본 연구에서는 동양미래대학 컴퓨터정보공학과의 캡스톤디자인 관련 교과목을 소개하고, 2015년 1년 동안의 운영 사례를 통하여 컴퓨터공학 분야의 캡스톤디자인 모델을 제안한다. 2015학년도 1학기와 2학기에 각각 운영된 '시스템분석설계'와 '졸업작품(종합설계)'에 대한 운영 사례에서 수업 일정과 내용 등을 제시하고, 컴퓨터공학 분야에서 창의적 문제해결 능력을 갖춘 현장실무형 인재양성을 위한 캡스톤디자인의 성공적인 운영을 위해 캡스톤디자인 모델의 수행 단계를 교과목계획, 프로젝트계획, 개발 구현, 결과보고, 학생 및 교과목평가, 교과목환류의 6단계로 제안하며, 각 단계에서의 주요 사항을 제시한다. 본 연구의 캡스톤디자인 모델의 특징은 거시적인 관점에서 '교과목계획'과 '교과목환류'와 같은 사전 사후 단계의 필요성과 중요성을 제시하며, 소프트웨어공학 요소인 프로토타입과 형상관리 등을 활용한다는 점이다.
The purpose of this study is to make a Result analysis on the Free Inquiry Method of Elementary school student. Also, this study investigates how free inquiry activities effect the science creative problem solving ability and science process skills of Elementary school student. For this study 150, third year, elementary School students from Busan City were selected. The Inquiry examined the effectiveness of each of the following free inquiry methods: the Program Based Learning method, the Project method, the Independent Investigation Method, the Small Group Inquiry Method, and the Science Notebooks Method. The students were divided into groups in which they incorporated the respective methods into their practice. Test showed the following results: First, the Science Notebooks Method activities proved to be much more effective than the Program Based Learning method, the Project method, the Independent Investigation Method, the Small Group Inquiry Method, and the Science Notebooks Method in terms of developing on science creative problem solving ability. Second, the Project method activities proved to be much more effective than the Program Based Learning method, the Independent Investigation Method, the Small Group Inquiry Method, the Science Notebooks Method in terms of developing on science process skills.
대부분의 로봇 학습도구가 성적 및 사교육능력이 우수한 집단 학생들의 창의성교구로 사용되고 있으며 아직, 재량활동시간 등의 정규교과 수업에 접목하여 사용되고 있지 않다. 본 연구는 비교적 저렴한 라인트레이서를 교구로 사용하여 학업성취도가 평균 이하인 초등학생 5학년들이 정규교과목과 연계하여 로봇학습을 할 수 있도록 12차시 분량의 교육과정과 교재를 개발하였다. 최적성을 확인하기 위해 학업성취 수준이 학년 평균 이하의 학생들을 대상으로 학습시킨 후 평가하였다. 각 차시별 학습결과를 산출물 중심으로 성취수준을 평가한 결과로 학업성취도가 낮은 학생들이 대부분의 교육과정 내용을 충분히 이해하는 수준으로 평가되었으며 본 연구에서의 실행경험을 통해 학업성적이 비교적 낮은 초등학생들이 정규교과 과정과 연계한 로봇교육 성공 가능성을 확인하였다.
본 연구에서는 초등학생의 프로그래밍 학습을 효과적으로 조력하기 위해 새로운 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용한 프로그래밍 학습의 가능성을 제시하고자 하였다. 스크래치 프로그래밍 학습 내용은 프로그래밍 과정에서의 학습자의 내적 동기 유발을 위한 전략과 복잡한 인지 능력 향상을 위한 창의적 문제해결 수업모형(CPS)을 토대로 구성하였다. 설계된 학습 내용을 초등학교 6학년 재량활동 시간에 적용한 결과, 스크래치 프로그래밍 학습은 학습자의 내재적 동기와 문제해결력 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 최근 정보통신기술교육 운영지침의 개정으로 프로그래밍 교육과 알고리즘 교육이 초등학교에서도 필요하게 되었고 학교 현장의 여건 등을 고려해보면 본 연구를 통해 설계된 교수 학습 전략을 기반으로 한 스크래치 프로그래밍 학습은 의미 있는 선택이며 기존 프로그래밍 교육의 문제점 해소를 위한 적절한 대안이 될 수 있을 것이다.
현재 전문대학의 자동차 학과에서 제공되는 교육이 이론교육에 치우쳐 실제 산업현장에서 적용과 응용능력에 문제점이 있다고 지적이 있어왔다. 이 연구는 창의적인 자동차설계 능력을 배양하기 위하여 A 대학의 모터스포츠 전공에서 차량 공기역학에 $CO_2$ 경주차 설계를 수행한 성공적인 수업내용의 사례를 살펴본다. $CO_2$ 모형 경주차 제작 규정, 제작 과정, 성능 시험 등시 제시 되었으며, $CO_2$ 모형 경주차의 속도 및 항력이 측정되었다. 공학설계가 학생들의 학습에 미친 영향을 알아보기 위하여 2008년 봄 학기에 설문조사를 실시하였다. 설문조사에 따른면 학생들의 공학설계 능력과 만족도에 높은 가치를 부여하였다.
이 연구에서는 중학교 1학년 수학교실에 도입한 배움공동체 교수 학습 방법의 효과를 수학성취도와 수학에 대한 태도의 두 측면에서 조사하고자 하였다. 이를 위하여 서로 다른 중학교 1학년 각각 1개 학급을 선정한 후에 한 학기 동안 각각 배움공동체 교수 학습 방법과 교과서 기반 설명식 교수 학습 방법을 적용하였다. 연구 결과, 중학교 1학년 학생의 수학 성취도는 두 교수 학습 방법 사이에 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 반면에, 수학에 대한 태도는 배움공동체 교수 학습 방법으로 학습한 학생이 교과서 기반 설명식 교수 학습 방법으로 학습한 학생보다 유의미하게 더 긍정적인 것으로 나타났다. 특히, 수학에 대한 태도의 7가지 하위 영역 중에서 수학에 대한 호기심, 과제집착력과 의지, 창의적 사고, 수학 수업 참여 등의 4개 영역에서 유의미한 차이가 있었다.
