• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.35-47
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• 2020

본 연구는 SW 비전공자를 포함한 프로그래밍 초보자들이 컴퓨팅 환경에서 문제해결을 위한 동작의 절차를 수립할 때 느끼는 어려움을 줄이고 작업의 과정을 적절하게 구체화할 수 있는 가이드라인을 제공하기 위해 진행되었다. 이를 위해 일상 동작 속에 함축된 작업 절차를 인지(입력)-판단(처리)-행동(출력)의 관점에서 펼쳐낼 수 있도록 대표적인 절차의 언폴딩 유형을 도출하였고, 각 유형에 따라 절차를 구체화하는 학습을 통해 학습자가 스스로 문제의 범위와 규칙을 설정하고 동작에 함축된 절차를 확장하는 것을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 절차의 언폴딩 모델은 비전공자 혹은 초보자의 프로그래밍 학습 초기 단계에서 컴퓨팅 환경에 적합한 문제해결 절차를 구성하는 도구로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.609-611
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• 2018

본 연구에서는 공업계 고등학교 학생들을 대상으로 MBTI 성격유형 검사를 한 후 프로그래밍 수업을 실시하여 학생들의 학습태도를 분석하였다. 이를 위해 창의적 문제해결모형과 통합사고모형을 기반으로 학습을 설계하였다. 학생들은 I(내성적)형과 O(외향적)형을 1차로 나누고 T(사고형)형과 P(인식형)형을 2차로 분류하였다. 본 연구의 결과로는 성격 유형에 따른 학습동기 요소를 알 수 있었다. 이에 추후 연구로는 학습자의 성격유형에 따라 학습방법의 변화를 연구하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.189-201
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• 2012

이 연구는 일반계고등학교 신 개정 정보 교육과정의 '문제 해결 방법과 절차' 영역의 효과적인 교수 학습을 위한 수업 모형을 개발하고 그것의 효과성을 검증하는데 목적이 있다. 중학교에서 이 영역을 학습하지 못한 일반계 고등학생들을 위해 중학교 교육과정을 포함할 필요가 있고, 학습자의 발달 단계에 알맞은 프로그래밍 언어를 채택하여 인지적 부담을 줄일 필요가 있다. 재미있게 프로그래밍 할 수 있는 퍼즐을 학습 예제로 사용할 필요가 있다. 연구 수행을 위한 연구 방법은 ADDIE 모형에 따라 수행한다. 수업 모형의 프로그래밍 언어로는 파이썬을 선택한다. 이 수업 모형의 효과성을 평가하고자 컴퓨터 부 학생들을 대상으로 수업을 진행하였고, 컴퓨터교육과 예비 교사들이 모의수업을 하였다. 예비교사의 75%가 수업 모형에 만족하였다. 2012년 3월부터 23시간동안 일반계고등학교 정보 교과 수업에 적용하였다. 수업 전 후에 문제해결력 향상 여부를 알아보기 위해 PSI 검사를 하고, 중간고사 정보 점수와 비교하여 약간의 정상관관계가 있다고 분석하였다. 따라서 개발한 수업 모형이 위 영역의 교수 학습에 효과가 있다고 분석한다. 그러므로 정보 교사들의 교수 학습 수업 모형의 지표가 되고, 예비 교사의 교육 자료로 활용하는 것을 제안한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 춘계학술대회
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• pp.499-502
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• 2009

7차 교육과정은 응용소프트웨어를 얼마나 잘 다루는지와 같은 컴퓨터를 도구적 활용을 중점으로 구성되었다. 컴퓨터 과학의 기본원리를 적용하여 문제해결능력을 신장시키고 이를 구현하기 이한 체계적인 교육의 필요성이 제기되어 2007년 개정 교육과정에서 문제해결방법과 절차라는 대영역이 포함되었다. 정보과목 문제해결방법과 절차 영역에서 다양한 문제를 이해 분석하여 알고리즘을 설계하고 구현하는데 있어 원활한 교수학습을 위한 다양한 방법과 도구들에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 연구는 창의적 문제해결 향상에 효과적인 프로그래밍 언어들은 상용소프트웨어들의 비용부담과 언어적 문법, 에러발생에 대한 해결에 비중이 높아 학습자가 겪는 인지적 부담을 감소 할 수 있는 EPl(Educational Programming Language)인 Scratch 프로그래밍으로 창의적 문제해결력 향상을 위한 교수학습 모형을 개발하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.225-234
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• 2014

