The Effects of Algorithm Learning with Squeak Etoys on Middle School Students' Problem Solving Ability

Many former researchers demonstrated that algorithm learning has a positive outcome on students' problem-solving abilities. One of the methods for algorithm learning, the 'programming learning' method is highly effective. However, there are numerous constraints in schools for programming learning. This study attempts to overcome these issues. Squeak Etoys, one of the educational visual programming languages for easy and interesting learning, has been selected as a learning tool. We developed the algorithm-learning curriculum for middle school students. They were divided into a control group and an experimental group. The students learned on the basis of equal curriculum but, they used other learning tools through over a total 6 sessions. The result showed that Squeak Etoys based Algorithm learning has a positive effect on improving middle school learners' problem solving abilities, self-efficacies and logical thinking abilities. Although the students' logical thinking abilities in the experimental group are improved a lot more than the students' abilities in control group, the students' logical think abilities in the both groups are improved. Therefore, algorithm education in secondary schools are necessary. In conclusion, Squeak Etoys based Algorithm learning has a positive effect on problem solving ability and self efficacy. The developed curriculum can be applicable as a basis for study on algorithm learning and educational programming language.

Squeak Etoys 활용 알고리즘 학습이 중학생의 문제해결력에 미치는 영향

알고리즘 학습이 학습자의 창의적 문제해결력, 논리적사고력과 같은 고차원적인 인지 능력 향상에 도움이 되지만, 알고리즘 학습을 처음 접하는 어린 학습자들의 경우 인지적 부담으로 작용할 수 있다. 따라서 프로그래밍을 통한 알고리즘 학습에서 학습자의 인지적 부담을 감소시켜주고 알고리즘 학습에 대한 흥미와 동기 유발을 위한 새로운 교수 설계가 필요하다. 본 연구에서는 중학생의 알고리즘 학습을 위한 프로그래밍 도구로 비주얼 기반 교육용 프로그래밍 언어인 Squeak Etoys를 선정하고 이를 활용한 알고리즘 학습 프로그램을 설계하였다. 설계한 학습 프로그램을 실제 중학교 학습자들에게 적용한 결과, Squeak Etoys 활용 알고리즘 학습이 프로그래밍을 처음 접하는 초보 학습자들의 문제해결성향과 자기효능감, 논리적사고력 향상에 유의미한 영향을 주었음을 확인하였다. 특히 논리적사고력의 경우, 실험집단과 통제집단모두 유의미한 향상을 보였다. 이는 알고리즘을 설계하고 표현하는 과정에 대한 학습경험 자체가 논리적사고력 신장에 효과적임을 의미한다. 따라서 초 중등교육에서의 알고리즘 교육은 의미 있는 학습내용이라고 볼 수 있다. 그러나 Squeak Etoys 활용 알고리즘 학습을 진행한 집단이 통제집단에 비해 논리적사고력 향상의 정도가 유의미하게 높은 것은 Squeak Etoys와 같은 비주얼 기반 프로그래밍 학습 환경이 알고리즘 학습에 대한 외생적 인지부하를 감소시켜주고 문제해결성향 및 자기효능감에 긍정적인 영향을 줌으로써 논리적사고력과 같은 고등정신능력 향상에 도움을 준 것으로 해석할 수 있다. 이러한 연구 결과는 향후 새로운 교육과정 시행될 경우, 알고리즘 학습을 위한 교육용 프로그래밍 언어의 선정 및 교수 학습 설계에 유용한 지침을 제공해 줄 수 있을 것이다.