• 디지털융복합연구
• /
• 제10권11호
• /
• pp.613-618
• /
• 2012

개정된 ICT교육지침에는 알고리즘, 자료구조, 프로그래밍 내용과 같은 컴퓨터과학 요소가 매우 강화되었다. 또한 최근 교육과학기술부는 STEAM 교육을 강조하고 있다. 여기에서 가장 중요한 문제는 "어떠한 방법으로 가르쳐야 하는가?"이다. 즉, 교수학습 콘텐츠의 개발이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 레고 마인드스톰 NXT 교육용 로봇을 활용한 스택과 큐 학습 방안을 제시한다. 주된 목표는 로봇이 미로라는 현실적인 구조물을 탐색할 때 스택과 큐가 어떻게 사용되는지를 보여주는 것이다. 교수학습 전략으로는 알고리즘 작성, 순서도, NXT-G 프로그래밍으로 정하였다. 단순한 미로는 왼쪽과 오른쪽 중 어느 한쪽에만 길이 있는 미로이고, 복잡한 미로는 삼거리가 포함된 미로이다. 이 두 개의 미로는 직접 개발하여 제작하였다. 마스터 로봇은 미로의 출구까지 탐색하면서 경로를 스택에 저장한 후, 이 스택을 이용하여 다시 입구까지 되돌아온다. 또한 마스터 로봇은 미로를 탐색하면서 경로를 실시간으로 슬레이브 로봇의 큐에 전달한다. 그 후 슬레이브 로봇은 큐에서 경로를 꺼내어 탐색없이 미로를 주행한다. 로봇의 미로 탐색이라는 미션을 해결하는 과정에서 학습자들은 스택과 큐의 활용 분야를 자연스럽게 이해하게 된다. 이러한 수업을 통해서 학습자들의 논리적인 사고력과 창의력이 향상되고, ICT 교육과 STEAM 교육에도 적용이 가능하리라 기대된다.

• 정보교육학회논문지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.673-684
• /
• 2005

본 연구에서는 인간 교사를 모사하는 "컴퓨터 교사" 역할을 하는 애니메이션 된 튜터링 다이얼로그 에이전트를 구현하고 초등학교 과학과 교수-학습 자료와 통합시켜서 자연어를 기반으로 한 일대일 대화를 통한 교수 학습이 이루어지는 교수-학습 시스템을 개발하였다. 개발된 교수용 다이얼로그 에이전트는 학습자의 대답을 분석하고, 웹 코스웨어를 학습한 후에 초등과학 학습과제에서 요구되는 성취 수준과 비교하여 적절한 질문이나 대답을 제공하는데, TTS(Text-to-Speech) 기능을 이용하여 학습자에게 구어체로 질문이나 대답을 주는 기능을 갖고 있으며 애니메이션 된 인간 교사의 얼굴을 통하여 학습자에게 피드백을 제시할 수 있도록 하였다. 구현된 대화형 인터페이스는 6학년 초등학생 64명에게 현장 실험을 하였다. 현장 실험 결과 비교집단보다 실험집단의 학습 성취도가 평균 10.797점이 향상됨을 보여주었다. 이러한 학습효과는 기존의 웹 코스웨어와 달리 "묻고-답하는" 과정과 인간 교사의 감정을 담은 애니메이션 된 캐릭터를 통하여 학습자들의 호기심을 자극하여 보다 쉽게 교수-학습 과정에 몰입하게 함으로서 학습 효과를 증진시킨 결과로 판단된다.

• 컴퓨터교육학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.37-47
• /
• 2012

고등학교 정보 과목의 주요한 교육 목표는 컴퓨터 과학에 대한 올바른 지식 습득 및 활용을 통한 창의적인 문제 해결력 향상에 있다. 이러한 교육 목표를 달성하기 위해서는 무엇보다도 정보 교과서의 내용이 정확하고 적절해야 한다. 그러나 현재의 정보 교과서에는 주기억 장치와 가상 메모리 관련 내용 중 정확성이 결여된 설명이 포함되어 있다. 교과서는 주기억 장치를 RAM과 ROM으로 분류하고 있으며, 가상 메모리를 주기억 장치보다 큰 프로그램을 실행하기 위해 보조기억 장치의 일부를 주기억 장치로 사용하는 것으로 설명하고 있다. 본 연구에서는 미국 대부분의 대학에서 교재로 사용되고 있는 컴퓨터 전문 서적과의 비교 분석을 통하여 정보 교과서에 존재하는 오류의 원인을 분석하고 개선 방안을 제시하고자 하였다. 연구 결과, 주기억 장치의 종류로 ROM을 포함시키는 것은 적절하지 않다는 것을 메모리 계층 구조를 통하여 보여주었다. 가상 메모리는 프로그래머의 편의를 위해 시스템이 제공하는 기술로 이를 통해 운영체제는 프로그램의 실행에 필요한 부분만을 보조기억 장치로부터 주기억 장치에 적재한다. 현재의 컴퓨터 시스템에서는 가상메모리를 사용하는 장점으로 주기억 장치보다 큰 프로그램을 실행할 수 있다는 점보다 다수의 프로그램이 주기억 장치를 공유하여 멀티태스킹을 효과적으로 지원한다는 점이 부각되어야 한다. 또한 가상 메모리는 고등학생의 인지 발달 수준에서 이해하기에는 복잡하고 어려운 개념이기 때문에 고등학교 교육과정에서는 다루지 않는 것이 바람직하다고 제안하였다.