로봇 프로그래밍은 주어진 과제를 해결하기 위한 알고리즘을 계획하고, 그 알고리즘을 구현하며, 그 결과를 로봇이라는 매체를 통해서 쉽게 확인하고 오류를 수정할 수 있도록 한다. 따라서 로봇 프로그래밍은 반성적 사고에 기반을 둔 문제해결의 과정이며, 학생들의 메타인지와 밀접히 관련된다. 이에 본 연구는 학생의 메타인지 발달을 위한 로봇 프로그래밍 교수 학습 모형을 개발하는 것을 목적으로 수행되었다. 로봇 프로그래밍 교수 학습의 단계를 '학습과제 탐구', '교사의 모델링', '과제 수행 계획 및 시각화', '과제 수행', '자기 평가 및 강화' 등과 같은 5가지로 나누고, 각 단계의 활동들을 메타인지 주요 전략들(계획, 모니터링, 조절, 평가)와 연계하였다. 또한 학생들의 프로그래밍 활동과 메타인지 전략의 활용을 지원하기 위하여 인지적 도제를 기반으로 '모델링', '코칭', '스캐폴딩'과 같은 전략들을 교수 학습 모델과 연계하여 명시하였다. 이와 더불어서, 메타인지 활동을 지원하기 위해서 자기질문법을 도입하여, 학생들이 로봇 프로그래밍 활동의 각 단계별로 사용할 수 있는 자기질문 등을 제시하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.313-323
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• 2009

본 논문은 프로그래밍 교과의 수행평가 시스템에서 자기주도적 학습능력 촉진을 위하여 학업성취도를 분석 및 예측하는 기능 구현을 목적으로 하였다. 본 논문에서는 구현한 수행평가 시스템은 우선 루브릭을 적용하여 프로그래밍 수행평가의 채점을 논리력, 문제해결력, 창의력으로 단순한 점수가 아닌 이원분류를 통해 고차원적인 인지능력에 대한 항목별 근거의 제공을 가능하게 하였다. 또한 학업성취도를 단순히 보여주는 것이 아니라 분석하여 학생별 학업성취도를 측정 준거 별로 분석할 수 있도록 그래프로 표현하였다. 나아가 학업성취도에 이동평균법을 적용하여 향후 점수를 예측할 수 있게 하였다. 이로 인해 학생은 평가 결과 그래프로 현재 자신의 학습상태를 파악하고 앞으로의 학업상태를 보다 정확하게 예측함으로써 자신의 학습 준거 별장 단점을 분석하여 학습 방향 및 학습시간에 대한 자기 성찰에 도움을 주어 자기주도적 학습능력을 촉진시킬 수 있도록 하였다. 교사에게는 학업상태에 따라 완전학습을 추구하기 위하여 학생들에게 제공될 수 있는 교육적 방법을 차등 지원함으로써 교육의 효과를 최대화 할 수 있다.

• Proceedings of the National Institute of Ecology of the Republic of Korea
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• 제3권2호
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• pp.67-72
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• 2022

Ecological research relies on the interpretation of large amounts of visual data obtained from extensive wildlife surveys, but such large-scale image interpretation is costly and time-consuming. Using an artificial intelligence (AI) machine learning model, especially convolution neural networks (CNN), it is possible to streamline these manual tasks on image information and to protect wildlife and record and predict behavior. Ecological research using deep-learning-based object recognition technology includes various research purposes such as identifying, detecting, and identifying species of wild animals, and identification of the location of poachers in real-time. These advances in the application of AI technology can enable efficient management of endangered wildlife, animal detection in various environments, and real-time analysis of image information collected by unmanned aerial vehicles. Furthermore, the need for school education and social use on biodiversity and environmental issues using AI is raised. School education and citizen science related to ecological activities using AI technology can enhance environmental awareness, and strengthen more knowledge and problem-solving skills in science and research processes. Under these prospects, in this paper, we compare the results of our early 2013 study, which automatically identified African cichlid fish species using photographic data of them, with the results of reanalysis by CNN deep learning method. By using PyTorch and PyTorch Lightning frameworks, we achieve an accuracy of 82.54% and an F1-score of 0.77 with minimal programming and data preprocessing effort. This is a significant improvement over the previous our machine learning methods, which required heavy feature engineering costs and had 78% accuracy.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.45-54
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• 2016

