[논문]로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감이 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양에 미치는 영향: 흥미와 학습참여의 이중매개효과

허미선; 이정민

doi:10.5392/jkca.2020.20.11.001

로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감이 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양에 미치는 영향: 흥미와 학습참여의 이중매개효과
Effects of SW-Efficacy on Computational Thinking and STEAM Literacy in Robot-utilized SW Convergence Education: Dual Mediation Effects of Interests and Learning Engagement 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.20 no.11, 2020년, pp.1 - 14

허미선 (이화여자대학교 교육공학과) , 이정민 (이화여자대학교 교육공학과)

초록
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본 연구에서는 로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감이 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양에 미치는 영향과 이들 관계에서 흥미와 학습 참여의 이중매개효과를 규명하고자 하였다. 이를 위해 서울 소재 중학교에 재학 중인 146명의 학생을 대상으로 자유학기제 로봇활용 SW융합교육을 진행한 후 SW효능감, 컴퓨팅사고력, 융합인재 소양, 흥미, 학습참여를 측정하였다. 수집된 데이터는 이중매개효과 검증을 위해 SPSS macro process를 활용하여 분석을 실시하였다. 연구 결과 첫째, SW효능감은 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양에 유의하게 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다, 둘째, 흥미는 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양의 관계를 매개하지 않은 반면, 학습참여는 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양의 관계를 매개하였다. 셋째, SW효능감은 흥미와 학습참여를 이중매개 과정을 거쳐 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 로봇 활용 SW융합교육에서 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양을 향상시키기 위한 SW효능감과 흥미 및 학습참여의 역할을 제시하고, 수업 설계 및 수업 방향에 대한 시사점을 제공한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the effects of SW-efficacy on computational thinking STEAM literacy and the dual mediation effects of interest and student engagement in the relationship between SW-efficacy, computational thinking and STEAM literacy in robot-utilized SW convergence education. For achieving this purpose, robot-utilized SW convergence education targeting 146 middle schools students were carried out, post-survey regarding SW-efficacy, computational thinking, STEAM literacy, interest, and learning engagement were conducted. Collected data were analyzed by SPSS macro process for analysis of the dual mediation effect. Results were as follows: first, SW-efficacy had a significant effect on computational thinking and STEAM literacy. Second, interest did not mediate the relationship between SW efficacy, computational thinking and STEAM literacy, while student engagement mediated it. Third, SW efficacy had a significant effect on computational thinking and STEAM literacy dual-mediating effect of interest and student engagement. These results imply the roles of SW efficacy, interest and student engagement to improve computational thinking and STEAM literacy in robot-utilized SW education and provide implications with regard to robot-utilized SW education and instructional directions.

주제어

표/그림 (11)

그림 그림 1. 연구모형 1
그림 그림 2. 연구모형 2
표 표 1. 기술통계 분석(n=146)
표 표 2. 상관 분석(n=146)
표 표 3. 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 대한 다중공선성 진단
표 표 4. SW효능감과 컴퓨팅 사고력에 대한 매개효과 분석 결과
표 표 5. SW효능감과 컴퓨팅 사고력에 영향을 미치는 변인 간 직접효과와 간접효과 분석
그림 그림 3. 자기효능감에 따른 컴퓨팅 사고력 이중매개모형
표 표 6. SW효능감과 융합인재소양에 대한 매개효과 분석 결과
표 표 7. SW효능감과 융합인재소양에 영향을 미치는 변인 간 직접효과와 간접효과 분석
그림 그림 4. 자기효능감에 따른 융합인재소양 이중매개모형

