프로그래밍 교육은 문제해결력, 논리적 사고력과 같은 고등사고능력 향상에 효과적이지만, 프로그래밍 언어의 어려운 구조와 문법은 프로그래밍 학습을 어렵게 만드는 요인이 되었다. 이러한 문제점을 보완하기 위한 방안으로 언어 습득 자체의 부담을 줄인 교육용 프로그래밍 언어나 로봇을 활용한 프로그래밍 교육이 이루어지기 시작했다. 하지만 로봇 활용 교육은 높은 비용과 관리의 어려움, 교육용 프로그래밍 언어는 실제 세계와 연결된 실제적인 문제해결 측면에서 한계가 있기 때문에 보다 보편적으로 활용할 수 있으면서 여러 분야에 적용이 가능한 다양한 도구의 도입이 요구된다고 본다. 이에 따라 본 연구에서는 프로그래밍 교육을 위한 도구로써 라즈베리 파이를 제안하며, 활용 방안에 대해 논의하고자 한다.
본 논문에서는 피지컬 컴퓨팅을 활용한 STEAM 교육의 연구 동향을 분석하고자 한다. 연구 결과를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫 번째로 연도별 분석의 결과, STEAM 교육은 활발히 실시되고 있었지만 피지컬 컴퓨팅을 활용한 STEAM 교육은 상대적으로 적게 실시되고 있었다. 연구 내용별로 분석한 결과, 피지컬 컴퓨팅을 활용한 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 적용하기 위한 연구가 가장 활발하였다 (87%). 또한, 연구 방법에 따라 분석한 결과, 질적 연구와 혼합 연구가 대다수를 차지하고 있는 것을 확인할 수 있었다(92%). 마지막으로 피지컬 컴퓨팅을 활용한 연구 대상은 초등학생이 가장 많은 비중을 차지하고 있었고(52%), 고등학생 (28%), 문헌 (16%)순으로 많았다. 연구 결과를 통하여 피지컬 컴퓨팅을 활용한 STEAM 교육은 연구 내용, 방법, 대상이 편중되어있다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 피지컬 컴퓨팅과 STEAM 교육의 학교 현장의 도입을 위해서 다양한 분야에서 연구가 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.
2012년 8월 경기도 소재 영재학급 중 정보과학전공 ${\bigcirc}{\bigcirc}$초등학교 학생 67명과 수과학전공 ${\bigcirc}{\bigcirc}$초등학교 38학생 명을 대상으로 2박 3일간의 융합형 정보과학영재캠프를 실시하였으며, 캠프 기간 중에 총 105명의 참여 학생에 대한 ICT 활용 실태를 조사하고 이에 대한 특징을 분석하였다. 캠프에 참여한 영재학생들을 대상으로 실시한 ICT 활용실태 관련 설문 문항은 20문항으로 구성하였다. ICT 활용실태 관련 조사 결과의 주요 내용을 요약하면 영재학생들은 평균적으로 7~9세 사이에 컴퓨터 사용을 시작(51.9%)하였으며, 자신의 컴퓨터 활용 수준이 보통(50.0%)이라고 생각하고 있었고, 자신의 학습에 도움이 될 수 있는 다양한 분야의 교육을 받고 싶어 하는 것으로 조사되었다. 정보과학분야 영재학생들과 수과학분야 영재학생들과의 차이점을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 정보과학분야 영재학생들은 수과학 분야 학생들보다 컴퓨터 활용 시간이 많았으며, 자신의 컴퓨터 활용능력이 우수하다고 답변한 비율이 높았고, 컴퓨터의 활용이 학습에 도움이 된다고 응답한 비율도 높게 조사되었다. 둘째, 컴퓨터의 사용 측면에서도 정보과학분야 영재학생들은 교육 및 학습(56.9%)에 사용하는 것이 가장 많았던 반면, 수과학 분야 영재학생들은 여가활동(40.5%)이 가장 많은 것으로 조사되었다. 셋째, 향후 배우고 싶은 컴퓨터 관련 분야에 대한 조사에서도 정보과학분야 영재학생들은 컴퓨터 프로그래밍(33.8%)이 가장 많은 것으로 조사되었으나, 수과학 분야 영재학생들은 발표자료 작성(26.3%)이 가장 많은 것으로 조사되었다. 결론적으로 영재학생들의 ICT 활용 실태를 분석한 결과 일반적인 부분에서는 두 그룹 간 큰 차이점을 발견할 수 없었으나, 컴퓨터 사용에 대한 자신감, 컴퓨터 사용 분야, 컴퓨터 관련 교육 분야 등에서는 차이가 있는 것으로 조사되었다.
정보사회에서 학습자가 자기주도적으로 학습을 수행하기 위해서 컴퓨터를 활용할 수 있는 능력은 중요하다. 실제로 컴퓨터를 활용할 수 있는 능력이 높은 학습자의 학업성취도가 어떠할지 분석할 필요가 있다. 본 연구는 2010년-2018년에 시행한 서울교육종단연구의 1-9차년도 자료를 활용하여 컴퓨터 활용에 대한 인식과 빈도의 종단적 변화 패턴을 비모수 통계방식인 종단적 K-평균 군집(KML)을 통해 도출하고, 종단적 패턴에 따른 학업성취도를 분석하였다. 분석결과 컴퓨터 활용과 사용 빈도가 높은 종단적 패턴이 그렇지 않은 패턴에 비해 학업성취도가 높은 것으로 분석되었고, 고등학교 3학년의 대학전공 선택에서 컴퓨터 활용과 빈도가 높은 종단적 패턴이 공학계열을 선호하는 것으로 분석되었다.
