최근에는 교육 훈련에 대한 중요성이 강조되고 있는 시기이다. 그러나 4차 산업혁명 시대에 따른 코딩이나 관련 교육들이 실제적으로 어떻게 적용되고, 활용되고 있는 지에 대한 의문 또는 실제 기업과의 연관성에 대한 부분들에 문제점은 사회 현실적인 문제에 봉착하고 있는 것이다. 이에 본 연구에서는 교육 훈련특성들을 세분화시켜 개개인의 특성에 어떠한 영향을 미치는 지를 파악하고, 이를 통해 교육 결과에 어떤 영향을 미치는 지에 대해 보고자 한다. 그 결과 SW 교육 과정과 SW 교육 교수는 개인 특성 중 전공역량과 학습성과에 정(+)의 영향을 주는 것으로 나타났으며, SW 교육환경은 아무런 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 또한, 개인 특성은 교육 결과에 만족에는 모두 정(+)의 영향을 불만족에는 모두 부(-)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 SW 교육 과정과 SW 교육 교수에 대한 중요성을 강조하는 결과이며, SW 교육환경에 대한 부분에 대해 다시 한번 생각하게 하는 결과로 보여진다.
컴퓨팅 기술의 중요성이 강조됨에 따라 우리나라에서는 초중등 학교급에서 SW교육을 의무적으로 가르치도록 교육과정을 개정하였다. 성공적인 SW교육을 위해서는 교육환경과 교육자료를 구비하여야 할 뿐만 아니라 SW교육을 담당할 교사의 역량을 갖추도록 하는 것 또한 매우 중요하다. 하지만 교사의 SW교육역량과 관련하여 현재의 상태를 구체적으로 진단하고자 한 연구는 미비하여 원활한 SW교육을 위한 교사연수와 지원계획을 구체적으로 수립하기에는 부족점이 많다. 본 연구는 현직교사의 SW교육역량 수준을 확인하기 위한 목적으로 컴퓨터 상식, 최신 IT기술, 알고리즘 설계, 프로그래밍 능력을 측정하는 검사도구를 제작하여 적용하였다. 연구결과 컴퓨터 상식과 최신 IT기술에 대한 이해는 매우 높은 것으로 나타난 반면, 알고리즘 설계와 프로그래밍 능력은 낮은 것으로 분석되어 SW교육 교원연수와 교원양성과정에 대한 시사점을 도출하였다.
본 연구에서는 SW 교육을 학교에 적용하는 교사들의 SW 역량을 함양하기 위해 초등 교원 SW 쌍방향 교육 연수 프로그램을 개발하고, 학교 연수 현장에 적용하여 그 효과를 분석하였다. 연수 프로그램 개발을 위해 현재 진행되는 SW 교원연수 프로그램을 바탕으로 연수 개발 방향을 설정하고, 코로나-19 상황에서 비대면으로 연수를 진행할 수 있도록 쌍방향 연수 프로그램을 개설하였다. 개발된 연수 프로그램을 경기도 초등 교원 104명을 대상으로 적용하였다. 쌍방향 연수 프로그램의 효과성을 분석하기 위해 교수 효능감과 만족도 조사를 실시하였으며, 교수 효능감과 프로그램 만족도 부분에서 긍정적인 결과를 확인하였다. 앞으로 교원을 대상으로 하는 다양한 SW·AI 교육 연수들이 쌍방향 연수로 진행될 것으로 예상하는 만큼, SW·AI 교육 연수의 효과에 대한 분석 연구의 시행이 필요할 것으로 판단된다.
미래 핵심 인재 양성을 위해서는 다양하고 실질적인 SW·AI 교육 프로그램의 개발이 필요하고 SW·AI 공교육을 보조할 수 있는 체계적인 시스템이 구축되어야 한다. 본 연구에서는 SW·AI 교육 모듈을 개발하고 조합하여 공교육에 적용 가능한 SW·AI 교육 프로그램을 구성한다. 또한, 체계적인 교육시스템을 구축하고 다양한 공유 플랫폼을 기반으로 'Job's Garage Camp'를 진행하여 초·중·고 학생들에게 지속 가능한 SW·AI 교육을 제공한다. 지속 가능한 공교육 연계 교육환경을 조성함으로써, 학생들이 SW·AI에 대한 학습을 자기 주도적으로 이어갈 수 있도록 유도한다. 'Job's Garage Camp'에 참여한 학생들을 대상으로 사전-사후 설문조사를 실시한 결과, '흥미·관심', '이해·자신감', '진로희망'의 모든 영역에서 사전 대비 사후 수치가 향상되었다. 이러한 결과를 기반으로 학생들에게 SW·AI에 대한 보편적인 긍정적인 인식과 영향을 주었음을 확인할 수 있다. 따라서 'Job's Garage Camp'의 운영사례를 개선하고 확대한다면 추후 다른 SW·AI 교육 프로그램에 적용 가능한 표준 모델로 제시될 수 있다.