AI 본문요약
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문제 정의

선행연구 결과를 종합해보면, SW교육에서 자기효능감과 흥미 모두 컴퓨팅 사고력에 정적인 영향을 미치지만, 흥미의 경우 그 영향이 유의하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감과 흥미가 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향을 살펴보고, 로봇에 대한 흥미가 순간적인 단순 흥미에 그치지 않고, 학습참여를 매개로 컴퓨팅 사고력에 영향을 미치는지, 또한, SW효능감이 흥미와 학습참여를 매개로 컴퓨팅 사고력에 영향을 미치는지 알아보고자 한다.
따라서 본 연구에서는 중학교 1학년 학생들을 대상으로 16차시의 자유학기 주제선택 활동의 일환으로 LEGO MINDSTORM을 활용한 로봇 활용 SW융합교육 프로그램을 진행하여, SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양과의 관계를 살펴보고, 이 관계에서 흥미와 학습 참여가 매개하는지 검증하고자 하였다. 이를 통해 로봇 활용 SW융합교육 프로그램을 효과적으로 설계하고 운영하기 위한 방안을 제시하고자 한다.
따라서, 본 연구에서는 SW교육에서 SW효능감이 흥미에 미치는 영향을 살펴보고, 흥미가 SW교육에서의 추구하는 역량인 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다.
본 연구는 SW효능감, 흥미, 학습참여, 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양 간의 관계를 규명하여 로봇 활용 SW교육을 효과적으로 운영하기 위한 전략을 모색하고자 하였다. 본 연구의 결과를 요약하여 정리하면 다음과 같다.
본 프로그램은 자유학기제 활동용으로 개발된 로봇활용 SW융합교육 프로그램으로, 정보 교과 영역 중 ‘문제 해결과 프로그래밍’ 영역을 중학생들에게 친숙한 ‘자동차’를 활용하여 설계하였으며, 이를 통해 미래 인재 역량인 컴퓨팅 사고력을 향상시키고자 하였다.
이를 통해 로봇 활용 SW융합교육 프로그램을 효과적으로 설계하고 운영하기 위한 방안을 제시하고자 한다.

제안 방법

융합인재소양은 최유현 외[45]가 개발한 초·중·고등학생용 융합인재소양 측정도구를 사용하였다. 본 도구는 내용융합 5문항, 창의성 7문항, 배려 4문항, 존중 5문항으로 총 21문항으로 구성되어있으며, 문항형식은 Liktert 5점 척도를 사용하여 측정하였다. 본 연구에서의 Cronbach’s α는 .
컴퓨팅 사고력은 Korkmaz 외[52]가 개발한 Computational Thinking Levels Scale(CTLS)를 사용하였다. 본 도구는 창의성 4문항, 알고리즘 사고력 4문항, 협동심 4문항, 비판적 사고력 4문항, 문제해결력 6문항으로 총 22문항으로 구성되어있으며, 문항형식은 Likert 5점 척도를 사용하여 측정하였다. 본 연구에서의 Cronbach’s α는 .
학습참여는 Sun과 Rueda[37]가 개발한 참여 문항을 활용하였다. 본 도구는 행동 3문항, 감성 6문항, 인지 6문항으로 총 15문항으로 구성되어있으며, 문항형식은 Likert 5점 척도를 사용하여 측정하였다. 본 연구에서의 Cronbach’s α는 .
프로그램을 통해 학생들은 자동차의 구조와 원리를 이해하고, 이를 기반으로 미래의 자율주행자동차의 개념과 원리를 습득하고 EV3를 활용하여 이를 구현할 수 있도록 하였으며, 최종적으로 학습자들은 미래 사회를 구현하여 이에 적합한 자율주행자동차를 제작하고 주행하도록 운영하였다.

대상 데이터

본 연구는 A기업에서 운영하는 자유학기제 연계 SW융합교육 프로그램에 참여한 서울시 소재 중학교 6개교 1학년 대상으로 2019년 2학기에 진행되었다. 참여학생들은 9월부터 12월까지 16차시의 자유학기제 프로그램에 참여한 학생들이며, 마지막 수업 후에 사후 검사가 진행되었다.
참여학생들은 9월부터 12월까지 16차시의 자유학기제 프로그램에 참여한 학생들이며, 마지막 수업 후에 사후 검사가 진행되었다. 자료 수집 후 최종적으로 146명의 학생들이 최종 선정되었으며, 남학생은 122명(83.6%), 여학생은 24명(16.4%)으로 나타났다.
본 연구는 A기업에서 운영하는 자유학기제 연계 SW융합교육 프로그램에 참여한 서울시 소재 중학교 6개교 1학년 대상으로 2019년 2학기에 진행되었다. 참여학생들은 9월부터 12월까지 16차시의 자유학기제 프로그램에 참여한 학생들이며, 마지막 수업 후에 사후 검사가 진행되었다. 자료 수집 후 최종적으로 146명의 학생들이 최종 선정되었으며, 남학생은 122명(83.

