본 연구의 목적은 3수준 다층모형을 적용하여 초등학생의 컴퓨팅 사고력 및 SW교육태도 영향요인을 분석하는 것이다. 분석결과, 첫째, '가정 내 컴퓨터 유무', 'SW 대회 참가 경험', 'SW교육 만족도', 그리고 'SW에 대한 인식'이 컴퓨팅 사고력 초기값에 정적 영향을, 'SW교육 기간'과 '사전 방과후학교 SW교육 경험'이 컴퓨팅 사고력 변화율에 정적 영향을 주었다. 둘째, 'SW에 대한 인식', 'SW교육 만족도' 그리고 '성별'이 SW교육태도 초기값에 정적 영향을, 'SW교육 기간'이 SW교육태도 변화율에 부적 영향을 주었다. 즉 'SW교육 만족도'와 'SW에 대한 인식'은 사전 컴퓨팅 사고력 및 SW교육태도 모두에 정적 영향을, '가정 내 컴퓨터 유무'와 'SW대회 참가 경험'은 사전 컴퓨팅 사고력에만 정적 영향을, 'SW에 대한 인식'과 'SW교육 만족도'는 사전 SW교육태도에만 정적 영향을 주었다. 또한, 'SW교육 기간'은 컴퓨팅 사고력의 변화율에 가장 큰 정적 영향을 주었으나, SW교육태도의 변화율에는 미약한 부적 영향을 미치는 것으로 나타났다.
In this paper, we propose to investigate the existing SW education related studies and to collect the total effect size for the improvement of computational thinking(CT) through meta-analysis and to confirm the effect size according to various variables. So, we have objectively identified and generalized the practical effects of SW education on the various variable. The results of the meta-analysis showed that 1) the overall effect of SW educational activities on CT improvement was 'Hedges' g=0.643', so SW educational activity can get a CT improvement of about 24% over other educational activities. 2) EPL is a SW teaching-learning method that greatly improves students' CT. 3) Since SW education can be guaranteed to improve CT among elementary school students and university students, essential SW education for these should be further promoted. And it was found that SW education activity were more effective for CT improvement in small cities & rural areas than big cities, but the cause was not identified, so further study will be required.
본 연구는 국내 초등SW융합교육의 효과를 메타분석을 통해 종합적이고 체계적으로 분석하는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 초등SW융합교육 관련 29편의 학위논문 및 학술지를 대상으로 메타분석을 시행하였고, 총 60개의 효과크기가 나타났으며 R프로그램을 활용해 결과를 도출하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, SW융합교육의 전체효과크기는 .35의 중간효과크기로 나타났다. 둘째, SW융합교육의 효과크기는 인지적, 정의적 영역 모두에서 통계적으로 유의한 효과가 있는 것으로 나타났다. 셋째, SW융합교육의 효과에 있어 조절변인들 모두 연구간 효과크기의 차이를 유의하게 설명하는 것으로 나타났다. 이와 같은 연구결과에 따라 초등SW융합교육이 학습효과를 증진시킨다는 통합적 결론을 도출하고 초등SW융합교육 설계 및 실행시 고려해야할 가이드라인을 제안하였다.
컴퓨팅 사고력이 세계적으로 중요한 역량으로 주목받으면서 2015 개정 교육과정에서 SW 교육이 도입되었으며, 2018년부터 교육과정에 SW 교육이 적용되었다. 하지만 열악한 교육 환경에 있는 교육 소외계층은 SW 교육의 사각지대에 있으며, 체계적인 SW 교육을 받지 못하는 실정이다. 이에 본 연구는 코로나-19 집단 감염병을 통해 비대면 온라인 교육이 진행되고 있는 시점에서, 267명의 교육 소외계층 초등학생을 대상으로 비대면 SW 온라인 교육 프로그램을 시행하여 그 효과를 분석하였다. 추상화, 문제분해, 알고리즘, 자동화, 데이터 처리의 요소로 구성된 컴퓨팅 사고력 검사를 교육 전과 후에 실시한 결과 컴퓨팅 사고력 전체 점수와 다섯가지 모든 요소의 점수가 통계적으로 유의미하게 높아졌다(p<0.001). 다섯 가지 요소 중에서는 데이터 처리 점수에서 가장 높은 점수의 향상이 있었다. 이러한 결과는 비대면 SW 온라인 교육 프로그램이 교육 소외계층 초등학생들의 컴퓨팅 사고력 향상에 효과가 있음을 시사한다.
대학교에서 컴퓨터 관련 학과를 졸업하거나 관련된 직업을 갖지 않은 자를 말하는 비전공자의 SW교육에서 교양교육을 접하는 학습자는 처음 접하는 SW 개발환경과 이해, 전공과의 관련성, 융합 사고능력 등의 어려움을 겪게 된다. 교양교육에서 비전공 학습자의 어려움을 보완하고자 비교적 쉽게 접근할 수 있는 소프트웨어를 활용하여 SW교육 초보자에게 적용할 수 있는 시연 중심모델을 활용하였다. 실생활에서 사용되는 애플리케이션과 문제해결의 논리적 흐름을 파악할 수 있도록 교수자의 시연과 학습자의 모방을 통한 반복적인 구현과 학습자의 학습 만족도와 성취도를 높이기 위한 학습지표를 결합한 융합 SW 교수법을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 교수학습법을 적용한 실험에서 SW 교육의 학습 효과, 학업 성취도, 학습 만족도, 교수학습법 측면을 평가할 때 의미 있는 결과를 보였다.
