오늘날 미국과 영국 등을 포함한 세계 주요국가에서는 미래사회에 경쟁력을 기르기 위한 방법으로 소프트웨어교육을 내세우며 컴퓨팅 사고력 기반 문제 해결을 위한 소프트웨어 교육을 정규 교육과정에 포함 시키고 있다. 이에 우리나라도 교육부에서 '2015 개정 교육과정'에 소프트웨어 교육을 포함시키고, 초등 소프트웨어 교육의 목표를 '컴퓨팅 사고력과 건전한 정보윤리의식을 바탕으로 알고리즘과 프로그래밍을 체험하여 실생활의 다양한 문제를 이해하여 컴퓨팅 사고력을 가진 창의 융합 인재를 기르는 데에 목표가 있다'라고 발표하였다. 또한 소프트웨어 교육의 방향과 운영에 필요한 내용들 중에 교육 현장에서 소프트웨어 교육을 하기에 부족한 초등 소프트웨어 교육 시수의 적절한 확보와 교수 학습 방법의 연구가 필요한 것으로 발표하였다. 이에 소프트웨어 교육 목표에 부합하고, 초등학교 현장에서 부족한 소프트웨어 교육 시수 해소와 소프트웨어 교육 활성화를 위한 초등 소프트웨어 융합 교육 지도의 실제를 연구해 보기로 하였다.

인공지능과 로봇을 중심으로 하는 4차 산업혁명은 더 이상 미래의 일이 아닌 현실로 받아들여지고 있다. 영국, 미국, 일본 등의 주요 선진국을 중심으로 4차 산업혁명을 선도할 수 있는 소프트웨어 전문가 양성에 국가적 사활을 걸고 교육과정을 개편하여 운영 중에 있고, 우리나라도 2018년, 올해부터 소프트웨어 교육 중심의 '정보'교과를 중학교에서 34시간 이상 필수로 이수하도록 하였다. 본 논문에서는 교구 중심의 사교육 기반으로 이루어지고 있는 국내의 유아대상 소프트웨어 교육을 진단하기 위해 국내외 유아 소프트웨어 교육의 현황을 분석하고, 향후의 접근 방향에 대해 제안하였다. 유아대상 소프트웨어 교육은 소프트웨어 교육 전문가 뿐만 아니라 유아교육 전문가, 교육학 및 교육공학 전문가 등 관련 전문가들의 종합적으로 논의하여 프로그램을 개발하여야만 인터넷, 스마트폰, 게임 과의존 등 부작용을 최소화할 수 있을 것이다.

현재 세계의 IT 업계의 핵심은 하드웨어에서 소프트웨어로 그 중심이 빠르게 이동되고 있다. 이에 따라 세계 각국들은 SW교육의 필요성을 파악하여 SW교육을 정규교과과정에 도입시키려는 노력을 하고 있다. 그 중 에스토니아는 '정보' 과목을 개설하여 프로그래밍 교육을 실시하고 있다. 우리나라는 2015 개정 교육과정 총론을 발표하였으며 오는 2018년부터 초 중 고등학생을 대상으로 SW교육이 실시된다. 따라서 본 연구에서는 에스토니아와 국내의 SW교육과정을 비교하여 국내 SW교육의 한계점을 분석하고 개선방안을 도출하여 국내 SW교육의 발전에 기여하고자 한다.

사회적인 요구와 어플리케이션에 대한 여러 긍정적인 교육 효과로 인해 어플리케이션 개발 교육을 위한 시도가 초 중등학교에서 이루어지고 있다. 블록형 어플리케이션 개발 도구가 개발되어 있지만 프로그래밍 환경과 운영체제의 국한, 기기 관리의 활용과 난이도의 문제로 초등학교 저 중학년 학생에게는 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 초등학교 중학년 학생들의 프로그래밍 의사소통 능력을 향상시키기 위한 페이퍼 프로토타입 기반의 어플리케이션 개발 교육 모델을 제안하려 한다.

테크놀로지의 중요성이 증가함에 따라 다양한 영역에 테크놀로지가 활용되고 있다. 교육에서도 효과적인 학습을 촉진하기 위하여 테크놀로지를 도입하고 있다. 하지만 테크놀로지에 대한 교사의 지식 부족으로 인하여 맹목적인 테크놀로지 활용이 이루어지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 TPACK 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 김성원과 이영준(2017)은 프로그래밍을 도입한 TPACK-P 교육 프로그램을 개발하였다. TPACK-P 교육 프로그램은 예비 교사의 Technological Pedagogical Knowledge (TPK), Pedagogical Content Knowledge (PCK), Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK) 발달에는 효과적이었지만, Technological Content Knowledge (TCK)에는 영향을 주지 않았다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 프로그래밍 기반 수업 사례 탐색 및 분석을 보완한 TPACK-P 교육 프로그램을 개선하였다. 개선한 TPACK-P 교육 프로그램이 예비 교사의 TPACK에 미치는 영향을 살펴보기 위하여, K 대학에 다니고 있는 예비 교사 20명을 대상으로 개선한 TPACK-P 교육 프로그램을 적용하였다. 예비 교사의 TPACK 변화를 살펴보기 위하여 박기철과 강성주(2014)의 TPACK 검사 도구를 사용하였다. 이러한 실험을 통하여 TPACK-P 교육 프로그램은 예비 교사의 TPACK 향상에 효과적인 것을 확인할 수 있었다. 또한, TPACK의 모든 세부 영역의 발달에 효과적인 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 단일 집단을 대상으로 개선한 교육 프로그램을 적용하였다. 향후 연구에서는 대조군을 설정하고, TPACK-P 교육 프로그램이 예비교사의 TPACK에 미치는 영향을 비교 분석하여야 한다.