데이터처리

첫째, SW효능감, 흥미, 학습참여, 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양의 측정도구의 신뢰도를 검증하기 위해 Cronbach’s α 값을 산출하였다. 둘째, 측정변인들의 평균, 표준편차 등의 기술통계분석을 실시하여 수집된 자료의 정규성을 확인하였다. 셋째, 측정변인들의 상관관계를 알아보기 위해 Pearson 상관계수를 이용한 상관분석을 실시하여 변인 간의 상관관계를 확인하였다.
둘째, 측정변인들의 평균, 표준편차 등의 기술통계분석을 실시하여 수집된 자료의 정규성을 확인하였다. 셋째, 측정변인들의 상관관계를 알아보기 위해 Pearson 상관계수를 이용한 상관분석을 실시하여 변인 간의 상관관계를 확인하였다. 마지막으로 로봇 활용 SW교육에서 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양 간의 관계에 영향을 미치는 흥미, 학습참여의 이중매개효과를 검증하기 위해 Hayes[53]가 고안한 SPSS PROCESS macro 6를 사용하였다.
첫째, SW효능감, 흥미, 학습참여, 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양의 측정도구의 신뢰도를 검증하기 위해 Cronbach’s α 값을 산출하였다.

이론/모형

SW효능감은 Pintrich와 De Groot[49]가 개발한 학습동기전략 검사지(MSLQ)를 차현진 외[50]가 번안하고 중등 학생들에게 적합한 수준으로 변환된 도구를 사용하였다. 본 도구는 총 8문항으로 구성되어있으며, 문항형식은 Likert 5점 척도를 사용하여 측정하였다.
로봇 활용 SW교육에서 SW효능감이 융합인재소양에 미치는 영향에 대한 흥미와 학습참여의 이중매개효과를 확인하기 위해 Hayes[53]가 제안한 SPSS MACRO 중 MODEL 6를 적용하여 분석하였으며, 분석한 결과는 [표 6], [표 7]과 같다.
로봇 활용 SW교육에서 SW효능감이 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향에 대한 흥미와 학습참여의 이중매개효과를 확인하기 위해 Hayes[53]가 제안한 SPSS MACRO 중 MODEL 6를 적용하여 분석하였다. 분석한 결과는 [표 4], [표 5]와 같다.
셋째, 측정변인들의 상관관계를 알아보기 위해 Pearson 상관계수를 이용한 상관분석을 실시하여 변인 간의 상관관계를 확인하였다. 마지막으로 로봇 활용 SW교육에서 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양 간의 관계에 영향을 미치는 흥미, 학습참여의 이중매개효과를 검증하기 위해 Hayes[53]가 고안한 SPSS PROCESS macro 6를 사용하였다. Process macro는 간접효과를 변인별로 모두 분해하기 때문에 각 변인의 매개효과를 개별적으로 검증할 수 있다는 장점을 가지고 있다[54].
융합인재소양은 최유현 외[45]가 개발한 초·중·고등학생용 융합인재소양 측정도구를 사용하였다.
컴퓨팅 사고력은 Korkmaz 외[52]가 개발한 Computational Thinking Levels Scale(CTLS)를 사용하였다. 본 도구는 창의성 4문항, 알고리즘 사고력 4문항, 협동심 4문항, 비판적 사고력 4문항, 문제해결력 6문항으로 총 22문항으로 구성되어있으며, 문항형식은 Likert 5점 척도를 사용하여 측정하였다.
본 프로그램은 자유학기제 활동용으로 개발된 로봇활용 SW융합교육 프로그램으로, 정보 교과 영역 중 ‘문제 해결과 프로그래밍’ 영역을 중학생들에게 친숙한 ‘자동차’를 활용하여 설계하였으며, 이를 통해 미래 인재 역량인 컴퓨팅 사고력을 향상시키고자 하였다. 학습을 지원하기 위해 LEGO MINDSTORM EV3 로봇을 사용하였으며, 이를 구현할 수 있는 프로그래밍 언어로 아이콘 기반의 LEGO MINDSTORM 소프트웨어를 사용하였다.
학습참여는 Sun과 Rueda[37]가 개발한 참여 문항을 활용하였다. 본 도구는 행동 3문항, 감성 6문항, 인지 6문항으로 총 15문항으로 구성되어있으며, 문항형식은 Likert 5점 척도를 사용하여 측정하였다.
흥미는 심규헌 외[51]의 도구를 사용하였다. 본 도구는 총 2문항으로 컴퓨터 관련 과목에 대한 흥미와 프로그래밍에 대한 흥미를 묻는 문항으로 구성되었으며, 문항형식은 Likert 5점 척도를 사용하여 측정하였다.

