IT융합 교육의 핵심은 SW 교육을 통해서 이루어지고 SW 교육의 목적은 CT(Computational Thinking)을 향상하는데 초점이 맞추어 지고 있다. 본 논문은 Unity3D 프로그램을 활용한 소프트웨어 교육이 학습자의 컴퓨팅 사고력과 학습 흥미에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실험집단과 통제집단을 구성하고 학습자들의 동질성 여부를 확인한 후 실험집단에 Unity3D를 활용한 소프트웨어 교육을 실시하여 학습자의 컴퓨팅 사고력과 학습 흥미에 어떠한 영향을 미치는지 측정하였다. Unity3D를 활용한 프로그래밍 교육이 EPL(Educational Programming Language)을 활용한 블록 코딩 소프트웨어 교육과 일반 텍스트 언어인 C언어, Phython, Java와 같은 프로그래밍 언어의 중간 단계로서의 적합성을 제안한다.
본 연구에서 프로그래밍 교육과정의 내용 요소는 정보과학 영재가 아닌 과학영재학생들을 위한 도구교과로 설계되었다. 먼저, 도구교과로써의 프로그래밍 교육과정은 2학기 동안의 수업 결과를 바탕으로, 프로그래밍의 이해, 객체지향 프로그래밍, 시뮬레이션 프로그래밍의 3영역으로 구성하여 내용요소를 설계하였다. 그 후, 과학영재 고등학교 학생들에게 수학, 과학 수업이나 연구에서 활용 가능 여부 확인을 위해, 한 학기동안 수업 및 프로젝트과제, 문제해결과제를 수행하였다. 연구 결과를 통해, 학생들이 Computational thinking 기반의 문제해결능력 뿐 아니라 수학, 과학 분야에서의 수치 해석 및 시뮬레이션 프로그램 개발 역량이 향상됨을 알 수 있었다. 또한, 학생들은 프로그래밍 학습이 과학, 수학 공부나 연구를 하는데 필요한 도구교과라는 생각으로 바뀐 것을 알 수 있었다. 본 연구결과가 과학영재학교에서 도구교과 성격으로서의 정보 교과의 프로그래밍 교육과정을 설계하는데 가이드라인을 제시할 수 있을 것이라 기대한다.
매우 빠르게 발달하는 정보 통신 기술은 이 시대에 살고 있다면 누구나 누리는 기술이다. 이러한 시점에서 현장에서 행해지는 정보 통신 기술의 핵심이 되는 컴퓨터 원리 교육이 얼마나 잘 이루어지고 있는가에 대해 검증할 필요가 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 원리 교육에서 가장 중요하게 다루어지는 프로그래밍 학습에서 기존의 문제점을 분석하고 로봇을 이용한 프로그래밍 교육을 설계하였다. 그렇게 하여 궁극적으로는 기존의 프로그래밍 교육을 대체하고 학생들의 창의력, 사고력, 문제해결력을 높이는데 기여하고자 한다.
본 연구는 창의적 문제해결 능력 향상을 위한 알고리즘 학습도구로서 로봇을 이용한 프로그래밍 학습방법을 제안하는데 목적이 있다. 이를 위해 30차시 분량의 로봇 프로그래밍 교육과정과 교재를 개발하였으며, 초등학생 6학년을 대상으로 30차시를 학습시킨 후 평가하였다. 각 차시별 학습결과 산출물 중심으로 성취수준을 평가한 결과, 학습자들이 교육과정 내용을 대부분 이해한 수준으로 분석되었다. 이러한 결과는 개발한 교육과정과 교재가 초등학생들에게 충분히 공감하고 실천 가능하도록 구성되었다고 판단된다. 본 연구에서의 실행 경험을 통해 초등학교에서 로봇 프로그램 학습이 창의적 알고리즘 학습도구로 성공할 수 있는 가능성을 확인하게 되었다.
예비교사들의 소프트웨어교육 능력을 키우기 위한 방안으로 정규 교과시간에 두 종류의 프로그래밍 도구(파이썬, 스크래치)를 이용하여 프로그래밍 학습을 각각 실시하였다. 프로그래밍 학습에서 지속적으로 흥미와 성취감 및 창의성을 저해하는 요소인 각종 오류들의 종류들을 수집하고 유형별로 분석하였다. 분석된 자료들을 활용하면 향후 예비교사들이 초등학교에서 가르쳐야 할 소프트웨어교육에서 발생 가능한 오류들을 줄일 수 있도록 대처할 수 있는 능력을 키울 수 있어 최적의 학습효과를 올릴 수 있다. 본 연구에서는 평균적으로 텍스트를 입력하는 기존 형태의 언어와 불럭을 조립하는 형태의 언어 모두에서 프로그래밍 시 가장 많은 오류를 발생시키는 유형이 논리오류(37.63%)로 가장 많았다. 또한, 두 언어에서 차이점이 많이 나타나는 세부적인 오류는 문법 등의 사용미숙, 오타 등으로 인한 단순오류가 파이썬이 14.3%, 스크래치가 3.5%로 큰 차이가 있음을 알 수 있었다.
