최근 IT 산업이 국가경제에서 차지하는 비중이 높아지고 또한 지식정보사회에서 정보의 소양 및 활용이 필수적이 되어감에 따라 정보영재교육에 대한 중요성이 날로 커지고 있다. 현재 정보영재교육은 대학부설 영재교육원을 비롯하여 시도교육청 산하 영재교육원, 사설 영재교육원 등 다양한 기관에서 실시되고 있다. 정보영재교육의 내용 영역에 있어서 프로그래밍 능력과 더불어 논리적 사고능력은 매우 중요한 부분을 차지하고 있으며 또한, 프로그래밍 능력과 논리적 사고능력의 향상은 정보영재교육의 주요 목표이다. 본 연구의 목적은 정보영재아동에 있어서 프로그래밍 능력과 논리적 사고능력의 상관관계를 분석하는 것이다. 본 연구에서는 서울시내 대학부설 영재교육원 정보영재아동을 대상으로 6년 동안의 재학생들을 대상으로 이들의 평가결과를 조사하고 분석한 결과, 프로그래밍 능력과 논리적 사고능력은 상관관계가 높음을 보여주었다.
지식정보사회를 살아가는 사람들에게 가장 중요한 능력인 문제해결력, 창의성 등의 고등사고력을 신장시키기 위해 알고리즘과 프로그래밍 교육을 중학교 정보 교육과정에 도입한 것은 적절하다. 그러나 형식적 조작기에 도달하지 못한 구체적 조작기 학생들에게 고등교육의 알고리즘과 프로그래밍 교육내용을 축소하여 제공하는 것은 학생들의 인지부담만 가중되며, 알고리즘 학습에서 배운 원리와 전략이 문제해결을 위한 프로그래밍으로 학습 전이가 어렵다. 본 연구는 인지 발달 단계 중에서 구체적 조작기에 해당하는 학생들의 발달 특성을 고려하고, 알고리즘 학습이 프로그래밍으로 전이할 수 있도록 선 알고리즘 후 프로그래밍 학습 모형을 개발하였고, 구체적 조작기 학생들을 대상으로 하여 학습 동기와 학업성취도에 미치는 영향을 검증하였다. 그 결과 선 알고리즘 후 프로그래밍 모형으로 학습한 구체적 조작기 학생들의 학습동기와 학업성취도 향상에 유의미한 차이가 있었다.
현대 지식정보사회에 있어서 한 국가의 핵심 산업은 정보산업에 달려있으며, 국가경쟁력의 향상을 위해 무엇보다도 정보 분야의 육성이 중요하다. 따라서 정보사회를 선도할 수 있는 정보영재의 발굴 및 육성은 매우 중요하다. 또한 정보영재 교육에 있어서 프로그래밍은 매우 중요한 부분을 차지하고 있다. 본 연구의 목적은 교육용 프로그래밍 언어(Educational Programming Language: EPL)가 정보영재아동의 프로그래밍 능력을 나타낼 수 있는 가를 밝혀내는 것이다. 이를 위해 가장 널리 사용되는 EPL 중의 하나인 스크래치(Scratch) 언어를 선택하여 기존의 고급 프로그래밍 언어인 비주얼 베이직 언어와의 상관관계 분석을 실시하였다. 통계분석을 통한 결과, EPL은 정보영재아동의 프로그래밍 능력을 측정하기에는 한계가 있다는 결론을 얻었다. 본 연구결과는 향후 정보영재의 판별 및 정보영재교육과정에 많은 도움이 되리라 기대한다.
프로그래밍 언어 학습 경험이 학습 동기에 미치는 변화를 분석하였다. 프로그래밍 언어 학습은 전공생에게도 어려운 과정으로 평가되는 것이 일반적이다. 비전공자에게로 확대되고 있는 현 시점에서 프로그래밍 학습과 관련된 심리적 태도 변화를 측정하는 것은 학습자 분석에 필요하다. 동기 관련 구인요인인 성취목표, 학업적 흥미, 학업적 자기효능감, 인지적 관여, 학업적 자기조절을 측정하여 전반적인 학습자 태도 변화를 알아보았다. 측정 결과 학습 태도 관련 모든 요인에서 사후 검사 값이 감소한 것으로 나타났다. 이 결과는 학습과정의 난이도가 프로그래밍 학습 의욕을 감소시킨 것으로 해석된다. 학습자가 인지하는 난이도가 클 수록 학습의욕이 더 크게 감소하는 것으로 나타났다. 이런 연구결과를 바탕으로 학습자가 느끼는 학습 난이도의 정도를 낮출 수 있는 상황과 피드백을 줄 수 있는 체계적인 학습환경과 학습과정의 중요성을 시사점으로 제시하고자 한다.
In this work, we propose a new framework of robot control for a variety of applications to our unstructured everyday environments. Programming robots can be a very time-consuming process and seems almost impossible for ordinary end users. To cope with this, this work is to provide a software framework for building robot application programs automatically, where we have robots learn how to accomplish a commanded task from the object. An integrated sensing and computing tag is embedded into every single object in the environment. In the robot controller, only the basic software libraries for low-level robot motion control are provided from the robot manufacturer. The main contributions of this work is to develop a server platform that we call Omniscient Server that generates the application programs and send them to the robot controller through the network. The object-related information from the object server merges into robot control software to generate a detailed application program based on the task commands from the human. We have built a test bed and demonstrated that a robot can perform a common household task within the proposed framework.
