코로나 이후 급격한 현대사회의 변화는 인공지능 인재가 국가 경쟁력을 좌우하는 주요한 영향요인으로 부각시겼다. 이에 따라 교육부에서는 인공지능 교육 공백기에 있는 초등학교 4-6학년과 중고등학생의 디지털 역량을 개발시키기 위해 대단위 SW·AI 캠프 교육 사업을 기획하였다. 이에 본 연구에서는 초등학교 4-6학년 학생들을 대상으로 하는 캠프 형 SW·AI교육프로그램을 개발하여 초등학교 4-6학년 학생들로 하여금 인공지능 기초소양을 갖추도록 하고자 한다. 이를 위해 초등학교에서의 SW·AI 교육의 의미를 정의하고 초등학교과정에서 다루어야 할 SW·AI 내용으로 'SW·AI의 이해', 'SW·AI의 원리와 활용' 및 'SW·AI의 사회적 영향'을 설정하였다. 또한 설정된 초등학교 SW·AI 교육학습 요소와 현재 초등학교에서 사용하고 있는 교과서의 관련 교과 및 단원과의 연계를 시도하였다. 교육에 사용되는 프로그램으로는 블록코딩 기반의 소프트웨어 코딩 학습 도구인 엔트리를 통하여 소프트웨어 프로그래밍 기초 역량을 강화하도록 하였으며, 모든 프로그램은 초등학생의 발달적 특징을 고려하여 경험과 체험 위주의 참여자 중심으로 운영되도록 설계하였다. 본 연구에서 이루어진 SW·AI 캠프 교육 프로그램은 방과 후 과정이나 방학 등을 이용하여 단기간에 운영되는 프로그램이다. 따라서 이를 토대로 초등학교 과정에서 SW·AI 교육이 정규교육과정의 일원으로 편성되어 운영되기 위해서는 정규교과 내용분석과 SW·AI 교육내용의 심층적인 분석을 기초로 한 연구가 필요함을 제언하는 바이다.
본 연구는 초등학교 SW교육에서 동료 프로그래밍 교육 방법에 대한 효과를 분석하고자 하였다. 먼저, SW교육 프로그램 개발을 위하여 J지역 내 초등학생 162명, 초등교사 34명을 대상으로 설문조사 후 분석한 결과를 토대로 초등수학 도형영역을 중심으로 한 소프트웨어교육 프로그램을 개발하여 적용하였다. SW교육 프로그램 적용을 위해 ${\bigcirc}{\bigcirc}$대학교 겨울방학 교육기부 신청자 3, 4, 5학년 학생 44명중 실험집단 22명, 비교집단 22명으로 구성하였다. 실험집단은 동료 프로그래밍 교육 방법을 중심으로 수업을 진행하였고, 비교집단은 일반적인 교육 방법인 강의 실습형태의 수업을 진행하였으며, 다음과 같은 2가지의 연구 가설을 검증하였다. 첫째, 동료 프로그래밍을 이용한 SW교육이 초등학생의 컴퓨팅 사고력 신장에 더 효과적일 것이다. 둘째, 동료 프로그래밍을 이용한 SW교육이 초등학생의 창의성 신장에 더 효과적일 것이다. 검증 결과 초등학교 SW교육에서 동료 프로그래밍 교육방법이 컴퓨팅 사고력과 창의성 신장에 유의미한 차이를 보이는 것으로 나타났다.
본 연구는 학부모를 대상으로 초등 SW교육의 필요성에 대한 인식에 관한 내용이다. 일반 학부모 273명과 SW관련 행사에 참여한 74명의 학부모들에게 설문을 실시하여 학부모가 인식하는 SW교육의 필요성에 대해 분석하였다. 분석 결과 학부모 모두 SW교육 정책과 초등 SW교과의 필요성에 대해 긍정적이었다. 특히, SW관련 행사에 참여한 학부모들이 참여 경험이 없는 학부모보다 SW교육에 대해 더욱 긍정적으로 생각하였다. 또한 참여 경험이 없는 학부모들도 SW관련 행사가 초등 SW교육의 필요성의 인식 제고에 긍정적 영향을 주는 전략으로 분석되었다. 연구결과 SW교육을 초등정규교과에 포함시키기 위해서 학부모를 대상으로 다양한 소프트웨어 관련 행사를 다양하게 실시하고 대국민 홍보를 위한 노력이 필요함을 알 수 있었다.