정보통신 기술의 발달로 정보윤리교육은 더 강조되고 있지만 청소년의 사이버 폭력, 저작권 침해 등 역기능 노출 현황은 전혀 줄어들고 있지 않다. 그 원인 중 하나는 "안다"는 도덕적 인지와 "실천한다"의 도덕적 행동이 불일치한 것으로 볼 수 있으며, 도덕적 인지가 도덕적 행동으로 이어지지 않는 문제점을 해결해야 한다. 또한 2015개정교육과정의 등장으로 SW교육의 중요성이 대두되었지만 여전히 교육 시수는 부족하여 정보윤리교육은 상대적으로 소홀해질 가능성이 높다. 이에 본 논문에서는 선행 연구들을 분석하여 실천력을 강화시킬 수 있는 전략들을 살펴보고 정보윤리의식과 컴퓨팅사고력을 동시에 향상시킬 수 있도록 교육용프로그래밍언어와 정보윤리교육을 연계하여 정보윤리 실천력을 강화시킬 수 있는 EPL기반 정보윤리 교육프로그램을 개발하였다.

프로그래밍 언어 교육에서 일반적으로 학습자들은 블록 기반 프로그래밍 언어에서 텍스트 기반 프로그래밍 언어 순서로 학습한다. 블록 기반 프로그래밍 언어나 텍스트 기반 프로그래밍 언어는 여타의 프로그래밍 언어들과 마찬가지로 프로그래밍의 기본 논리는 동일하나, 형태, 언어적 특성 및 사용 등에 대하여 다소 차이가 있다. 따라서 본 연구에서는 학습자들의 블록 기반 프로그래밍 언어에서 텍스트 기반 프로그래밍 언어로의 유연한 학습 전이를 돕기 위한 프로그램의 설계 방안을 선행 조직자의 제시, 학습 콘텐츠의 체계화, 단순하고 직관적인 화면 구성으로 제시하였다.

학업성취도를 결정짓는 중요한 변인 중 한 가지는 학습에 대해 학습자가 가지는 흥미이다. 따라서 보다 효과적인 로봇 프로그래밍 교육을 위해서는 학생이 로봇에 대해 가지는 흥미를 높여주는 것이 필요하다. 본 연구에서는 초등학생이 로봇에 대해 가지는 흥미를 향상시키기 위해 WeDo 2.0을 활용한 로봇 프로그래밍 교육을 실시한 후 효과를 검증하였다. 그 결과, WeDo 2.0을 활용한 로봇 프로그래밍 교육이 로봇 학습에 대한 흥미와 로봇 학습에 대한 자신감 향상에 효과가 있음을 알 수 있었다. 그러나 본 연구는 WeDo 2.0 활용 로봇 프로그래밍 교육을 실시한 집단만을 대상으로 하여 진행되었으므로 통제집단과의 비교를 통해 보다 정확한 변인을 조사하는 후속 연구가 진행될 필요가 있다.

교육 학습은 미래사회 부(富)를 창출하는 인간중심의 가치지향적 무형자본을 키울 수 있는 원동력이며, 기술 사회의 변화는 미래형 교육 학습 환경의 혁신을 촉구하고 있다. 최첨단 학습환경은 학습자의 학업성과를 높이는데 효과적으로 작용하고 있으며, 교육현장에서의 다양한 학습전략 및 핵심 교육기술 도입 활성화를 통해 학습자의 자발적 학습동기가 촉구될 수 있다. 본 연구에서는 제 4차 산업혁명이 도래하고 있는 현 시점에서 디지털배지에 대한 도입 현황 및 해외 우수사례 분석을 통한 유의미한 시사점을 도출하고, 이를 통해 활용적 측면 및 성과적 측면에서 우리나라 미래교육 학습 현장에 효과적으로 적용할 수 있는 방안들을 제시하고자 한다.

교육데이터마이닝은 다양한 교육 환경에서 생성되는 막대한 양의 데이터를 활용하여 학습자들의 학습 유형, 학습 진도를 분석, 예측하고 교육 성취를 효과적으로 향상시키는 것을 목적으로 한다. 효과적인 교육데이터마이닝 결과를 얻기 위해서는 교육데이터에 대한 정제 과정이 필요하며 DBSCAN 클러스터링을 통해 교육데이터에 포함된 노이즈 데이터를 제거하고 생성된 각 클러스터에서 동일한 비율로 데이터를 추출함으로써 편향되지 않은 표본 데이터를 생성할 수 있다. 하지만 DBSCAN은 두 개의 전역 매개변수에 의해 다양한 밀도분포를 가지는 클러스터를 생성할 수 없다는 문제점이 있으며 이는 교육 데이터를 정제함에 있어 치명적인 문제점이 될 수 있다. 본 논문에서는 DBSCAN의 문제점을 개선하고 클러스터링 정확도를 향상시키기 위해 고정된 매개변수를 사용하지 않고 각 밀도분포에 대해 최적의 입력 매개변수를 결정함으로써 다양한 밀도분포를 가지는 클러스터들을 효과적으로 생성하는 C-DBSCAN을 제안한다.