성능/효과

구체적으로 SW효능감에 따라 융합인재소양에 정적인 영향(B=.793, p<.001)을 미치는 것으로 확인되었다.
구체적으로 SW효능감에 따라 정적인 영향(B=.685, p<.001)을 미치는 것으로 확인되었다.
구체적으로 SW효능감에 따라 컴퓨팅 사고력에 정적인 영향(B=.683, p<.001)을 미치는 것으로 확인되었다.
구체적으로 SW효능감이 높아지면 융합인재소양이 높아졌고(B=.532, p<.001), 학습참여가 높아지면 융합인재소양이 높아졌으나(B=.338, p<.001), 제1 매개변인인 흥미는 융합인재소양에 유의미한 영향을 미치지 않았다(B=-.018, p=.556).
SW교육 이외의 맥락에서 학습참여와 관련된 연구를 살펴보면, Sun과 Rueda[37]는 온라인 수업에 등록한 대학생 203명을 대상으로, 원격 교육 환경에서 상황적 흥미, 컴퓨터 자기 효능감, 자기조절능력과 세 가지 학습참여 간의 관계를 분석하였다. 그 결과 상황적 흥미와 자기조절능력은 행동적, 정서적, 인지적 학습참여 즉, 모든 학습참여에 영향을 미치는 반면, 컴퓨터 자기효능감은 학습참여에 유의한 영향을 미치지 않았다. 반면 Pellas[38]는 온라인 수업에 등록한 초보자와 전문가 305명을 대상으로 컴퓨터 자기효능감, 메타인지적 자기조절능력, 자아존중감이 학습참여에 미치는 영향을 분석하였으며, 컴퓨터 자기효능감과 메타인지적 자기조절능력, 자아존중감은 인지적, 정서적 학습참여에 긍정적인 영향을 미치는 반면, 행동적 학습참여에는 부정적인 영향을 미쳤다.
넷째, 자기효능감이 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 미치는 영향에 있어 흥미와 학습참여의 이중매개효과가 확인되었다. 자기효능감은 흥미에 긍정적인 영향을 미치고[30][31], 흥미는 학습참여에 긍정적인 영향을 미치며[36][37], 학습참여는 학업성취에 긍정적인 영향을 미치는데[39], 본 연구의 자기효능감이 로봇 활용 SW융합교육의 학업성취인 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 긍정적인 영향을 미치며, 흥미와 학습참여가 순서대로 영향을 미친다는 점에서 기존의 선행연구와 비슷하다고 볼 수 있다.
첫째, SW교육에서 SW효능감, 흥미, 학습참여, 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양은 중요한 변인으로서, SW교육이 각 변인에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다[3-7][18][25][26][29][36][46]. 둘째, SW교육 맥락에서 SW효능감은 컴퓨팅 사고력에 유의한 영향을 미쳤으며[42-44], 흥미는 컴퓨팅 사고력과 긍정적인 상관관계가 있었으나, 미치는 영향은 유의하지 않았다[43]. SW교육 맥락에서의 융합인재소양 연구는 거의 진행되지 않았지만, 학습자 수준을 고려한 실습 중심의 로봇활용 SW융합교육은 학습자에게 성공기회를 제공하여 자기효능감을 향상시키고[10], 흥미를 부여하여 열정적 수업참여를 이끌어[46], 최종적인 교육목표인 융합인재소양을 유도할 수 있다고 볼 수 있었다[48].
둘째, SW효능감이 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 미치는 영향에 있어 흥미의 매개효과를 검증한 결과 흥미는 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, SW효능감과 융합인재소양 사이의 관계를 매개하지 않는 것으로 나타났다. 흥미는 학업성취도에 유의미한 정적 영향을 미친다는 선행연구[30][31]와는 대치되나, 흥미가 컴퓨팅 사고력에 긍정적인 영향을 주나 유의미하지 않다는 선행연구[43]와는 비슷한 결과로 볼 수 있다.
둘째, 첫 번째 매개변인인 흥미에 대한 SW효능감의 회귀모형 또한 통계적으로 유의하였으며(F=51.324, p<.001), 그 설명력은 26.3%로 나타났다.
로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감이 융합인재소양에 미치는 영향력은 매개변인들을 고려했을 때보다는 감소하였으나 여전히 유의한 것으로 나타나(B=.793, p<.001 → B=.532, p<.001) 부분매개효과가 있는 것으로 나타났다.