본 연구는 초등 자녀를 둔 학부모들의 SW교육에 대한 인식·수요 조사를 기반으로 초등학생 대상 SW-영어 융합교육 프로그램을 개발하고 설계하기 위한 사전 연구이다. 이를 위하여 본 연구에서는 초등학생을 자녀로 둔 학부모 120명을 대상으로 설문을 하였다. 연구 결과, 대부분의 학부모는 SW교육의 중요성 및 초등 5·6학년 대상 SW 의무교육 지정에 대해서 높은 인식을 가지고 있었다. 하지만, 현행의 17시간의 의무교육 시수가 부족하다고 인식하였으며, 동시에 저학년부터 SW교육이 시작되길 희망하는 것으로 나타났다. 또한, SW-영어 융합교육의 필요성을 인식하고 SW교육과 영어교육을 동시에 배우는 SW-영어 융합캠프에 대한 참여관심도가 높았다. 특히, 참여시 2주간의 교육 기간 선호와 SW교육과 영어교육 비율은 6(SW):4(영어)를 선호하는 것으로 나타났다. 지역별 분류에서도 저학년부터 SW교육 도입의 의견과 SW-영어 융합캠프 참여시 2주간의 교육 기간을 선호와 일일 2시간 교육이 적당하다고 하였다. 한편, 지역별 SW교육 기관의 선호 측면에서는 다른 양상을 보였다. 서울·경기지역은 초등학교 방과 후 수업을 가장 많이 선호하였으며, 충청지방은 인근 대학 연계 SW교육을 가장 많이 선호하는 것으로 나타났다. 이를 통해 각 교육기관 및 교육자들은 SW-영어 융합교육에 대한 프로그램 설계 및 지역별 요구에 알맞은 다양한 프로그램 개발을 모색해야 할 것이다.
The purpose of this study is to investigate the effects of the SW-STEAM program by utilizing ozobot coding for elementary science class. The developed SW-STEAM program was applied to $5^{th}$ grade students of S elementary school located in B city. The participants were divided into an experimental group which is consisted of 22 students and a comparative group comprised 22 students. And they were engaged in different teaching and learning methods during 11 class hours. The experimental group participated in the SW-STEAM program, the comparative group was taught by using a traditional instruction. The main results of this study are like followings. The SW-STEAM program had a positive effect on elementary school students' basic science process skill, science learning motive, science achievement. Therefore, the SW-STEAM program by utilizing ozobot coding could be meaningful works to encourage students' basic science process skill, science learning motive and science achievement, and more studies on developing SW-STEAM program are needed.
In this paper, we propose the elementary school teacher's training direction for effective SW education. In an effort to better understand the efficient SW training contents and methods for teachers, 200 of elementary teachers had been selected from different places in South Korea. The results showed that 1)it should be operated by focusing on the training of female teachers, especially, strengthening the contents of SW ethics. 2)It will need to actively operate the teacher training program to foster the necessary computational thinking and programing for elementary school teacher who work in big cities. 3)It need to create a training program for expanding the SW studying groups. 4)In order to improve the effectiveness of training courses in the development of in-service training programs, the SW ethics contents need to be coordinated with the link the computational thinking and programing. These results are expected to provide the efficient methods to design the future SW training programs.
교육부는 「2015 교육과정」에서 초등학교와 중학교에 SW교육을 필수화하는 방안을 발표하였다. 그러나 학교에서 SW교육을 강화하고 있는 주요 외국들의 사례를 살펴보면 SW교육에서 코딩교육을 강조하고 있기는 하지만 단순히 SW 개발을 위한 코딩보다는 실생활에서 활용이 가능하고 타 분야와 융합이 이루어질 수 있는 궁극적인 목표를 두고 SW교육이 이루어지고 있다. 따라서 우리나라에서도 SW교육의 기초 및 공통 교육에서는 SW 개발의 기본 개념과 사고력을 익힐 수 있는 코딩교육이 필요하지만 우수 인재를 위한 SW심화교육을 마련하여 실생활과 타 분야에 적용할 수 있는 실제적인 SW 개발 교육이 필요하다고 판단된다. 이에 본 논문에서는 SW교육의 심화교육으로 가상현실(VR : Virtual Reality) 프로그래밍 교육을 초·중등학교 수준에 맞추어 적용할 수 있는 방안을 탐색하였다.
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.
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.
본 연구의 목적은 카드 코딩 기반의 로봇을 활용한 SW 교육이 초등학교 저학년 학생들의 학습 동기 및 태도 변화에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 이를 위하여 초등학교 3학년 학생들을 대상으로 명령 카드를 이용하여 코딩하는 뚜루뚜루 로봇을 이용하여 순차, 반복, 이벤트, 제어 등의 CT 개념을 기초로 하여 8시간의 SW 교육을 실시하였다. 실험을 위해 사전 사후로 SW 교육에 대한 학습동기와 로봇기반의 SW 교육에 대한 태도를 검사하였다. 그 결과, 학생들의 SW 교육에 대한 학습 동기는 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 또한, 로봇기반의 SW교육에 대한 태도는 "좋은, 편리한, 재미있는, 쉬운, 친근한, 활발한(활동적), 특별한, 이해할 수 있는, 편한, 단순한" 이라는 이미지가 통계적으로 유의미하게 향상되었다. 이러한 연구 결과는 SW 교육의 다양한 접근을 통한 교육 대상 확대에 기여할 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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