본 논문에서는 초등학생에게 공학적 설계를 기반으로 컴퓨터 프로그램을 처치한 초등 발명교육 프로그램을 설계 제안하고자 한다. 지오지브라 프로그램을 처음 접하는 5~6학년 학생들도 쉽게 결과물을 도출할 수 있고, 4D프레임으로 움직이는 조형물(키네틱 아트) 결과물을 도출할 수 있도록 총 12차시로 구성하였다. 추후에 공학적 설계를 강조한 컴퓨터프로그램 기반 발명수업을 통해 초등학생의 과학 태도와 창의성 함양에 어떤 영향을 주는지에 대한 후속연구를 진행하고자 한다.
테크놀로지의 발달에 따라 교육에서 테크놀로지의 중요성이 증가하였지만, 교사와 예비 교사의 테크놀로지에 대한 지식 부족으로 인하여 수업에 테크놀로지를 통합하는 것에 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 Kim과 Lee(2018)은 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 개발하였다. 개발한 TPACK 교육 프로그램은 예비 교사의 지식에 미치는 영향을 분석하는 연구는 진행되었지만, 예비 교사의 자기효능감에 미치는 영향을 명확히 규명하지 못하였다. 따라서 본 연구에서는 세 집단의 예비 교사를 대상으로 ICT 기반 TPACK 교육, 프로그래밍 교육, 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 실시하고, 예비 교사의 일반적 자기효능감과 특수적 자기효능감 변화를 관찰하였다. 연구 결과, ICT 기반 TPACK 교육과 프로그래밍 교육을 받은 예비 교사는 자기효능감의 변화가 관찰되지 않았지만, 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 받은 예비 교사는 일반적 자기효능감과 특수적 자기효능감 모두에서 유의한 향상이 나타났다.
본 논문에서는 감성과 힐링, 머신러닝이라는 주제를 바탕으로 딥러닝을 통한 사용자의 얼굴표정을 인식하고 그 얼굴표정을 기반으로 음악을 재생해주는 얼굴표정 기반의 음악재생 프로그램을 제안한다. 얼굴표정 기반 음악재생 프로그램은 딥러닝 기반의 음악 프로그램으로써, 이미지 인식 분야에서 뛰어난 성능을 보여주고 있는 CNN 모델을 기반으로 얼굴의 표정을 인식할 수 있도록 데이터 학습을 진행하였고, 학습된 모델을 이용하여 웹캠으로부터 사용자의 얼굴표정을 인식하는 것을 통해 사용자의 감정을 추측해낸다. 그 후, 해당 감정에 맞게 감정을 더 증폭시켜줄 수 있도록, 감정과 매칭되는 노래를 재생해주고, 이를 통해, 사용자의 감정이 힐링 및 완화될 수 있도록 도움을 준다.
정보 교과가 아닌 타 교과에서 교육 도구로써 프로그래밍의 교육적 효과가 증명됨에 따라 프로그래밍을 수업에 도입하기 위한 다양한 연구가 진행되었다. 김성원과 이영준(2017)은 TPACK 이론을 도입하여, 테크놀로지 도구로 프로그래밍 언어를 도입하고, 예비 교사의 수업 전문성 향상을 위한 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 개발하였다. 개발한 교육 프로그램을 수업에 도입하였지만, 예비 교사는 여러 가지 어려움을 느끼고 있었다. 따라서 본 연구에서는 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 개선하기 위하여 예비 교사에게 선행 연구에서 개발한 교육 프로그램을 적용하고, 프로그래밍 기반 수업 설계를 하는 과정에서 예비 교사가 겪는 어려움을 조사하였다. 연구 결과, 예비 교사는 예비 교사는 프로그래밍 학습, 프로그램의 설계 및 구현, 교과 특성에 맞는 프로그램 개발, 프로그래밍 언어의 한계로 프로그래밍 기반 수업 설계에서 어려움을 겪고 있었다. 향후 연구에서는 이러한 어려움을 해결하기 위한 교육 프로그램 개선을 진행하고, 개선한 교육 프로그램을 예비 교사에게 적용하여 효과를 검증하고자 한다.
본 연구의 선행 연구에서는 1~3차에 걸쳐 초등학생의 컴퓨팅 사고력 신장을 위한 퍼즐 기반 컴퓨터과학 교육 프로그램을 개발하여 현장에 투입하며 교육 효과를 CT창의성과 CT인지력으로 나눠 검증하고 교육 프로그램을 개선해왔다. 본 연구에서는 이러한 선행 연구 결과를 바탕으로 연령과 CT사고력 하위 요소를 매개 변수로 사용하여 계층적 베이지안 추론 모델링을 실시하였다. 그리고 그 결과를 바탕으로 중 고등학교에서 퍼즐 기반 컴퓨터과학 교육 프로그램의 효과를 예측하고 향후 투입할 중 고등학교의 퍼즐 기반 컴퓨터과학 교육 프로그램의 주요 개선 항목과 개선 방향을 제안하였다.