스카이라인 질의는 지배라는 개념을 활용, 주어진 데이터로부터 데이터를 대표할 수 있는 데이터들을 탐색하기 때문에 사용자의 요청에 부합하는 최적의 결과를 탐색하거나 기업에서 의사결정을 이루기 위해 사용되는 등 넓은 활용을 보이고 있다. 하지만 스카이라인 질의는 데이터의 차원이 증가하는 경우 전체적인 성능의 감소와 함께 스카이라인으로 선택되는 데이터의 수가 급증하여 사용자에게 유용한 결과를 반환하지 못하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 Top-k 질의 기반의 방식이나 군집화 기반의 기법을 적용한 방식의 스카이라인 질의들이 새롭게 제안되고 있지만 이들은 데이터의 편향이나 사용자로부터 입력된 k에 큰 영향을 받는 등 해당 질의 결과가 데이터들을 충분히 대표하거나 다양성을 만족시키지 못했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 해시 색인 기법과 군집화 기법인 DBSCAN을 통해 주어진 데이터들을 충분히 대표함과 동시에 다양성을 만족할 수 있는 새로운 방식의 스카이라인인 CHI-SQ의 이론적 배경을 제안하고자 한다.

스카이라인 질의는 데이터들 사이의 비교 연산을 통해 지배되지 않은 데이터들의 최소 집합을 스카이라인으로 탐색하며 이때 지배되지 않고 스카이라인으로 선택된 데이터들은 지배된 데이터들을 대표하게 된다. 이러한 특징은 금융, 네트워크, 웹서비스 등 다양한 분야에서 스카이라인의 활용을 이끌어냈다. 하지만 스카이라인 질의는 데이터의 양이나 차원의 수가 증가하는 경우 전체적인 성능이 크게 감소하는 문제를 야기하기 때문에 이를 해결하기 위한 다양한 기법들이 연구 및 제안되고 있다. 하지만 실제 스카이라인 질의를 활용하기 위해서는 객관적 성능 평가를 통해 주어진 상황에서 최적의 성능을 보일 수 있는 기법을 선택해야할 필요가 있지만 기존의 연구들은 성능 평가에 있어 각 기법이 목표한 문제들에 대한 단편적인 실험을 진행하고 있기 때문에 이들을 객관적으로 평가하기 위해서는 새로운 스카이라인 성능 평가 방법이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기에 앞서 스카이라인 질의 기법의 객관적 성능 평가를 위한 품질 요소 선택 기준을 선택하기 위해 기존 연구들에 대한 조사와 분석을 진행한다.

산업현장에서 각광받고 있는 짝 프로그래밍 기법을 교육에 적용한 사례를 분석하고, 이를 통해 정보 교과 역량 요소 중 컴퓨팅 사고력과 협력적 문제해결력에서 가질 수 있는 시사점에 대해 서술하였다. 그러나 현재 짝 프로그래밍에 대해 선행연구가 부족하기 때문에, 차후 이를 확장하여 다양한 분야에서의 연구를 필요로 하는 한계점을 지니고 있다.

거꾸로 교실의 성패에 중요한 역할을 하는 온라인 예습 활동은 학습의 성패를 좌우하지만 이 예습활동은 학습자에게 부담의 요소로 작용한다. 따라서 온라인 예습활동에 참여도와 흥미도를 높여 줄 수 있는 방안으로 온라인 강의 시스템에 게임화 요소를 추가하여 그 효과성을 비교 분석하고자 한다. 본 논문은 유튜브 링크를 이용한 전통적인 온라인 학습과 게임화 요소가 적용된 온라인 강의 시스템을 이용한 예습활동의 참여도와 학업성취도가 차이를 보이는지, 또 온라인 강의 시스템의 단어게임결과와 학업성취도의 결과가 연관성이 있는지, 온라인 강의 시스템의 단어게임의 랭킹 시스템은 학습자들의 흥미와 재미를 높여 주었는지 알아보고자 한다.

공무원 교육시스템에서 역량 개발의 관심은 공공부문의 우수인재 양성의 측면과 개인의 역량 개발을 통한 국민의 눈높이에 맞는 행정서비스를 위해 매우 필요하다고 할 수 있다. 인터넷과 통신 기술에 기반을 두어 대규모 학습자에게 무료로 제공되고 있는 MOOC의 도입과 2015년 한국형 무크(K-MOOC)의 시작으로 평생교육, 대학교육, 기업교육은 물론 공무원의 교육훈련 프로그램에서도 MOOC의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 공무원의 역량 개발의 관점에서 K-MOOC의 활용방안과 현재 진행 중인 Gov-MOOC에 대한 활성화 방안을 토대로 공무원 교육훈련제도의 개선방안을 제언하고자 한다.

미래형 인재의 필요성과 시대의 변화 및 요구를 반영하여 전 세계적으로 메이커 운동이 일어나고 메이커 활동의 교육적 가치를 인정받아 새로운 교육방법이자 패러다임으로서 우리나라의 메이커 교육도 점차 확산되고 있다. 하지만 학교 교육과정에서 활용할 메이커 교육 콘텐츠는 부족한 실정이며 2015 개정교육과정에 따라 소프트웨어 교육을 뒷받침하고, 초등학교에서 학교 교육과정의 변화를 받아들이면서 창의융합형 인재를 양성할 수 있는 소프트웨어 교육이 이루어질 수 있도록 디자인 사고 기반 메이커 교육프로그램을 개발하고자 한다.