이 연구에서는 PBL교육방법 및 교수법의 기초공학에 적용 예제로써 그 핵심 요구사항들인 높은 전공지식(the learner acquisition of critical knowledge), 고도의 문제해결 능력(problem solving proficiency), 학습자 중심의 학습전략 (self-directed learning strategies), 및 집단참여 기술(team participation skills)을 구현하기 위해 ET 헬스기구를 활용하여 물성과 생체 사이의 물리변수의 단위 통일, 실험 데이터의 오차범위 계산, 시스템이 물성과 생체를 포함하는 에너지보존법칙과 운동방정식 유도, 및 데이터의 패턴 해석 능력을 기르도록 하였다. 이 연구에서는 ET 기구가 PBL 교육방법과 교수법을 채택하는 좋은 예제가 될 수 있음을 보여준다. 수업계획은 한 학기용으로 준비되었으며 학습자가 주도적으로 그리고 창의적으로 실험수행을 하고 그 결과를 분석을 하도록 주어진 세 가지 PBL 프로젝트에 대해 얻어진 최종결과는 (1) 집단 A의 문제에 대해 얻어진 운동속도(km/s) 대 에너지 소비량(Cal) 도표의 기울기는 23.5o였으며, (2) 집단 B의 문제에 대해 얻어진 체중감량(kg) 대 에너지 소비량(Cal)의 도표의 각도범위는 15.0o ~ 26.5o 이었고, 마지막으로, (3) 집단 C의 문제에 대해서 운동 거리(km) 대 체중감량(kg) 도표의 각도변화는 51.0o 이였다.
2015 개정 교육과정은 창의 융합형 인재 양성을 목표로 정보교과에 SW교육을 포함시켜 교육과정을 운영하고 있다. 본 연구는 개정된 SW교육과정에서 추구하는 역량을 분석하여 컴퓨팅 사고력을 주요 역량으로 규정하였으며, 2018학년도 1학기에 정보교과에서 SW교육을 받은 A중학교 1학년을 연구대상으로 선정하였다. SW교육 전과 후 컴퓨팅사고력에 대한 설문조사를 실시하여 수집된 95명의 자료 중 83개의 자료가 분석에 사용되었으며, 대응표본 t-test를 통해 유의성을 확인하였다. 또한, SW교육을 통해 학습한 컴퓨팅의 개념, 수행, 관점을 산출물 기반 인터뷰를 통해 분석하였다. 분석 결과, 컴퓨팅 사고력의 하위 요인 중 비판적 사고력, 창의성, 알고리즘적 사고, 문제해결력이 유의하게 상승하였으며, SW교육 수업을 통해 새로운 개념, 수행, 관점을 습득했음을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 본 연구는 2018년 처음 도입된 중학교 정보교과에서 소프트웨어 교육 설계 및 실행에 대한 시사점을 제공하는데 연구의 의의가 있다.
본 연구는 4차 산업혁명 시대의 융합교육을 수업에 적용하고 이를 통해 창의적 문제 해결 능력을 이루어 낼 수 있는 프로그램의 차후 발전 방향을 제안하는 것을 목적으로 한다. 연구 방법으로는 해외 코딩 교육의 사례를 조사하고, 유아와 학부모를 대상으로 심층 인터뷰를 진행하였다. 사례 조사와 심층 인터뷰 결과 첫째, 유아들이 집에서도 선행 및 복습을 할 수 있도록 하는 것 둘째, 유아 스스로 참여하도록 흥미로운 놀이의 프로그램을 제공하는 것 셋째, 코딩에 대해 접근이 부족했던 부모들을 위한 별도의 프로그램을 제공하여 부모들과 유아가 함께 학습하도록 하는 것이 중요하다. 향후 연구에서는 단점들을 보안하여 국내 특성에 맞게 기존의 코딩 교육과 흥미로운 교육을 접목시켜 진행될 수 있도록 구체적인 제안으로 긍정적인 효과가 있을 것으로 기대한다.
본 연구의 목적은 의사결정 트리 기반 인공지능 융합교육프로그램을 개발하고 이를 적용함으로써 교육적 효과를 탐색하는 것이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 준비, 개발, 개선의 3단계 절차를 통해 연구를 수행하였으며 개발된 인공지능 융합 교육 프로그램은 창의적 문제 해결 과정의 '문제의 이해', '아이디어 탐색 및 개발', '실현', '평가'의 4단계로 구성되었다. 특히 이 교육프로그램은 프로그래밍을 포함하지 않는 언플러그드 활동으로서, 프로그래밍을 포함하여 인공지능 기술을 수업시간에 다루는 교과인 초등 실과, 주니어 공학교육의 일환인 기술·가정, 정보 이외의 교과에서도 인공지능 융합교육을 실행할 수 있다는 점에서 주목할 만하다. 즉, 특정 교과가 아닌 대부분의 교과에서 인공지능 기술을 융합하여 교육할 수 있다는 것을 보여주는 것으로서 교과 내용에 다수 포함되고 있는 분류 개념을 교육할 때 인공지능 기술의 개념과 원리를 활용할 수 있는 현장 적용 가능성을 확인했다는데 큰 의의를 가진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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