• 정보교육학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.393-401
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• 2017

본 연구의 목적은 학습자의 데이터 분석적 사고력 향상을 위한 딥러닝 기반 학습 시스템 개발 연구이다. 연구의 내용은 다음과 같다. 첫째, 데이터 분석적 사고력 향상을 위해 발견학습 모형에 딥러닝 기법을 적용하였다. 이는 데이터의 관계를 나타내주는 모델을 딥러닝 기법을 사용하여 생성하고, 새로운 데이터를 이 모델에 적용하여 데이터를 분석하는 과정을 경험할 수 있는 학습 방법이다. 둘째, 이 학습 방법에 따른 수업을 위한 딥러닝 기반 학습 시스템을 개발하였다. 딥러닝 기법을 사용하여 학습자가 입력한 데이터의 모델을 생성하고 적용할 수 있는 시스템을 개발하였다. 딥러닝을 적용한 발견학습 및 시스템 설계 연구는 데이터의 중요성이 더욱 커지는 미래 사회에서 학습자의 데이터 분석적 사고력을 향상시킬 수 있는 새로운 접근이 될 것으로 기대한다.

• 정보교육학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.917-925
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• 2021

본 연구의 목적은 모듈형 데이터 분석 도구를 활용하여 구성주의 기반의 교수학습방법을 구체화하는데 있다. 인공지능교육을 위한 내용기준에서 제시하는 인공지능이 적용된 도구로서 모듈형 데이터 분석도구가 갖는 가치와 의미를 살펴보고 컴퓨팅사고력을 기반으로 문제해결력을 기르는 단계와 과정을 살펴보고자 하였다. 모듈형 데이터분석 도구는 구성주의적 관점에서 동화와 조절을 통해 평형화를 이루는 과정에서 스키마를 형성하는 인지적 사고절차를 시각적으로 표현함으로서 인공지능에서 데이터의 구조를 형상화하는 특징을 갖고 있는 도구라는 장점을 갖는다. AI교육은 문제해결의 절차를 알고리즘으로 구현된 블랙박스로서의 표상화된 스키마를 적용한다는 점에서 데이터 분석의 모듈을 구조화하고 추상적 지식의 구조를 구체화하는 특징을 갖는다고 할 수 있다. 따라서 개념적 스키마와 내재적 스키마를 연결하는 도구로서의 장점을 갖는다는 점에서 모듈형 데이터 분석 도구의 활용가치를 살펴볼 수 있다.

• 정보교육학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.283-292
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• 2019

본 연구에서는 데이터 시각화 교육에 초점을 맞춘 언플러그드 교육 방식을 초등학교 3학년 학생들에게 적용하여 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 효과를 분석해 보았다. 현직 초등교사 60명과 초등학교 3학년 학생 124명을 대상으로 실시한 요구분석 결과를 바탕으로, 데이터 시각화의 절차에 따른 언플러그드 교육 프로그램을 개발하였다. 개발한 교육 프로그램을 초등학교 3학년 학생 24명에게 총 6일 동안 36시간의 수업을 진행하였다. 컴퓨팅 사고력 증진을 살펴보기 위해 계산적 인지력 검사지와 창의성 검사지로 실시한 사전 사후 비교 검사를 통해 적용한 프로그램의 효과를 분석하였다. 분석결과 데이터 시각화 교육에 초점을 맞춘 언플러그드 교육 방식은 초등학교 3학년 학생들의 '계산적 인지력'과 창의성에 유의미한 효과가 있는 것으로 확인되었다.

• 정보교육학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.751-759
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• 2021

본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 교육 방법으로 지역화 공공데이터를 활용한 인공지능 교육프로그램을 개발하고 그 효과를 검증하였다. ADDIE 모형에 따라 초등학생을 대상으로 사전 요구 분석을 진행한 결과를 바탕으로 프로그램 설계를 진행하였다. 지역화 공공데이터를 기반으로 머신러닝 포 키즈와 스크래치를 활용하여 인공지능 원리를 학습하고 공공데이터를 목적에 맞게 추상화하는 과정을 통해 문제를 해결하고 컴퓨팅 사고력을 향상할 수 있도록 교육 프로그램을 개발하고 적용하였다. 비버챌린지를 활용하여 사전·사후 검사결과를 통해 컴퓨팅 사고력의 변화 정도를 분석하였으며, 분석 결과 본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다.