4차 산업혁명의 본격화로 과거 효율성과 생산성이 중점이 되던 경영 패러다임에서 벗어나 혁신, 창의성, 유연성이 대두되는 경영 패러다임으로 변화되고 있다. 이러한 변화된 환경 속에서는 조직 구성원들의 창의적인 업무수행이 조직에게 경쟁우위를 가져다주는 새로운 지식과 아이디어의 원천이면서 동시에 기업이 지속적으로 성장하고 살아남기 위한 필수 요소가 된다. 조직 및 상사의 강제적 견인보다는 구성원들 스스로 목적의식을 가지고 업무를 수행하는 과정에서 창의적 업무수행은 가장 잘 발현될 수 있으며, 본 연구를 통해 창의적 업무수행 과정에서 가장 핵심이 되는 내재적 동기부여의 관점에 초점을 맞추어 게이미피케이션 메커니즘과 접목시켰을 때 조직구성원들에게 동기부여를 발현시킬 수 있는지에 대해 연구하고자 한다.

증강현실은 기존과는 다른 컴퓨팅 환경에 대한 경험을 제공하여 학생의 흥미와 관심을 유발할 뿐만아니라 증강된 현실에서 추가적인 학습자원을 제공할 수 있다는 장점이 있다. 이로인해 최근들어 증강현실을 활용한 다양한 교육환경과 차별화된 교육콘텐츠가 제시되고 있고, 교육적인 효과를 확인하고자 하는 연구들이 수행되고 있다. 본 연구는 기존 증강현실에 기반한 학습콘텐츠에 상호작용성을 향상시킬 수 있는 텐지블 인터페이스를 추가하여 학습자가 자유롭게 탐구할 수 있는 교육환경을 설계하는 것을 목적으로 한다. 설계를 구체적으로 진행하기 위해 2015 교육과정의 과학교과의 내용을 토대로 증강현실에 기반한 텐저블 과학실험실을 제안하였다.

최근 유치원생과 초등학교 저학년생을 대상으로 프로그래밍 경험을 제공하기 위한 목적으로 다양한 텐저블 프로그래밍 도구들이 개발되고 있다. 개발된 텐저블 프로그래밍 도구들은 순차, 분기, 반복 등의 프로그래밍 개념을 손으로 조립하거나 쌓는 등의 구체적인 조작을 통해 프로그래밍 활동을 체험하도록 설계되었다. 하지만, 텐저블 프그래밍 도구가 순차, 반복, 분기, 변수, 함수 등의 프로그래밍의 개념을 일부만 반영하고 있어 프로그래밍 개념에 대한 체험이 완전하게 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 기존에 개발한 텐저블 프로그래밍 도구인 B-Bricks에 조건에 따른 분기와 반복 개념을 추가하여 설계하는 연구로, B-Bricks를 사용하여 조건문과 반복문을 설계하였다.

사회가 복잡하게 변화됨에 따라 온난화 등의 해결하기 어려운 새로운 문제들이 등장하고 있다. 이를 효과적으로 해결하기 위해서는 창의력과 절차적인 사고가 요구되며 이러한 능력을 키우기 위해 소프트웨어 교육이 필요하다. 이에 따라 2015개정 교육과정에서 정보교과의 비중이 증가하였으며, 2018학년도부터는 중학교 정보교육이 의무화되었고, 그 동안 실제 생활에 접목하여 문제 해결력 및 컴퓨팅 사고력을 향상 시킬 수 있는 피지컬 컴퓨팅이 도입되었다. 하지만 고등학생의 경우 이전 교육과정에서 새롭게 도입되었기에 피지컬 컴퓨팅 수업이 진행되기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 고등학생의 피지컬 컴퓨팅 구현 능력 향상과 이를 통해서 문제 해결력 향상에 어떠한 영향이 있는가를 알아보기 위해서 피지컬 컴퓨팅 교육 프로그램을 위한 과정으로 오래된 운영체제에서만 사용이 가능한 구형 프린터기의 드라이버를 최신 운영체제에서도 사용이 가능하도록 프린터 드라이버를 커스터마이징하여 윈도우 10에서도 사용이 가능하도록 하는 소프트웨어 교육을 설계하였고 이를 고등학생에게 적용하기 위하여 학생들의 사전 사후 검사를 실시하고자 한다. 자원의 재활용과 환경적인 측면에서 그 동안에는 신제품 구입 후 빠른 IT환경의 발전 및 변화로 멀쩡한 하드웨어를 폐기하고, 최신 운영체제에 대응하는 하드웨어를 새롭게 구입해야 했으나, 본 교육과정을 통해 각 가정에 있는 구형 프린터의 재사용을 위한 프린터 드라이버 제작이라는 선순환적인 교육목적을 추구하며 소프트웨어 교육이라는 본질 측면에 좀 더 가까이 다가가며, 해당 하드웨어 제품에 대한 소프트웨어의 저작권 교육도 함께 진행할 수 있으며, 잘 만들어진 소프트웨어의 경우 새로운 시장을 창출할 수 있도록 하는 계기가 될 것이다. 학생들의 흥미에서는 좋은 반응을 보였으나 실제 문제 해결력을 위해서는 저변 확대가 필요함을 알 수 있었다. 오래된 구형 하드웨어를 최신 운영체제에서도 사용할 수 있도록 하는 과정에서의 실생활에 적용되는 유용한 피지컬 컴퓨팅을 보다 효과적으로 사용하기 위해서는 프로그램의 설계에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이다.