로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감이 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향력은 매개변인들을 고려했을 때보다는 감소하였으나 여전히 유의한 것으로 나타나(B=.683, p<.001 → B=.417, p<.001) 부분매개효과가 있는 것으로 나타났다.
마지막으로 융합인재소양에 대한 SW효능감, 흥미, 학습참여의 회귀모형도 통계적으로 유의하였으며(F=185.098, p<0.001), 그 설명력은 79.6%로 나타났다.
마지막으로 컴퓨팅 사고력에 대한 SW효능감, 흥미, 학습참여의 회귀모형도 통계적으로 유의하였으며(F=91.512, p<.001), 그 설명력은 65.9%로 나타났다.
먼저 융합인재소양에 대한 SW효능감의 회귀모형은 통계적으로 유의하였으며(F=488.890, p<.001), 그 설명력은 77.2%로 나타났다.
변인 간 상관관계를 분석한 결과는 [표 2]와 같이 모든 변인 간 상관관계가 통계적으로 유의한 것으로 나타났다.
Process macro는 간접효과를 변인별로 모두 분해하기 때문에 각 변인의 매개효과를 개별적으로 검증할 수 있다는 장점을 가지고 있다[54]. 본 연구에서는 부트스트래핑 5,000회를 반복 추출하였으며, 95%의 신뢰구간에서 검증하였다.
흥미는 학업성취도에 유의미한 정적 영향을 미친다는 선행연구[30][31]와는 대치되나, 흥미가 컴퓨팅 사고력에 긍정적인 영향을 주나 유의미하지 않다는 선행연구[43]와는 비슷한 결과로 볼 수 있다. 본 연구에서는 흥미가 융합인재소양에 미치는 영향 또한 유의미한 효과가 나타나지 않았는데, 이는 로봇 활용 SW융합교육에서 흥미만으로는 학생들의 교육 효과를 이룰 수 없다는 것을 의미한다. 로봇을 활용한 SW교육은 학습자의 몰입을 높이고, 흥미를 극대화시킬 수 있다[17][55].
소연희[31]는 의과대학생의 성취목표지 향성과 자기효능감이 수업에 대한 흥미와 학업성취도에 미치는 영향을 분석하였으며, 그 결과 의학과 3학년의 경우, 수업흥미를 예측하는 변인들은 숙달목표, 수행접근, 자기효능감 순으로 나타났으며, 학업성취도에도 수행접근과 자기효능감은 유의미한 예측력을 보였다. 선행연구를 종합해보면, 자기효능감은 흥미에 영향을 미치며, 자기효능감과 흥미는 학업성취도에 영향을 미침을 확인할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 SW교육에서 SW효능감이 흥미에 미치는 영향을 살펴보고, 흥미가 SW교육에서의 추구하는 역량인 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 미치는 영향에 대해 알아보고자 한다.
이외에도, SW교육에서 로봇에 대한 흥미가 학습참여를 유발하는 등[36] SW교육 맥락에서 각 변인들 간의 관계를 살펴볼 수 있었다. 셋째, SW교육 맥락 이외의 교육맥락에서 살펴보면, 자기효능감은 흥미에 영향을 미쳤으며[31], 학습 참여에 미치는 영향은 연구에 따라 다르게 나타났다[37][38], 흥미는 학습 참여와 학업 성취에 유의한 영향을 미쳤으며[30][37], 학습 참여 또한 학업 성취에 유의한 영향을 미쳤다[39].
셋째, SW효능감이 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 미치는 영향에 있어 학습참여의 매개효과를 검증한 결과 학습참여는 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, SW효능감과 융합인재소양 사이의 관계를 매개하는 것으로 나타났다. 온라인 수업 맥락에서 진행된 선행연구에서는 SW효능감이 학습참여에 유의미하지 않은 영향을 미친 반면[37][38], 로봇 활용 SW교육에서는 SW효능감이 학습참여에 정적인 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 이는 기존 연구와는 상반된 결과이다.
셋째, 두 번째 매개변인인 학습참여에 대한 SW효능감과 흥미의 회귀모형도 통계적으로 유의하였으며(F=288.112, p<.001), 그 설명력은 80.1%로 나타났다.