• 정보교육학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.367-375
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• 2021

본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 신장을 위한 교육 방법으로 인공지능 교육 프로그램을 개발하여 적용한 후 그 효과를 검증하였다. 교육 프로그램은 ADDIE(Analysis-Design-Development-Implementation-Evaluation) 모형에 따라 사전에 초등학교 교사 100명을 대상으로 구글 설문을 이용하여 실시한 요구 분석 결과를 바탕으로 그 목표와 방향을 설계하였다. 머신러닝 포 키즈 중 블록 기반의 프로그래밍을 위해 스크래치를 사용하였고 숫자 데이터를 활용하여 인공지능의 원리를 학습하고 직접 문제를 해결하는 프로그래밍 과정에서 컴퓨팅 사고력을 향상할 수 있도록 교재를 개발하고 적용하였다. 비버챌린지를 활용하여 사전·사후 검사 결과를 통해 컴퓨팅 사고력의 변화 정도를 분석하였으며, 분석 결과 본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다.

• 정보교육학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.327-335
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• 2021

본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력을 향상시키기 위한 교육 방법으로 데이터 라벨링 중심의 머신러닝 교육 프로그램을 개발하여 적용한 후 그 효과를 검증하였다. 교육 프로그램은 현직 초등학교 교사 100명을 대상으로 실시한 사전 요구분석 결과를 바탕으로 설계 및 개발을 진행하였다. 개발한 교육 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 K 초등학교에 재학 중인 6학년 학생 17명을 대상으로 1일 2차시씩 총 6주간 12차시의 교육을 진행하였다. 해당 교육이 컴퓨팅 사고력 향상에 미친 효과를 측정하기 위해 ' 버챌린지(Bebras Challenge)'를 활용하여 사전 사후 검사를 진행하여 교육적 효과를 분석하였다. 분석 결과 데이터 라벨링 중심의 머신러닝 교육이 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 기여한 것으로 나타났다.

• 창의정보문화연구
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• 제7권4호
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• pp.207-215
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• 2021

컴퓨팅 사고력이 세계적으로 중요한 역량으로 주목받으면서 2015 개정 교육과정에서 SW 교육이 도입되었으며, 2018년부터 교육과정에 SW 교육이 적용되었다. 하지만 열악한 교육 환경에 있는 교육 소외계층은 SW 교육의 사각지대에 있으며, 체계적인 SW 교육을 받지 못하는 실정이다. 이에 본 연구는 코로나-19 집단 감염병을 통해 비대면 온라인 교육이 진행되고 있는 시점에서, 267명의 교육 소외계층 초등학생을 대상으로 비대면 SW 온라인 교육 프로그램을 시행하여 그 효과를 분석하였다. 추상화, 문제분해, 알고리즘, 자동화, 데이터 처리의 요소로 구성된 컴퓨팅 사고력 검사를 교육 전과 후에 실시한 결과 컴퓨팅 사고력 전체 점수와 다섯가지 모든 요소의 점수가 통계적으로 유의미하게 높아졌다(p<0.001). 다섯 가지 요소 중에서는 데이터 처리 점수에서 가장 높은 점수의 향상이 있었다. 이러한 결과는 비대면 SW 온라인 교육 프로그램이 교육 소외계층 초등학생들의 컴퓨팅 사고력 향상에 효과가 있음을 시사한다.

