• 대한수학교육학회지:학교수학
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• 제19권3호
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• pp.553-570
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• 2017

본 연구는 21세기 필수 능력으로 거론되는 계산적 사고의 의미를 살펴보고, 수학교과에서 CT 교육의 가능성 여부와 그 선행 조건을 탐색할 목적으로 수행되었다. 선행연구를 통해 컴퓨터, 학교교육, 수학교육에서의 CT의 정의와 구성 요소를 조사하였으며 본 연구에서는 수학교과에서 CT를 수학적 문제해결 관련 사고로 보았다. CT-컴퓨팅(컴퓨터 활용)-수학교육 세 영역 사이의 관계 고찰에서 컴퓨팅환경에서 유용한 CT이나 수학교육에는 포함되지 않는 영역에 주목하였다. CT와 수학교육의 통합논의에서는 컴퓨터가 전통적 수학교육의 보조 수단으로 허용되는 우리나라 수학교육 현황을 고려할 때, '컴퓨팅 환경에서의 수학적 문제해결'에 주목할 필요가 있다고 보았다. 수학교육에서 CT 교육은 컴퓨팅 환경 조성을 전제로 수학교과에서 수학 관련 과제에 해결을 위한 코딩, 문제해결, STEAM 교육 맥락에서 수학과 CT의 통합을 제시하였으며 이를 위하여 CT 통합을 지원하는 수학교육과정 마련 등 제반 조건을 논의하였다.

• 영재교육연구
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• 제23권3호
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• pp.407-419
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• 2013

현대 지식정보사회에 있어서 한 국가의 주축 산업은 정보관련 산업에 의존하며, 국가경쟁력의 향상을 위해 무엇보다도 정보 분야의 인재 육성이 중요하다. 또한 개인 차원에 있어서도 정보 소양 및 활용은 개인의 경쟁력 면에서 매우 중요하다. 이러한 관점에서 현대 지식정보화사회를 선도할 수 있는 정보영재의 발굴 및 육성은 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 정보영재아동의 과목별 상관관계를 밝혀내는 것이다. 즉 정보영재아동에 있어서 정보, 과학, 수학 등 세 과목의 성적 상관관계를 분석하는 것이다. 이를 위해 초등학교 4, 5, 6학년에 재학 중인 대학부설 과학영재교육원의 정보영재반 학생들의 7년간 성적을 토대로 하여 정보, 과학, 수학 과목 사이에 상관관계 분석을 실시하였다. 통계분석을 통한 결과, 3과목 사이에 유의미한 상관관계가 있었다. 즉 정보를 잘하는 학생들은 과학과 수학에 뛰어나며, 수학성적이 뛰어나면 과학성적도 뛰어나다는 결론을 얻었다. 본 연구결과는 향후 영재교육에 있어서 영재선발, 통합 및 융합교육과정 형성에 많은 도움이 되리라 기대한다.

• 정보교육학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.441-449
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• 2019

2015 개정 교육과정이 도입됨에 따라 초등학교에서도 소프트웨어 교육이 의무화되었다. 실과 교과의 한 단원으로 구성되는 소프트웨어 교육의 내용은, 정보 윤리, 알고리즘과 프로그래밍, 컴퓨터과학의 원리로 이루어져 있는데 교수 학습 방법으로 놀이 중심의 언플러그드 활동을 권장하고 있다. 하지만 현장 교사들은 적합한 언플러그드 활동 자료의 부재를 가장 큰 어려움으로 생각하고 있었으며, 기존 자료가 성취기준 달성에 적합하지 않다는 점, 단순한 놀이 교육이 많아 컴퓨팅 활동과 연계되지 않는 점 등을 해결해야 할 문제로 지적하였다. 이에 본 연구에서는 초등 소프트웨어 교육의 성취기준으로 제시된 기본 제어구조는 물론 센서를 활용한 다양한 활동을 통해 창의적 문제해결력을 키울 수 있는 언플러그드 활동 중심의 로봇을 개발하였고 이를 활용한 소프트웨어 수업을 통해 효과성을 검증하였다.

