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여러 학문이 융합하는 현시대에 SW 교육이 중요시되고 있다. 이러한 추세에 맞추어 우리나라의 정규교육과정에 학습자의 CT 신장을 목적으로 하는 SW 교육이 포함되었다. 이에 따라 CT 관련 연구와 교육 도구에 관한 연구가 활성화되고 있다. 앱 인벤터는 간단한 앱 개발 도구로써 기존의 도구들보다 장점이 많다. 이에 본 연구에서는 초등학생을 대상으로 CT 개발을 목적으로 인벤터 활용 SW 교육 프로그램을 개발·적용하였다. 또한 SW 교육 프로그램 적용 후 CT를 계산적 인지력과 계산적 창의력 2개 요소로 나누어 검사하였고, 컴퓨터 관련 태도를 컴퓨터 불안, 컴퓨터 호감, 컴퓨터 자신감 3개 요소로 나누어 검사하였다. 검사 결과를 사전·사후 검사 대응표본 t검정해 본 결과, 프로그램 적용 대상 학습자들의 CT가 신장된 것을 확인할 수 있었고, 컴퓨터 관련 태도 또한 긍정적인 변화를 보인 것으로 나타났다.

SW education is considered important in the present age where various sciences converge. According to this tendency, SW education was included in the regular education course in Korea, which aims to develop the learner 's CT. Therefore, researches on CT and educational tools are being activated. App Inventor is a simple app development tool that has many advantages over traditional tools. In this study, we developed and applied a SW instruction program that uses an App Inventor to develop CT for elementary school students. Moreover, CT was classified into two elements- calculative perception and calculative creativity- and performed tests after applying SW instruction programs. Furthermore, attitude towards computer were classified into three elements-c computer anxiety, computer preference, and computer confidence- and conducted tests. After performing paired t-test pretest-posttest matching samples on test outcomes, it was found that the CT of the learners who applied the program was increased, and the attitude towards computer also showed a positive change.

본 연구는 초등 SW교육에서 성별에 따른 컴퓨팅 사고력, 창의성, 학습흥미의 차이를 검증함으로써 효과적인 SW수업 설계를 위한 교수-학습 전략을 제안하고자 하였다. 1년간 SW교육을 받은 A초등학교 5학년 86명을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 연구대상은 남학생 49명(57%) 및 여학생 37명(43%)으로 구성되었다. 성별에 따른 컴퓨팅 사고력, 창의성, 학습흥미의 차이를 검증하기 위해 독립표본 t-검증을 시행한 결과, 초등학교 SW교육에서 성별에 따라 창의성과 학습흥미에 유의한 차이가 있음이 확인되었다. 남학생에 비해 여학생의 창의성 평균이 더 높았지만, 남학생은 여학생에 비해 학습흥미 평균이 높은 것으로 나타났다. 반면, 성별에 따른 컴퓨팅 사고력의 차이는 유의하지 않았다. 본 연구는 최근 확산되고 있는 SW교육에서 효과적인 수업의 설계 및 적용을 위하여 성별의 차이를 고려해야 함을 규명하고, 이를 위한 기초자료를 제시하였다는 점에서 의의를 지닌다.

The purpose of this study was to propose instructional-learning strategies for designing effective software education investigating gender differences in computational thinking, creativity and academic interest on elementary SW education. 86 elementary school students who had SW education for 4 months, consisting of 49 boys (57%) and 37 girls (43%), participated for this study. They responded surveys regarding computational thinking, creativity, and academic interest. With the use of independent t-tests, this study found that there was significant differences in creativity and academic interest between boys and girls at elementary SW education. The mean of creativity of girls was higher than that of boys. however, the mean of academic interest of males was higher than that of girls. On the other hand, there was no difference in computational thinking between boys and girls. In conclusion, this study suggests design and implementation of successful SW education class considering gender.

본 연구의 목적은 학습자의 데이터 분석적 사고력 향상을 위한 딥러닝 기반 학습 시스템 개발 연구이다. 연구의 내용은 다음과 같다. 첫째, 데이터 분석적 사고력 향상을 위해 발견학습 모형에 딥러닝 기법을 적용하였다. 이는 데이터의 관계를 나타내주는 모델을 딥러닝 기법을 사용하여 생성하고, 새로운 데이터를 이 모델에 적용하여 데이터를 분석하는 과정을 경험할 수 있는 학습 방법이다. 둘째, 이 학습 방법에 따른 수업을 위한 딥러닝 기반 학습 시스템을 개발하였다. 학습자가 입력한 데이터를 딥러닝 기법을 사용하여 데이터의 모형을 생성하고, 이 모델을 적용할 수 있는 시스템을 개발하였다. 딥러닝을 적용한 발견학습 및 시스템 설계 연구는 데이터의 중요성이 더욱 커지는 미래 사회에서 학습자의 데이터 분석적 사고력을 향상시킬 수 있는 새로운 접근이 될 것으로 기대한다.

