본 연구는 대학의 프로그래밍 수업을 위해 플립드러닝에 기반한 수업 모형을 설계하고 이를 적용한 내용이다. 프로그래밍 과정은 프로그래밍 언어의 문법에 대한 충분한 이해와 함께 높은 추상적인 사고를 요구하기 때문에 많은 학생들이 학습에 어려움을 갖게 된다. 이러한 프로그래밍 학습의 특징으로 인하여 한정된 수업시간에 프로그래밍 언어의 문법적인 요소들을 강의하고 예제를 따라하는 학습 방법으로는 프로그래밍 수업의 학습 목표를 효과적으로 달성할 수 없다. 이러한 문제점을 극복하고 효과적인 프로그래밍 수업이 이루어질 수 있도록 본 연구에서는 플립드러닝에 기반한 수업 모델을 설계하고 그에 따라 수업을 진행하였다. 특히, 본 연구에서는 프로그래밍 학습에서 발생되는 학습자들의 어려움과 실제 프로그래밍 과정에서 발생되는 오류들을 분석한 후 이를 기반으로 하여 수업 모형을 설계하였다. 이 모델을 실제 수업에 적용한 결과, 학생들은 교실 수업에서 다른 학생들과 많은 소통의 기회를 가졌고 학습의 참여도가 높아진 것에 대해 긍정적으로 생각하며 수업에 대해 대체로 만족하는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 3D 애니메이션을 논리적인 사고와 문제를 해결하는 능력을 바탕으로 프로그래밍하여 제작하는 교수방법을 설계하였다. 사용한 언어는 스토리텔링을 지원하는 교육용 프로그래밍 언어 및 개발환경인 Alice 2.3이다. 이 방법은 주어진 결과물을 제작해보는 명령어 위주의 시범학습과 그래픽 툴을 이용하여 제작하는 방법과 다르게 학습자가 제작할 스토리텔링을 창의와 논리적인 사고를 통하여 문제해결 과정을 스스로 찾아내서 이를 프로그래밍하는 방법이다. 이 방법을 현장에 적용한 결과, 창의적인 사고와 문제를 해결하는 방법을 찾는 과정에서 학습자들은 힘들어 하였지만 사고력을 향상시키는데 의미가 있었음을 볼 수 있었으며, 또한 프로그래밍을 통한 애니메이션 제작이라는 것에 학습자의 관심도가 향상되었음을 알 수 있었다.
본 연구의 목적은 백워드 설계 모형을 적용하여 초등학교 소프트웨어 교육 운영 지침의 '알고리즘과 프로그래밍' 단원의 교수학습계획을 개발함으로써, 백워드 설계 모형이 소프트웨어 교육과정 구성에 주는 시사점을 도출하는 것이다. 연구자는 Wiggins와 McTighe의 백워드 설계 탬플릿에 기초하여, '알고리즘과 프로그래밍' 단원의 교수설계를 개발하였다. 첫째, 교육부에서 제시한 소프트웨어 교육과정 운영 지침에 제시되어 있는 목표, 내용체계표, 성취기준, 단원목표 등을 확인함으로써, '알고리즘과 프로그래밍' 단원에 대한 영속적 이해, 포괄적이고 본질적인 질문, 핵심 지식과 핵심 기능을 도출하였다. 둘째, GRASPS 기법을 활용하여 '알고리즘과 프로그래밍' 단원의 수행 과제와 총체적인 루브릭을 개발하였다. 셋째, '알고리즘과 프로그래밍' 단원을 효과적으로 수업하기 위하여, WHERETO 요소의 14개 활동으로 구성된 7차시 수업을 개발하였다. 마지막으로, 백워드 설계 모형을 이용한 교육과정 구성이 소프트웨어 교육에 미치는 효용성에 대하여 고찰하였다. 백워드 설계 모형은 소프트웨어 교육을 위한 단원 및 수업 설계 개선에 많은 시사점을 제공할 것이라 기대한다.
