초록

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이 연구의 목적은 기존 SW 교육 관련 연구들을 조사 및 수집하여 메타분석을 통해 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 전체 효과크기의 산출과 다양한 변인에 따른 효과크기를 확인하여 컴퓨팅 사고력에 대한 SW 교육의 실제적 효과를 객관적으로 확인하여 일반화하는데 있다. 이 연구의 결과는 1)SW 교육프로그램이 학생들의 컴퓨팅 사고력을 중간 정도의 크기로 향상시키는 교수 학습방법임을 확인하였다. 2)SW 교육 방식 중 EPL을 활용한 교육프로그램이, 연구대상은 대학생이, 연구지역은 중소도시/읍면지역에서 컴퓨팅 사고력 향상 효과가 큰 것으로 확인되었다.

이 연구의 목적은 기존 SW 교육 관련 연구들을 조사 및 수집하여 메타분석을 통해 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 전체 효과크기의 산출과 다양한 변인에 따른 효과크기를 확인하여 컴퓨팅 사고력에 대한 SW 교육의 실제적 효과를 객관적으로 확인하여 일반화하는데 있다. 이 연구의 결과는 1)SW 교육프로그램이 학생들의 컴퓨팅 사고력을 중간 정도의 크기로 향상시키는 교수 학습방법임을 확인하였다. 2)SW 교육 방식 중 EPL을 활용한 교육프로그램이, 연구대상은 대학생이, 연구지역은 중소도시/읍면지역에서 컴퓨팅 사고력 향상 효과가 큰 것으로 확인되었다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 그래서 이 연구의 목적은 기존 SW 교육 관련 연구들을 조사 및 수집하여 메타분석을 통해 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 전체 효과크기의 산출과 다양한 변인에 따른 효과크기를 확인하여 컴퓨팅 사고력에 대한 SW 교육의 실제적 효과를 객관적으로 확인하고 일반화하는데 있다.
• 이 연구는 SW 교육프로그램이 컴퓨팅 사고력 신장에 미치는 효과를 종합하고자 최근까지 연구 논문 중,24개의 사례를 조사 선별하여 무선효과모형으로 메타분석하였다
• 이 연구에서는 SW 교육프로그램을 SW 교육을 통해 인지적 영역의 발달을 목적으로 개발된 다양한 교육프로그램을 지칭하는 용어로 정의한다.

가설 설정

• 둘째, 학생들의 컴퓨팅 사고력에 관한 효과크기는 SW 교육방식, 연구대상, 연구지역 등에 따라 차이가 있는가?

제안 방법

• 연구문제와 코딩한 자료를 바탕으로 연구모델을 설정하였다. SW 교육프로그램이 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 효과크기를 측정하는 메타분석에서 독립변인을 다양한SW 교육프로그램 및 여러 교육방식으로, 종속 변인은 컴퓨팅 사고력으로 설정하고, 조절변인은 수집된 공통 변인들을 추출하여 범주화하였다. 독립변인의 하위구분과 조절변인 등은 모두 범주형 변인이다.
• 자료의 코딩은 저자, 출간연도, 논문유형, 논문제목, 연구대상, 연구지역, SW 교육 방식, 실험결과 데이터 등으로 구분하여 코딩 처리하였다. 개별 논문에서 복수의 집단을 대상으로 교육프로그램을 적용하고 결과를 각각 제시하였다면 각각을 개별 사례로 판단하고 코딩하였다. SW 교육방식에는 언플러그드컴퓨팅은 조사되지 않았고, 프로그래밍은 EPL과 일반적인 프로그래밍 교육을 구분하였다.
• 검색 키워드(key-word)로 ‘컴퓨팅 사고력’, ‘계산적 사고’, ‘computational thinking’ 등을 사용하여 원문이 공개된 문헌들을 수집하였다.
• 연구문제와 코딩한 자료를 바탕으로 연구모델을 설정하였다. SW 교육프로그램이 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 효과크기를 측정하는 메타분석에서 독립변인을 다양한SW 교육프로그램 및 여러 교육방식으로, 종속 변인은 컴퓨팅 사고력으로 설정하고, 조절변인은 수집된 공통 변인들을 추출하여 범주화하였다.
• 이 연구에서는 분석 대상 논문들의 특성을 파악하기 위해 개발된 코딩 매뉴얼을 사용하였다. 자료의 코딩은 저자, 출간연도, 논문유형, 논문제목, 연구대상, 연구지역, SW 교육 방식, 실험결과 데이터 등으로 구분하여 코딩 처리하였다.
• 이 연구에서는 분석 대상 논문들의 특성을 파악하기 위해 개발된 코딩 매뉴얼을 사용하였다. 자료의 코딩은 저자, 출간연도, 논문유형, 논문제목, 연구대상, 연구지역, SW 교육 방식, 실험결과 데이터 등으로 구분하여 코딩 처리하였다. 개별 논문에서 복수의 집단을 대상으로 교육프로그램을 적용하고 결과를 각각 제시하였다면 각각을 개별 사례로 판단하고 코딩하였다.

