이 연구에서는 SW교육에서 초등학생을 대상으로 해커톤 기반의 SW교육이 창의성과 문제해결력에 미치는 효과에 대해 연구하고자 하였다. 이를 위하여 학교에서 이루어지는 일반적인 프로젝트 학습과 비교하여 프로젝트의 결과물을 교사들에게 평가하게 하였으며, 피지컬 컴퓨팅 또는 로봇 작품에 대한 창의성과 문제해결력에 대해 분석하였다. 적용 결과 해커톤 기반 SW교육을 받은 집단이 작품의 창의성과 문제해결력에 있어서 긍정적인 효과가 나타났다. 특히 창의성 중 정교성과 문제해결력의 효과는 통계적으로 유의한 것으로 나타났으며, 그 이유는 해커톤의 자유로운 분위기와 자유로운 의사소통과 협의를 통한 다양한 아이디어 산출에 있었던 것으로 분석된다.
현대 지식 정보 사회에서 컴퓨터 교과 교육의 흐름은 학습자의 논리적 사고력, 창의력, 문제해결력 등의 고차원적 사고를 길러줄 수 있는 컴퓨터 과학 학습으로 나아가고 있다. 본 연구는 학습자의 문제해결력 향상을 위해 알고리즘적 사고 신장의 필요성을 인식하고 초등학생의 알고리즘 학습을 위해 앵커드 수업을 활용하여 알고리즘 수업을 설계하고 그 효과를 검증하고자 하였다. 앵커드 수업을 위하여 문제해결과정의 앵커드 수업 모형을 활용하고 일상생활에서 알고리즘을 사용할 수 있는 예를 찾아 앵커로 제작하여 수업에 투입하였다. 초등학교 학생들을 대상으로 전통적 알고리즘 학습을 실시한 통제집단과 앵커드 수업을 활용한 알고리즘 학습의 실험집단으로 구분하여 실험처치 수업을 실시한 결과 실험집단이 통제집단에 비해 문제해결력 향상에 더 큰 효과가 있음을 확인하였다.
미래 사회를 위한 대비로 교육과정은 시대의 흐름에 맞게 변화하고 있으며 4차 산업혁명 시대가 도래하면서 새로운 2015 개정 교육과정의 목적이 창의적인 융합인재를 육성하는 것으로 제시되었다. 소프트웨어 교육의 목적은 창의성 증진이며 나아가 실생활과 연계하여 문제해결력을 기르도록 하는 것이다. 또한, 학습에 대한 몰입도는 뛰어난 교육 성취로 이어진다. 그러나 여전히 초등학교 컴퓨터 교육에서는 학생들이 쉽게 몰입하고 창의적인 문제해결력을 증진하기 위한 융합수업 모델의 개발이 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 이러한 교육 여건에 맞는 융합수업 모델인 노벨엔지니어링(novel engineering)을 활용한 컴퓨터 융합교육을 설계하고, 이를 수업에 적용하였다. 그리고 학습 몰입도와 창의적 문제해결력 증진에 미치는 영향을 측정하기 위하여 초등학교 6학년을 대상으로 노벨엔지니어링 기반 컴퓨터 수업을 실험 집단에 적용하였고, 일반적인 컴퓨터 수업을 통제 집단에 적용하였다. 집단 간 사전-사후 검사 결과 노벨엔지니어링을 활용한 컴퓨터 수업은 학습몰입도와 창의적 문제해결력 신장에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.
대학 교육은 컴퓨팅 사고력 기반의 융합 인재 양성을 강조하고 있으며, 문제 해결력을 향상시키기 위해 소프트웨어 교육을 강조하고 있다. 본 연구에서는 문제해결학습 기반의 파이선 프로그래밍을 통한 소프트웨어 교육을 실시하고, 이에 대한 만족도와 학업 성적간의 상관관계를 분석한다. 문제해결학습 기반의 소프트웨어 교육을 받는 대학생 143명을 대상으로 설문조사를 실시한 결과, 실제 학업 성적과의 상관관계 분석과 다중회귀분석을 통해 문제해결학습의 만족도와 학업 성적 간에 관련성이 있고, 학업 성적에도 영향을 주는 것으로 나타났다. 다양한 문제상황을 파악하고 컴퓨팅 사고력을 활용하여 문제를 해결하는 능력은 점점 더 중요해질 것이므로, 대학 소프트웨어 교육은 문제해결학습 기반으로 실시하는 것이 바람직한 방향이 될 것이다.
프로그래밍 교육이 필요성이 강조되고 있으며 효과적인 교육을 위해 여러 교수 방법이 적용되고 있다. 피지컬 컴퓨팅 또한 프로그래밍 교육을 향상시키는 방법으로 연구에서 활용되어 긍정적인 효과를 보이고 있다. 하지만 피지컬 컴퓨팅 교육관련 연구의 집단이 소수이므로 실제로 일반화하기 어려운 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 프로그래밍 교육에서 피지컬 컴퓨팅의 활용에 대한 문제해결력의 변화가 일반프로그래밍 교육에서의 변화와의 차이를 분석하고자 관련연구를 대상으로 메타분석을 진행하였다.
