 요구분석 후 UI를 선정하여 개발물을 제작하였고, 품질관리 부문에서 요구분석 피드백을 반영하여 최종 프로토타입을 확정하였다.
또한, 수강생들의 프로그래밍에 대한 사전 지식을 고려하여 초심자의 경우, 프로그래밍 입문 과목을 반드시 수강한 후 교과과정에서 제시된 순서를 따라 점차 난이도가 높은 과목을 단계적으로 수강하도록 지침을 제공하였다. 경력자의 경우에는 제시된 교과과정을 기계적으로 따르지 말고 자신에게 필요한 과정을 자유롭게 선택할 수 있도록 교육과정을 탄력적으로 운영할 수 있도록 구성하였다.
하드웨어 기반 교육의 경우 장비의 비용이 많이 들어 실습에 활용하기 어려운 문제가 있다. 본 과목에서는 LED, 7 Segment, LCD, A/D 변환기가 내장되어 있고, 키보드를 대신할 수 있는 스위치가 연결된 시뮬레이터를 개발하여 AVR 마이크로프로세서와 완벽하게 호환되게 함으로써 온라인 강의를 통해서도 현장감 있는 실습을 진행하였다.
스크래치는 MIT 미디어랩에서 개발하여 전세계에 무료로 공개한 교육용 컴퓨터 프로그래밍 언어로서 블록을 끼워 맞추는 방식이다 [그림 5]. 스크 래치 프로그램을 이용하여 다양한 문제를 해결하는 과정을 거치며 일정 수준의 코딩 능력을 습득하면 팀프로젝트를 실시하여 서로의 코딩 결과물을 공유하고 피드백을 교환하는 과정에서 4차 산업 혁명 시대의 핵심 역량인 4C[2](Creativity, Communication, Collaboration, Critical-thinking)를 자연스럽게 경험하며 학습자가 프로그래밍에 대한 자신감을 향상할 수있도록 하였다.
프로그래밍에 대한 사전 지식이 부족한 비전공자들이 전체 프로그램을 어려움 없이 이수할 수 있도록 코딩에 관련된 기초적인 지식과 기술을 소개하는 입문 과정과 실제 현장에서 가장 널리 사용되는 프로그래밍 언어 중 유치원, 초중고 과정에서 교육할 필요가 있는 언어들을 선정하여 실제 프로그래밍을 하고 이를 학생들에게 효과적으로 가르칠 수 있는 교수법을 제시한 실무과정으로 구성 하였다. 실무과정은 프로그래밍 언어의 난이도를 평가 하여 보드게임, 스크래치, 앱 인벤터, 파이썬, C언어 순으로 간단하고 쉬운 언어에서 점차 난이도가 높은 언어로 단계적으로 수강하며 코딩 교육 역량을 강화할 수 있도록 콘텐츠를 기획하였다.
실제 코딩 교육현장에 적용 가능한 실무 기반 교육을 실행하기 위해 교육과정 설계에 앞서서 현재 운영 되고 있는 코딩 교육 프로그램을 선정하여 현황 조사와 교과과정 분석을 실시하였다. 이를 위해 직업 훈련 기관과 여성 새로 일하기 센터에서 운영하는 코딩강사 양성과정의 교육 내용을 분석하고, 제주도 성신 초등학교에서 진행되는 코딩 교육 수업을 참관하여 관찰하고 [그림 2], 단국대 기초교양학부에서 제공하는 코딩 교육 프로그램의 교육과정을 분석한 후 그 결과를 본 코딩강사 양성과정 개발에 반영하였다.
유치부를 대상으로 한 ‘보드게임을 활용한 코딩 교육’ 과목은 코딩과 언플러그드 보드게임, 놀이 학습형 단계별 보드게임 실습을 통해 강사로서 필요한 교수 설계 및 운영기법과 학습자 간 경쟁과 협력, 창의적 발상을 끌어내는 기법을 학습하는 것을 목표로 한다. 아를 위해 유치원들에서 실제로 사용하는 다양한 미디어 자료를 활용하고, 유치원 교강사 인터뷰와 함께 현장 전문가 초빙 강의를 통하여 유치원생의 눈높이에 맞는 코딩 교육 방안을 옴니버스 형태로 제시하였다.