대상 데이터

• 이 과정을 통하여 검색된 논문은 총 944편이었고, 석·박사 학위 논문이 304편, 국내학술지 논문이 640편이었다.
• 이 연구는 SW 교육프로그램과 관련된 요인의 효과에 관한 메타분석을 수행하기 위해 2018년 5월 7일부터 12일까지 6일간, 한국교육학술정보원(RISS) 웹사이트에서 확인 가능한 2018년 5월 현재까지 국내에서 발표된 학위 논문 및 학술지 논문을 검색 대상으로 하였다.

데이터처리

• 메타분석은 코딩된 데이터를 바탕으로 CMA(Comprehensive Meta Analysis) 3.0 프로그램을 사용하였다
• 이 연구의 메타분석 모델의 변인별 효과크기 차이를 알아보기 위해 무선효과모형으로 변인별 하위군 분석(subgroup analysis)을 실시하였다

성능/효과

• 782%로 ‘중간 크기’의 이질성을 갖고 있었다[7]. 그래서 이 연구의 분석대상 논문들은 이질성이 상당한 자료임을 확인하였고, 사회과학적 실험연구는 이질성이 상당하다는 특성을 고려했을 때,무선효과모형(random-effects model)으로 분석하는 것이 타당하다고 판단되었다[7].
• 둘째, SW 교육 방식 중 EPL을 활용한 교육프로그램이, 연구대상은 대학생이, 연구지역은 중소도시/읍면지역에서 더 효과가 큰 것으로 확인되었다. 그래서 컴퓨팅 사고력 향상에 EPL 교육방식이 필요하며, 대학생에 대한 교양컴퓨터 강좌와 중소도시/읍면지역에서의 SW 교육은 효과적인 결과를 보장하므로 더욱 증진되어야하겠다
• 3333px;">796)를 나타내었으며, 95% 신뢰구간이 ‘0’보다 큰 구간을 포함하고 있기 때문에 컴퓨팅 사고력 신장에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다[7]. 따라서 SW 교육프로그램은 컴퓨팅 사고력 향상에 전통적인 수업도구들보다 통계적으로 유의미한 영향을 미치며, 그 향상 효과가 중간 수준인 것으로 확인되었다.
• 연구대상에 따른 효과크기 중 유의미한 결과가 나타난 대상은 초등학생과 대학생이고, 효과크기의 차이에 따른 결과는 대학생(Hedges' g=0.721)이 초등학생(Hedges' g=0.638)보다 컴퓨팅 사고력 향상에 더 효과적인 것으로 확인되었다.
• 첫째, SW 교육프로그램이 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 전체 효과가 중간 효과크기(Hedges' g=0.643)를갖는 것으로 나타나, SW 교육프로그램은 학생들의 컴퓨팅 사고력을 중간 정도의 효과로 향상시키는 교수·학습방법임을 확인하였다.
• 첫째, 학생들을 대상으로 한 SW 교육이 컴퓨팅 사고력에 영향을 미치는 전체 효과크기는 어떠한가?
• 컴퓨팅 사고력 향상에 유의미한 영향을 미치는 SW 교육방식은 EPL(Hedges' g=0.755, 95% CI: 0.578∼0.933), 피지컬컴퓨팅(Hedges' g=0.525, 95% CI:0.262∼0.788)이었고, EPL이 가장 효과가 좋았고, 다음으로 피지컬컴퓨팅 방식인 것으로 확인되었다.