다양한 분야의 지식을 통합하여 활용하는 융합 교육은 학생들에게 컴퓨터 프로그래밍을 좀 더 쉽게 접하고 익힐 수 있는 기회가 될 수 있다. 이 연구는 갯벌에서 서식하는 생물을 탐구하기 위해 라즈베리파이라는 초소형 컴퓨터를 활용하여 학생들이 코딩을 경험하고, 실험하고, 관찰하는 과정을 통해 자신이 알고 있는 과학적 지식을 활용하거나 새로운 지식을 습득하는 일련의 과정들을 면담이나 비디오 관찰과 같은 질적 연구방법으로 접근하였다. 프로젝트가 끝나고 진행된 면담에서 학생들은 프로젝트 수행의 경험을 바탕으로 프로젝트가 끝난 후에도 계속적인 관심을 갖고 실생활에서 유용하게 사용하고 있음을 알 수가 있었다.

음성인식 기술이 인공지능의 핵심 연구 분야로 떠오르면서 음성인식 기술은 인공지능(AI)과 결합하여 음성비서, 자율 주행차, 실시간 음성검색, 음성 통역 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대되고 있다. 문자가 아닌 음성으로 검색하는 새로운 검색 시장이 확대되면서 '음성이용자인터페이스(VUI: Voice User Interface)' 인 음성비서 서비스 기능을 가진 인공지능(AI) 스피커 시장 경쟁이 시간이 갈수록 가열되고 있다. 이에 인공지능 스피커의 등장배경부터 현재 국내외 음성인식 기기 소개 그리고 앞으로의 교육의 방향에 맞는 음성인식 기기의 교육적 활용 방안에 대해서 알아보고자 한다.

이 연구는 초등 교사들의 SW 교육 연수 참여 시간에 따른 행태를 알아보기 위한 목적을 갖고 기존까지 진행된 초등 교사 대상 SW 연수에 대한 중간 점검을 하고자 하는 목적을 갖고 있다. 이 연구를 통해 다음을 제안한다. 1)여자 교사를 대상으로 하는 30시간 연수를 중점적으로 운영하고 적극 참여할 수 있게 유도하는 방법을 강구해야하고, 2)대도시와 읍면지역의 초등 교사들을 대상으로 SW 교육 연수에 관심을 갖게 할 흥미위주의 연수 프로그램을 강구해야하고, 3)교사의 SW 수업과 연구 활동의 저변확대를 위해 초등 교사들이 61시간 이상 SW 연수 프로그램에 참여할 수 있도록 종용해야 한다. 이 연구를 통해 앞으로 진행될 초등 교사 SW 연수 프로그램의 방향을 수정 보완하길 바라며, 보다 체계적인 연수 진행으로 인해 초등 교육 현장의 SW 교육 시작의 어려움이 최소화될 수 있기를 기대한다.

NCS 기반 교육과정은 산업현장의 국가직무능력(National Competency Standards: NCS)을 고교 직업교육과정에 적용한 2015 개정 교육과정이다. 따라서 전문교과 교사는 학습자가 학습 종료시점에 NCS 수행준거를 만족하는 역량을 갖추도록 교육할 수 있는 교수역량을 필요로 한다. 이에 본 연구는, NCS 기반 교육과정 '전자' 교과의 실무과목, 학습모듈, NCS를 분석하여, 기초과목이나 실무과목으로 편성되지 않은 마이크로 프로세서 기본 역량에 대한 선수지식을 여러 영역에서 요구하고 있음을 밝혔다. 그러므로 NCS 기반 교육과정의 원활한 운영을 위해 '전자' 교과 교사는 마이크로프로세서관련 지식, 기술, 태도에 대한 교수역량을 강화할 필요가 있고, 학습모듈과 NCS는 수정 보완될 필요가 있음을 제안한다.

본 연구에서는 컴퓨팅 사고력 평가도구로써 비버 챌린지 문항을 활용하기 위하여 문항반응이론을 통해 비버 챌린지 문항을 분석하고, 비버 챌린지에서 기존에 제시하는 난이도와 문항반응이론을 통한 난이도 간의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과 비버 챌린지는 쉽고 변별력이 높은 검사로 나타났으나, 비버 챌린지에서 제시하는 난이도와 문항반응이론을 통한 난이도 간의 상관관계는 없었다. 난이도에 따라 가점과 감점이 이루어지는 비버 챌린지 채점 기준을 고려할 때 정확한 컴퓨팅 사고력 측정을 위해서는 난이도에 대한 수정 및 보완이 필요하다.