4차 산업혁명이 언급되면서 3D 프린터, 로봇, 인공지능, 빅데이터 등 신기술이 발전하고 이는 사회 구조를 변화시킬 것으로 예상된다. 이에 새로운 디지털 기기, 기술들을 이해하는 디지털 리터러시가 중요해지고 있다. 2015 OECD PISA에서 ICT 배경조사 중 한국은 접근성, 활용성 부분과 2018 국가수준 디지털 리터러시 수준 측정연구, 학생들의 디지털 기기의 인식 여부 및 활용 여부 실태조사를 바탕으로 디지털 기기 활용 공간 구성 및 디지털 기기 활용 콘텐츠를 다음과 같이 제안하였다. 먼저 구체적 조작기인 초등학생임을 고려하여 디지털 기기 위주 프로그램으로 선정하였다. 디지털 기기 활용 공간은 기반 기기로 컴퓨터(노트북), 유 무선 인터넷, 디지털 기기로 3D 프린터 및 3D 프린팅 펜, 스마트폰 기반 VR기기, AR마커, 블록코딩 기반 피지컬 컴퓨팅 교구 등을 이용해서 구성하였다. 활용하는 콘텐츠는 학생들의 인식 여부 및 수준에 맞춰 체험 위주의 프로그램과 학습, 콘텐츠 제작, 문제해결 프로그램으로 제시하였다.
본 연구의 목적은 예비 교사의 소프트웨어 교육 수업 전문성 함양을 위하여 백워드 설계 기반으로 교육프로그램을 개발하는 데 있다. 백워드 설계는 학생들의 심층적인 이해를 고려한 수업 설계 기법이다. 백워드 설계 대한 이론적 배경을 바탕으로 차시 당 4시간 수업으로 총 8차시(32시간 분량)의 소프트웨어 교육 프로그램을 개발하였다. 이는 예비교사의 소프트웨어 교육에 대한 심층적인 이해를 돕고, 직접 백워드 설계를 기반으로 하는 수업 계획을 실습함으로써 교육과정에 대한 깊은 이해도 도울 수 있다는 점에 의의를 갖는다. 하지만 본 연구에서 개발된 교육 프로그램이 어떤 효과성을 지니는지에 대한 검증이 이루어지지 않았다는 제한점이 있다. 따라서 추후 연구에서는 효과성을 확인하기 위한 실험 및 통계적 검증이 요구된다.
본 논문에서는 컴퓨터 정보공학 분야의 프로그램 학습성과를 교과기반으로 평가하기 위한 방법을 개발한 경험과 교훈을 소개한다. 최근 한국공학교육인증원(ABEEK)은 정부로부터 몇 가지 조건의 충족을 전제로 공학교육 분야의 프로그램 인정기관으로 지정된 바 있다. 그 조건들 중 하나는 프로그램 학습성과의 교과기반 평가를 실행하는 것이다. 본 논문에서는 컴퓨터 정보공학 분야의 프로그램 학습성과를 교과기반으로 평가하기 위한 방안을 제안한다. 이를 위한 사례연구는 기초 프로젝트 교과목에서 실시되었고, 프로젝트 교과목에서의 특별한 평가 기법들이 포함되었다. 기초 프로젝트에서의 교과기반 평가 사례연구는 해당 교과목과 밀접히 연관된 학습성과의 설정, 지필고사 및 프로젝트기반 평가와 같은 평가도구의 선택, 평가기준의 설정, 교과기반 평가의 실행 및 평가결과에 대한 분석과 같은 각 단계를 고려하여 제안된다. 제안된 방법은 컴퓨터 정보공학 분야의 교과기반 평가 전략을 세우기 위한 좋은 본보기가 될 것으로 기대한다.
TV는 타 도메인과 달리, 사전에 정해진 시간에 콘텐츠가 방영된다. 그러므로 TV 프로그램 추천 시스템은 시청자의 현재 시각(time-context)을 고려해야 한다. 시간 기반의 TV 프로그램 추천 방법이 다수 연구되었지만, 대부분의 기존 연구는 특정 시간대(timeslot)에서의 시청자의 선호도를 계산하는 데에만 집중되어 있고, 시청 내역 전체기간에서의 선호도를 고려하지 않은 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 시청자의 지역 선호도와 전역 선호도를 모두 고려한 시간 기반의 TV 프로그램 추천기법을 제안한다. 이를 위해 제안 방법에서는 시간대의 길이에 따라 여러 가지 선호도 모델을 사용한다. 여러 개의 선호도 모델로부터 산출된 선호도를 병합하여 가장 선호도가 높은 TV 프로그램을 추천한다. 실 데이터를 이용한 실험을 통해 기준방식과 비교함으로써, 제안 방법의 효용성을 검증하였다.
테크놀로지가 교육에 활발하게 도입됨에 따라 수업에 교사가 테크놀로지를 활용할 수 있는 역량을 향상시키기 위하여 Technological Pedagogical Content Knowledge(TPACK)이 등장하였다. 테크놀로지의 발달에 따라 TPACK 연구가 활발하게 진행되었다. 이러한 흐름에 발맞추어 김성원과 이영준(2017)은 예비 교사의 수업 전문성 향상을 위한 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 개발하였다. 또한, 김성원과 이영준(2018)의 연구를 통하여 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 개선하였다. 본 연구에서는 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램의 개선이 예비 교사의 자아 효능감에 미치는 효과를 살펴보았다. 연구를 위하여 대조군에게는 기존의 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 적용하였다. 실험군에게는 개선된 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 적용하였다. 그 결과, 사전 검사에서는 두 집단 간의 자아 효능감은 같았다. 사후 검사에서는 실험군이 대조군보다 자신감과 과제 난이도 선호에서 유의미한 차이가 나타났다. 이를 통하여 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램의 개선이 예비 교사의 자아 효능감의 세부 영역에 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구에서는 자아 효능감의 모든 영역에서 향상이 나타나지 않았다. 향후 연구에서는 자기 조절 효능감까지 향상될 수 있도록 교육 프로그램의 개선이 이루어져야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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