후속연구

• 그러나 국내에서 다양한 SW 교육프로그램으로 컴퓨팅 사고력 향상에 대한 많은 연구가 진행되었지만,이들 연구들이 컴퓨팅 사고력 향상에 어떤 효과를 보이는지, 그리고 얼마나 영향을 미치는지에 대한 일반화된 결과를 도출하는데 한계가 있다. 그래서 각 연구들의 단편적인 결과를 통합 및 분석하여 SW 교육프로그램의 컴퓨팅 사고력 향상 효과를 보다 객관적으로 도출할 메타분석 연구가 필요하다.
• 이 연구로 컴퓨팅 사고력에 미치는 효과크기 차이가 발생하는 원인을 판별하지 못했다. 그래서 후속연구로 SW 교육 프로그램 적용에서 보다 효과적인 적용 변인을 찾기 위한 연구로, 보다 다양한 변인을 선별하여 효과크기 차이가 발생하는 원인을 구현하는 연구가 필요함을 확인하였다.
• 이 연구로 컴퓨팅 사고력에 미치는 효과크기 차이가 발생하는 원인을 판별하지 못했다. 그래서 후속연구로 SW 교육 프로그램 적용에서 보다 효과적인 적용 변인을 찾기 위한 연구로, 보다 다양한 변인을 선별하여 효과크기 차이가 발생하는 원인을 구현하는 연구가 필요함을 확인하였다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
컴퓨팅 사고력에 대한 SW 교육의 실제적 효과	기존 SW 교육 관련 연구들을 조사 및 수집하여 메타분석을 통해 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 전체 효과크기의 산출과 다양한 변인에 따른 효과크기를 확인하여 컴퓨팅 사고력에 대한 SW 교육의 실제적 효과를 객관적으로 확인하고 일반화하는데 있는 본 연구의 연구문제는?	첫째, 학생들을 대상으로 한 SW 교육이 컴퓨팅 사고력에 영향을 미치는 전체 효과크기는 어떠한가? 둘째, 학생들의 컴퓨팅 사고력에 관한 효과크기는 SW 교육방식, 연구대상, 연구지역 등에 따라 차이가 있는가?
컴퓨팅 사고력	Wing(2006)이 말한 컴퓨팅 사고력이란?	Wing(2006)은 컴퓨팅 사고력을 복잡하고 구조화되지 않은 문제들을 창의적으로 해결 할 수 있는 사고체계라고 하였다[2]. 그리고 2015 개정 정보과 교육과정에서는 컴퓨팅 사고력(computational thinking)을 컴퓨터 과학의 기본 개념과 원리를 바탕으로 실생활 및 다양한 학문 분야의 문제를 창의적으로 해결하는 능력으로 말하였다[1].
SW 교육의 목적	SW 교육의 목적은?	SW 교육의 목적은 창의적 문제해결 능력을 향상시키기 위한 인지적·정의적 영역의 발달에 있고, 그 중 특히 컴퓨팅 사고력 향상에 있다[1]. 2015 개정 정보과 교육과정에서 제시한 구체적인 SW 교육 교수․학습방식은 크게 교육용 프로그래밍 언어(EPL)을 포함한 프로그래밍(programming), 로봇교육을 포함한 피지컬컴퓨팅(physical computing), 놀이로 배우는 언플러그드컴퓨팅(unplugged computing) 등으로 구분된다[1]

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