본 연구에서는 소프트웨어 교육의 전면 시행을 앞두고 학교 급별 연계성 있는 교육과정 운영을 위한 가이드라인을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 학생들의 수준에 맞는 교육용 프로그래밍 언어의 형태를 제시하기 위해서 해외의 사례를 살펴보았다. 해외의 사례는 현재 필수교육과정으로써 프로그래밍 과정을 운영하고 있는 나라의 교육과정을 분석하여 초-중-고등학교에 제시된 프로그래밍 언어의 유형을 살펴보고, 이를 통해 우리나라의 소프트웨어 교육 체제 구성을 위한 제언을 하고자 하였다. 해외의 사례를 살펴본 결과, 초등학교에서는 블록기반의 프로그래밍 언어를 활용하고 있고, 중학교부터는 텍스트 기반의 프로그래밍 언어를 중점적으로 사용하고 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 초·중등 현직 교원을 대상으로 ICT 활용 교수법의 일환으로 스크래치 프로그래밍 교육을 실시한 후, 스크래치를 활용하여 교수 매체 개발을 수행하는 과정에 대한 경험을 분석하였다. 특히, 본 연구에서는 초·중등 현직 교사들이 자신의 교과에 프로그래밍을 활용하는 목적 및 방법에 대한 구체적인 생각 및 경험을 탐색하고자 하였다. 이를 위해 ASSURE 모형을 기반으로 교과의 학습 목표와 방법에 따라 교수 설계를 시행하도록 하고, 이를 바탕으로 스크래치 활용 교수 매체를 제작하는 프로젝트를 시행하였다. 이를 위해 본 연구는 2019년 2학기 K대학의 교육대학원에 재학하고 있는 초·중등 현직 교사 10명을 대상으로 하였다. 현직 교사 10명은 스크래치 교육 후 최종 과제로 수행된 ASSURE 모형 기반 교수 설계와 프로젝트 결과물을 발표하고, 프로젝트 경험에 대한 설문에 응답하였다. 연구 결과, 현직 교사들은 학생들의 흥미를 유발하고, 수업 참여를 촉진하여 학습자 중심의 수업을 이끄는 데 스크래치 활용 수업 매체가 유의미한 결과를 가져올 수 있을 것이라는 긍정적인 기대를 보여주었다. 본 연구 결과는 향후 현직 교사를 대상으로 재교육 프로그램 뿐 아니라 예비 교원을 대상으로 프로그래밍 교육의 방향 등에 대한 시사점을 제시해 준다는 점에서 의의가 있다.
정보 교과가 아닌 타 교과에서 교육 도구로써 프로그래밍의 교육적 효과가 증명됨에 따라 프로그래밍을 수업에 도입하기 위한 다양한 연구가 진행되었다. 김성원과 이영준(2017)은 TPACK 이론을 도입하여, 테크놀로지 도구로 프로그래밍 언어를 도입하고, 예비 교사의 수업 전문성 향상을 위한 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 개발하였다. 개발한 교육 프로그램을 수업에 도입하였지만, 예비 교사는 여러 가지 어려움을 느끼고 있었다. 따라서 본 연구에서는 프로그래밍 기반 TPACK 교육 프로그램을 개선하기 위하여 예비 교사에게 선행 연구에서 개발한 교육 프로그램을 적용하고, 프로그래밍 기반 수업 설계를 하는 과정에서 예비 교사가 겪는 어려움을 조사하였다. 연구 결과, 예비 교사는 예비 교사는 프로그래밍 학습, 프로그램의 설계 및 구현, 교과 특성에 맞는 프로그램 개발, 프로그래밍 언어의 한계로 프로그래밍 기반 수업 설계에서 어려움을 겪고 있었다. 향후 연구에서는 이러한 어려움을 해결하기 위한 교육 프로그램 개선을 진행하고, 개선한 교육 프로그램을 예비 교사에게 적용하여 효과를 검증하고자 한다.
