소프트웨어 교육에 대한 관심이 늘어감에 따라 컴퓨터과학에 대한 관심도 높아지고 있다. 컴퓨터과학은 컴퓨터와 컴퓨터시스템의 이론과 원리를 학습하는 학문으로서 이러한 컴퓨터과학의 지식과 개념은 소프트웨어 교육의 근본이라고 할 수 있다. 최근에 컴퓨터를 사용하지 않고 컴퓨터 과학의 핵심 내용을 전달하는 방법으로 컴퓨터과학 언플러그드라는 학습 방법이 전 세계적으로 수업에 많이 활용되고 있다. CS 언플러그드는 다양한 놀이 활동을 중심으로 컴퓨터과학의 원리를 배우도록 하는 학습 방법이다. 그러나 문제는 이러한 CS 언플러그드 활동이 실제 컴퓨터과학에서 배우는 핵심교과와 얼마나 연관성이 있는지에 대한 분석 없이 단순한 놀이 수업으로만 이루어지는 것이다. 따라서 본 연구에서는 컴퓨터과학의 핵심 내용과 CS 언플러그드의 다양한 활동에 들어 있는 컴퓨터과학 핵심 내용을 분석하여 비교 연구를 하고자 한다.
This study focused on the design and development of contents using Unplugged CS method to learn computer science knowledge. With the strengthening of software education, all universities students including elementary and junior high school students are demanding knowledge of computer science centered on the computational thinking. We have developed educational contents using unplugged computing method as a way to effectively learn the concept of computer science. First, we analyze the related research of Unplugged CS theory and investigate the educational method accordingly. And we divided the areas of computer science and selected learning concepts in each area. The contents of learning were divided into basic and intermediate classes considering the level of the learner. The subject of learning contents was selected evenly in the area of computer science and it consisted of 16 basic subjects and 16 intermediate subjects based on concepts that are important in each field. In order to confirm the validity of the Unplugged CS learning topic and the development contents for computer science, we conducted expert reviews and content validity tests. As a result of the validity test, the validity of the learning topic and area selection was found to be more than .92 for the CVI value and the validity of the 32 subject learning contents was over .935 in basic level and .925 in intermediate level for the CVI values. Based on the design contents, we developed digital contents for online learning and put them in the system. We expect that this study will contribute to the understanding of computer science for all, including elementary and junior-high school students as well as students at software - oriented universities, and contribute to the spread of software education.
언플러그드 컴퓨터과학 활동은 카드, 실, 크래용 등 주변의 물건들을 사용하는 놀이와 퍼즐을 통하여 컴퓨터과학에 대하여 학습하는 활동의 모음이다. 기존의 언플러그드 활동은 알고리즘을 소개하고 실생활에 적용하는 것에 편중되어 문제 해결을 위하여 알고리즘을 적용하기 전에 이루어져야 할 자료의 표현 방법에 대한 활동은 상대적으로 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생들에게 그래프 이론의 기본 개념과 실생활에 적용할 수 있는 그래프 알고리즘을 소개하는 언플러그드 수업을 설계하고 수업을 실시한 후에 설문조사를 통하여 수준의 적절성과 수업 효과에 대하여 평가하였다. 설문 응답을 분석한 결과 모든 응답자가 본 연구에서 제시한 수업 내용이 초등학생에게 적합하다고 응답하였고 수업의 효과와 적절성에 대하여 긍정적인 응답을 보였다.
본 연구는 컴퓨터 과학의 내용을 보다 쉽게 초등학생에게 이해하여 논리적 사고력을 신장시킬 수 있는 언플러그드 수업의 전략을 제시하였다. 컴퓨터 과학의 내용 중 자료구조의 수업 내용을 재구성하여 실제 수업을 실시하였으며, 사고력 검사지로 수업의 가능성을 확인하였다. 그리고 언플러그드 학습을 적용하여 컴퓨터실이 아니라 일반 교실에서 아동의 구체적 경험과 실생활의 예를 토대로 학습을 하였으며 학습지를 해결하도록 하였다. 적용한 결과 초등학생의 발달 단계에 알맞게 조직화된 컴퓨터과학의 학습방법을 제시했을 때 초등학생이 컴퓨터 과학을 이해하는데 많은 도움이 되었다. 본 연구를 통하여 초등학교 정보교육의 내용에 컴퓨터 과학을 적용할 수 있으며 초등학생들이 논리적 사고력을 신장시키는데 많은 기여를 할 수 있을 것이다.
International journal of advanced smart convergence
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제11권4호
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pp.149-154
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2022
With the development of information and communication technology, information literacy and utilization are emerging as basic skills necessary for modern people. Accordingly, information education is becoming a basic literacy education for a nation. Unplugged computing is in the spotlight as a major educational method of information education. The main advantage of unplugged computing is that it is easy to convey basic theories or principles of computer science to students through play activities without the help of special information devices such as computers and tablet PCs. However, studies on student evaluation on unplugged computing have been very insufficient. In this study, students' evaluation standards are developed to maximize the educational effect of unplugged computing. The evaluation standards consist of four areas: participation, interest, satisfaction, and understanding of concepts. The results of this study can be used as a basic study for student evaluation of unplugged computing in the future.
