본 논문에서는 컴퓨터 프로그래밍 학습을 하는 학습자들을 대상으로 프로그래밍 학습 영역별로 학습자들의 프로그래밍 능력에 대한 자기효능감과 실제 능력을 실험을 통해 측정하여 비교해보고 능력에 비해 과한 자기효능감을 가질 경우 프로그래밍 학습에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 연구해보고자 한다.
본 논문에서는 블록 프로그래밍 언어를 선행조직자로 하여 텍스트 프로그래밍 언어를 학습하는 도구 활용 전략을 연구하였다. 텍스트 프로그래밍 언어는 파이썬이며, 블록 프로그래밍 언어는 엔트리, 활용하는 도구는 주피터 노트북으로 선정하였다. 주피터 노트북을 활용한 블록 프로그래밍 언어 선행조직자 학습 전략은 code cell에 IPython.display.IFrame 클래스를 활용하여 결과 창에 엔트리 작업환경을 불러와 선행조직자로 제시하여 엔트리를 학습 후 code cell에서 파이썬으로 학습한다. 주피터 노트북을 통해 블록 프로그래밍 언어를 선행조직자로 제시 후 텍스트 프로그래밍 언어를 제시함으로써 텍스트 프로그래밍 언어를 학습할 때 인지적 부담을 줄어들고 긍정적 전이가 일어나 효과적인 학습이 될 것으로 기대된다.
제 7차 교육과정에서 초 중등학교의 컴퓨터교육과정이 컴퓨터 활용 중심 내용으로 편성되어 컴퓨터를 이용한 다양한 분야의 문제를 해결할 수 있는 능력을 가르치는데 한계가 있다. 최근 들어 초.중등학교에서 미래 교육이 요구하는 창의적이며 논리적인 사고력과 문제해결력을 신장할 수 있도록 컴퓨터 교육 과정을 변화시키는 연구들이 진행되고 있다. 이러한 능력을 신장시키기 위해 필수적인 교과목의 내용이 컴퓨터 프로그래밍이지만 아직까지 학습자의 학습 동기와 학습 전이를 높일 수 있는 체계화된 프로그래밍 교육과정에 대한 연구가 미흡하다. 본 논문에서는 초 중등학교에서 컴퓨터 교육과 밀접한 관련이 있으면서 교과 내용의 연계성을 갖추고 있는 수학교육과정 내용을 분석하여 프로그래밍 관련 요소를 추출한 후, 이를 기반으로 초 중등학교에서 연속적이고 계열적 내용에 따라 컴퓨터 프로그래밍을 체계적으로 가르칠 수 있도록 프로그래밍 교육 과정을 제시한다. 그리고 본 논문에서 제안한 컴퓨터 프로그래밍 교과과정을 이용하여 프로그래밍 기법을 가르치기 위한 수업 모형과 학습지도안을 개발한다.
본 논문에서는 초등학교 교육과정에서 교육목표로 다루고 있는 창의성이라는 주제와 학교현장에서 초등학생들에게 쉽게 접목시킬 수 있는 교육용 프로그래밍 언어인 LOGO 프로그래밍과 프랙탈 기하이론을 초등학교 컴퓨터교육에 활용하기 위한 방안을 제시한다. 향후 컴퓨터교육과정은 알고리즘과 프로그래밍 영역이 포함될 예정이며, 이러한 알고리즘과 프로그래밍 교육에는 교육용 프로그래밍 언어 사용이 필수적이며 이의 활용에 대한 연구가 시급한 상황이다. LOGO 프로그래밍과 프랙탈을 함께 지도함으로서 규칙성, 반복성, 유사성, 닮음 등 수학적 개념을 쉽게 이해하는 것이 가능하므로, 이를 활용하여 초등학교 수학과 교육과정에서 반드시 학습해야 할 도형, 측정, 규칙성과 문제 해결 영역과 연계하여 지도하면 좋은 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 학생들이 프로그래밍언어를 더 잘 이해하고, 프로그래밍 능력을 향상시킬 수 있는 몇 가지 방법을 제안한다. 현재 컴퓨터공학부뿐만 아니라, 전자공학, 메카트로닉스공학 등에서도 프로그래밍교육이 이루어지고 있으며, 특히 컴퓨터공학의 경우 프로그래밍 교과목은 가장 기본적인 교과목이라고 할 수 있다. 하지만, 컴퓨터 프로그래밍 언어를 이해하고, 주어진 프로그래밍 문제를 해석하여 프로그래밍언어로 구현하는 것에 많은 학생들이 어려움을 겪고, 프로그래밍언어를 가르치는 교수자들도 효과적인 프로그래밍 언어 교육에 관심이 많다. 학생들이 좀 더 잘 프로그래밍언어를 이해하고, 프로그래밍 기술을 향상시킬 수 있는 교육방법을 몇 가지 제안하면 다음과 같다. 첫째 학생들이 프로그래밍언어를 잘 이해하기 위해서는 먼저 컴퓨터 프로그램의 기본적인 동작원리 또는 컴퓨터구조에 대한 사전지식이 필요하다. 둘째 문법위주의 주입식 이론교육보다는 다양한 프로그래밍 예제실행 위주의 프로그래밍언어 교육이 더 효과적이다. 셋째 프로그램의 실행과정과 메모리 할당/해제 흐름에 대한 메모리상태 가시화교육이 필요하다. 넷째 효과적인 실습과 과제 프로그래밍문제들을 통한 프로그래밍 응용능력을 배양하도록 하자. 다섯째 본인 스스로 프로그래밍할 수 있도록 유도하고, 프로그래밍의 자유도를 충분히 부여하자. 마지막으로 텀프로젝트를 통한 개개인의 프로그래밍 능력을 극대화하는 것이 필요하다.
