2010년부터 실시될 개정된 중등 '정보'교과의 교육과정은 알고리즘과 프로그래밍 영역을 포함하고 있다. K-12를 대상으로 하는 정보교육에서 사용되는 프로그래밍 언어는 산업현장의 프로그래머 양성이 목적인 범용 언어보다는 문제해결력을 기르는데 초점이 맞춰진 교육용프로그래밍언어 사용이 효과적이며, 이에 따라 우리나라 교육 실정에 적합한 교육용프로그래밍언어에 대한 연구가 시급한 실정이다. 따라서 본 연구는 국내 외적으로 활용되고 있는 교육용프로그래밍언어에 대한 특징을 분석하고, 개정된 정보교육과정과의 비교 분석을 통해 적용가능성을 제시하였다. 먼저 26개의 교육용프로그래밍언어의 특징을 분석하고, 개정된 정보교육과정의 요소에 적합한지 분석한 후, 학교급별 적용수준을 제시하였다. 마지막으로 프로그래밍 교육시 고려해야 할 점에 대해 제시하였다. 본 연구의 결과는 개정된 정보교육과정을 현장에 적용 시 어떤 교육용프로그래밍언어를 선택해야 하는지, 어떻게 적용해야 하는지에 대한 기준과 적용방안을 모색하는데 기여하게 될 것이다.
컴퓨팅 사고력의 중요성이 강조되면서, 대학에서는 소프트웨어 교육을 필수 강좌로 오픈하고 있다. 따라서 본 연구에서는 비전공자 학생들이 느끼는 프로그래밍에 대한 기존의 인식과 실제 수업 후 느끼는 인식을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 15주 동안 스크래치 프로그램을 활용하여 프로그래밍 교육을 진행하였으며, 214명의 답변을 받아 내용을 분석하였다. 분석 결과 비전공자 학생들의 74%가 프로그래밍에 대해 이전의 경험이 없었으며, 87%가 프로그래밍에 대해 어려움을 느끼고 있었고, 69.7%가 프로그래밍 교육이 필요없다고 답하였다. 이러한 부정적 인식을 변화시키기 위해 몇 가지를 제안하고자 한다. 첫째, 교수는 수업 전 프로그래밍 교육의 필요성과 목적 및 내용을 분명히 전달해야한다. 둘째, 필수보다는 선택교과목으로 지정되어야 한다. 셋째, 전공과의 통합 내용이나, 취 창업에 연계한 교육과정 및 내용 개발이 필요하다.
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.
컴퓨팅 사고력은 분석적 사고 능력으로, 누구에게나 또 어디에서나 필요한 능력이다. 실과 교과서에 제공되어 있는 기존의 컴퓨팅 사고력 개발 교육은 절차적 사고 능력 신장을 위한 언플러그드 활동에서 블록형 프로그래밍 언어로 이어진다. 다수의 언플러그드 활동은 놀이를 통한 순차적 사고 과정 연습에 초점을 두어 프로그래밍 언어에 필수적인 추상화나 자동화 과정에 대한 학습이 부족할 수 있다. 또 블록형 프로그래밍 언어에는 초등 교육과정에 소개되지 않는 좌표 평면 등의 개념이 등장하여 학생들이 블록형 프로그래밍 언어 자체에 부담감을 느끼게 만들기도 한다. 본 연구에서는 게임에 기반한 프로그래밍 언어 교육을 통해 초등학생의 컴퓨팅 사고력 개발을 위한 수업을 설계하였다. 수업 결과와 그 효과성은 비버챌린지를 통해 분석하였다. 분석 결과, 학생들의 컴퓨팅 사고력이 수업 전보다 향상되었음을 확인할 수 있었다.
컴퓨터 교육은 기능 중심의 교육에서 창의력과 문제해결력을 신장시킬 수 있는 방향으로 전환되며 프로그래밍이 새롭게 주목받고 있다. 그러나 기존의 프로그래밍 교육은 여전히 문법 위주의 언어 지식 교육에 치우쳐 있어 한계가 있었다. 로봇 프로그래밍은 그 자체가 문제해결과정이며 프로그래밍 결과를 로봇이라는 구체물을 통해 직접 확인할 수 있으므로 학습자들의 흥미와 동기유발에 도움을 줄 수 있다. 그러나 실제 로봇 프로그래밍 교육을 실시해 보면 학습자들이 여러 가지 오류 때문에 어려움에 직면하는 것을 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 로봇 프로그래밍에서 학습자들이 발생시키는 오류들을 유형별로 나누어 분석하고 이를 기초로 오류 해결지원 도구를 개발하였다. 개발된 오류 해결 지원 도구는 발생되는 오류를 감소시키고 오류 해결을 쉽게 할 수 있도록 명령어의 세트화, 언어 및 오류 메시지의 한글화, 학습단계별 예제소스 및 도움말, 주요 코딩 오류 제거기능, 코드정렬 및 행번호 표시 기능 등을 제공하였다. 투입 결과 오류 해결 지원 도구는 오류 감소와 오류 해결에 도움이 됨을 확인할 수 있었다.