• 실천공학교육논문지
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• 제13권2호
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• pp.233-242
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• 2021

본 논문에서는 비전공자들을 위한 교양과정으로, 기초 인공신경망 과목 커리큘럼을 설계하기 위해, 지도학습 인공신경망 매개변수 최적화 방법과 활성화함수에 대한 기초 교육 방법을 제안하였다. 이를 위해, 프로그래밍 없이, 매개 변수 최적화 해를 스프레드시트로 찾는 방법을 적용하였다. 본 교육 방법을 통해, 인공신경망 동작 및 구현의 기초 원리 교육에 집중할 수 있다. 그리고, 스프레드시트의 시각화된 데이터를 통해 비전공자들의 관심과 교육 효과를 높일 수 있다. 제안한 내용은 인공뉴런과 Sigmoid, ReLU 활성화 함수, 지도학습데이터의 생성, 지도학습 인공신경망 구성과 매개변수 최적화, 스프레드시트를 이용한 지도학습 인공신경망 구현 및 성능 분석 그리고 교육 만족도 분석으로 구성되었다. 본 논문에서는 Sigmoid 뉴런 인공신경망과 ReLU 뉴런 인공신경망에 대해 음수허용 매개변수 최적화를 고려하여, 인공신경망 매개변수 최적화에 대한 네가지 성능분석결과를 교육하는 방법을 제안하고 교육 만족도 분석을 실시하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.39-53
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• 2019

4차 산업혁명시대를 맞이하여 소프트웨어를 원활히 운용 활용하여 문제 상황을 해결하는 컴퓨팅 사고력(computational thinking)을 갖추는 것은 필수적이라 볼 수 있다. 이에 정부는 컴퓨팅 사고력 함양을 목표로 개정 2015 교육과정으로 공교육에 체계적인 SW교육을 도입하여 필수화하였고, 초등학교에서는 실과 교과에서 SW교육이 내년 본격적으로 실시된다. SW교육이 학교현장에 체계적으로 안정되기 위해서는 무엇보다도 교사의 지도역량이 뒷받침되어야 하고, 이를 위해서 정부는 '2018년 교원양성대학 소프트웨어 교육 강화 지원 사업(SWEET)'을 추진하고 있다. 하지만, 정책이 추진되더라도 현장에서 교수 학습방법 개선 등의 방안을 강구하는 것이 뒤늦게 이루어지는 경향이 있으며, 교육의 변화의 주체는 교사이기에 교사가 변화에 대해 갖고 있는 인식, 경험, 관심도를 파악하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 초등예비교원의 SW교육에 대한 학습자의 인식, 경험에 대한 질적 분석을 실시하여 다양한 학습사례제시 등을 제안하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제16권12호
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• pp.21-31
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• 2018

계산과학분야에서 고성능컴퓨팅(HPC)을 활용하기 위해서는 프로그래밍, 알고리즘, 자료구조 등 컴퓨터과학의 지식들과 기술들을 배워야 한다. 본 논문에서는 계산과학분야의 IT교육현황 조사와 설문조사를 통해 고성능컴퓨팅 교육을 개선시키기 위한 정책 방향을 제안하는데 있다. 이를 위해 국내 대학의 물리학, 화학, 생명과학, 지구과학분야의 전공과목 중에서 IT관련 과목 현황과 사용자들의 국내 고성능컴퓨팅 교육에 대한 인식을 조사하였다. 그 결과 계산과학분야의 IT과 목비율은 응용 전공과목에 비해 매우 낮았다. 대학의 교육 요구도는 높게 나왔지만, 대학의 교육 제공 수준은 제일 낮게 나왔다. 또한 대부분의 사용자들은 독학으로 필요한 지식과 기술들을 습득한 것으로 조사되었다. 즉 대학의 역할이 가장 시급하고 중요하며 전문기관과 온라인교육의 역할도 중요하다고 확인하였다.

• 융합정보논문지
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• 제11권5호
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• pp.138-149
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• 2021

우리 사회가 기하급수적으로 발달하고 있는데 학교는 사회의 발전 속도를 따라잡지 못하고 있으며, 학생들의 성장발달에 맞는 디지털 리터러시 교육을 하지 못하고 있다. 이에 이 연구에서는 학교현장의 디지털 리터러시 교육의 실태와 문제점을 파악하여 디지털 리터러시 교육의 발전 방향을 모색하였다. 2015 교육과정이 운영되는 현재의 학교 실태를 파악하여 우리 학교가 나아갈 디지털 리터러시 교육의 발전 방향을 모색하였다. 첫째, 노후화된 디지털 기기를 교체하고, 학생 개인별로 노트북이나 스마트 기기를 제공하여야 하며, 학교 전체 어디서나 인터넷을 사용할 수 있어야 한다. 둘째, 교사들에게도 다양한 연수 기회를 제공하여 교사 수준에 맞는 디지털 리터러시 교육이 이루어져야 한다. 셋째, 논리적 사고를 표현할 수 있는 코딩교육, 문제를 발견하고 주어진 문제를 컴퓨터 프로그래밍 언어로 자동화하는 알고리즘 영역의 수준을 높이는 소프트웨어 교육이 이루어져야 하며, 그것을 작동해 볼 수 있는 로봇, 3D 프린터 등 디지털 교구가 충분하게 제공되어야 한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.19-26
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• 2019

