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.
2015 개정 교육과정은 창의 융합 인재를 키우고자 하는 데 그 목적이 있다. 이에 SW 교육은 컴퓨팅 사고력을 높이기 위한 다양한 융합교육 방법에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구의 목적은 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 독서교육과 로봇활용 교육 중심의 SW융합교육의 효과를 분석하는 것이다. 이를 위해 카드코딩 기반의 로봇을 이용한 SW 교육과 온작품읽기와 상호텍스트성을 토대로한 독서교육을 융합하여 SW 교육 교수학습을 설계하였다. 결국 이러한 독서와 SW의 융합교육은 컴퓨팅 사고력의 개념, 실습, 관점의 3가지 영역을 모두 향상시켰으며 학습자의 만족도를 높였다.
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.
4차 산업혁명과 융합시대를 맞이하여 미래 사회 인재 육성을 위해 다양한 논의와 연구가 진행되고 있으며, 이를 통해 창의적인 융합인재에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이에 따라 소프트웨어 중심 사회로의 변화에 발맞추어 세계 각국에서는 SW 교육을 강화하고자 노력하고 있으나 융합의 중심이 되는 정보 교과와 SW 교육의 필요성에 대한 고등학교 학생들의 인식이 부족하며, 이를 개선하기 위해서는 정보 교과와 다양한 분야와의 융합의 기회가 제공되어야 한다. 이에 본 연구에서는 과학탐구실험 교과에 정보 교육을 융합하여 창의적인 융합 역량을 발휘할 수 있는 교육 프로그램을 구성하고, 고등학교 학생들에게 9차시에 걸쳐 피지컬 컴퓨팅을 활용한 융합 수업을 적용하였다. 실험 결과 과학과 정보의 융합 수업을 실시한 실험 집단의 SW 교육에 대한 인식이 개선되었으며, 또한 학습자의 융합 소양 향상에 있어서도 융합 수업을 실시한 실험 집단이 일반 과학실험 수업을 실시한 통제 집단에 비해 유의미한 차이가 있음을 확인하였다.
본 논문은 윷놀이를 활용한 SW융합교육이 초등학생의 지식정보처리역량에 미치는 효과를 분석하고자 하였다. 전라남도 도서지역 초등학생을 대상으로 연구를 실시하였다. 윷놀이를 활용한 SW융합교육 수업을 개발하여 실험집단에 적용하여 보았다. 지식정보처리역량 사전검사를 실시하고 윷놀이를 활용한 SW융합교육을 진행한 후 지식정보처리역량 사후검사를 실시하였다. 지식정보처리역량 검사도구로는 초등학교 고학년 지식정보처리역량측정도구를 사용하여 분석하였다. 분석한 결과에 따르면 윷놀이를 활용한 SW융합교육이 초등학생이 학습상황 속에서 문제를 해결하기 위하여 지식정보와 자료를 수집하고 분석하여 평가, 선택한 지식과 정보를 활용하여 효율적으로 문제를 해결할 수 있는 능력인 지식정보처리역량 향상에 효과적인 것으로 나타났다.
미래사회에서의 국가 경쟁력 강화는 뛰어난 SW융합영재 발굴과 양성이다. 이러한 SW융합영재를 양성하기 위해서는 담당교원의 역량 강화가 선결되어야 할 것이다. 이를 위하여 본 논문에서는 SW융합영재 담당교원의 역량 강화를 위한 4차 산업혁명 시대의 핵심기술 중에 하나인 인공지능 교육 콘텐츠를 개발하였다. 인공지능 교육 콘텐츠의 방향을 설정 후, 인공지능 중에서도 중등 SW융합영재 교육에 적합한 교육 콘텐츠를 구성하여 상세 설계 및 개발하였다. 인공지능 교육 콘텐츠의 구성은 머신러닝과 텐서플로우의 이해, 수치 예측을 위한 선형 회귀 머신러닝 구현, 다중 선형 회귀 기반의 가격 예측 머신러닝 구현으로 이루어져 있다. 개발한 인공지능 교육 콘텐츠는 전문가에게 질적인 측면의 검증을 실시하였다. 향후 본 논문에서 제안한 인공지능 교육 콘텐츠는 SW융합영재 담당교원의 역량 강화에 도움을 줄 것으로 기대한다.