스크래치는 교육용 프로그래밍 언어 중 하나로 풍부한 멀티미디어 프로그래밍 환경과 쉽고 흥미로운 사용자 인터페이스를 제공한다. 또한 한국어를 지원하고 있어 초 중등학교 학습자들의 프로그래밍 교육에 유용하게 활용되고 있다. 그러나 프로그래밍 과정은 복잡한 문제해결과정으로 논리적 사고 및 추상적 사고와 같은 고차원적인 인지 능력을 요구하기 때문에 여전히 어린 학습자들에게 인지적 부담을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 프로그래밍 학습에 관한 학습자의 흥미와 내적 동기를 유발하고 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치 활용의 효과를 최대화하기 위한 교수 학습 방법으로 문제 중심 스크래치 프로그래밍 교수 학습 모형을 개발하였다. 해당 모형은 기존 문제 중심 학습을 기반으로 프로그래밍 활동에서 다루어지는 문제와 문제해결의 특성을 반영하고, 초등학교 학습자라는 학습자 특성을 반영하였다. 개발한 프로그램을 실제 초등학교 5학년 학습자들에게 적용한 결과, 해당 모형을 적용한 집단이 일반적인 스크래치 프로그래밍 교수 학습을 진행한 집단에 비해 논리적 사고력 및 문제해결력이 유의하게 높게 나타났다.
본 논문은 정보교과의 초등 프로그래밍 기초 교육에서 흐름도 중심의 프로그래밍 지도를 위해 스퀵 e-toy 프로그래밍을 활용한 알고리즘적 사고 문제를 제안하였다. 그리고 언어 중심의 전통적인 프로그래밍 교육 방법과 대비한 비교 실험 수업을 실시하여, 본 논문에서 제안된 알고리즘적 사고 스퀵 e-toy EPL 문제 기반 교육이 학습자의 메타인지 수준에 따른 GALT 논리적 사고력 향상에 미치는 영향을 비교 분석하였다.
컴퓨터 언어를 배우는 학습자는 다양한 분야에 적합한 프로그래밍 언어를 배우고 텍스트 기반으로 된 프로그래밍을 하는 것이 매우 어렵다고 생각한다. 이러한 문제를 쉽게 풀기 위한 한 방법이 프로그램을 비주얼로 표현하는 것이다. 기존의 시각 프로그래밍인 Visual C++, Visual Basic, Delphi와 같은 비주얼 언어는 외부 인터페이스는 비주얼 컴포넌트로 표현되고 컴포넌트의 작동에 대해서는 텍스트 기반으로 표현한다. 이러한 프로그램을 배우는 학습자들은 컴포넌트 작동에 대한 텍스트 프로그래밍에 대해 어려워하고 있으며 프로그래밍을 싫어하는 한 요소가 되었다. 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 논리적 사고를 표현하면서 객체지향을 지원하기 위해 UML을 도입하고 텍스트 프로그래밍 요소를 비주얼 프로그래밍 요소로 대체하기 위해 객체지향을 지원하는 LabVIEW OOP를 사용하여 학습자들에게 프로그래밍 교육을 하는 방법을 제시하였다. 또한, 제시된 프로그래밍 교육 방법에 대해 설문조사를 실시하여 교육적인 효과를 분석하였다.
컴퓨터 프로그램은 기계, 우주, 항공, 의학을 비롯한 사회 전 분야에서 필요로 한다. 하지만 프로그래밍 교육과정은 수많은 교재와 동영상 강의에도 불구하고 어려워하고 있다. 프로그래밍 언어는 매우 다양하지만 대부분의 언어들은 동일한 구조를 사용하며, 표현 방식에 차이가 있을 뿐이다. 그래서 하나의 프로그래밍 언어를 습득하면 또 다른 언어를 배우는데 많은 시간과 노력을 기울이지 않아도 된다. 대부분의 프로그래밍 언어들은 일반적으로 순서, 선택, 반복 구조를 사용한다. 프로그래밍을 배우는 사람에게 중요한 것은 프로그램의 문법이 아니라 프로그램의 구조나 알고리즘이다. 본 논문에서는 순서도를 활용해 구조화된 프로그래밍을 학습할 수 있는 언어 학습 시스템을 설계하고 구현하였다.
본 연구는 m-Bizmaker를 활용한 앱 프로그래밍 교육이 특성화 고등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 분석해봄으로써 앱 프로그래밍 교육에 대한 방안을 제시한다. 현재 정부에서는 SW 교육을 초 중등학교에서 실시하고자 준비하고 있다. SW 교육의 방안 중 학생들에게 친숙한 스마트폰 앱 개발은 매우 효과적인 도구로 볼 수 있다. 보통 앱 개발은 해당 프로그래밍 언어 사용법의 전문 교육을 받아야 가능하다. 이렇다 보니 앱 프로그래밍 언어 사용 방법에 대한 학습으로 이 미 많은 학생들이 앱을 만들어보기도 전에 지쳐 앱 프로그래밍을 어려운 분야로 생각할 수 있다. 앱 저작도구의 하나인 m-Bizmaker를 활용한 앱 프로그래밍 교육 내용을 수업에 적용해 본 결과 앱 프로그래밍 교육 방안으로 바람직하며 설문조사 결과 창의적 문제해결력 증진에 유의미함이 입증되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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