언플러그드 활동은 프로그래밍 프로그램 이외의 학습 도구를 통하여 컴퓨터 과학에 대하여 학습하는 활동들이다. 기존의 언플러그드 활동은 절차적인 사고 과정에 초점을 맞추고, 놀이를 통해 사고 과정을 지도하는 것에 초점을 두어, 최근 주목되는 머신 러닝에서 중요한 비중을 차지하는 비지도 학습에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생들에게 익숙한 영상 매체를 사용하여 데이터를 분석하는 비지도 학습을 위한 언플러그드 수업을 설계하고, 수업을 실시한 후에 비버챌린지를 활용하여 수업의 효과성에 대한 결과를 분석하였다. 사전 검사와 사후 검사의 점수를 분석한 결과 학생들의 computational thinking 과 문제 해결력이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
In this paper, we conducted a case study for lower grade elementary school students by modifying and applying lesson plan of CS Unplugged v4.1. Software education was introduced in the 2015 revised national curriculum in Korea, but the starting age is later than the other countries. Also most projects and researches are concentrated in higher grade elementary school students. It is necessary to lower the entry age of software education in order to nurture human resources leading the fourth industrial revolution era. In this study, we modified the lesson plan of CS Unplugged v4.1 to be suitable for lower grade elementary school students in Korea. The participants were 18 students in the first grade of elementary school, pre&post-test on understanding of computer science principles were conducted for examining the effectiveness. As a result, the average was significantly higher in the post-test than in the pre-test, with t=-2.222, p=0.040(p < .05).
현재 우리나라 컴퓨터 교육과정의 성격과 목표 중 가장 강조하는 부분은 정보소양 능력과 문제해결 능력을 배양하여 미래사회를 선도할 수 있는 능력을 키우는 것이다. 그러나 현행의 컴퓨터교육은 응용 프로그램 활용 교육에만 초점이 맞추어져 있어 이 목표를 달성하지 못하고 있으며 문제해결 능력과 논리적 사고력을 높이기 위해 컴퓨터과학 교육에 대한 중요성이 커지고 있다. 이에 본 연구에서는 언플러그드 학습 방법을 컴퓨터과학 영역 중의 정보표현 영역에 적용하였다. 그 결과 언플러그드 학습 방법이 강의식 학습 방법에 비해 학업성취도가 통계적으로 유의한 차이를 보이며 높게 나타났다. 또한 정의적 영역에서도 강의식 학습 방법에 비해 긍정적으로 나타났다.
본 연구에서 정보 영재를 교육하기 위한 새로운 방법으로 언플러그드 컴퓨팅과 EPL을 이용한 심화교육프로그램을 제안하였다. 먼저 언플러그드 컴퓨팅 교육을 분석하고 EPL을 활용한 정보영재교육을 위한 심화 프로그램을 개발하였다. 개발된 영재교육프로그램의 교육과정과 수업 전략을 마련하였다. 그리고 정보영재학급의 초등학생들을 대상으로 언플러그드 컴퓨팅 심화 교육프로그램을 적용하였다. 개발된 영재교육프로그램의 효과성을 검증하기 위하여 IT 기반 지식과 알고리즘에 대한 사전 사후 t-검증을 실시하였다. 그 결과 언플러그드 컴퓨팅 교육 프로그램을 적용한 반이 사후검증에서 유의미한 수준으로 성취도가 향상된 것을 볼 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발한 언플러그드 컴퓨팅 교육프로그램은 향후 정보영재를 위한 교육프로그램에 효과적으로 적용될 것으로 기대된다.
교육대학교 학생을 대상으로 설문 결과 절반 이상의 학생이 정보교육이 초등교육에서 중요하지 않다고 인식을 하고 있으며, 실제 수업에서도 배우는데 많은 어려움을 호소하고 있다. 이러한 인식의 전환과 컴퓨터 수업의 어려움을 해결하기 위해 이 연구에서 컴퓨터과학 언플러그드기반의 에듀테인먼트 프로그램을 제안하였다. 에듀테인먼트 요소가 포함된 컴퓨터과학 교육 프로그램을 개발하고 수업 전략을 마련하였다. 제안한 프로그램을 수업에 적용한 결과 학생들의 인식 전환과 함께 수업을 가치 있게 느꼈으며, 학습 주도성 뿐만 아니라 학습 성취도에서도 비교반보다 우수한 결과를 보였다. 따라서 본 연구에서 제안한 컴퓨터과학 언플러그드기반 에듀테인먼트 프로그램이 교육대학교의 컴퓨터 과학교육에서 효과적으로 활용될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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