4차 산업혁명의 특징 중 하나는 생산과 소비의 결합이다. 이제는 소비자가 직접 구매할 물건의 생산에 관여하고, 직접 필요한 물건을 생산한다. 이는 다양한 제작도구들이 보편화되면서 가능해졌다. 이런 흐름으로 세계적으로 메이커 운동, 메이커 교육이 주목받고 있다. 메이커들은 실생활의 문제를 해결하기 위해 창의적인 문제해결 방법을 활용하여 무언가를 만들고 공유한다. 이런 공유문화는 메이커들의 축제인 메이커 페어에서 쉽게 확인할 수 있다. 창의적인 메이커를 교육을 통해 길러내야 될 필요성을 공감하고 있으며, 메이커 교육을 학교 현장에 적용하기 위한 방법으로는 디자인 사고가 있다. 디자인 사고 프로세스는 실제 제품을 사용할 소비자에게 공감하여 이해한 뒤, 다양한 대안을 찾는 확산적 사고, 주어진 상황에서 최선의 방법을 찾는 수렴적 사고의 반복을 통해 결과물을 도출하는 창의적 문제해결 방법이다. 현재 온라인과 오프라인 상에서 다양한 메이커 교육이 이뤄지고 있다. 이를 학교에 도입하여 학생들을 가르치기 위해서는 교사의 역량이 중요하다. 아무리 좋은 교육이라도 교사들이 모른다면 학생들을 가르칠 수 없기 때문에 메이커 교육을 학교 현장에 투입하기 위해서는 메이커 교육을 위한 교사 연수 프로그램 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 디자인 사고 기반 메이커교육을 위한 초등교사 연수프로그램을 개발하고자 한다.

본 연구는 대학원생의 연구 수행을 위한 학술적 역량 진단 및 평가를 기반으로 하여 성취 과정을 지원하는 대학원생의 표준 학술능력 진단평가 도입을 제안하고자함을 목적으로 하였다. 이를 위하여 호주 시드니 대학교의 대학생 학업능력 진단평가 모델인 MASUS(Measuring the Academic Skills of University Students A Diagnostic Assessment)를 연구대상으로 선정하고 질적연구 방법 중 도구적(instrumental) 사례연구를 선택하였다. 이에 따라, 자료 수집 단계에서 시드니대학교 학습지원센터 관계자와의 반구조화된 면대면 인터뷰 및 문헌자료를 정보원으로 하여 자료를 분석함으로써 MASUS의 특징과 시사점을 도출하였다. 이를 기반으로 학문적 소양으로서의 글쓰기 능력의 의미와 중요성을 고찰하고, 이를 통해 대학원생 학술 역량 진단평가 도입의 당위성을 부여하였다. 본 연구를 통해 향후 모든 대학원에서 범용적으로 적용할 수 있는 객관적이고 신뢰도 높은 표준 진단평가 모델을 개발하여 긍정적인 진단문화를 형성할 수 있기를 바라는 바이다.

노인복지회관에서 어르신들을 대상으로 스마트폰 사용법 도움 봉사활동을 하면서, 어르신들의 스마트폰 사용과 관련된 관심 주제 및 어려움을 겪는 부분에 대해 사전에 진행된 조사 결과[1]를 바탕으로 그 오프라인에서 반복적으로 교육되던 내용과 노인 대상의 UI설계 사항들을 고려하여 직접 사용할 수 있는 활용교육용 앱을 설계하고 프로토타입을 개발하였다. 이 앱은 기존의 오프라인 봉사활동와 연계하여 사용한다면 시간과 비용, 그리고 내용면에서 더 효율적이 될 것으로 기대된다.

오늘날 스마트폰, 태블릿과 같은 모바일 디바이스가 등장하고, 무선 네트워크의 기술이 향상되면서 모바일 쇼핑 이용률이 높아지고 있다. 이에 따라 택배의 사용률도 증가하고 있는데, 택배를 수령하는 일반적인 방법으로 직접 수령하는 것과 공동 택배 보관 장소를 통해 수령하는 것이 있다. 그러나 이러한 방법들은 택배기사와 시간을 정해야 하는 번거로움, 택배기사를 위장한 범죄, 그리고 공동 택배 보관 장소에서의 택배 분실 등과 같은 문제점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 1인 가구와 택배 수령에 어려움을 겪는 가구를 위한 개인 택배 보관 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 안드로이드 어플리케이션에서 택배에 부착된 바코드를 스캔하여 그 정보를 아두이노와 블루투스 통신을 통해 전달한다. 이때, 아두이노는 미리 저장된 운송장 번호와 수신한 운송장 번호를 비교하여 택배 보관 시스템의 잠금 장치를 열고 닫는다.

교통 체증은 차량 이용이 대중화된 지금 많은 문제를 야기하고 있다. 교통 정체로 인한 시간 허비, 장시간 운전으로 인한 운전자의 피로 증가, 매연 배출로 인한 환경 오염 촉진 등 교통 체증은 사회적으로 무시할 수 없는 여러 문제들을 불러온다. 이에 본 연구는 신호 체계 개선에 초점을 두어 유전 알고리즘을 이용한 도시 규모의 유동성 연동 신호 체계를 구현하고자 하였다. 이를 위하여 교통 시뮬레이션 프로그램 SUMO를 이용하여 실험 환경을 조성하고, 4개의 사거리와 16개의 사거리, 그리고 선릉역 인근의 실제 도로망에서의 최적 신호 주기를 탐색하였다. 실험 결과 4개의 사거리의 경우 유전 알고리즘 적용 전의 초기 설정에 비해 자동차들의 평균 이동 시간이 31.1% 감소, 16개의 사거리의 경우 6.2% 감소, 실제 도로에서는 1.1% 감소함을 확인할 수 있었다. 따라서 유전 알고리즘을 이용한 새로운 교통 체계는 교통 정체를 완화하는 효과가 있으며 본 연구를 실제에 적용한다면 도시 규모의 도로망에서 시간대 별로 교통 흐름을 최적화하는 맞춤형 신호 주기를 구할 수 있을 것이다.