• 과학교육연구지
• /
• 제48권1호
• /
• pp.31-46
• /
• 2024

이 연구는 TIMSS 2019에서 도입된 문제해결 및 탐구 과제(PSIs)에 대한 우리나라 초등학교 4학년 학생들의 학업성취 특성을 분석하였다. TIMSS 2019에서는 기존의 지필 평가와 더불어 컴퓨터 기반 평가를 실시하였는 데, 문제해결 및 탐구 과제는 컴퓨터 기반 평가에만 포함되어 있어 컴퓨터 기반 평가에 참여한 30개국의 평가 결과를 분석 대상으로 하였다. 문제해결 및 탐구 과제(PSIs)는 여러 개의 문항으로 구성된 문항군으로, 내용 영역과 인지 영역을 통합하여 문항을 구성하고, 선다형보다는 구성형 문항이 다수를 이루고 있다. 분석 결과, 문제해결 및 탐구 과제(PSIs) 포함 여부에 따라 국가별로 학생들의 학업성취도에 차이가 있었는데, 우리나라는 학업성취도 평균이 1점 하락하였다. 아울러 개별 문항에 대한 분석 결과를 보면, 학생들의 학업성취도가 다소 낮게 나타났고, 다수 문항에 대해 여학생의 정답률이 남학생에 비해 낮게 나타났다. 아울러 문항별 분석 결과를 보면, 영국이나 핀란드 등의 정답률이 기존의 학업성취도 상위국(싱가포르, 대만, 우리나라)보다 높게 나타나는 문항이 있었다. 융합교육이 강조되는 최근 실정을 감안할 때 우리나라에서도 평가에 문제해결 및 탐구 과제를 활용하는 방안을 검토할 필요가 있어 보인다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.533-543
• /
• 2008

싱가포르 교육부와 국제교육기술협회(ISTE)가 공동 주최한 ICT 박람회 2008년 iCTLT의 개막연설에서 싱가포르의 응엥헨 교육부 장관은 "2014년까지 교육환경을 ICT 중심으로 바꿔 학생들이 지식경제 사회에 필요한 핵심경쟁력을 갖출 수 있도록 하겠다."고 선언했다. 싱가포르의 학생당 컴퓨터 보급률은 초등학생 6.5명단 1대, 중 고등학생 4명당 1대 꼴이다. 한국은 초 중 고등학교를 합쳐 5.8명당 1대 꼴이다. 평균은 비슷한 셈이다. 싱가포르는 한국보다 1년 늦은 1997년 교육정보화 사업을 시작했다. 그러나 조만간 한국을 추월할 기세다. 특히 수업 활용도는 현재 한국이 10%대인 반면 싱가포르는 30%대다(중앙일보 2008년 8월24일 6면). 본 소고에서는 앞으로의 한국이 지향할 방향으로, 특히 한국의 우수한 IT환경을 이용한 웹기반ICT 수학교육을 제안한다. 이제 한국은 다른 나라와 대등하게 툴과 콘텐츠를 개발하며 교육과정에 반영하고, 교사와 학생이 실제 교실에서 사용하며 기존의 교과내용은 물론 더욱 복잡한 계산 능력 그리고 시각화를 통한 직관적인 이해를 통하여 실제 사회에서 활용할 과학적 능력을 배양하여야 한다. 본 연구는 이런 과정이 가능한 모델의 하나를 구체적으로 제시한다. 본 연구진은 지난 수십 년간 개발된 다양한 모델을 비교하여 우리에게 최선의 답이 된다고 판단하는 Sage-Math 모델을 제시한다. 이는 웹상에서 언제 어디서나 누구라도 이용가능하고, 언어가 새로운 것이 아니라, 기존의 Mathematica, Maple, MATLAB등 다양한 기존의 언어를 모두 쉽게 손보아 쓸 수 있으며, 위의 상용 소프트웨어의 거의 모든 기능을 무료로 쓸 수 있기 때문이다. 한국형 Sage-Math의 효과적인 개발과 이용은 21세기 한국에서 매우 짧은 시간에 최소의 비용으로 유치원에서 대학과정에 걸쳐 모든 수준의 ICT 수학교육에 큰 영향을 주는 대안이 될 것이다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.17-26
• /
• 2003

