2015 개정 교육과정에 의해 2018년부터 중학교에서 정보 교과가 필수로 수업이 진행되고 있다. 핵심역량으로 정보문화소양, 컴퓨팅 사고력, 협력적 문제해결력이 제시되었고, 특히 컴퓨팅 사고력이 주목받고 있다. ISTE와 미국 컴퓨터과학교사협회(CSTA)에서 정의한 컴퓨팅 사고력의 하위 9가지 영역을 제시하였다. 본 논문은 9가지 영역 중에서 자료 표현 요소에 초점을 두고 학습자들의 자료 표현력 신장을 위해 필요한 개인적 특성으로 사고 패턴에 대한 분석을 실시하였다. 향후 교육적 방법으로 적용이 가능하도록 제언하였다.
본 연구는 4차 산업혁명을 맞이한 현 시대에서 요구하는 창의 융합형 인재를 기르기 위해 대학에서 진행하는 비전공자 대상 소프트웨어교육에 필요한 교육내용을 제안하는데 그 목적이 있다. 우선 선행연구를 통해 디자인씽킹 개념과 컴퓨팅사고요소간의 관계를 통해 창의적 문제해결능력을 길러내기 위한 소프트웨어교육 방향을 알아보고 디자인씽킹 기반의 컴퓨팅사고를 위한 두 개 수준별 교육내용요소들을 도출하고자 한다. 이를 위해 두 차례에 걸친 전문가 설문 조사와 포커스 그룹 인터뷰를 통해 내용들을 분석하였다. 연구 결과 1수준에서는 확산적 사고에 초점을 두고 디자인씽킹의 프로세스를 기반으로 전체 내용을 구성하되 프로토타입을 제작하는 프로세스부터는 문제해결에 필요한 컴퓨팅사고 내용들을 도출하였다. 2수준에서는 수렴적 사고에 초점을 두고 1수준의 내용인 다양한 아이디어와 스토리를 컴퓨팅으로 구체화하여 실현하기 위한 컴퓨팅사고 내용들을 도출하였다. 본 연구를 통해 대학에서의 비전공 대상의 SW기초교양으로서 교육내용과 방법을 개발하는데 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.
인간의 삶을 획기적으로 변환시키면서 부가가치를 창출하고 있는 인공지능, 로봇 기술, 사물인터넷, 그리고 생명과학 등이 이슈화되면서 차세대 산업혁명인 4차 산업혁명이 부각되고 있다. 이러한 4차 산업에 적응하도록 융합적사고와 컴퓨팅 사고력을 함양할 수 있는 교육이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 STEAM과 컴퓨팅 사고력의 구성요소인 분해, 패턴 인식, 추상화, 그리고 알고리즘 설계 등을 반영하여 피지컬 컴퓨팅을 기반으로 한 디지털 윷놀이 시스템을 개발한다. 개발한 시스템을 체험하고, 이를 교육에 활용함으로서 프로그래밍 교육에 대한 관심과 흥미를 고취시키고, 융합적사고와 컴퓨팅 사고력을 위한 프로그래밍 수업을 개선한다.
소프트웨어 교육이 활성화됨에 따라 CT의 중요성이 증가하고 있지만, CT는 다양한 단어로 혼용되고 있다. 이와 같은 현황은 CT 연구에 어려움을 유발하고 있다. 따라서 본 연구에서는 CT 용어 사용의 표준화를 위하여 CT 관련 연구에서 사용하고 있는 CT의 용어를 분석하였다. 이러한 연구를 위하여 선행 연구를 통해 '컴퓨팅 사고(력)', 'computational thinking(CT)', '계산적 사고(력)', '알고리즘적 사고(력)', '컴퓨터적 사고(력)', '컴퓨터 과학적 사고(력)', '정보적 사고(력)', '정보 과학적 사고(력)'이라는 키워드를 추출하였다. 추출한 키워드를 기반으로 학술연구정보서비스에서 CT 관련 논문을 수집한 후 CT 관련 논문 중, 제목에 CT 관련 용어가 포함된 123편의 논문을 최종 연구 대상으로 선정하였다. 이와 같은 논문을 분석한 결과, CT 관련 연구는 2008년부터 지금까지 꾸준히 증가해 왔으며 특히 2014년과 2015년 사이에 큰 폭으로 증가한 것을 알 수 있었다. 또한 CT를 표현하는 여러 용어들이 혼재하는 기간을 거쳐 CT의 한글 용어에 대한 합의가 '컴퓨팅 사고력'으로 귀결되고 있는 것을 확인 할 수 있었다. 이를 출발점으로 연구주제, 연구방법, 연구대상 등을 중심으로 한 CT 관련 연구동향 연구가 추후 이루어져야 함을 제안한다.
