급격한 IT 환경의 변화에 따라 스마트 시대의 다양한 디지털 데이터가 폭발적으로 증가하고 있다. 이에 따라 다양한 영역에서 빅데이터를 활용한 서비스와 관련 기술들이 연구 및 개발되고 있다. 스마트교육에 있어서 빅데이터의 활용도는 학생, 교사, 학부모 등의 입장에서 많은 잠재력을 지니고 있다. 본 논문에서는 빅데이터에 대해 알아보고, 교육적 활용 시나리오에 대해서 살펴본다. 또한 빅데이터를 통한 맞춤형 교육 서비스를 도출하고, 이를 활용할 수 있는 방안을 제안하고자 한다. 이를 위해 교육용 빅데이터 처리 기술을 분석하고, 빅데이터 처리를 위한 시스템을 설계하고, 교육용 빅데이터를 활용하기 위해서 필요한 교육 서비스 방안을 제시하였다. 이러한 방안이 제대로 적용될 수 있는지 시범적으로 업무과 교육을 위한 클라우드 기반에서 동작하는 테스트 플랫폼을 구현하였다. 이를 교사들이 직접 사용해 보고 나서, 업무와 교육에서의 흥미도, 즐거움, 도구 사용 느낌, 긴장감이나 걱정, 자신감 등을 토대로 설문을 실시하고, 그 결과를 분석하여 교육용 빅데이터를 사용하기 위한 기반을 마련하고자 한다.
앱 인벤터는 프로그래밍의 결과물이 실제 기기에서 동작한다는 장점 때문에 프로그래밍 교육 도구로 사용되고 있다. 하지만 아직까지 초 중등 교육에서 앱 인벤터의 프로그래밍 교육 활용에 대한 장점과 단점에 대한 연구가 부족하고, 효과적인 교육 방안에 대한 논의가 활발히 이루어지고 있지 않다. 본 연구는 효과적인 초 중등 앱 인벤터 교육 방안을 마련하기 위하여 앱 인벤터를 학습한 교사와 학생의 반응을 분석하여 앱 인벤터 교육 방안 설계시에 고려해야 할 내용을 도출하였다. 연구 결과 프로그래밍 교육 도구로서 앱 인벤터는 실제적인 경험을 주고, 학습자가 쉽게 접근할 수 있는 장점이 있었다. 학습자가 앱 인벤터 학습을 위한 사전 지식이 필요하다는 점과 기기를 사용하는 방법을 적절히 계획해야 한다는 점이 단점으로 꼽혔다. 이러한 앱 인벤터의 장점과 단점을 고려하여 초 중등 학습자에게 앱 인벤터를 활용한 프로그래밍 교육 방안을 제시하였다.
본 연구에서는 초 중등 학생들의 눈금 읽기 능력과 측정도구의 용도 및 단위에 대한 개념을 조사했다. 초등학생 72명, 중1 학생 69명, 중3 학생 80명의 학생을 대상으로 수행 평가 및 지필 평가를 실시했다. 눈금읽기 능력을 평가하기 위해서 개별 수행 평가를 실시했는데, 학생 개개인은 서류 봉투의 가로 세로 길이, 물의 온도, 물의 부피 등을 실험실에서 주로 사용하는 주어진 측정 도구를 사용하여 측정했다. 측정 도구 및 단위와 관련된 개념을 평가하기 위해서는 그림과 사진이 그려진 질문지를 사용했다. 눈금 읽기 능력 면에서 각 학년마다 적지 않은 측정오차를 내는 학생이 있음이 드러났으며 특히 질량이나 부피 측정의 경우 그 수가 더욱 증가했다. 측정 도구에 대한 학생의 개념 조사 결과 학생들은 물리량 개념이 정확하지가 않아 측정 도구가 측정할 수 있는 물리량을 제대로 지적하지 못했다. 또한 단위에 대해서도 혼동이 있어서 특히 질량, 무게, 부피나 힘의 단위 등을 어려워하고 있음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 교수자에게 학습자의 지식 요소별 진단을 해 주는 것이 가능한 지능형 온라인 퀴즈를 저작할 수 있도록 해주는 교육용 소프트웨어에 대하여 소개한다. 이 도구는 베이지언 추론망을 활용하여 학습 요소들 간의 관계를 표현함으로써 학습자 모델을 설계하고 베이지언추론에 의해 학습자의 지식을 추론하는 진단 엔진을 자동적 생성한다. 또한 이 도구는 온라인 퀴즈 페이지를 생성하며 퀴즈 풀이 후에 학습자 보고서를 제시하며 학습자 개인별로 부족한 학습 요소를 보충하기 위한 콘텐츠를 제공하는 기능을 갖추고 있다. 저작도구 자동생성 기법에 따라 개발된 이 지능형 온라인 퀴즈 저작도구는 학습자 개인의 부족한 학습 요소를 파악함으로써 그 진단 결과에 따른 학습전략 수립과 다음 학습 내용 선택 그리고 부족한 지식 요소를 보강하기 위한 보충학습을 수행하는데 도움을 주는 것으로 나타났다.
