• 한국융합학회논문지
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• 제9권9호
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• pp.1-8
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• 2018

3D 프린팅 기반의 교육용 콘텐츠 제작과 보급은 창의적 문제 해결의 코딩 교육을 리드하고 활성화하는데 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 아두이노를 활용하여 특화된 기능을 제공하는 8비트 MCU 기반 제어 보드 및 3D 프린팅 기반의 다양한 융합 콘텐츠를 개발하였다. 개발된 제어 프로그램은 양방향 통신을 기본 지원하므로 다양한 모니터링 패킷 지원으로 초당 10회 이상 수행한다. 또한, 다양한 정보 전달을 위한 최적화된 통신 프로토콜을 사용하여 여러 콘텐츠 제어가 가능해진다. 개발된 제어 보드와 3D 프린팅으로 제작된 콘텐츠들은 코딩의 원리와 개념을 교육하는 프로그래밍 교육 도구로 유용하게 활용할 수 있다.

• 정보교육학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.133-142
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• 2001

'컴퓨터 교육'이라는 개념은 컴퓨터를 이용한 교육과 컴퓨터를 배우는 교육 두 가지 의미를 동시에 가지고 있기 때문에 사용하는데 주의를 기울여야 한다. 후자의 개념으로서 '컴퓨터 교육'은 전산학에 대한 개론 및 프로그래밍과 관련된 학습이 핵심을 이룬다. 특히 프로그래밍의 학습의 경우는 코딩, 컴파일링, 디버깅등의 복잡한 과정과 함께 운영체제 및 하드웨어에 대한 지식 같은 프로그래밍 외적인 분야에 대해서도 다양한 이해가 요구된다. 기존의 프로그래밍 학습은 프로그래밍 언어의 문법에 대한 기계적 암기나 사용법을 익히는 것에 치중하여 논리적인 사고를 키우는데 적합하지 못했다. 이에 본 논문에서는 프로그래밍에 대한 기본적인 통찰력을 기를 수 있도록 프로그래밍 언어의 기초가 되는 C로 코딩된 게임 소스들을 분석하고자 한다.

• 한국게임학회 논문지
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• 제20권3호
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• pp.35-44
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• 2020

본 연구에서는 현재 운영 중인 코딩교육 플랫폼인 코딩퍼즐 시스템에서 학습자들이 직접 손으로 조작할 수 있는 탠저블 블록형태로 제작된 코딩퍼즐 입력용 명령어들의 배치를 증강현실 환경에서 제한 시간 안에 안정적으로 다수의 블록을 인식할 수 있는 인식시스템의 설계 및 배치 인식 성능 측정 결과를 제시한다. 그 결과, 5초 이내로 30개 이상의 탠저블 블록 형태의 명령어들의 배치를 안정적으로 인식할 수 있었다. 본 인식시스템을 기존 코딩퍼즐 모바일 앱에 성공적으로 이식하였으며, 블루투스에 연동되는 모바일 앱을 통해 IoT 로봇을 구동할 수 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제10권4호
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• pp.107-116
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• 2021

4차 산업혁명 시대가 도래함으로써 수많은 영역에 다양한 소프트웨어의 고품질화가 필수적이다. 특히 비전공자 및 기초 전공자들에게는 창의적 사고 기반으로 코드 할 수 있는 능력이 요구된다. 하지만 문제는 창의적 사고 기반의 소프트웨어에 대한 정의 및 아이디어가 부족하다는 것이다. 또한, 비전공자 및 기초 전공자를 위한 코딩 교육 영역에서, 창의적 사고 기반 디자인씽킹과 코딩화는 괴리가 존재한다. 즉 실질적으로는 창의적 사고기법을 통해서 소프트웨어 설계 및 코딩이 가능해야 한다는 점이다. 이런 문제를 해결하기 위해, 창의적 사고 기법과 소프트웨어 개발 프로세스 기법의 접목을 통해 비전공자의 소프트웨어공학 개념 없이도, 디자인씽킹 메커니즘 기반의 코드 템플릿을 제시한다. 이를 통해 창의적 설계의 코딩화를 기대한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.219-234
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• 2018