본 연구에서는 로봇 활용 SW융합교육에서 SW효능감이 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양에 미치는 영향과 이들 관계에서 흥미와 학습 참여의 이중매개효과를 규명하고자 하였다. 이를 위해 서울 소재 중학교에 재학 중인 146명의 학생을 대상으로 자유학기제 로봇활용 SW융합교육을 진행한 후 SW효능감, 컴퓨팅사고력, 융합인재 소양, 흥미, 학습참여를 측정하였다. 수집된 데이터는 이중매개효과 검증을 위해 SPSS macro process를 활용하여 분석을 실시하였다. 연구 결과 첫째, SW효능감은 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양에 유의하게 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다, 둘째, 흥미는 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양의 관계를 매개하지 않은 반면, 학습참여는 SW효능감과 컴퓨팅 사고력, 융합인재소양의 관계를 매개하였다. 셋째, SW효능감은 흥미와 학습참여를 이중매개 과정을 거쳐 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 로봇 활용 SW융합교육에서 컴퓨팅 사고력과 융합인재소양을 향상시키기 위한 SW효능감과 흥미 및 학습참여의 역할을 제시하고, 수업 설계 및 수업 방향에 대한 시사점을 제공한다.
본 연구의 목적은 SW융합교육을 위한 골드버그 장치 기반의 교육 도구를 개발하는 것이다. 2015개정교육과정에서는 효과적인 SW교육을 위하여 다양한 교과와의 융합을 강조한다. 특히 물리 교과는 순차적인 움직임, 에너지의 수치화, 시뮬레이션 등 컴퓨팅 사고력과 밀접한 연관성을 갖고 있어 SW융합교육의 소재로 자주 사용된다. 본 연구에서는 물리적인 지식, 개념, 조작 등을 활용하는 골드버그 장치를 기반으로 한 교육용 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 효과성 검증을 위해서 델파이 검증을 통해 설문 문항을 개발하였으며 이를 기반으로 기초 만족도 조사를 실시하였다. 그 결과 개발된 프로그램은 SW융합교육을 위한 프로그램으로 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 나타났다.
본 연구는 플립 러닝을 활용하여 SW 융합 교육을 적용하였을 때 학생들의 학습동기를 분석한 것이다. 연구의 주요내용은 SW 교육을 기존 교과와 융합한 프로그램을 개발하고, 방법적인 측면으로 플립 러닝을 활용하였다. 초등학생들을 대상으로 교육 프로그램을 적용하였으며 사전 사후 학습동기 검사를 실시하였다. 연구 분석 결과, 플립 러닝을 활용한 SW 융합 프로그램은 학생들의 학습동기 요소에서 주의집중도, 관계향상도, 자신감이 향상되었다. 본 연구에서 개발된 SW 융합 교육 프로그램과 연구 분석 결과가 SW 교육의 발전에 도움을 주고, 교육 현장에 안착하기 위한 자료로 유용하게 활용되길 기대한다.
현대사회는 4차 산업혁명 시대가 도래하면서 초연결, 초지능, 초융합 사회로 변화되고 있다. 최근 교육부는 많은 변화가 요구되고 있는 교육분야, 교육정책 방안으로 SW(소프트웨어)교육에 AI(인공지능) 교육까지 추가되야 한다고 제안하고 2024년까지 첨단 기술을 활용한 지능형 과학실을 구축한다고 밝혔다. 이에 본 논문에서는 정부의 교육정책 방안이 원활하게 진행될 수 있고 융합 교육 분야에서 활용될 수 있는 "미래 지능형 과학실 활용을 위한 화학원소기호 이미지 기계학습 AI·SW교육 프로그램"을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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