• 정보교육학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.337-346
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• 2021

사회 각종 분야에서 데이터 과학이 활용되는 비율이 높아지고 있음에도 불구하고 데이터 과학 교육 프로그램에 대한 연구는 비교적 미비한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생을 대상으로하는 데이터 과학 교육 프로그램을 개발하여 그 효과를 검증하였다. 피지컬 컴퓨팅 도구 중에 하나인 마이크로비트를 활용하여 데이터를 수집하는 프로그램을 제작해 보고, 수집된 데이터를 분석하여 결과를 도출하는 데이터 과학의 단계를 수행하는 교육 프로그램을 개발하였다. 00대학교 정보영재과정을 수강하고 있는 초등학생 6학년 10명을 대상으로 연구를 진행하였으며, 효과를 검증하기 위하여 컴퓨팅 사고력 사전·사후 검사를 실시하였다. 그 결과 본 연구를 통해 개발된 데이터 과학 교육 프로그램이 초등학생의 컴퓨팅 사고력을 향상시키는 데 유의미한 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 정보교육학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.219-230
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• 2017

본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 교육 방법으로 스프레드시트를 활용한 데이터 과학 교육프로그램을 개발하여 적용한 후 그 효과를 검증하였다. 교육 프로그램은 Rossett의 요구 분석 모형을 적용하여 초등학생 205명과 컴퓨터교육 전공 현직 초등교사 20명을 대상으로 실시한 사전 요구분석 결과를 바탕으로, 교수설계의 대표 모형인 ADDIE 모형의 절차에 따라 개발하였다. 개발한 교육 프로그램의 효과를 검증하기 위해 ${\bigcirc}{\bigcirc}$대학교에서 실시한 교육기부 프로그램의 지원자 표집에 의한 지원자 표본 20명의 학생을 대상으로 총 6일 동안 42차시 수업을 진행하였고 사전 사후 검사 결과를 통해 교육적 효과를 분석하였다. 분석 결과, 본 연구에서 개발한 교육 프로그램이 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
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• 한국컴퓨터교육학회 2018년도 하계학술대회
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• pp.3-6
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• 2018

2015 개정 교육과정에 따라 2019년 3월부터 초등학교 5~6학년 학생을 대상으로 소프트웨어 교육이 실시된다. 궁극적인 소프트웨어 교육의 목표는 컴퓨팅 사고력을 갖춘 창의 융합형 인재를 양성하는 것이다. 이를 위해 초등학교에서는 알고리즘과 프로그래밍의 체험을 통해 소프트웨어 기초 소양을 함양하는 것을 목표로 한다. 이러한 컴퓨팅 사고력을 수업에 효과적으로 적용하기 위해 전용주(2017)는 소프트웨어 및 컴퓨팅에 관련된 사고과정과 원리를 실생활의 소재와 관련지어 창의적이고 능동적으로 그 해결방안을 구현해가는 과정으로 제시할 수 있는 수업 구성 원리인 CT-CPS 수업 모형을 개발하였다. 또한 교육부는 2015 개정 교육과정 실시 전, 소프트웨어 교육을 위한 선도학교를 전국에 지정하여 운영하였다. 선도학교에서의 소프트웨어 교육과정을 분석한 결과 주로 컴퓨팅 사고력의 구성요소 중 알고리즘과 자동화에 초점이 맞춰져 있었다. 엔트리와 스크래치와 같은 블록 프로그래밍 도구를 사용한 코딩교육과 로봇교육을 주로 실시했고, 실제 문제에 대한 학생들이 자료를 직접 다루는 시간은 찾아보기 힘들었다. 컴퓨팅사고력 향상을 위해서는 학생들이 실제 자료를 수집, 분석, 표현해보는 활동이 반드시 필요하다. 이에 본 연구에서 NetsBlox을 활용하고자 한다. NetsBlox는 학생들에게 익숙한 블록형 프로그래밍 도구로 실제 데이터를 온라인상에서 쉽게 받아와서 수집, 분석, 표현을 하게 도와주는 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 초등학생을 위한 NetsBlox를 활용한 CT-CPS기반 프로그래밍 수업을 설계하고자 한다.