본 연구는 초등 SW교육에서 성별에 따른 컴퓨팅 사고력, 창의성, 학습흥미의 차이를 검증함으로써 효과적인 SW수업 설계를 위한 교수-학습 전략을 제안하고자 하였다. 이를 위해 1년간 SW교육을 받은 A초등학교 5학년 86명을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 연구대상은 남학생 49명(57%) 및 여학생 37명(43%)으로 구성되었다. 성별에 따른 컴퓨팅 사고력, 창의성, 학습흥미의 차이를 검증하기 위해 독립표본 t-검증을 실행한 결과, 초등학교 SW교육에서 성별에 따라 창의성과 학습흥미에 유의한 차이가 있음이 확인되었다. 남학생에 비해 여학생의 창의성 평균이 더 높았지만, 남학생은 여학생에 비해 학습흥미 평균이 높은 것으로 나타났다. 반면, 성별에 따른 컴퓨팅 사고력의 차이는 유의하지 않았다. 본 연구는 최근 확산되고 있는 SW교육에서 효과적인 수업의 설계 및 적용을 위하여 성별의 차이를 고려해야 함을 규명하고, 이를 위한 기초자료를 제시하였다는 점에서 의의를 지닌다.
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.
이 연구는 디지털 네트워크 세상으로 인한 새로운 학습이론인 커넥티비즘을 알아보고 SW 교육이 나가야할 방향을 알아보았다. 커넥티비즘에서 학습은 지식이나 정보를 연결하는 과정으로 정의하고 학습자가 기존에 알고 있는 지식을 바탕으로 새로운 지식을 끊임없이 연결하거나 단절시키는 과정이 반복된다고 말한다. 커넥티비즘에 따른 SW 교육의 새로운 방향을 제시하면, 1)SW 학습 목표는 지식의 연결과정으로 다양성과 가변성을 내포하여 설정하고, 2)현재 정보 교과서 개발 체재의 변화와, 3)협업과 네트워킹이 강조되는 도구를 활용한 SW 교육 활동을 지향하며, 4)교육 비용 절감을 위한 적시학습(just-in-time learning) 지향 및 5)SW 교육 목적에 합리적 의사결정을 통한 연결 지식 배양 역량을 추가하고, 6)문제 해결학습 보다는 문제발견학습을 중시하도록 설정해야 한다.
최근 국내외적으로 SW 교육에 대한 중요성이 증가하고 있다. 이러한 사회적 변화에 따라 올해 중학교에서 SW 교육을 시작으로 2019년부터는 초등학교, 고등학교에서도 SW 교육이 시작될 예정이다. 앞으로 SW 교육의 성공적인 안착을 위해서 컴퓨터교육 이전의 세대인 학부모에게도 SW 교육의 이해를 위한 적합한 교육이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 2015년 개정 정보과교육과정을 기반으로 학부모를 위한 체험 프로그램을 제시하고 평가한다. 제안된 프로그램의 이론수업은 새로운 교육과정의 SW 교육에 대한 정보를 제공하며, 실기수업은 컴퓨팅 사고력(Computational Thinking)을 기반으로 문제 해결을 체험하도록 구성된다. 제안된 체험 프로그램을 통하여 학부모는 정보과교육과정과 컴퓨팅 사고력을 이해하였고 SW 교육에 대한 긍정적인 반응이 증가되었다.
초등학교 교육 현장에서 3D 프린팅 교육에 대한 필요성이 커져가고 있다. 그러나 학교 현장에서 교사가 활용할 수 있는 3D 프린팅 교육 프로그램에 대한 연구는 부족한 실정이다. 특히, CAD SW를 활용한 3D 모델링 교육에 대한 연구는 시급하다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 교육 목적에 적합한 CAD SW를 살펴보고, 초등 교육 현장에서 활용할 수 있는 교육 프로그램을 개발하였다. 교육 프로그램에 적용된 동시따응발 교수학습모형은 동기 유발, 시연하기, 따라하기, 응용하기, 발표하기의 5단계로 구성하였다. 교수-학습 과정은 단계에 따라 과제나 프로젝트를 수행하는 활동으로 구성하였다. 본 교육 프로그램을 통해 초등 교육 현장에서 3D 모델링 수업이 원활해 질 수 있기를 기대한다.
2015 개정 교육과정에서 SW 교육 중요성이 증대되어 다양한 교육적 방법과 도구들을 활용한 SW 교육이 이루어지고 있으며, SW 교육 도구를 활용한 교수학습 콘텐츠가 지속적으로 개발되고 있다. 본 논문에서는 예비교사들의 EPL 수업후 산출된 결과물을 학과별, 학점별, 유형별로 분석하여 예비교사들의 EPL 콘텐츠 선호유형, 선호하는 개발과목 및 개발대상과 그들간의 연관성을 분석하였다. 그 결과, 학과별로 개발과목과 유형은 차이가 있었으며, 유형별로 개발과목과 대상에도 차이가 있었으나 학점별로 개발과목과 유형에는 차이가 없었다. 이를 통해 EPL 수업에 관한 피드백을 받을 수 있고 EPL 관련 교육과정 개발 및 적용에 도움을 줄 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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