본 논문에서는 2016년도에 68개 SW교육 연구학교 학생들을 대상으로 조사된 SW교육에 대한 인식을 학교급, SW교육 기간, 인터넷 사용 시간 등의 배경요인별로 차이를 살펴보고 학생들의 SW교육에 대한 인식과 배경요인 간에 어떤 관련이 있는지를 분석하였다. 그 결과, 학교급이 낮을수록, SW교육 기간이 길수록, 가정에서의 인터넷 사용 시간이 1시간~2시간 정도로 적당할수록 SW교육에 대한 인식이 긍정적인 것으로 판단되었다. 그러나 SW교육 기간과 인터넷 사용 시간이 학생들의 SW교육에 대한 인식에 유의미한 영향을 미치지는 않는 것으로 판단되었다. 이와 같은 분석 결과에 따라 중학교에서 학생들의 흥미를 유발할 수 있는 교수학습 방법, 장기간의 SW교육에서 학생들의 흥미를 유지할 수 있는 효과적인 교수학습 방안, 가정에서 적당하게 인터넷을 사용할 수 있도록 학생들을 지도하고 학부모를 계도하는 방안 등의 필요성을 제안하였다.
우수한 SW 인재를 양성하는 것은 4차 산업혁명 시대를 맞이하는 우리 사회의 경쟁력을 높여 사회 발전에 긍정적인 영향을 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 우수한 SW 인재의 양성을 위하여 초, 중등 교육과정을 모두 경험한 경기도 S시 B고등학교 1학년부터 3학년까지 436명을 대상으로 고등학생이 SW 교육을 어떻게 인식하고 있는지 살펴보고, SW 교육 시작 시기가 학생들의 SW 관련 진로지향도에 어떤 영향을 주는지 분석하였다. 연구 결과, 공교육에서의 SW 교육의 확대가 필요하다는 것과 초등학교 시기부터 SW 교육을 받은 집단과 타 집단 사이에서 SW 관련 진로지향도에 유의미한 차이가 발생했다는 것을 확인하였다. 따라서 상대적으로 이른 시기에 SW 교육을 받는 것이 학생들의 SW 관련 진로지향도에 긍정적인 영향을 준 것으로 해석하였다. 향후 이른 시기의 SW 교육의 특정 요소가 학생들의 SW 관련 진로지향도에 구체적으로 어떻게 작용하는지 분석하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.
미래사회 변화에 대비하기 위하여 SW·AI 교육은 필수적이다. 본 논문에서는 예비교사를 대상으로 비대면 SW·AI 교육을 실시한 후 SW 기초교육 효과성 측정도구를 사용하여 교육 전과 후의 SW 교육 효과성을 측정하였다. 분석 결과, 전체 평균과 '컴퓨팅 사고력', 'SW 문해력' 영역의 평균이 유의미하게 증가하였고, '컴퓨팅 사고력' 영역의 분해, 패턴인식, 추상화, 알고리즘 하위영역에서도 모두 교육 전과 후의 평균의 차이가 통계적으로 유의미하게 나타났다. 학생들은 SW·AI 교육을 통해 SW 교육의 필요성과 컴퓨팅 사고력의 중요성을 인식할 뿐만 아니라 정보를 분해하고 패턴을 인식하고 추출하며 문제해결과정을 표현하는 과정을 이해함을 알 수 있었다. 이는 비대면 SW·AI 교육도 SW가 중요함을 인식시키는 것을 넘어 컴퓨팅 사고력, SW 문해력을 향상시키는 효과를 나타내고 있음을 알 수 있다.
본 연구에서는 로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감이 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양에 미치는 영향과 이들 관계에서 흥미와 학습 참여의 이중매개효과를 규명하고자 하였다. 이를 위해 서울 소재 중학교에 재학 중인 146명의 학생을 대상으로 자유학기제 로봇활용 SW융합교육을 진행한 후 SW효능감, 컴퓨팅사고력, 융합인재 소양, 흥미, 학습참여를 측정하였다. 수집된 데이터는 이중매개효과 검증을 위해 SPSS macro process를 활용하여 분석을 실시하였다. 연구 결과 첫째, SW효능감은 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양에 유의하게 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다, 둘째, 흥미는 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양의 관계를 매개하지 않은 반면, 학습참여는 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양의 관계를 매개하였다. 셋째, SW효능감은 흥미와 학습참여를 이중매개 과정을 거쳐 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 로봇 활용 SW융합교육에서 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양을 향상시키기 위한 SW효능감과 흥미 및 학습참여의 역할을 제시하고, 수업 설계 및 수업 방향에 대한 시사점을 제공한다.
본 연구는 디자인 사고를 적용한 SW교육이 초등학교 예비교사의 창의성에 미치는 효과를 분석하였다. 제주 소재 한 대학교 초등컴퓨터교육 강좌를 신청한 학부 1학년 22명의 초등학교 예비교사들을 대상으로 연구를 실시하였다. 연구대상인 예비교사들은 SW교육에 대한 기본적인 이해를 하지 못하고 있을 뿐만 아니라 연구에 사용할 EPL 도구인 스크래치 프로그램에 대한 기초적인 지식을 갖추지 못하였다. 따라서 창의성 사전검사 이전에 18차시에 걸쳐 SW교육에 대한 기본 교육과 스크래치 프로그램의 기본 기능을 학습하는 시간을 가졌다. 창의성 사전검사를 실시하고 21시간에 걸쳐 디자인 사고를 적용한 SW교육을 진행한 후 창의성 사후검사를 실시하였다. 창의성 검사도구로는 Torrance의 TTCT 도형 검사지 A, B형을 사용하여 분석하였다. 검증 결과, 디자인 사고를 적용한 SW교육이 초등학교 예비교사들의 창의성 향상에 효과적인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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