현대사회는 4차 산업혁명 시대가 도래하면서 초연결, 초지능, 초융합 사회로 변화되고 있다. 최근 교육부는 많은 변화가 요구되고 있는 교육분야, 교육정책 방안으로 SW(소프트웨어)교육에 AI(인공지능) 교육까지 추가되야 한다고 제안하고 2024년까지 첨단 기술을 활용한 지능형 과학실을 구축한다고 밝혔다. 이에 본 논문에서는 정부의 교육정책 방안이 원활하게 진행될 수 있고 융합 교육 분야에서 활용될 수 있는 "미래 지능형 과학실 활용을 위한 화학원소기호 이미지 기계학습 AI·SW교육 프로그램"을 제안하고자 한다.
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 논문에서는 유아교육기관에서 유치원 교사들이 멀티미디어를 활용하는데 있어서 학습 능력 향상 및 소프트웨어 활용 기술을 향상시키기 위해 플립러닝을 진행하도록 한다. 이를 통해 최신 멀티미디어의 특성을 잘 활용한 교수자의 강의 보다는 플립러닝을 위한 참여자 위주의 수업을 진행한다. 새롭게 등장하는 멀티미디어 기술을 접해야 하는 과목의 특성과 창의적이고 융합적인 인재를 양성해야하는 유치원 교사의 역할을 접목하여 미래 사회를 이끄는 유아들에게 효율적인 학습이 이루어지도록 하는 데에 큰 의의를 둔다. 유치원 교사들은 멀티미디어를 활용한 교수매체 활용 능력을 향상시키는 것은 물론이고, 최신 미디어 기술을 수업에 적극 활용하여 4차 산업혁명 시대의 흐름에 맞는 교과과정을 운영하도록 한다, 따라서 본 연구는 유치원 교사들을 양성하는데 있어서 미디어 교육의 중요성을 알리고 이를 교과과정에서 운영할 수 있도록 플립러닝을 활용한 교육과정을 제시하고자 한다.
최근 세계의 수학교육 동향은 모든 학생들이 수학을 이해하는 것을 돕고, 그들이 점차 증가하고 있는 기술 공학적 세계에서 수학을 사용할 수 있도록 준비시키기 위해서는 계산기나 컴퓨터를 적극 활용할 것을 권장하고 있다. 우리나라에서도 계산 능력 배양이 목표인 영역을 제외하고는, 복잡한 계산, 수학적 개념 ${\cdot}$ 원리 ${\cdot}$ 법칙의 이해, 문제 해결력 향상 등을 위하여 가능하면 계산기나 컴퓨터를 적극 활용하도록 하고 있다. 하지만, 아직까지 구체적인 활용 방침이나 범위, 구체적인 지도 지침이 없는 것은 계산기 활용과 관련한 연구가 부족하기 때문인 것으로 생각된다. 따라서 본 연구에서는 먼저 계산기 활용 방안을 살펴보고, 제 7차 교육과정에 따른 초등학교 5, 6학년 수학과 교과 내용 중에서 계산기를 활용할 수 있는 내용을 선정하여 구체적으로 그 활용 방안을 제시하고자 한다.
과거의 교수-학습 방법과는 달리 오늘날은 다양한 학습기자재가 개발되고 보급됨에 따라 수업에 이들 도구들이 적극적으로 활용되고 있다. 특히 최근에는 e-러닝, ICT(Information Communication Technology), 컴퓨터 활용, 인터넷 등을 접목하여 학생들의 협동심과 책임감을 요하는 협동학습에 적용하고자 하는 연구가 활발하게 진행 중이다. 협동 학습의 학업성취도는 이질집단 학생들이 모여 학습 과제를 완성하는 과정에서 성취욕이 부족하거나 학습에 의욕이 없는 학생들에게도 역할을 분담하여 책임감을 갖게 하고, 자신에게 역할이 배정되었지만 혼자서 해결할 수 없는 친구에게 도움을 주어 함께 문제해결을 하도록 하는 것이다. 따라서 본 논문에서는 학생의 컴퓨터 활용능력을 이용하여 협동 학습을 통한 학습 효과 향상과 흥미 유발 등이 학생들의 학업 성취도에 어떤 영향을 미치는지 분석하고 평가한다.
최근 프로그래밍 교육의 중요성이 강조되고 있지만 수업시수 문제로 학교 수업시간만으로는 성과를 거두기는 어렵다. 온라인 채점 시스템은 학생의 코드를 평가하고 피드백을 제공해주기 때문에 자기주도적인 프로그래밍 학습에 도움을 줄 것으로 생각된다. 본 연구에서는 온라인 채점 시스템을 사용해서 C 프로그래밍 기초 학습을 한 학생들을 대상으로 학생들의 제출코드와 피드백을 분석하려고 하며, 학생들의 프로그래밍 학습경험과 학습참여도 등을 조사하여 대상학생을 선정하고, 데이터를 수집하였다. 그리고 대상 학생들의 소스코드 및 피드백을 분석하여 자기주도학습 과정을 분석하고, 문제개선의 기초자료로 활용할 수 있음을 제언한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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