컴퓨팅 사고력과 다른 변인간의 관계 연구를 살펴보면, Baek 외[42]는 초등학교 2학년 학생들을 대상으로 한 로봇 활용 코딩교육에서 학습선호도, 내재적 동기, 자기효능감이 코딩 성취도와 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향을 알아보았다. 연구 결과, 자기효능감은 코딩 성취도를 예측하고, 코딩 성취도는 컴퓨팅 사고력에 영향을 미쳤으며, 또한, 자기 효능감은 컴퓨팅 사고력에 영향을 미쳤다. Ayer[43]는 중학생을 대상으로 프로그래밍을 가르치도록 설계된 앱 개발 수업에서 자기효능감, 흥미, 선행 학습 경험과 같은 학습자 변인과 컴퓨팅 사고력과의 관계를 조사하였으며, 연구 결과 자기효능감과 흥미는 컴퓨팅 사고력과 상관관계가 있으며, 자기효능감이 컴퓨팅 사고력에 유의한 정적인 영향을 미쳤으나, 흥미가 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향은 유의하지 않다고 하였다.
로봇 활용 SW융합교육에서 자기효능감에 관련된 연구를 살펴보면, 박정호[25]는 초등학교 4, 5학년 121명을 대상으로 로봇 활용 프로그래밍을 적용한 과학수업이 학습동기에 미치는 영향을 알아보았다. 연구 결과, 자기효능감을 포함한 학습동기는 전통적인 수업집단에 비해 유의미하게 높았으며, 사전 사후에서도 유의미한 향상을 보였다. 유현상과 이철현[26]은 초등학교 6학년 18명을 대상으로 로봇활용 STEAM 교육이 자기효능감과 과학흥미에 미치는 효과를 알아보았으며, 연구 결과 로봇활용 STEAM 프로그램은 자기효능감과 과학흥미를 높이는데 효과적임을 알아냈다.
박민애 외[39]는 중학교 3학년을 대상으로 수업참여와 학업성취도의 종단적 상호 관계 변화 양상에 대해 조사하였고, 행동, 정서, 인지적 참여는 학업성취에 모두 유의한 정적 영향을 미쳤다. 연구결과를 종합하면, 자기효능감이 학습참여에 미치는 영향은 연구맥락에 따라 상이하게 나타난 반면, 흥미는 학습참여에 긍정적인 영향을 미침을 확인할 수 있었으며, 학습참여는 학업성취에 긍정적인 영향을 미쳤다. 따라서, 로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감과 흥미가 학습참여에 미치는 영향을 확인하고, 더 나아가 학습참여가 SW교육 역량인 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양과의 관계에 대한 연구가 이루어질 필요가 있다.
이러한 이중 매개효과가 통계적으로 유의한지 확인하기 위해 부트스트래핑을 이용한 간접효과의 통계적 유의미성을 검증한 결과, 총 간접효과 크기는 .261[.114~.402]로 통계적으로 유의하였고, 매개경로별 간접효과의 크기는 학습참여(SW효능감→학습참여 → 융합인재소양)=.249 [.121 ~.372], 흥미와 학습참여(SW효능감 → 흥미 → 학습참여 → 융합인재소양)=.025[.006~.053]로 모두 0을 포함하고 있지 않아 95% 신뢰수준에서 유의미한 것으로 나타났으나, 흥미(SW효능감→흥미→융합인재소양)=-.013[-.050~.025]로 0을 포함하여 통계적으로 유의미한 영향을 미치지 않았다.
교육적 로봇은 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등 다양한 분야를 통합할 수 있는 기회를 제공하며, 학생들의 협업 능력을 함양하고, 기술적 도구를 활용하여 자신을 표현하며, 문제를 해결하고, 비판적이며 혁신적인 사고를 할 수 있는 기회를 제공한다[46]. 종합해보면, 로봇 활용 SW교육은 융합인재소양을 향상시킬 수 있다고 볼 수 있다.
첫째, SW효능감은 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양과 유의미한 정적 영향을 미치는 것으로 나타났다 SW효능감과 컴퓨팅 사고력의 관계는 Baek 외[42], Ayer[43], 김수환[44]의 연구결과와 맥락을 같이 한다고 볼 수 있다. 이는 SW 수업에서 자신이 특정 과제를 성공적으로 수행할 수 있다는 신념인 SW효능감이 수업 중 프로그래밍 학습을 성공적으로 이끌어, 컴퓨팅 사고력을 향상시키는데 기여한다고 볼 수 있다.
자기효능감과 융합인재소양의 관계는 다음의 관점에서 살펴볼 수 있다. 학생 중심의 창의적인 수업 설계와 감성적 체험활동으로 구성된 로봇 활용 SW 수업은 SW효능감을 높이며, 창의적인 수업 설계와 감성적 체험을 바탕으로 학습자는 기술, 공학, 예술 등 다양한 분야에서 융합적 지식, 과정, 본성에 대한 이해를 높여 창의적이고 종합적으로 문제를 해결할 수 있는 융합인재소양을 기르게 된다. 즉, SW효능감을 향상시킬 수 있는 창의적 수업설계와 감성적 체험활동은 융합인재소양을 기르는데 도움을 준다고 볼 수 있다.