최근 인터넷 등의 급속한 보급 및 상용화에 따라 인터넷을 통한 다양한 정보서비스가 널리 이루어지고 있다. 이는 컴퓨터와 네트워크의 결합에 의한 정보의 흐름에 정보를 어떤 형태로 보호할 것인가가 사회적으로나 국가적 차원에서 급속도로 확산 요구되고 있다. 이러한 시대적 요구에 부응하기 위해 정보보호분야에 대한 인력을 체계적으로 양성하기 위한 각종 대책이 정부나 교육기관에서 수립되어지고 있다. 정부는 이미 정보보호기술개발 5개년 계획을 수립하여 현재 각종 사업과 프로젝트를 수행하고 있다. 더불어 국내 전국의 각 대학에서도 이러한 국내외 흐름을 감지하여 정보보호분야에 대한 학과 설립 등을 통해 체계적인 인력양성방안을 수립 추진하고 있는 실정이다. 정보보호분야에 대한 교육목표 설정, 교재개발, 교육과정의 설계, 실험실습실의 구축과 교원확보 등 이미 많은 부분에 대한 준비를 시작하고 있다. 대부분의 대학들이 학부과정에서 지도해야 할 부분이 정보를 보호하기 위한 기술습득에 필요한 기초지식일 것으로 사료된다. 본 논문에서는 이와 관련하여 외국대학과 전국 4년제 주요 대학에 신·증설된 정보보호관련학과의 현황과 교육과정을 살펴보고 분석하여 향후 정보보호 관련 교육방향과 인력양성을 위하여 효과적인 교과과정모델을 개발, 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권12호
• /
• pp.872-877
• /
• 2018

STEAM은 과학, 기술, 공학, 예술 및 수학의 약자입니다. 미래 사회에서 요구되는 창의적 사고력과 핵심 역량을 갖추게 하고 연구 분야에서 빠져나오는 새로운 아이디어를 고안하도록 돕는 것이 중요하다고 여겨진다. 이 연구는 PBL(문제 중심 학습)을 통해 인재를 육성하는 라이프사이언스 과목과 민간금융의 교육적 디자인을 융합시키는 것이다. 협업, 창의력, 비판적 사고, 문제 해결과 같은 기술은 STEAM PBL의 일부이며, 학생들이 효과적이 되도록 해야 한다. STEAM 프로젝트는 학생들에게 독특한 방식으로 문제를 해결할 수 있는 기회를 제공합니다. 왜냐하면 학생들은 이러한 유형의 활동 중에 발생하는 문제를 해결하기 위해 다양한 방법을 사용해야 하기 때문입니다. 본 연구의 결과는 다음과 같습니다. 첫째, 융합과정의 체계적 과정 둘째, 수렴 과정. 셋째, 도로노드 대학교의 구글 강의실 기반 수업을 위한 라이프사이언스 과목과 민간금융의 문제해결와 이 모델을 효과적으로 활용하기 위한 교육적 설계를 적용하는 연구가 시행된다. 학습 동기 부여는 학습 내용의 이해(66.6%) 효과(63.3%) 자기 주도 학습(59.9%) 동기(63.2%) 신뢰(63.3%)를 보여 줍니다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제25권7호
• /
• pp.746-753
• /
• 2005