본 연구는 정보과교육이 정규교육과정에 편입됨에 따라서 정규교육과정에서 활용할 수 있는 평가기준의 이론적인 기반을 제시하기 위한 것이다. 교육평가에서 가장 일반적인 이론적인 근거를 제시하고 있는 블룸의 지식유형, 교육목표분류를 분석하였다. 또한 프로그래밍 영역은 컴퓨팅사고력을 향상시킬 수 있는 가장 중요한 정보과교육의 단원이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 2017년도에 개발한 한국정보교육학회 정보과교육과정에서 프로그래밍 영역만을 요약하여 블룸의 이론을 적용하였다. 그리고 블룸의 지식유형을 적용하고 전문가 패널을 통해 질적 조사를 한 결과 16개의 교육과정 요목에서 14개, 87%가 개념 및 절차적 지식이었으며 12개, 75%가 이해 및 적용 단계 목표 수준으로 나타났다. 이와 같은 블룸 기준의 적용은 정규교육에서 필요한 평가 방향, 도구 개발에 이론적인 기반을 제공해 줄 수 있을 것이다.
교육부의 2015년 개정 교육과정 개편으로 중학교 정보교과가 필수로 지정된 후 초등학교와 고등학교에도 순차적으로 적용되고 있으며 대학 역시 프로그래밍 교육을 강화하고 있다. 아두이노는 프로그래밍 교육을 위해 사용되는 도구 중 하나로 아두이노를 사용한 프로그래밍 교육의 유용성은 다양한 사례 연구를 통해 입증되었다. 하지만 교육용으로 사용되는 기존 아두이노 호환 키트는 하드웨어 관련 지식 없이는 사용이 쉽지 않으며, 키트 설계 시 주어진 방식 이외의 방법으로 확장하기 어려운 등의 문제점이 있다. 이 논문에서는 기존 아두이노 호환 키트가 가지는 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 키트 설계를 제안한다. 제안하는 설계는 기존 키트에 비해 사용성과 확장성이 뛰어나며 하드웨어 및 프로그래밍에 대한 친숙도에 따라 다양한 방식으로 활용할 수 있다. 제안하는 설계는 특허로 등록되었으며 등록된 특허를 바탕으로 키트 개발이 진행 중에 있다.
We present a framework of an intelligent design system for embodiment design of machine tools which can support efficiently and systematically the machine design by utilizing design knowledge such as objects(part), know-how, public, evaluation, and procedures. The design knowledge of machining center has been accumulated through interview with design experts of machine tool companies. The processes of embodiment design of machining center are established and represented by the IDEF0 model from the field surveys. We also introduce a hybrid knowledge representation so that the system can easily deal with various and complicated design knowledge. The intelligent design system is being developed on the basis of object-oriented programming, and all parts of a design object, machining center, are also classified by the object-oriented modeling.
As the importance of technology increases, so too does its use in various areas. In education, technology is often used. However, due to teachers' lack of knowledge about technology, they often remain at the level of simple utilization, without applying it to learning. Thus, there is a growing need for Technological Pedagogical Content Knowledge (TPACK), which enables teachers to have knowledge about technology and use it appropriately given the content. Although TPACK studies are underway in many subjects, they suffer from the limited functionality of the included technology. To solve this problem, in this study, the range of technology in TPACK was extended to programming, and a TPACK-P model was developed to teach this expanded TPACK to pre-service teachers. To verify the effectiveness of this model, the TPACK-P training program developed during the 15th classes was applied to 19 pre-service teachers. We used Park and Kang (2014) as a tool to measure these teachers' TPACK before and after treatment to observe any changes. The results showed that the TPACK-P education program showed statistically significant improvement in all areas except Pedagogical Content Knowledge(PCK). Compared with the ICT-based TPACK training program, which was administered to a control group, the TPACK-P training program proved to be more effective in the development of Technological Pedagogical Knowledge(TPK) and TPACK among pre-service teachers.
본 논문에서는 설계 경험이 적은 설계자가 효율적으로 선급규정을 이용하여 선체설계를 할 수 있도록, 범용 전문가시스템 쉘(Shell)인 NEXPERT를 이용하여, 선체 구조설계를 지원할 수 있는 전문가 시스템을 개발하였다. 먼저, 기존의 Rule Scantling프로그램으로 부터 지식을 추출하고, 이를 바탕으로 객체지향개념에 의해 지식의 그룹핑과 계층화를 시도하였다. 또한, NEXPERT가 갖고 있는 외부 프로그램과의 접속기능(Callable Interface)을 이용하여 각종 설계에 필요한 프로그램과 실적선 데이타베이스를 접속하였다. 특히, Motif를 이용한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface : GUI)를 도입하였고, 설계자가 결과에 대해 검토를 할 수 있도록 Knowledge tracing 기능을 부여함으로써, 사용자 지향의 구조부재 치수 결정 지원 전문가 시스템을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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