본 연구에서는 국내 교육학 연구에서 거의 사용되지 않던 머신 러닝 기술을 과학 교육 연구에 접목하여, 학생들의 과학 논변 활동에서 나타나는 논변의 구성 요소를 분석하는 과정을 자동화할 수 있는 가능성을 탐색해보았다. 학습 데이터로는 Toulmin이 제안하였던 틀에 따라 학생들의 과학 논변 구성 요소를 코딩한 국내 선행 문헌 18건을 수합하고 정리하여 990개의 문장을 추출하였으며, 테스트 데이터로는 실제 교실 환경에서 발화된 과학 논변 전사 데이터를 사용하여 483개의 문장을 추출하고 연구자들이 사전 코딩을 수행하였다. Python의 'KoNLPy' 패키지와 '꼬꼬마(Kkma)' 모듈을 사용한 한국어 자연어 처리(Natural Language Processing, NLP)를 통해 개별 논변을 구성하는 단어와 형태소를 분석하였으며, 연구자 2인과 국어교육 석사학위 소지자 1인의 검토 과정을 거쳤다. 총 1,473개의 문장에 대한 논변-형태소:품사 행렬을 만든 후에 다섯 가지 방법으로 머신 러닝을 수행하고 생성된 예측 모델과 연구자의 사전 코딩을 비교한 결과, 개별 문장의 형태소만을 고려하였을 때에는 k-최근접 이웃 알고리즘(KNN)이 약 54%의 일치도(${\kappa}=0.22$)를 보임으로써 가장 우수하였다. 직전 문장이 어떻게 코딩되어 있는지에 관한 정보가 주어졌을 때, k-최근접 이웃 알고리즘(KNN)이 약 55%의 일치도(${\kappa}=0.24$)를 보였으며 다른 머신 러닝 기법에서도 전반적으로 일치도가 상승하였다. 더 나아가, 본 연구의 결과는 과학 논변 활동의 분석에서 개별문장을 고려하는 단순한 방법이 어느 정도 유용함과 동시에, 담화의 맥락을 고려하는 것 또한 필요함을 데이터에 기반하여 보여주었다. 또한 머신 러닝을 통해 교실에서 한국어로 이루어진 과학 논변 활동을 분석하여 연구자와 교사들에게 유용하게 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제33권3호
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• pp.163-180
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• 2019

본 연구에서는 다양한 배경을 가진 대학 신입생들이 단기간에 미적분학의 주요 개념을 이해할 수 있도록 돕고, 현실에서 접하는 복잡한 문제들에 대한 문제해결력도 기르면서, 동시에 컴퓨팅 사고력도 신장시킬 수 있는 미적분학 교수 학습에 대하여 논한다. 구체적인 방안으로, 본 연구진은 '파이썬(Python) 기반의 코딩(coding)교육을 적용한 대학 미적분학의 교수 학습' 콘텐츠를 개발하고 실제 수업 현장에 적용하여 유의미한 성과를 거둔 사례를 보고한다. 즉, 파이썬 언어 기반의 코딩교육을 적용한 미적분학 I, II의 구체적인 교수 학습 설계, 실천 계획안 그리고 평가라는 전 과정이 실제로 진행된 사례와 그에 활용된 자료들을 정리하여 공유한다. 개발된 교안과 코드 및 사이버 실습실은 언제 어디서나 무료로 활용할 수 있으며, 교수자와 학생은 공유된 콘텐츠와 학생활동 기록을 참고하며, 자유롭게 미적분학을 교수 학습하고, 주어진 코드를 활용하여 실습하면서 미적분학의 직관적인 이해를 높임과 동시에 컴퓨팅 사고력도 신장시킬 수 있도록 하였다. 또한 교수자는 학생들의 질의 응답 참여, 보고서 발표, 팀워크 등이 포함된 플립드러닝(flipped learning)과 과정중심의 모든 데이터를 기반하여 평가함으로써 학생들의 미적분학 지식에 대한 상향평준화를 돕게 된다. 본 연구에서 제시한 대학 미적분학의 교수 학습 사례는 학생들이 미적분학 개념과 컴퓨팅 사고력을 동시에 신장시켜 사회가 필요로 하는 인재로 성장할 수 있도록 도울 수 있는 가능성을 보여주는 대학 수학 교육의 교수 학습 모델이 될 것으로 본다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제25권10호
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• pp.261-268
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• 2020

본 논문에서는 장애 유형별 청소년 소프트웨어 교육을 위한 효과적인 소프트웨어 교육 모델을 제안한다. 이 소프트웨어 교육 모델은 4단계 과정으로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 특수교육 교육과정에서 소프트웨어 교육 영역을 비교 분석한 결과를 기반으로 장애 유형별 청소년 소프트웨어 교육을 위한 교육과정을 도출한다. 두 번째 단계에서는 지적장애와 중복장애가 없는 시각, 청각, 지체 장애로 구분하여 장애 청소년의 효과적인 소프트웨어 교육을 위한 성취기준을 도출한다. 세 번째 단계에서는 도출한 성취기준에 따라 장애 유형별 장애 특성을 반영하여 코딩 로봇 알버트 기반의 언플러그드 컴퓨팅, 피지컬 컴퓨팅, 블록/텍스트 코딩으로 구성된 모듈식 교재를 개발한다. 네 번째 단계에서는 이 교재를 학교 현장에 적용하여 장애 청소년들이 일상생활에서 접하는 다양한 문제를 스스로 절차적이고 논리적으로 사고할 수 있도록 체험 중심의 소프트웨어 교육을 실시한다. 그리고 장애 청소년의 성취도 평가와 설문조사를 통한 결과를 분석하여 지적장애 82.3%, 시각장애 78.8%, 청각장애 90.9%, 지체장애 78.8%의 장애 청소년들이 '중' 수준 이상의 성취도를 달성하였음을 보인다. 이러한 결과는 본 논문에서 제안한 장애 청소년을 위한 소프트웨어 교육 모델이 장애 청소년의 컴퓨팅 사고력 향상에 매우 효과적임을 검증한 것이다.