최근 프로그래밍 교육이 새로운 방식의 사고력을 길러준다는 점에서 컴퓨터 공학 전공자뿐 아니라 일반인에게도 그 중요성이 강조되고 있다. 이러한 추세에 따라 프로그래밍 교육을 통해 길러지는 새로운 사고 과정인 computational thinking 관련 연구가 다양하게 시도되고 있다. 그러나 대부분의 연구가 특정 프로그래밍 언어에 의존적인 평가도구를 개발하여 측정하고 있으며 프로그래밍 경험 자체가 일상생활에서 일어나는 현상의 문제 해결을 위한 computational thinking에 영향을 주었는지를 연구한 결과는 아직 명확히 알려진 바가 없다. 따라서 본 연구는 프로그래밍 경험 유무에 따라 computational thinking에 차이가 있는가를 알아보았으며 그 결과 프로그래밍 경험이 있는 학생이 일상에서 일어나는 복잡한 문제를 더 논리적이고 상세하게 추상화하고, 구조화를 통해 더 명확한 모델링을 하였음을 알 수 있었다. 결론적으로 프로그래밍 경험 유무에 따라 computational thinking의 차이가 있음을 알 수 있었으며, computational thinking의 함양을 위해 프로그래밍 교육이 도움이 될 것으로 기대할 수 있다.
컴퓨터 프로그래밍 수업에 참여하는 학습자들에게 성찰일지를 활용하여 수업에서 배운 내용을 즉시 복습하고 교수자와의 1:1 질의 응답 활동을 진행한 결과, 성찰일지를 통해 가장 도움이 받은 학습 영역과 얻은 학습 성과가 무엇인지 학습자 설문을 통해 조사하고 분석해보았다. 이 연구를 통해 프로그래밍 학습자들을 위해 효과적인 학습 활동을 지원함으로써 난이도가 높은 프로그래밍 수업에서 발생하는 학습자들의 학습 능력 차이를 줄이고 학습 만족도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.
컴퓨터 프로그래밍 학습은 추상적인 개념을 이해하고 주어진 문제를 스스로 해결하도록 한다. 기존 초등학교 프로그래밍 교육에서 BASIC, C와 같은 절차적 프로그래밍 언어에 대한 연구는 많이 있지만 JAVA와 같은 객체지향 프로그래밍 언어를 통한 교육은 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 구조 중립적이며, 분산 인터넷 환경에 적합한 특성을 가지고 있는 객체지향 JAVA 프로그래밍 학습 시스템을 개발하여, 초등학교 학생들로 하여금 활용하도록 하였다. JAVA 학습 시스템 구현을 통한 객체지향 프로그래밍 교육은 초등학생들의 논리적 사고력을 향상시키고, 수학, 과학 과목의 학습 성취도에 긍정적인 영향을 준다는 것을 현장 학습 실험으로 확인하였다. 더불어 컴퓨터에 대한 흥미도가 상승하였다.
21세기 지식 정보 사회에서 컴퓨터 교육은 매우 중요하다. 지금까지 컴퓨터 활용 교육에 대한 연구는 많이 되어 있고, 컴퓨터 활용교육에 대한 자기 효능감 척도들은 많이 개발 되어 있다. 그러나 학생들의 창의성과 논리력 개발을 위하여 컴퓨터 활용 교육보다 컴퓨터 프로그래밍 언어 교육이 더 중요하다. 그리고 컴퓨터 프로그래밍 언어 교육을 위한 자기 효능감 척도 개발이 미흡하다. 따라서 본 연구에서 컴퓨터 프로그래밍 언어 교육을 위한 자기 효능감 척도를 개발하였다. 본 척도는 컴퓨터 프로그래밍을 할 수 있는 초등학생들을 대상으로 연구하였다. 본 연구 결과 초등학생들을 대상으로 컴퓨터 프로그래밍 교육을 하면 자기 효능감이 높게 나타났다. 본 연구의 결과는 초등학생들을 컴퓨터 프로그래밍 교육을 시키면 매우 타당하다는 결과를 얻었다.
정보화된 미래사회를 준비하기 위하여, 우리나라에서는 실과의 한 영역과 학교재량시간을 통하여 컴퓨터 교육을 하고 있다. 그러나 실과 교육과정은 지나치게 기능 위주의 내용으로 되어있고, 학교 재량시간을 이용한 컴퓨터 교육에서는 타자연습이나 컴퓨터 활용교육만을 강조하고 있다. 이러한 교육은 컴퓨터와 친숙해지는 데는 도움을 줄 수 있지만, 고차원적인 사고력을 지닌 학생을 교육하는 데는 도움이 되지 못한다. 특별히 컴퓨터의 무한한 사용 가능성을 이용하여 창의적 문제 해결력을 기르는 교육은 매우 필요하다 하겠다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 문제 해결 능력 교육, 즉 문제 상황이 주어지고 이것을 해결하는 프로그래밍 교육이 매우 유용하나, 지금까지의 프로그래밍 교육은 지나치게 언어 기술교육에 초점을 두고, 단순 반복과 암기, 아동의 발달단계를 고려하지 않음으로 인해 오히려 창의성을 해치고 학습의 흥미도를 저하시켜왔다. 이에 본 연구에서는 학생들 수준에 맞춰 구체적인 결과물이 보이고, 쉽고 흥미롭게 학습할 수 있는 프로그래밍 교육과정을 개발하기 위해 'LED 소자를 이용한 프로그래밍 교육 방안'을 설계하였다. 본 연구를 통하여서 초등학교 학생들이 쉽고 재미있게 프로그래밍에 접근하고, 고차원적인 문제 해결력을 기르는 컴퓨터 교육과정의 한 모델을 제시하였다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.