Earticle

초록

영어

In this paper, in order to offer the opportunity to indirectly experience STEAM education and the profession of a quantum computer professional, one of computer experts as a promising occupation of the future, its correlation to the national curriculum was analyzed. STEAM educational program in this paper was developed through which the third or fourth graders in elementary schools can learn about a quantum computer expert and think about it in relevance to their future careers. Yet, it's almost impossible for the students to understand the basic theories of quantum computer based on quantum mechanics, one of most difficult areas of physics. Accordingly, in this proposed textbook, gamification mechanism was applied to arouse students' interest. Moreover, the textbook was developed and applied to the field directly in the way that students would be able to indirectly experience quantum spin, one of most basic principles of quantum computer, quantum cryptography related to quantum computer, incomplete quantum computer and etc. The STEAM educational program for future careers offered in this research is expected to create positive effects for students to explore careers relevant to IT, and to develop related qualities.

한국어

본 논문에서는 STEAM 교육과 미래 유망직종인 컴퓨터 전문가 중 하나인 양자컴퓨터 전문가 대한 간접 체험의 기회를 제공하고자 국가수준 교육과정과의 연관성을 분석하여 초등학교 3-4학년을 위한 양자컴퓨터 전문가에 대하여 알아보고 자신의 진로와 연관지어 생각해볼 수 있는 STEAM 교육프로그램을 개발하였다. 하지만 초등학생들이 물리학 중 가장 어렵다는 양자역학을 근본으로 하는 양자컴퓨터의 기본이론을 이해하는 것이란 거의불가능하다. 따라서 본 논문에서는 게이미피케이션 메카니즘을 적용하여 양자역학 원리를 배울 수 있는STEAM 프로그램을 제안하였다. 학생들이 흥미를 유발하고 양자컴퓨터의 가장 기본적인 원리 중 하나인 양자스핀과 양자컴퓨터와 연관된 양자암호, 그리고 아직 양자컴퓨터의 미완성 등을 간접적으로 체험할 수 있도록 교재를 개발하였으며, 이를 현장에 직접 적용하였다. 본 연구에서 제공하는 진로 STEAM 교육프로그램은 IT관련진로 탐색과 관련 소양 함양에 긍정적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

목차

요약
 ABSTRACT
 1. 서론
 2. 이론적 배경
  2.1 양자컴퓨터(Quantum Computer)의 이해
  2.2 게이미피케이션의 교육적 효과
  2.3 스팀(STEAM) 교육의 이해와 구성
 3. 개발된 STEAM 교육프로그램
  3.1 연구 절차
  3.2 연구 대상
  3.3 교육과정 분석 및 연계
  3.4 게임 알고리즘 개발
  3.5 개발된 게임 알고리즘과 양자컴퓨터의 관련성
  3.6 게임을 적용한 프로그램 교재 개발
  3.7 STEAM 교육 학습준거틀
  3.8 진로 STEAM 진로 교재 내용
 4. 교육프로그램 적용 결과 및 효과성 분석
  4.1 현장적용 주요 활동 내용
  4.2 학생 설문 조사 분석
 5. 결론 및 향후과제
 참고문헌

키워드

양자컴퓨터 양자암호 양자역학 양자비트 융합인재교육 진로탐색 Quantum computer Quantum Bit Quantum Mechanics STEAM Career Exploration

저자

• 고대훈 [ Daehoon Ko | 제주동초등학교, 제주대학교 교육대학 초등컴퓨터교육전공 ]
• 박남제 [ Namje Park | 제주대학교 교육대학 초등컴퓨터교육전공 ] Corresponding author

참고문헌

발행기관

간행물