• 정보교육학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.61-70
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• 2018

창의적 사고와 융합이 중요시되는 4차 산업 혁명 시대를 성공적으로 맞이하기 위해 전 세계적으로 컴퓨팅 사고력(Computational Thinking: CT) 증진을 위한 코딩(coding) 교육이 대두되고 있다. 특히 MIT 미디어 연구소에서 개발한 스크래치(Scratch)를 활용한 코딩 교육은 기존의 전통적인 교육패러다임을 벗어나서, 학습자들이 능동적이고 협력적 활동에 참여하는 구성주의 교수법을 강조하고 있다. 하지만 이러한 교육 패러다임 변화에 대한 인식이 부족하기 때문에 실제 학교나 사교육 현장에서는 코딩 교육이라는 명목하에 프로그래밍 언어에 관련된 테크닉이 주로 강조 되는 경향이 있다. 이에 본 연구는 구성주의적 교수-학습에 입각한 CT 평가 도구를 개발하고 실행하는 것에 초점을 두었다. 그리고 CT 자기 평가 도구의 교육적 가치를 연구하기 위해 '컴퓨팅 사고력을 활용한 문제해결'이라는 과목을 수강한 초등예비교사들이 CT 역량 평가 루브릭을 활용한 결과를 분석하였다. 본 연구의 결과를 통해 협력이 강조되는 구성주의 교수법을 반영한 CT 자기 평가를 디자인하고 실현하는 과정을 매개로 하여, 초등예비교사들이 문제해결 과정을 체험하고 CT역량을 증진시키는 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 결과를 통해 도출된 CT 교육 및 평가에 대한 개선점을 제언하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권8호
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• pp.136-144
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• 2016

일반적으로 임베디드 소프트웨어 교육을 위해 다양한 교구와 학습 방법이 개발 및 활용이 되고 있다. 본 논문에서는 임베디드 소프트웨어 공학교육에서 요구되고 있는 창의적 문제해결 방법을 학습하기 위하여 스마트 로봇을 활용하고자 한다. 스마트 로봇을 사용한 창의적 공학교육으로 그 NCS 직무교육 효과를 분석하고 임베디드 소프트웨어교육 향상을 위하여 RSPM(Robot Based Software Programming Method) 공학교육 방법에 대해 제시한다. 임베디드 소프트웨어 공학교육에서 좀 더 창의적이고 소프트웨어 코딩 능력향상을 위해 스마트 로봇인 EV3 시스템을 활용하였다. 본 논문에서는 임베디드 소프트웨어 공학교육에 미치는 정도, 흥미, 프로그램 능력 향상과 영향에 대하여 설문 및 분석을 통하여 창의적인 RSPM 공학교육과정을 통하여 EV3 시스템을 교구로 활용하여 성공적인 임베디드 소프트웨어 코딩 능력 가능성에 대해 제시하고자 한다. 특히 RSPM 공학교육은 스마트 로봇 NCS 직무로써 미래 유망한 임베디드 소프트웨어분야의 직업인으로 성장할 수 있도록 경쟁력을 갖춘 기초 스마트로봇 직무학습 중심으로 구성하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.309-313
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• 2018

Design-Thinking 5 Step 기반 메이커 활동은 사용자의 상황에 공감하여 필요와 요구를 분석한 뒤, 이를 디자인에 적용시켜 사용자들에게 더 필요한 경험을 제공하기 위한 사용자중심의 디자인 접근 방식이다. 본 논문은 학습자의 의도에 따라 다양한 도구를 활용하여 만든 결과물을 다른 사람들과 공유하고 개방하는 것을 강조하는 메이커 교육의 가치와, 인간에 대한 관찰과 공감 그리고 사용자 중심의 결과물 도출이라는 Design-Thinking의 기본 마인드를 SW코딩 교육과정에 적용한 교수학습 방법을 제안한다. 이를 위하여 중등 교육과정에서 다루어지는 정보 교과교육 내용 중에서 코딩교육이 필요한 단원을 중심으로 Design-Thinking 기반의 교수학습 방법을 연구하였다. Design-Thinking 기반 교수학습 지도안으로 교육 전문가 집단을 대상으로 수업을 시연하고, 전문가들의 평가와 의견을 수집하고, 수집된 평가내용을 반영하여 교수학습 지도안을 수정하였다. Design-Thinking 5 step 기반의 SW코딩 교수학습은 학생들로 하여금 무한한 발상을 가능하게 하는 확산적 사고와 확산된 사고로부터 최적의 결정을 이끌어내야 하는 수렴적인 사고를 체득하기에 적합한 학습 기회가 될 것이라고 기대한다.