본 논문은 몽골인들을 위한 구글 클래스룸을 기반 PBL(Problem Based Learning) 한국어 수업 모형을 개발하였다. 최근 몽골인들은 한류 때문에 한국어를 배우고자 노력하고 있다. 한국 텔레비전 드라마는 전체 방송 프로그램의 약 90%를 차지한다. 본 연구는 한국어를 배우려는 몽골인들의 창의적인 문제해결 능력을 개발하는 방법으로 온라인 문제 기반 학습 모델을 개발하는 것을 목표로 한다. 우리는 9주 동안 3가지 문제를 적용했다. 이 연구는 참가자들이 구글 클래스룸과 PBL의 여러 가지면에서 효과적임을 경험했으며, 93 %의 참가자가 구글 클래스룸과 PBL을 활용해서 한국어를 쉽고 재미있는 원격 학습 모델로 배울 수 있었다고 응답했으며, 90 %의 참가자가 Googlish 프로그램들을 더 배우고 싶다고 했으며, 85%는 온라인 환경에서 다른 사람들과의 상호 작용이 쉽게 증가했다고 말했다. 그들 중 100 %는 언제든지 구글 클래스룸에서 온라인 교사와 함께 한국어를 배우는 것이 좋다고 했다. 실제로 그들 중 86 %는 PBL이 온라인 학습 환경에서 새로운 지침을 제시했기 때문에 처음에는 PBL을 이해하기가 어렵게 느꼈다고 말했다. 이번 연구는 한국어 수업의 구성원들이 구글 클래스룸 기반 PBL을 통해 학습 내용 이해, 협력 학습 이해, 실습 경험, 창의적인 문제 해결능력, 프레젠테이션 능력, 커뮤니케이션 능력, 자기 주도 학습 능력, 자신감 등 다양한 효과를 경험했다는 것을 보여주었다.
본 연구에서는 초등학교에서 스크래치 프로그램을 활용한 사용자 중심 디자인 모델에 기반한 하이레벨(High Level)단계의 프로토타이핑 기법을 적용하여 응용프로그램 개발 교육모형을 제시하여 적용해 보고 그 효과를 검증해 보고자 한다. 본 연구의 결과는 초등학교에서 문제해결력과 논리적 사고력 신장을 위한 응용프로그램 개발 교육의 새로운 접근방법이 될 것으로 기대한다.
초등정보영재교육에 있어서 최근에 강조되고 있는 사안 중 하나는 지식기반 사회를 이끌어갈 정보 분야에서의 창의적 인재의 육성에 있다. 이와 함께 학습자에게는 새롭게 제시되는 문제 상황들을 해결하기 위해 고차원적인 지적능력과 문제해결능력 신장이 더욱 요구되고 있다. 본 연구는 초등정보영재 학생들에게 적용 가능한 앱 인벤터 교육 프로그램을 개발 적용 후 초등정보영재 학생들의 문제해결력 및 자기효능감, 프로그래밍 성취도에 미치는 효과를 검증하고자 하였다. 연구 목적 달성을 위하여 초등정보영재 학생들 수준에 적합한 앱 인벤터 교육 프로그램의 교육과정을 설계하였으며 설계한 프로그램을 렌줄리(Renzulli)의 심화학습 3단계 모형을 변형한 교수 학습 모형을 통해 적용하였다. 초등정보영재 20명을 대상으로 5주간 15차시에 걸쳐 교수 학습활동을 진행하였으며 그 결과 앱 인벤터를 활용한 프로그래밍 교육이 초등정보영재 학생들의 문제해결력, 자기효능감 향상에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났으며 프로그래밍 개념과 알고리즘을 이해하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
교육부(2015)에서 "초 중등학교 2015 개정 교육과정"을 고시하고 초 중학교에서 컴퓨팅 사고력 함양을 위한 소프트웨어교육을 2018년부터 단계적으로 초 중 고등학교의 교육과정에 필수적으로 적용함에 따라 '문제해결과 프로그래밍'이 중요한 영역으로 부각되었다. 한편, 우리가 살고 있는 이 시대는 홍수처럼 쏟아져 나오는 빅데이터를 분석하고 활용하는 능력이 더욱 강조되어 가고 있다. 이러한 시대의 흐름에 따라 학생들의 문제해결력과 프로그래밍/수학 흥미도를 향상시키는 수업을 구상하였고 이는 정보와 수학, 즉 프로그래밍과 통계적 소양을 겸비하는 통계-파이썬 프로그래밍 융합교육과정을 개발하고 적용해 봄으로써 유의한 차이를 검증해 보고자 한다. 실험처치 전 후 문제해결력 검사와 프로그래밍/수학 흥미도 검사를 실시하였고 대응표본 t-검정으로 비교분석하였다. 분석 결과에 의하면 문제해결력에 관한 사전 사후 검사 결과 유의도 수준 0.05에서 유의한 차이가 있었으며, 프로그래밍 흥미도와 수학흥미도의 사전 사후 검사 결과 역시 유의도 수준 0.05에서 유의한 차이가 있었다.
최근 4차 산업혁명의 핵심 영역 중 하나로 메이커 운동(maker movement)이 떠오르고 있다. 메이커 운동은 오픈소스 소프트웨어 및 하드웨어, 3D 프린터, 레이저 커팅기 등 다양하고 저렴한 제작 도구를 이용하여 사용자가 필요한 물건을 직접 제작하고 공유하는 것이다. 메이커 교육을 초 중등(K-12) 수업에 적용할 때 디자인 사고를 기반으로 한다면 그 효과가 증진될 것으로 생각한다. 본 연구의 목적은 디자인 사고 기반 메이커 교육 프로그램을 개발하고 수업에 적용하여 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 밝히는 것이다. 연구 내용을 검증하기 위해 초등학교 5~6학년 학생을 통제집단과 실험집단으로 나누고 통제집단에는 일반적인 강의식 메이커 수업을 적용하였고, 실험집단에는 개발된 디자인 사고 기반의 메이커 수업을 적용하였다. 창의적 문제해결력 검사를 사전, 사후 실시하였고, 통계적 t-검정을 이용하여 그 효과성을 검증하였다. 결론적으로 본 연구를 통해 디자인 사고 기반 메이커 교육 프로그램은 초등학생의 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향이 있음을 밝혔다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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