우리나라는 2015 개정 교육과정에 초 중학교에서의 소프트웨어 교육을 필수화하고, 다양한 소프트웨어 교육 정책을 펼치며 컴퓨터 정보 소양 교육을 강화하고 있다. 이러한 최근의 교육 환경의 변화에 따라 우리나라 학생들의 컴퓨터 정보 소양에 미치는 영향을 파악할 필요가 있다. 본 연구는 전국 32개 중학교를 대상으로 우리나라 컴퓨터 정보 소양 교육 현황을 조사하고 분석하였다. 그리고 640명의 학생들을 대상으로 학생들의 코딩 또는 프로그래밍 학습 현황, 관련 학습 경험에 따른 컴퓨팅 사고력 자신감, 학습 목적의 컴퓨터 사용 빈도에 따른 컴퓨팅 사고력 자신감, 수업에서의 주요 ICT 활동 빈도에 따른 컴퓨팅 사고력 자신감 등을 조사하고 분석하였다. 분석 결과 학교 교육을 통한 컴퓨터 정보 소양 교육 기회가 부족하였고, 상대적으로 읍면지역 학생들의 교육 기회가 부족한 것으로 나타났다. 그리고 관련 학습 경험이 많을수록 컴퓨팅 사고력 자신감에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다.
SW교육의 효과성에 관한 기존연구에서는 교육목표를 컴퓨팅 사고력을 기르는 것에 초점을 맞추고, 컴퓨팅 사고력의 변화를 연구하는 방식으로 진행되는 것이 대부분이었다. 그러나 대중들에게 '컴퓨팅 사고력'이라는 단어는 낯설고, 이에 대한 정의 또한 학자마다 다양하게 제시되고 있다. 이에 본 연구에서는 SW교육의 우수성과 효과성을 대중들에게 좀 더 쉽게 알리고자 대중에게 보다 친숙한 '쓰기 능력'의 변화를 통해 SW교육의 효과성을 검증하고자 하였다. 이러한 목표를 달성하기 위해 10차시의 SW교육 자료를 제작하여 초등과학영재 수업에 투입하였다. 그 결과 글쓰기 능력 중 유창성과 정성적 영역에서 유의미한 변화를 보였으며, 이를 통해 SW교육이 학생들의 글쓰기 능력을 향상 시킨다는 사실을 검증할 수 있었다. 이를 통해 SW교육을 통한 가시적 성과를 확인하였고 이는 SW교육의 당위성이라고도 할 수 있다.더 나아가 이를 통해 타교과에서 SW를 활용하여 다양한 교육적 시도가 개발될 것으로 기대한다.
현재의 컴퓨터교육은 지나치게 응용소프트웨어 활용 중심으로 되어 있다. 즉, 응용소프트웨어의 기능이나 단순한 조작법을 익히는데 많은 내용이 할당되어 있으며, 학생들의 사고의 과정은 생략한 채 응용 프로그램을 단순히 따라하거나, 기능 위주의 교육이 대부분이다. 따라서, 변화가 요구되는 환경에 부응하는 창의성과 문제 해결력을 신장시키는데 매우 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 초등학교 5, 6학년 수준에서 프로그램 언어를 통해 컴퓨터 자체를 학습 할 수 있고, 창의성과 문제 해결력을 신장 시킬 수 있도록 하는 프로그래밍 교육과정과 교재에 관하여 연구하였으며 이를 직접 적용하고 평가한 결과 매우 효과적으로 분석되었다.
소프트웨어의 활용은 학생들의 수학적 이해를 발전시키는데 효과적이다. 다양한 소프트웨어들은 학생들이 수학 개념을 이해하는 데 필요한 기술 및 개념 활동을 제공한다. 이러한 주장을 바탕으로 본 연구에서는 소프트웨어를 활용한 도형 교육이 수학 학습에 어떤 측면에 영향을 주는가라는 주제를 중심으로 국내 선행 연구를 분석하였다. 시각화, 조작, 인지 도구, 의사소통의 촉진제, 사고방식이라는 다섯 가지 범주를 기준으로 국내 연구들을 살펴본 결과, 소프트웨어를 활용한 도형 교육 관련 연구의 수, 범주가 제한적이라는 것을 알 수 있었다. 또한 국내 선행 연구들이 학습자의 수학 학습의 변화 측면 분석보다 소프트웨어 활용 자체에 중점을 두고 이루어져 왔음을 확인할 수 있었다. 이러한 시사점은 향후 소프트웨어 활용 도형 교육과 관련한 수학 교육 연구 방향을 설정하는데 근거 자료로 활용될 수 있다.
사회 각종 분야에서 데이터 과학이 활용되는 비율이 높아지고 있음에도 불구하고 데이터 과학 교육 프로그램에 대한 연구는 비교적 미비한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생을 대상으로하는 데이터 과학 교육 프로그램을 개발하여 그 효과를 검증하였다. 피지컬 컴퓨팅 도구 중에 하나인 마이크로비트를 활용하여 데이터를 수집하는 프로그램을 제작해 보고, 수집된 데이터를 분석하여 결과를 도출하는 데이터 과학의 단계를 수행하는 교육 프로그램을 개발하였다. 00대학교 정보영재과정을 수강하고 있는 초등학생 6학년 10명을 대상으로 연구를 진행하였으며, 효과를 검증하기 위하여 컴퓨팅 사고력 사전·사후 검사를 실시하였다. 그 결과 본 연구를 통해 개발된 데이터 과학 교육 프로그램이 초등학생의 컴퓨팅 사고력을 향상시키는 데 유의미한 효과가 있음을 알 수 있었다.