본 연구는 2015년 교육과정에 명시된 정보교과의 운영방침과 중등학교 소프트웨어 교육 현황을 분석하고, 이에 대한 문제점을 해결 할 수 있는 방안으로 창의적 문제 해결력을 통한 소프트웨어 교육 모형을 제안한다. 창의적 문제 해결력은 확산적 사고와 수렴적 사고를 통해 학생들이 문제 해결에 필요한 사고를 키울 수 있는 모형이다. 이에 본 논문에서는 컴퓨팅 사고력을 가진 창의·융합 인재 육성이라는 소프트웨어의 교육 목표를 달성하기 위해 기존의 CPS모형과 CT의 요소간의 유사점을 확인하고 이를 바탕으로 새로운 CPS-SW 모형을 제안한다. CPS-SW 모형으로 컴퓨팅 사고력과 창의적 문제해결력을 키울 수 있으며, 이를 통해 미래 사회에 필요한 인재육성을 위한 소프트웨어 교육의 발전에 기여하고자 한다. 또한 CPS-SW 모형을 적용할 수 있는 프로그램과 학생들이 창의적 문제해결력을 키울 수 있는 학습에 대한 연구가 필요할 것으로 예상한다.
컴퓨팅사고(computational thinking)란 기존의 인간사고와는 달리 컴퓨터를 활용하여 문제를 해결하는 과정에서의 여러가지 특성과 기질을 포함하는 문제해결과정이다. 이는 SW중심사회와 4차산업혁명의 도래로 인해 인공지능과 신경망 등 첨단의 소프트웨어 기술을 발전시킬 수 있는 기반이 되며, 매우 복잡한 문제를 알고리즘적인 방법으로 해결하는데 쓰일 수 있어서, 효율적인 결과를 보여줄 수 있다. 본 논문에서는 비버 챌린지 기반의 컴퓨팅사고력 향상을 위한 학습모델을 제안하였다.
4차 산업혁명시대는 인간의 사고와 컴퓨터의 능력을 통합한 컴퓨팅 사고력을 요구한다. 세계는 소프트웨어교육을 통해 그 요구를 채우기 시작했고, 한국은 10년 늦은 2018년부터 그 대열에 참여하였다. 세계 최고의 IT 인프라를 갖추고 있어서 효과적인 전략수립이 이루어지면 경쟁해 볼 만하다. 대학생 지역사회봉사는 체계적이며 전문적인 활동이 가능한 인력이다. 본 연구에서는 전공연계를 통한 대학생 지역사회봉사 프로그램 모델을 설계하여 차세대의 컴퓨팅사고 향상을 돕고자 한다.
초보자들을 위한 프로그래밍 교육의 어려움을 극복하기 위해 UMC(Use-Modify-Create) 학습, 디자인 기반학습, 발견학습, 놀이학습 등 다양한 학습전략을 적용한 연구들이 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 학습자의 컴퓨팅 사고 향상을 위해 HVC(History-VR Coding-Collaboration) 학습전략 모델을 개발하였다. HVC 모델은 블록형태의 결합 모듈로 구성되어 있으며 이를 12차시로 구성된 스토리텔링 기반의 가상현실 블록 프로그래밍 교육과정을 개발하여 적용하였다. 연구 결과 HVC 모델 및 SW교육 프로그램이 학습자의 컴퓨팅 사고 향상에 유의미한 차이를 보였다.
이 연구의 목적은 초등 과학 수업에서 절차적 사고 과정을 사용하여 학생들의 컴퓨팅적 사고와 창의적 문제해결 능력에 대한 교수 전략의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 과학수업에서 활용할 수 있는 절차적 사고 과정을 이용한 수업 전략이 개발하여 적용하였다. 이 연구의 대상은 김포시에 있는 S 초등학교의 실험반(29 명)과 비교반(29 명)의 6학년 학생이었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등과학 수업에서 절차적 사고과정의 수업전략을 활용한 실험반 학생들의 컴퓨팅 사고력은 비교반 학생들에 비해 높아졌으나 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 둘째, 실험반 학생들의 창의적 문제 해결력에 있어서도 비교반 학생보다 높게 향상되었고 이는 통계적으로 유의한 차이가 있음을 알 수 있었다(p < .05).
컴퓨팅 사고력은 복잡한 문제를 빠르고 정확하게 해결하기 위하여 컴퓨터 과학의 개념과 원리 혹은 컴퓨팅 시스템을 활용하는 절차적인 사고 능력을 의미한다. 컴퓨팅 사고력의 중요성이 강조되고 있는 가운데 컴퓨팅 사고력 향상 방안에 대한 많은 연구들이 이루어지고 있으나 실질적으로 학습자들의 사고력 향상을 평가는 상대적으로 소홀한 편이다. 따라서 본 연구에서는 컴퓨팅 사고력 평가 기준으로 컴퓨팅 사고력 문제 해결 요소 10가지를 제시하고 이를 기준으로 어떻게 평가할 것인가에 대한 방안을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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