최근 하드웨어의 컴퓨팅 능력이 좋아짐에 따라 기계학습 분야가 주목받고 있다. 이에 따라 많은 양의 데이터를 처리하기 수월해졌으며 수많은 데이터들을 기계학습 알고리즘을 통해 학습시키기 간편해졌다. 이러한 발전으로 기계학습이 적용되는 분야 또한 넓어져 교육 분야에도 활발히 적용되고 있다. 본 논문은 SVM(Support Vector Machine)을 사용하여 교실 내 좌석과 시간에 따른 졸음을 예측하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법을 통해 교사들은 학생들의 졸음을 사전에 방지 하여 수업 진행에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

대한민국의 대표적인 구기 종목 중 하나인 농구는 입문 시 기본 동작에 적응하고 기본 규칙을 이해하기 위해 많은 시간이 소비된다. 또한 기존 농구 학습 분야에서 평가 수행 시 평가 대상자의 실력을 정량적으로 도출하는 것이 힘들어 중 고등학교 체육교과의 수행평가에서 객관적인 평가가 이루어지기 힘들었다. 본 연구에서는 이러한 농구 학습의 한계점을 해결하기 위하여 3축 자이로 센서와 스위치가 적용된 웨어러블 시스템을 기반으로 농구 학습을 도와주는 동작인식 기법을 제안한다. 그리고 실험을 통하여 제안하는 동작인식 기법의 성능을 검증하였으며, 생활체육 활성화를 통한 국민 건강증진과 객관적인 수행평가 실현에 기여할 것으로 기대된다.

본 논문에서는 2015 개정 교육과정에 기초한 중학교 '정보' 교과서의 '문제 해결과 프로그래밍' 단원에 대한 탐구적 경향을 분석하였다. 연구에서는 3종의 교과서를 대상으로 Romey의 분석방법을 적용하였으며, 4개의 분석요소인 본문, 자료, 활동, 평가에 대한 분석을 통해 탐구적 경향을 확인하였다. 분석 결과에 따르면, 두 권의 교과서는 3개의 분석요소에서 탐구적 경향이 높았으며, 한 권의 교과서는 1개의 분석요소에서 탐구적 경향이 높은 것으로 파악되었다.

본 연구에서는 2015 개정 교육과정에 의해 새롭게 도입될 피지컬 컴퓨팅의 개념과 교육적 효과 그리고 학습 환경의 중요성을 이해하고, 피지컬 컴퓨팅 학습 환경에 대한 현장 초중등 교사들의 인식을 조사하고 분석하였다. 이를 바탕으로 초중등 학교에서 피지컬 컴퓨팅의 효과적인 학습을 위한 피지컬 컴퓨팅 학습 환경의 기준을 제안하였다.

ICT를 기반으로 한 기술융합의 속도와 범위가 확대되는 4차 산업혁명에 따라, 기업 및 산업의 혁신환경변화에 대한 능동적 대응방안 수립 필요성이 중요하게 인식되고 있으며 학부생들의 직업역량 강화를 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 직업역량 강화를 위한 다양한 교과와 비교과과정 프로그램의 효율적인 관리를 위한 전산시스템의 중요성이 강조되고 있으나 기존의 경력개발 시스템은 학교행정중심으로 개발되어 그 본연의 기능을 충실히 수행할 수 없었다. 이에 운영자들의 의견을 반영하여 학생-교원-직원-기업 등 주체에 차별적 Benefit을 제공하며, 경력개발에 실질적 도움을 줄 수 경력개발서비스 시스템을 구현하기 위한 요구분석과 시스템 설계를 진행 하였다.

2015개정 교육과정에서 학생들이 문제를 효과적으로 해결하는 방법이 중요하며 이를 키우기 위해 컴퓨팅 사고력이라는 방법으로 접근하고 있으며 이를 위해 정보교과는 2015개정 교육과정의 핵심 역량으로 지정하였다. 이에 컴퓨팅 사고력을 높이는 방법으로 프로그래밍 교육을 적용하고 있으며 보다 프로그래밍 교육의 효과를 높이기 위해 여러 방법을 적용하고 있으며 피지컬 컴퓨팅의 활용이 방법으로 제기되고 있어 관련연구들이 지속적으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 피지컬 컴퓨팅의 활용이 프로그래밍 교육에 긍정적인 역할을 수행하는가에 대한 문제를 해결하기 위해 관련 연구를 수집하여 메타분석을 진행하였다. 분석결과 피지컬 컴퓨팅을 활용한 프로그래밍 교육은 비교대상 대비 19.9%의 향상을 나타냈다.