교육이 효과적으로 이루어지기 위해서는 교육대상자들에 대한 평가가 적절하게 이루어질 필요가 있다. SW 교육의 효과성을 높이기 위해서는 교육에 대한 학생의 만족도를 분석하고, 그 결과를 바탕으로 교육과정을 재구성 할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 SW 교육에 대한 학생들의 만족도를 정확하게 측정할 수 있는 SW 교육 만족도 측정 도구 개발을 설계하고 진행하였다. 만족도 측정 도구의 범주 및 문항을 개발하고 전문가 검증 및 AHP 분석을 통해 타당도를 검증하였으며, 예비 검사를 통해 최종 문항을 선정하였다. 본 연구를 통해 SW 교육 만족도를 측정할 수 있는 도구를 개발하였으며, 이를 통해 유의미한 교육 설계에 도움을 줄 수 있을 것이라 기대한다.
본 연구는 프로그래밍 교육에서 앱 인벤터 교육용 프로그램의 활용 가능성을 고찰하고 기존 프로그래밍 교육의 한계를 극복하기 위한 초등학생을 위한 프로그래밍 교재를 개발하였다. 스마트기기 프로그램을 통하여 학습 동기를 강화하였고 STEAM적 요소를 가미하고 앱 인벤트 프로그래밍 학습 내용을 학생들의 실생활적인 상황 제시와 소프트웨어 개발과정을 따라가면서 보다 논리적이고 체계적인 학습이 이루어지도록 개발하였다. 프로그래밍 과정에서 소프트웨어 개발이론 워터폴 모델을 도입하여 학생들의 소프트웨어 개발자의 사고과정을 따라가게 함으로써 기존의 교재가 가지는 단순 프로그램 언어와 관련된 지식의 습득에서 벗어나 학생들의 창의성과 문제해결력, 협동 사고력 등 고차원적인 사고력을 신장시키고자 하였다.
근래 다문화가족의 급증 및 코로나-19로 인한 원격수업 등 비대면교육의 지속으로 초등 저학년의 교육격차가 발생하고 있다는 우려가 있다. 특히, 초등 저학년에서는 우리 말을 읽고, 쓰고, 듣고, 말하는 능력이 정착이 되어야 한다는 점에서 중요성이 부각되고 있다. 따라서 이 연구에서는 최근 관심도가 높은 인공지능 도구를 활용함으로써 이해도를 높이고, 놀이를 통하여 흥미롭게 한글교육을 할 수 있는 콘텐츠를 개발하였다. 앞으로 인공지능 도구들이 초등 저학년 교과교육에서 활용할 수 있는 다양한 시도가 필요하다.
세계의 주요 국가들은 높은 수준의 인공지능 교육 환경을 구축하고자 국가 차원에서 전략을 수립하고 막대한 자본을 투입하여 실행에 옮기고 있다. 국내의 관계 부처들도 이러한 시대적 흐름에 맞추어 '인공지능 국가전략'을 수립하고 인공지능 교육의 전문성을 향상하여 선도국과의 격차를 해소하기 위한 노력을 기울이고 있다. 본 논문에서는 예비 및 현직 초등교사들을 대상으로 교육현장에서 현재 활용되고 있는 인공지능 수업 콘텐츠를 설명하고, 수업에 참여하였던 학생들이 특별히 선호하는 수업의 내용과 초등교육 현장에 학생들이 직접 적용하고자 계획하는 수업 아이디어를 분류하였다. 그 결과, 예비 및 현직 초등교사들은 인공지능의 기저 이론에 대한 깊이 있는 내용보다는 초등교육에 즉시 적용이 가능한 인공지능 교육 도구 중심의 실습을 더욱 선호하는 경향이 있음을 알게 되었다. 그러나 인공지능의 이론에 대한 충분한 이해를 토대로 인공지능의 활용 역량도 배양될 수 있으므로, 이론 교육에 대한 학습 효과를 향상하기 위한 방안이 향후 연구로써 필요함을 본 연구를 통해 알 수 있었다.
AI(Artificial intelligence)는 4차 산업혁명을 살고 있는 우리에게 많은 변화를 가져왔다. 무인카메라, 무인택배함 등 AI를 활용한 무인 자동시스템은 우리 삶에서 손쉽게 접할 수 있다. 따라서 미래를 살아가는 아이들에게 AI 교육은 중요한 부분을 차지하게 되었다. 그러나 현재 국내 교육은 유치원과 초등학교 저학년과 같은 어린 학생들을 위한 AI 교육 사례가 미비하다. 따라서 본 연구는 기 연구된 유치원 및 초등학교 1-2학년 SW 교육과정을 토대로 AI 기반 교수학습 활동 사례와 주제별로 AI 기반 컴퓨팅 사고력을 제시하였다. 다만, 본 교수학습 활동이 공교육에 적용되려면 충분한 수업 시간을 확보하고, 교육 환경을 개선하고, 수업활동을 적극적으로 지원해야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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