컴파일러와 언어구현 교과목은 컴퓨터과학 교과과정에서 오랫동안 중요한 주제로 인식되어 왔다. 그것은 컴파일러에 관한 지식이 프로그래밍 언어와 시스템을 이해하는 데에 중요한 역할을 할 뿐 아니라, 컴파일러 기술이 많은 응용 영역에서 활용될 수 있기 때문이다. 그러나 제한된 자원과 시간적 제약 때문에 컴파일러 기술을 효과적으로 전달하기 위해서는 많은 노력이 필요하다. 본 논문에서는 교육용 컴파일러 개발환경인 Edu-IDEC을 이용한 컴파일러 수업모형을 제시한다. Edu-IDEC는 로봇 플랫폼에서의 컴파일러 개발환경으로서, 컴파일러 제작도구, 레퍼런스 컴파일러, 구문트리 시각화도구, 목적언어 시각화 도구, 로봇제어기, 그리고 로봇시뮬레이터 등의 기능이 있으며, 이클립스 플러그인 기반으로 동작한다. 그리고 제시된 모형을 실제 수업에 적용하여 그 평가결과를 제시한다.
로봇 교육은 학생들의 논리적 사고와 문제 해결력 향상에 적합한 학습 도구이나, 초등학교에서 효율적인 로봇 교육을 위해서 개발된 교육과정이나 교재 그리고 전문교사를 위한 연구 자료가 거의 없다. 본 연구에서는 초등학생의 논리 및 문제 해결 능력을 신장하기 위한 도구로서 로봇의 교육적 활용에 대하여 조사 연구하였다. 초등학교에서 로봇과 관련된 내용을 교육과정에 도입하기 위하여 논의되어야 할 것이 무엇인지 조사 분석하고, 현재 개발되어 있는 교육용 로봇의 종류와 특성 등에 대하여 조사하였다. 그리고 재량활동 시간 등을 통해 로봇 교육을 실제로 담당하게 될 교사들을 대상으로 초등학교 학생들에게 효율적 로봇 교육을 위한 설문을 통하여 견해를 분석하였다. 분석된 내용을 바탕으로 초등학교 교육과정에 도입하기에 적당한 로봇의 조건, 적절한 내용, 로봇의 형태, 교수 학습 방법 등을 제시하였다.
본 연구의 목적은 SW융합교육을 위한 골드버그 장치 기반의 교육 도구를 개발하는 것이다. 2015개정교육과정에서는 효과적인 SW교육을 위하여 다양한 교과와의 융합을 강조한다. 특히 물리 교과는 순차적인 움직임, 에너지의 수치화, 시뮬레이션 등 컴퓨팅 사고력과 밀접한 연관성을 갖고 있어 SW융합교육의 소재로 자주 사용된다. 본 연구에서는 물리적인 지식, 개념, 조작 등을 활용하는 골드버그 장치를 기반으로 한 교육용 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 효과성 검증을 위해서 델파이 검증을 통해 설문 문항을 개발하였으며 이를 기반으로 기초 만족도 조사를 실시하였다. 그 결과 개발된 프로그램은 SW융합교육을 위한 프로그램으로 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 나타났다.
교육부의 2015년 개정 교육과정 개편으로 중학교 정보교과가 필수로 지정된 후 초등학교와 고등학교에도 순차적으로 적용되고 있으며 대학 역시 프로그래밍 교육을 강화하고 있다. 아두이노는 프로그래밍 교육을 위해 사용되는 도구 중 하나로 아두이노를 사용한 프로그래밍 교육의 유용성은 다양한 사례 연구를 통해 입증되었다. 하지만 교육용으로 사용되는 기존 아두이노 호환 키트는 하드웨어 관련 지식 없이는 사용이 쉽지 않으며, 키트 설계 시 주어진 방식 이외의 방법으로 확장하기 어려운 등의 문제점이 있다. 이 논문에서는 기존 아두이노 호환 키트가 가지는 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 키트 설계를 제안한다. 제안하는 설계는 기존 키트에 비해 사용성과 확장성이 뛰어나며 하드웨어 및 프로그래밍에 대한 친숙도에 따라 다양한 방식으로 활용할 수 있다. 제안하는 설계는 특허로 등록되었으며 등록된 특허를 바탕으로 키트 개발이 진행 중에 있다.
본 연구의 목적은 중학생용 수학학습양식 판별도구를 개발하여 선호유형을 범주화하는 것이다. 개발된 수학학습양식 판별도구로 976명의 중학생을 대상으로 설문조사하여 16가지의 수학학습양식 유형이 존재하는지를 확인하였고 이를 선행 연구들과 비교 분석하였다. 또한 수학학습양식의 각 요인에 따른 양식별 남녀 학습자, 학년별 학습자의 분포에 어떠한 차이가 있는지 분석하였다. 수학학습양식 판별도구를 통해서 학습자의 인지적 정의적 학습양식을 파악함으로써 수학학습에 대한 학습자 특성을 전체적으로 파악하여 획일화된 수업형태에서 벗어나 개별화 수업으로 나아갈 수 있는 방향을 제시하고자 한다.
학습자간의 협력 작업은 교육용 저작 시스템의 효율성을 결정짓는 중요한 요소 중의 하나이다. 기존의 저작 시스템에서도 다양한 저작 기능이 채용되고 있지만 초보자들이 동료 학습자로부터 도움을 받거나 저작과 학습을 병행하는 것에는 관심이 부족하다. 이에 따라 본 연구에서는 수학적 언어와 학습자간 협력 작업을 이용한 수학교과용 언어기반 저작도구를 설계 및 개발하고, 그 타당성을 검증하였다. 본 연구는 언어기반 저작을 통한 자료 제작의 편리성, 수학적 언어 적용에 따른 저작과 학습의 병행, 네트워크 협력 작업을 통한 학습자간 공조를 주된 내용으로 하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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