후속연구

SW교육의 경우 성별이나 사전 수준에 따라 컴퓨팅 사고력, 흥미 등에 유의미한 차이가 있는 경우가 있으므로[58][59] 성별이나 교육경험 등을 통제하여 변인과의 관계성을 살펴볼 필요가 있다. 더 나아가 학생들의 성별, 사전 학습 수준이나 SW 관심 정도에 따른 변인과의 관계들도 비교하여 분석할 필요가 있다.
둘째, 서울 소재의 중학교에 재학 중인 로봇 활용 SW융합 자유학기제 프로그램에 참여하는 1학년을 대상으로 하였는데, 이는 전국에 있는 중학생으로 일반화하기에는 부족함이 있다. 또한, 한정된 연구 대상으로 인해 연구 모형, 표본 수 대비 문항 수 비율의 한계가 존재하므로[60], 다수의 다양한 지역의 학생들을 대상으로 한 심화되고 깊이있는 후속 연구를 진행할 필요가 있다.
따라서 SW효능감을 향상시키기 위하여 기초적인 수준에서 어려운 수준으로 학습 내용을 구조화할 필요가 있으며, 프로그래밍 결과에 대한 즉각적인 피드백을 제공하는 로봇을 적극적으로 활용하며, 협력학습을 통해 복잡하고 어려운 문제를 보다 쉽게 해결할 수 있도록 프로그램을 설계하는 등, SW효능감을 향상시킬 수 있는 다양한 수업설계 방안을 모색해야 함을 시사한다.
연구결과를 종합하면, 자기효능감이 학습참여에 미치는 영향은 연구맥락에 따라 상이하게 나타난 반면, 흥미는 학습참여에 긍정적인 영향을 미침을 확인할 수 있었으며, 학습참여는 학업성취에 긍정적인 영향을 미쳤다. 따라서, 로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감과 흥미가 학습참여에 미치는 영향을 확인하고, 더 나아가 학습참여가 SW교육 역량인 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양과의 관계에 대한 연구가 이루어질 필요가 있다.
또한, 한정된 연구 대상으로 인해 연구 모형, 표본 수 대비 문항 수 비율의 한계가 존재하므로[60], 다수의 다양한 지역의 학생들을 대상으로 한 심화되고 깊이있는 후속 연구를 진행할 필요가 있다.
셋째, 본 연구는 학생들의 자기보고식 설문을 통해 이루어졌기 때문에, 관찰, 면담을 통한 질적 연구 방법을 통해 학습 과정을 심층적으로 분석한다면 수업 설계와 수업과정 측면에서 유의미한 시사점을 도출할 수 있을 것이다.
본 연구의 제한점과 이를 바탕으로 한 후속연구에 대한 제언은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 자유학기제에 참여한 중학생을 대상으로 했으며, 그 결과 대부분이 자발적으로 프로그램을 신청한 학생으로 구성되어있기 때문에, 학생들의 성별, SW교육이나 로봇교육 프로그램 참여 유무 등을 통제하는데 한계가 있다. 특히, 총 146명 중 남학생이 122명(83.

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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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