컴퓨팅 기술을 다양한 분야와 융합하여 새로운 가치를 만들어내고자 하는 노력이 현대 사회에서 강조되고 있다. 이제 소프트웨어를 설계하고 제작하는 능력을 포함한 컴퓨터 소양 교육은 전공분야와 상관없이 누구에게나 이뤄져야 하는 사회 보편적인 교육으로 자리 잡고 있다. 많은 대학들이 컴퓨터 비전공 학생들을 포함하여 컴퓨팅 기술을 활용한 문제 해결력을 향상시키기 위해 소프트웨어 교육을 필수 이수하도록 시도하고 있다. 하지만, 아직은 컴퓨터 전공 학생들을 위한 프로그래밍 교육 관점에서의 소프트웨어 교육을 실시하다 보니 프로그래밍 언어 문법을 학습하는 과정에서 많은 어려움을 호소하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 기존의 소프트웨어 교육 모델 연구결과를 분석한 뒤, 컴퓨터 비전공자를 위한 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델을 제안한다. 이를 위해, 파이썬 기반 소프트웨어 교육 모델을 위한 학습절차와 교수 전략 및 한 학기 분량의 커리큘럼을 제안하였으며, 교양 수업에 적용하여 유의미한 결과를 도출하였다. 제안하는 소프트웨어 교육 모델을 적용한 강의가 진행한다면 학생들에게 흥미와 관심을 유도하면서 컴퓨팅 사고력과 문제 해결력을 향상시킬 수 있을 것이다.
PBL(Project Based Learning)은 학업성취도 및 문제해결력 향상에 효과적인 교수-학습방법으로 프로그래밍 교육에 널리 적용되고 있다. 하지만 학습 초기의 진입장벽이 높은 프로그래밍 학습에서 PBL의 장점이 발휘되기 위해서는 수업설계시에 학습동기 유발전략이 요구된다. 이러한 학습동기 유발전략은 학습자의 학습양식을 고려하여 적용하였을 때에 효과적이지만, 아직까지 PBL 기반의 프로그래밍 수업에서 학습동기 향상을 위해 학습양식에 따라 고려해야 할 요소에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 PBL 기반의 프로그래밍 수업에서 학습양식에 따라 학습동기에 어떠한 차이가 있는지를 분석하고, 이를 토대로 수업설계시 고려해야 할 요소에 대한 시사점을 도출하는 것을 목적으로 수행되었다. 이를 위해, ARCS 모델을 중심으로 설계된 시뮬레이션을 제작해보는 PBL 프로그래밍 수업을 실시하였다. 사전에 학습동기검사, 학습양식검사를 실시하였고 실험조치 후 사후 학습동기를 검사한 결과, 학습자의 학습동기에 유의미한 차이가 나타났다. 끝으로, 학습양식에 따른 ARCS 모델의 하위 요소별 차이를 비교 분석하여 PBL 기반의 프로그래밍 수업설계에 있어서의 시사점을 제시하였다.
프로그래밍 교육은 학습자 개개인의 특성에 맞는 수준별 단계별 학습이 필요하다. 추천시스템은 개인화서비스를 위해 사용되는 방법의 하나로, 본 연구에서는 추천시스템을 사용하여 웹기반 프로그래밍 교육 환경에서 학습자 개개인에 적합한 학습을 추천할 수 있는 방법을 제공한다. 제안하는 수준별 프로그래밍 학습을 위한 추천시스템은 학습주제별 학습수준 기반 학습자 프로파일과 학습주제사이의 연관성 프로파일을 이용한 협업 필터링을 사용하여 특정 학습자의 학습수준과 학습범위에 적절한 프로그래밍 문제를 제공하도록 한다. 그 결과 프로그래밍 언어 교육과정에서 발생하는 수준별 단계별 학습에 맞는 프로그래밍 문제 제공의 어려움을 해결하여, 학습자의 프로그래밍 능력 향상의 결과를 얻을 수 있었다. 더 나아가 기존 협업필터링 방법을 사용하는 경우와 비교해 볼 때 추천 성능향상 및 분석 시간 감소를 통해 추천시스템의 한계점 중의 하나인 확장성을 해결할 수 있는 방법을 제시한다.
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.
In this paper, we propose a new energy efficient scheme which can prolong the life of sensor networks, it should be able to reduce the number of sensing. We use the concept of safe zone for manage the appropriate range of properties. We measure the distance between the sensed temperature value and the center of the zone, and calculate the next sensing interval based on this distance. We name our proposed scheme "VIS". To assess the performance of the proposed scheme the actual temperature data was collected using the sensor node. The algorithm was implemented through the programming and was evaluated in a variety of settings. Experimental results show that the proposed algorithm is to significantly reduce the number of sensing in terms of energy efficiency while having the ability to know the state of the sensor nodes periodically. Our VIS algorithm can be useful in applications which will require the ability of control to the temperature within a proper range.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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