인공지능 기술의 발달과 함께, 4차 산업 혁명에 관한 사회적 논의가 이슈화됨에 따라 교육 학계도 변화의 목소리를 높이고 있다. 지식기반 사회에서 컴퓨터 활용 역량이 강조되면서, 코딩/소프트웨어 교육 등 테크놀로지 기반 교수학습이 교과목과 관계없이 주목받고 있다. 최근에는 오픈소스를 만드는 사람들에 대한 긍정적 인식이 생겨나면서부터, 그들을 메이커라 지칭하고 메이커를 양성하기 위한 운동이 확산되기 시작하였다. 학계에서도 이 운동을 수용하려고 시도하였으나, 관련 연구에서는 기존 테크놀로지 기반 교수학습과 구분되는 특성을 명백하게 보여주지 못했다. 본 연구는 메이커 교육의 시론적 연구로서, 이재호와 장준형(2017)이 제안한 메이킹 역량을 중심으로 이를 키워줄 수 있는 피지컬 컴퓨팅 교구를 조사하였고, 동시에 활용 가능성을 제안하였다. 초기에 제안된 교구의 활용방안은 현장 교사 3인의 전문가 검토를 받았으며, 그들이 제공한 조언을 참고하여 수정하였다. 보완된 활용방안은 메이킹 역량을 구성하는 분석역량, 설계역량, 구현역량으로 구분하여 제시하였다. 이를 통해 메이커 교육의 이론적 발전과 확산에 기여하고자 하였다.

블록체인은 전 세계적으로 주목받고 있는 기술이다. 이에 다양한 분야에서 블록체인을 활용하려는 시도가 이루어지고 있으나, 교육에 블록체인을 접목하려는 시도는 매우 부족하다. 이에 대한 시도로서 본 논문에서는 블록체인 기반 소셜 미디어를 교육적으로 활용할 방안을 논하였다. 이를 위하여 블록체인 기반 소셜 미디어의 특징과 활용 사례를 살펴본 결과, 특징으로는 소셜 미디어 상의 자정 작용과 자체 암호화폐 시스템이 있었으며, 그러한 특징을 활용한 긍정적 사례들도 존재하고 있었다. 본 논문에서는 이를 바탕으로 블록체인 기반 소셜 미디어를 교육에 적용하기 위한 방안으로 융합교육 프로그램과 크라우드 펀딩을 제안하였다.

최근 급속히 발전하고 있는 콘텐츠 제작 기술을 활용하여 가상현실 콘텐츠를 제작하고 학습 도구로 활용하는 사례가 증가하고 있다. 학습 자료로써 사진이나 동영상과 같은 정적인 콘텐츠의 의존에서 벗어나, 상호작용적인 가상현실 콘텐츠를 학습에 활용하는 연구의 중요도가 높아지고 있다. 학습자가 기상 현상과 같이 입체적이고도 동적으로 변화하는 소재를 가상현실에서 능동적으로 체험한다면, 학습효과가 높아질 것으로 예상한다. 최신 실시간 컴퓨터 그래픽스 기술과 그래픽스 하드웨어는 기상 현상을 사실적으로 재현할 수 있는 수준으로 이미 발전해 있다. 이러한 최신 기술이 컴퓨터를 활용한 기상학 교육에서 활용할 수 있다. 본 연구에서는 실시간 볼륨 구름 시뮬레이션을 구현하여 상용 게임 엔진에 탑재하고, 이를 기반으로 기상학 학습용 가상현실 콘텐츠를 제작하는 방법에 대해서 논한다.

본 연구는 SW교육 기초연수를 수강하는 SW교육 초급교사의 SW교육 교수효능감을 측정하고, 그 현황을 파악하여 이를 바탕으로 수강자의 SW교육 교수효능감을 신장시킬 수 있는 연수를 기획 및 수행하는 기초자료를 마련하고자 수행되었다. 연구 결과 SW교육 기초연수에 참가한 교사의 SW교육 교수효능감 중에서 교사 자신의 교수능력에 대한 개인적 판단인 개인효능 영역에서 연령, SW교육 경험에 따라 큰 차이가 존재함을 확인할 수 있었다. 따라서 SW교육 기초연수에서 5년 미만의 저경력 또는 20년 이상의 고경력 교사와 SW교육 경험이 전혀 없는 교사의 개인효능을 향상할 수 있는 방법을 고민하고 이를 연수에 반영할 필요가 있다는 시사점을 도출하였다.

유치원의 자유선택활동은 유아 스스로 놀이활동을 계획하고 이에 따라 활동영역을 선택하여 수행하는 자기 주도적 활동이다. 교사는 이러한 활동을 통해 유아들이 또래와의 친밀도와 사회적 관계를 파악할 수 있다. 이러한 활동은 현장에서 교사의 임상적인 관찰에 의해 자유선택활동의 평가와 분석이 대부분 이루어지고 있으므로 교사들이 모든 유아들의 활동 정보를 파악하기 힘든 현실이다. 본 연구는 효과적으로 이러한 활동 정보를 파악할 수 있도록 IoT(Internet of Things) 기술을 이용하여 유아들의 자유선택 활동 영역과 활동 시간을 파악할 수 있는 시스템을 설계하고 이를 구현하였다.

교육부는 다양한 체험 활동을 통해 입시 위주의 교육과 경쟁 위주의 교육에서 벗어나서 창의적 인재로 성장할 수 있도록 자유학기제를 실시하고 있다. 디자인 씽킹은 공감과 관찰을 통해 문제를 정의하고 해결책을 생각하여 실제 현실적으로 만들어보는 단계를 거치면서 융합적 사고를 통해 창의적으로 문제를 해결하는 방법이다. 본 논문에서는 디자인 씽킹 기반의 3D 모델링 수업 사례를 소개하고 체험과 참여를 기반으로 하는 자유학기제 취지에 적합한 수업 방안을 제안하고자 한다.