본 논문에서는 초중등 코딩 교육 의무화로 증가하는 코딩 교육의 수요에 대응하고, 체계적인 코딩강사 양성 교육을 통해 코딩 교육 시장의 질적 향상과 교육서비스 품질의 양극화 문제를 해결하는 것을 목표로 개발된 ‘4C 인재육성을 위한 코딩강사 양성과정’의 설계, 개발 및 운영 전략을 제시하였다. 양성과정은 비전공자들이 비교적 단기간의 교육을 통해 코딩 교사로서의 기본적인 자질과 강의 기술을 습득할 수 있도록 기본적인 알고리즘의 학습과 충분한 실습에 무게중심을 두었으며, 학습자의 선수 지식과 요구를 반영하여 2가지 트랙으로 탄력적으로 구성하여 제시하였다.
실제 코딩 교육현장에 적용 가능한 실무 기반 교육을 실행하기 위해 교육과정 설계에 앞서서 현재 운영 되고 있는 코딩 교육 프로그램을 선정하여 현황 조사와 교과과정 분석을 실시하였다. 이를 위해 직업 훈련 기관과 여성 새로 일하기 센터에서 운영하는 코딩강사 양성과정의 교육 내용을 분석하고, 제주도 성신 초등학교에서 진행되는 코딩 교육 수업을 참관하여 관찰하고 [그림 2], 단국대 기초교양학부에서 제공하는 코딩 교육 프로그램의 교육과정을 분석한 후 그 결과를 본 코딩강사 양성과정 개발에 반영하였다.
‘언플러그드 코딩’에서는 학습자가 하드웨어의 동작 원리를 쉽고 재미있게 배울 수 있는 것을 목표로 개발하였다. 이를 위해 표준화된 IT 부품과 자체 개발한 IT 꾸러미를 적용하여 실제 코딩 작업을 수행하도록 구성하였다. ‘피지컬 컴퓨팅 교육’은 앱 프로세스 설계와 데이터 설계를 이해하고 UI의 이벤트 원리를 파악하는 것을 목표로 개발되었다.
코딩 작업을 위해 기본적으로 오픈소스 하드웨어 기반의 마이크로 컨트롤러와 IT 부품을 사용하였다. 이와 함께 웹에서 실시간 업데이트되고 클라우드에 저장되어 별도 호환성 검사 없이 실행이 가능한 App Inventor 프로그램을 사용하였다. App Inventor는 Scratch와 매우 유사한 그래픽 인터페이스를 사용하는 오픈소스웹 응용 프로그램으로, Scratch 이용자라면 쉽게 학습할 수 있어^[6] 프로그래밍 비전공자들에게 과도한 학습 부담을 주지 않고도 의도한 교육적 효과를 낼 수 있다는 장점이 있다.
초등부 대상의 ‘스크래치 프로그래밍’ 과목은 입문과정에서 익힌 알고리즘과 문제 해결 능력을 바탕으로 실제 스크래치 프로그램을 활용하여 다양한 문제를 풀어가며 자신만의 포트폴리오를 개발하도록 구성 하였다.
코딩강사 양성과정은 프로그래밍을 전공하지 않은 학습자를 대상으로 개발하였다. 프로그래밍에 대한 사전 지식이 부족한 비전공자들이 전체 프로그램을 어려움 없이 이수할 수 있도록 코딩에 관련된 기초적인 지식과 기술을 소개하는 입문 과정과 실제 현장에서 가장 널리 사용되는 프로그래밍 언어 중 유치원, 초중고 과정에서 교육할 필요가 있는 언어들을 선정하여 실제 프로그래밍을 하고 이를 학생들에게 효과적으로 가르칠 수 있는 교수법을 제시한 실무과정으로 구성 하였다.
콘텐츠 개발 과정은 [그림 1]에서와 같이 교수설계, 디자인 개발, 품질관리 세 부문으로 나누고 각 부문을 분석, 설계, 개발, 운영, 평가 5단계로 순차적으로 진행하였다.
코딩강사 양성과정은 프로그래밍을 전공하지 않은 학습자를 대상으로 개발하였다. 프로그래밍에 대한 사전 지식이 부족한 비전공자들이 전체 프로그램을 어려움 없이 이수할 수 있도록 코딩에 관련된 기초적인 지식과 기술을 소개하는 입문 과정과 실제 현장에서 가장 널리 사용되는 프로그래밍 언어 중 유치원, 초중고 과정에서 교육할 필요가 있는 언어들을 선정하여 실제 프로그래밍을 하고 이를 학생들에게 효과적으로 가르칠 수 있는 교수법을 제시한 실무과정으로 구성 하였다. 실무과정은 프로그래밍 언어의 난이도를 평가 하여 보드게임, 스크래치, 앱 인벤터, 파이썬, C언어 순으로 간단하고 쉬운 언어에서 점차 난이도가 높은 언어로 단계적으로 수강하며 코딩 교육 역량을 강화할 수 있도록 콘텐츠를 기획하였다.