최근 IoT와 관련 임베디드 기술 연구가 활발히 진행됨에 따른 IoT와 임베디드 교육의 중요성이 부각되고 있다. 따라서 대학에선 효율적인 임베디드 IoT교육과정이 요구된다. 본 논문에선 아두이노와 스마트폰을 사용하본 논문에선 학부 학생들에게 블루투스를 통해 스마트폰과 아두이노 키트를 연결하여 IoT와 임베디드를 학습하는 수업을 제안한다. 제안한 과정의 프로젝트 수행을 통해 학생들의 평균 기말고사 점수는 중간고사 점수보다 증가한 것을 확인하였다. 또한, 학생들의 수업 만족도 결과를 통해 제안한 임베디드 시스템 수업이 학생들에게 IoT와 임베디드 시스템을 이해하는데 매우 효과적이었으며 75%의 학생이 제안한 과목에 만족하는 것을 확인하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권7호
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• pp.51-56
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• 2021

교양 SW교육은 전공 SW교육과는 다르게 다양한 전공의 학생들이 동일학습과정에 참여하므로 교수자가 문제 설계에 어려움이 많다. 본 논문은 교육의 문제 해결 향상을 위하여 PBL로 수업 운영에 있어 다양한 전공의 학생들에게 전공의 특성에 맞게 문제를 설계 구현할 수 있도록 VPBL(Various Problem-based Learning) 모델을 연구하고 수업에 적용 및 결과를 분석하였다. VPBL은 프로그래밍 언어에 대한 제약조건을 교수자가 제시하고 학습자는 제약조건을 적용하여 전공의 특성을 반영한 문제를 설계 운영한다. 교수자는 설계된 문제를 해결하는 과정에서 mini_class를 실시한 후 전체에 공유한다. VPBL 모델 적용 결과 전통적인 수업 방식의 비교 분석결과 전통적 교수법은 3.34점 VPBL 모델 적용은 4.42점으로 "상호작용, 학습 내용 이해, 교과 관련 지식 습득" 등이 향상된 것으로 나타났다. VPBL의 경우 다양한 문제 해결을 기반으로 하고 있어 해결 과정에서 학습 범위를 확장하는 장점을 보였다. 향후 다양한 SW 교양 교과에 확대 적용 및 활용에 대한 연구가 요구된다.

• 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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• 제62권3호
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• pp.417-433
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• 2023

2022 개정 수학과 교육과정에서 '점의 이동'에 대한 성취기준이 신설되었다. 이에 본 연구는 핀란드 수학 교과서에 제시된 점의 이동에 대한 내용을 공간 방향의 요소인 방향, 이동 거리, 이동 경로를 기준으로 분석하였다. 연구 결과, 핀란드 수학 교과서에서는 방향의 경우, 여러 방향을 언어적 표현, 시각적 표현, 코드적 표현 등으로 다양하게 제시하였다. 이동 거리의 경우, 칸의 수, 길이, 걸음, 순서쌍, 비율 등을 이용하여 거리만큼 이동하거나 이동 거리를 비교하는 활동들을 제시하였다. 이동 경로의 경우, 비조건적 이동과 조건적 이동을 이용하여 지시에 따라 이동하기, 이동 경로 만들기, 이동 경로 찾기, 이동 경로 수정하기 등의 활동들을 제시하였다. 특히 점의 이동은 수와 연산, 변화와 관계 등 여러 수학과 내용 영역뿐만 아니라 프로그래밍 교육과도 연결이 가능하였다. 이러한 연구 결과를 토대로, 점의 이동에 대한 활동을 어떻게 구성할 수 있는지 정보를 제공하여 2022 개정 수학 교과서 개발에 도움이 되길 기대한다.