평가는 학생들이 배워야 하는 가장 중요한 것들을 반영해야 한다. 지금까지 학교교육에서의 대부분의 평가는 학력의 측정에 목적을 두고 실시하였으며 설령 진단평가와 형성평가를 실시하였더라도 그 평가결과를 유용하게 활용하는 경우는 드물었다. 이러한 원인은 평가결과로부터 개인별 정보를 얻을 수 있는 도구가 없었기 때문이다. 본 연구에서는 그동안의 평가결과로부터 얻을 수 없었던 집단별, 개인별 정보를 끄집어 낼 수 있는 평가도구를 소개하고 있다. 본 연구에서는 학생들의 평가결과를 지식공간론을 활용하여 분석하고, 이것으로부터 개인의 향후 학습지도를 위한 이정표를 제시하였다. 지식공간론은 수학이나 과학과 같이 비교적 위계관계가 강한 학문에 매우 유용하게 이용될 수 있으며, 평가를 통해 학생들이 구성하는 지식구조를 지식의 위계라는 관점에서 정확히 분석함으로써 효과적인 물리교육을 도모할 수 있다. 특히, 처리 과정을 컴퓨터시스템을 이용하여 정확하고 빠르게 처리할 수 있음은 물론 객관적 타당도를 높이고 많은 양의 자료를 효율적으로 처리할 수 있다. 더 나아가서 개개인에 대해 실질적으로 도움을 줄 수 있는 피드백을 제시하여 학생들의 이해를 증진시킬 수 있다. 본 연구에서는 물리 성취도 평가 문항에 대하여 지식공간론을 적용하여 예비 물리교사들의 학년별 평가결과를 분석하고, 그 결과를 토대로 향후 물리교육을 위한 효율적인 교육과정 개발에 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권9호
• /
• pp.7-12
• /
• 2018

지식의 패러다임이 변화하고 빠르게 발전하는 사회속에서 다양한 분야의 지식과 기술의 연계가 강조되는 융합이 중요시되고 있다. 이러한 창의 융합형 인재를 양성하기 위해 과학, 기술, 예술, 인문, 수학, 공학 등을 아우르는 창의적 사고력과 미래 사회가 요구하는 핵심 역량을 지니도록 교육에서도 분과학문적인 지식의 틀을 깨고 새로운 발상을 할 수 있는 융합인재교육(STEAM)이 중요하게 대두되고 있다. 본 연구는 현대산업 사회에서 요구하는 창의 융합형 인재를 양성하기 위하여 효율적으로 학습할 수 있도록 하기 위한 방안으로 컴퓨터 교과와 인터넷 마케팅 교과간 융합 수업 모형을 개발하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 융합 수업의 과정에 대한 모형을 개발하였다. 둘째, 융합 수업의 과정은 관련 교과 선정, 주제 선정, 수업설계, 수업 지도안 작성 및 문제 개발, 융합 수업 전 과정에 대한 논의, 수업 실행, 수업 평가의 7 단계로 설계되며 수업이 진행된 후 평가의 내용을 피드백하여 다음 주제 선정이 이루어지는 순환적 과정이다. 셋째, 컴퓨터 공학입문과 인터넷 마케팅 교과목 융합 수업을 위한 문제를 개발하였다. 이러한 교수 설계가 실효성을 거두기 위해서는 실제 많은 강의 현장에 적용해 보는 연구가 뒷받침되어야 할 것이다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.59-69
• /
• 2007

이 연구에서는 과학실험의 새로운 방법으로 학교현장에서 도입 단계에 있는 컴퓨터를 기반으로 하는 MBL실험에 대하여 초 중 고 교사들의 인식을 조사하였다. 이를 위해 초 중 고등학교의 과학교과서에 나오는 실험 주제 중 MBL(microcomputer based laboratory) 실험으로 대체할 수 있는 실험주제를 세 가지씩 선정 하여 초 중 고등학교 과학 교사들에게 연수를 실시한 후 MBL실험 연수 내용 MBL실험기대효과 연수 후 MBL실험 적용 의지에 대하여 설문조사를 실시하였다 연구 결과, 초 중 고등학교 교사 모두 MBL실험 연수가 매우 유익하고 유용하다고 생각하였으나 연수내용 수준에 대하여 약간 높게 생각하였다. 또한 MBL실험에 대한 기대효과로는 컴퓨터를 이용하는 MBL실험은 정확하고 빠르게 데이터를 수집하고 처리 할 수 있어 실험 시간을 단축할 수 있으며, 단축된 실험시간을 실험결과를 분석하고 토론하는 활동에 활용할 수 있어서 올바른 개념 형성과 그래프 해석 능력 및 탐구력 신장에 효과적일 것이라고 생각하였다. 그러나 실험기구 조작 능력 향상에는 효과적이라고 생각하지 않았다. 또한 대부분의 교사들은 연수 후에 과학실험 수업에 바로 이용하려는 의지가 높게 나타났으나, 새로운 교육과정에 도입하기 위해서는 MBL실험을 위한 도구 구입과 낙후된 실험실 여건, 교사 연수 기회 부족 등이 장애라고 지적하였다. MBL실험의 확장 적용을 위해서는 MBL실험 도구의 단가를 낮추기 위한 기술 개발 및 각종 센서의 제작 보급과 함께 MBL실험 자료 개발과 교사연수가 확대되어야 할 것이다.