'프로그래밍은 어렵다'라는 인식이 학습자들 가운데 퍼져있다. 실제로 대학교육에서 프로그래밍 수업의 중도 포기율이 다른 강좌들에 비해 높은 것을 볼 수 있다. 따라서 학습자들이 프로그래밍을 왜 어렵게 생각하는지 인지적인 측면의 분석을 통해 그에 대한 적절한 교수 전략이 필요하다. 최근에 뇌과학의 발달을 통해 뇌가 어떻게 학습하고 어떤 상황에서 가장 효과적으로 활동하는지 파악하여 적절한 학습 환경을 구축하기 위한 뇌친화적 학습에 대한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 뇌친화적인 학습 원리를 기반으로 하여 프로그래밍 수업에 대한 교수 설계를 하였다.
최근 SW 교육의 중요성이 부각되면서 많은 사람들이 Computational Thinking의 계발에 관심을 보이고 있다. 이에 따라 프로그래밍 교육이 새롭게 주목받고 있으며, 특히 로봇을 프로그래밍 교육에 활용하는 연구들이 다양하게 수행되고 있다. 본 연구에서는 기존 로봇 프로그래밍 교육의 문제점을 개선하고 소통과 협력을 강조하여 웹 2.0 기반의 도구를 활용하는 방안을 모색하였다. $Gagn{\acute{e}}$ & Briggs의 교수 사태를 기본 모형으로 삼고 각 단계에서 학습자가 웹 2.0 도구를 활용하여 협력 학습을 할 수 있는 교육 방안을 개발하였다. 제안된 방안의 가치를 평가하기 위해서 방안 적용 전후로 협동성 검사를 실시하였으며, 그 결과 학생들의 협동심에 향상에 긍정적 영향을 미친 것으로 나타났다.
테크놀로지의 발달에 따라 Technological Pedagogical Content Knowledge(TPACK)의 중요성이 증가하고 있다. 이에 따라 김성원과 이영준(2017)은 TPACK에서 테크놀로지의 도구를 프로그래밍까지 확장한 TPACK-Programming(TPACK-P) 교육 모델을 제안하였다. 또한, TPACK-P 교육 모델을 기반으로 TPACK-P 교육 프로그램을 개발하였으며, 예비 교사에게 적용하여 효과를 검증하였다. 그 결과, 다른 영역의 지식 발달에는 효과적이지만, Technological Content Knowledge(TCK)와 Technological Knowledge(TK)에는 영향을 주지 못하였다. 본 연구는 TPACK-P 교육 프로그램이 모든 영역의 지식 발달에 효과적이도록 만들기 위해서 예비 교사를 대상으로 TPACK-P 교육 프로그램을 적용하고, TPACK-P 교육 프로그램에 대한 인식을 조사하였다. 그 결과, 예비 교사는 프로그래밍 학습, 교과와 교육과정에 맞는 프로그램 설계, 프로그램 제작 과정에서 어려움이 있는 것으로 나타났다. 또한, 이러한 어려움을 극복하기 위해서 프로그래밍 학습의 강화와 프로그래밍 수업 설계 예시의 탐색이 필요하다고 말하였다. 이러한 연구 결과를 통하여 TCK와 TK의 향상을 위하여 프로그래밍을 효과적으로 가르치기 위한 교육 방안과 예비 교사의 교과 내용과 프로그래밍의 연결을 촉진하기 위한 내용이 TPACK-P 교육 모델에 보완되어야 한다는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 게임중독 문제를 가진 학생들에게 게임 프로그래밍 교육을 투입하여 게임중독증을 개선하고자 하였다. 우선 현재 학생들이 좋아하는 게임을 분석하고, 게임 프로그래밍 툴에서 정보교육과 관련된 요소를 추출하였다. 추출된 요소들을 바탕으로 실제적인 교수학습지도안을 구성하였다. 게임 프로그래밍 개발 프로젝트를 학생들에게 1년간 적용 후 도출된 결과는 다음과 같다. 첫째, 게임중독 척도검사를 사전 사후 T검정한 결과 학생들의 게임중독 성향이 낮아짐을 확인하였다. 둘째, 근거이론에 따른 분석 결과, 게임 프로그래밍을 위한 노력이 게임이용 시간을 감소시키고 통제력을 형성하여 일상 기능을 회복하게 하는 긍정적 결과를 가져왔다. 결론적으로 게임 프로그래밍 개발 프로젝트는 학생들의 게임중독증을 개선시키는데 많은 도움을 줄 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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