대상 데이터

‘피지컬 컴퓨팅 교육’은 앱 프로세스 설계와 데이터 설계를 이해하고 UI의 이벤트 원리를 파악하는 것을 목표로 개발되었다. 코딩 작업을 위해 기본적으로 오픈소스 하드웨어 기반의 마이크로 컨트롤러와 IT 부품을 사용하였다. 이와 함께 웹에서 실시간 업데이트되고 클라우드에 저장되어 별도 호환성 검사 없이 실행이 가능한 App Inventor 프로그램을 사용하였다.
‘코딩 실무 영어’는 단기간에 영어 실력을 향상시키기보다는 프로그래머에게 필요한 기본적인 영어를 학습함으로써 영어에 대한 심리적 장벽을 해소하는데 목표를 두고 설계하였다. 코딩과 관련된 영어 용어와 영어 구문을 학습하고 영어로 된 프로그래밍 언어 사용 지침서를 이해할 수 있는 능력을 배양하기 위해 실제로 사용되는 스크래치, 파이썬, C언어 등의 튜토리얼을 자료로 수업을 구성하였다[그림 4].

성능/효과

본 논문에서 소개한 코딩강사 온라인 양성과정은 시범 운영과 전문가 피드백을 거친 후 KOCW 서버에 콘텐츠가 이관되어 운영되었고.^[9], 이후 H 사이버대학교 컴퓨터공학과에서 3년 동안 콘텐츠 운영 및 유지관리를 담당하고 있다.

후속연구

이번 연구는 과정 개발에 관한 사례연구로 연구 결과를 일반화하기에는 한계가 있으나, 향후 비전공자를 위한 코딩 교육과정을 개발해야 하는 교육 주체에게 유용한 정보를 제공할 것으로 기대한다. 향후 연구에서는 교육과정 운영에 따른 성과평가(만족도, 성취도 등)를 통해 코딩강사의 역량강화에 영향을 미치는 변수를 도출 하는 연구가 이뤄질 필요가 있다.
본 논문에서는 코딩강사의 컴퓨팅 사고능력과 프로 그래밍 능력을 집중적으로 육성할 수 있는 교육용 콘텐츠 개발사례를 소개하고자 한다. 체계적으로 설계, 개발된 코딩강사 양성 교육콘텐츠는 초중등 코딩 의무 교육에 따라 예상되는 코딩 강사에 대한 수요를 맞추고, 경력 단절 여성 및 취업 준비생, 경력전환 희망자의 취업과 창업을 지원하여 코딩 교육의 수요-공급 불일치와 교육 품질의 양극화 문제를 해결하는 데 이바지할 그것으로 예상한다. 논문 구성은 2장에서는 교육콘텐츠 설계 및 구성 체계를 제시하고, 3장에서는 코딩 교사 양성을 위한 7개 과목의 설계 전략과 운영 방안을 논의한 후 4장에서는 결론과 연구의의를 제시하고자 한다.
향후 H 사이버대학교 평생교육원에 ‘코딩 교육 전문가 양성과정(가칭)’을 개설하여 코로나19와 같은 범유행 상황에서도 원활히 운영할수 있는 온라인 과정과 온라인 교육만으로는 부족한 부분을 집체 교육을 통해 보완하는 혼합 훈련으로 운영할 예정이다.
이번 연구는 과정 개발에 관한 사례연구로 연구 결과를 일반화하기에는 한계가 있으나, 향후 비전공자를 위한 코딩 교육과정을 개발해야 하는 교육 주체에게 유용한 정보를 제공할 것으로 기대한다. 향후 연구에서는 교육과정 운영에 따른 성과평가(만족도, 성취도 등)를 통해 코딩강사의 역량강화에 영향을 미치는 변수를 도출 하는 연구가 이뤄질 필요가 있다.

참고문헌 (9)

Korea Software Industry Survey 2018, Software Policy & Research Institute https://stat.spri.kr/posts/view/23024?codestat_sw_statistics_library
S. J. Ahn, "Korea in 10 Years Finds the Way to Future Jobs", Korea Institute of Science and Technology Evaluation and Planning, 2017. https://doi.org/10.23000/TRKO201700017389
C, Park, & S, Lee, "A Study on the Effect of SW Education Training Characteristics on Personal Characteristics and Educational Outcomes", The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol.20, No.2, pp.247-259, 2020. https://doi.org/10.7236/JIIBC.2020.20.2.247

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Y. Kim, S. Yi, & Y. Lee, "A Case Study of Coding Education Instructor Training Program: Focusing on the Women's Reemployment Support Center", Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference, pp.323-326, 2019. https://www.koreascience.or.kr/article/CFKO201909258121908.page
J. Chung, "Analysis of Creative Personality and Intrinsic Motivation of Information Gifted Students Applying Curriculum Based on Computing Thinking", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.20, no.8, pp.139-148, 2019. https://doi.org/10.5762/KAIS.2019.20.8.139

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M. Ahn, "Learning App Development using App Inventor for Preliminary Early Childhood Teacher", The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology, Vol.11, No.4, pp.355-361, 2018. http://dx.doi.org/10.17661/jkiiect.2018.11.4.355

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J. H. Ku, "Designing an App Inventor Curriculum for Computational Thinking based Nonmajors Software Education," Journal of Convergence for Information Technology, Vol.7, No. 1, pp.61-66, 2017. https://doi.org/10.22156/CS4SMB.2017.7.1.061

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G. F. Consuegra, "Identifying the Gifted in Science and Mathematics", School Science and Mathematics, Vol.82, No 3, pp.183-189, 1982. https://doi.org/10.1111/j.1949-8594.1982.tb17175.x

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KOCW 직업 직무 교육 과정/4C 인재를 육성하는 코딩 강사 양성 과정 http://kocw.net/home/special/themeCourses.do?taxonCode9908&mp

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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