본 연구에서는 공업계 고등학생을 대상으로 앱 인벤터를 이용하여 아두이노를 제어하는 안드로이드 어플리케이션 프로그래밍 교육을 실시하고 학생들의 창의 융합적 사고능력에 어떤 변화가 있었는지를 분석하였다. 이를 위해 창의적 문제해결 모형과 통합적 사고 모형에 기반한 교수학습을 설계하여 수업을 진행하였다. 연구 결과로 창의적 문제해결력의 하위요소 중 확산적 사고와 동기적 요소의 향상에 유의미한 결과를 얻었다. 또한, 통합적 사고에 관한 학생들의 설문 조사 결과에 따르면 많은 학생들이 이 수업을 통해 배운 지식을 바탕으로 일상 생활에 적용할 수 있는 IoT 시스템을 고안할 수 있다고 답변하였다. 따라서, 앱 인벤터와 아두이노를 이용한 피지컬 컴퓨팅 교육은 학생들의 창의 융합적인 사고 능력에 긍정적인 영향을 미치는 것을 볼 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권4호
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• pp.1-10
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• 2016

사회 전체가 소프트웨어 중심으로 운영되고, 사물인터넷을 통한 새로운 디지털 시대가 시작되면서 서로 융복합적으로 연계가 이루어지고 있다. 이러한 사회변화와 함께 실생활의 문제들이 복잡해지고 의사소통 능력과 문제해결능력이 점차 강조됨에 따라 이를 교육과정에 반영하기 시작하였다. 이러한 변화는 이미 해외에서 먼저 시작되었고, 국내에서는 2015년도 교육과정 개정을 통해 초중등에서도 SW교육을 교육과정에 포함하게 되었다. 반면 대학생들을 위한 SW교육에 대한 필요성은 최근에서야 그 움직임이 서서히 시작되었다. 현재 SW교육은 단순 프로그래밍교육이 아닌 컴퓨팅 사고력(Computational Thinking) 증진을 목표로 진행되고 있다. 따라서 최근 주목받고 있는 컴퓨팅 사고력에 대한 동향분석과 함께 대학SW교육에서 컴퓨팅 사고력 증진을 위해서 국내외 대학들이 관련 코스들을 어떻게 운영하고 있는지 분석하고, 컴퓨팅 사고력을 효과적으로 함양할 수 있는 교수학습모형을 제안하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제33권1호
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• pp.1-19
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• 2019

본 연구는 학생이 학습과정(learning process)에 능동적으로 참여하여, 능력을 향상하며, 자신감을 갖고 학생성공(student success)이라는 궁극적인 목표에 도달하는 것을 목표로 한 기초수학 특히 이산수학 강좌의 운영사례를 다룬다. 이를 위해 첫째, 본 연구진에 의해 개발/제작된 강의록과 사이버실습실을 미리 제공하였다. 둘째, 이를 바탕으로 학생들이 학습관리 시스템(learning management system)을 통해 예습, 복습, 질문, 답변, 토론을 충분히 할 수 있도록 하였으며, 팀별로 기말 프로젝트에 참여하게 하였다. 셋째, 한 학기 동안의 모든 학습과정을 보고서로 작성하여 제출, 발표하고 이를 바탕으로 한 평가를 하였다. 이러한 강의 모델을 통해 학생들은 자신의 학습과정 및 문제해결과정을 서술하고 발표하면서 비판적인 사고 능력을 자연스럽게 갖추는 과정을 경험하고 공유한다. 본 연구는 기존의 연구와 달리 교수자가 많은 시간을 들이지 않고도, 그리고 여러 지원 또는 우수한 조교가 돕지 않아도 교수 스스로 개인별, 수준별, 맞춤형, 창의적 이산수학 교육이 가능하다는 것을 보여주는 모델을 만든 것으로 이를 공유한다.