The purpose of this study is to develop a deep learning based learning system for improving learner's data analytical thinking ability. The contents of the study are as follows. First, deep learning was applied to the discovery learning model to improve data analytical thinking ability. This is a learning method that can generate a model showing the relationship of given data by using the deep learning method, then apply the model to new data to obtain the result. Second, we developed a deep learning based system for DBD learning model. Specifically, we developed a system to generate a model of data using the deep learning method and to apply this model. The research of deep learning based learning system will be a new approach to improve learner's data analytical thinking ability in future society where data becomes more important.

본 논문은 몰입기반 학습 요소를 갖는 엔트리 프로그래밍 교육과정이 학생들의 학습 몰입도에 영향을 주는 지를 검증하는 데 그 목적이 있다. 연구 대상은 교육대학교 3학년 학생으로 그전에 코딩을 경험하지 않았던 학생들이며 총 3개월동안 주당 2시간의 프로그래밍 학습을 시행하였다. 학습의 교재로는 엔트리 홈페이지에서 제공하는 학습 콘텐츠와 초급과정의 엔트리 학습 교재를 활용하였다. 교수 학습과정은 명확한 목표제시, 동기유발, 따라하기 및 빠른 피드백, 응용문제 제공, 학생들의 반추 시간 제공 등으로 구성하였다. 연구의 결과로서 총9가지의 몰입요소를 실험전과 실험 후를 비교한 결과 7가지 요소인 도전-기술 균형, 구체적 피드백, 행동-지각 일치, 과제 집중, 통제감, 자의식 상실, 자기 목적적 경험 등이 유의하다는 결과를 얻었다.

The purpose of this paper is to verify whether the entry programming course applied with the flow based learning type is to affect the flow of students' learning. The subjects of the study were the students in the 3rd grade of the National University of education who had not experienced the coding before, and conducted two hours of programming lessons per week for three months. Learning contents and learning materials of beginner course in Entry Homepage were used as learning materials. The teaching and learning process consisted of clear goals setting, motivation, follow-up and immediate feedback, providing application problems, and providing reflection time for students. As a result of the study, the nine factors of immersion were compared before and after the experiment. The seven factors - A balance between challenges and skills, Immediate feedback, Action and awareness are merged, Distractions are excluded from consciousness, No worry of failure. Self-consciousness disappears, The activity becomes autotelic- were obtained.

최근 4차 산업혁명의 영향으로 메이커 교육이 관심의 대상이 되고 있다. 이에 본 연구는 저작도구를 활용한 앱 개발 교육의 효과성을 정의적‧인지적 차원에서 실증적으로 확인함으로써, 메이커 교육으로서 앱 개발 교육의 가능성을 제시하고자 하였다. 이를 위해 서울 소재 D고등학교에서 8차시에 걸친 앱 개발 교육을 실시하였으며, 이에 참여한 학습자 41명을 대상으로 자료를 수집하였다. SW교육에 대한 태도, 창의적 문제해결력 변인은 대응표본 t-검정을 통해 교육 전후의 변화를 분석하였고, 만족도와 인지된 성취도는 기술통계 분석을 통해 그 수준을 파악하였다. 또한 개방형 설문을 통해 수집된 학습자의 응답을 질적으로 분석하였다. 연구결과, SW교육에 대한 태도 및 창의적 문제해결력은 저작도구를 활용한 앱 개발 교육 후에 통계적으로 유의한 향상을 보였으며, 학습자의 진술문 또한 이를 뒷받침하였다. 또한 교육 이후 만족도 및 인지된 성취도가 비교적 높은 수준으로 나타났다. 이를 통해 고등학생 대상 저작도구를 활용한 앱 개발 교육의 효과를 실증적으로 확인하였으며, 이론적‧실천적 시사점을 도출하였다.

Due to the influence of the fourth industrial revolution in recent years, maker education is getting attention. Therefore, this study tried to propose the possibility of application (app) development education as maker education by empirically verifying the affective and cognitive effects of app development education using authoring tool. To do this, we implemented app development education in D high school in Seoul, Korea, and collected data from 41 participants. We analyzed the changes in attitudes toward SW education and creative problem-solving ability before and after the education by conducting the paired t-test, and the level of satisfaction and perceived achievement through descriptive statistics analysis. Also, the learner’s responses collected through the open-ended questionnaire were analyzed qualitatively. The result showed that the attitude toward SW education and creative problem-solving ability showed statistically significant improvement after app development education using the authoring tool, and the learner’s statement also supported this result. Also, satisfaction and perceived achievement after the education were relatively high. Through these results, we have empirically confirmed the effect of app development education using the authoring tool for high school students, and derived the theoretical and practical implications.

본 연구의 목적은 PISA(Programme for International Student Assessment) 2012 결과에 나타난 학생 및 학교수준의 ICT 요인이 컴퓨터 기반 문제해결력에 미치는 영향력을 알아보면서, 추가적으로 한국과 일본의 차이를 비교, 분석하는 데 있다. PISA 2012의 컴퓨터 기반 문제해결력 평가에는 한국에서는 156개 학교의 5,033명의 학생이, 일본에서는 191개 학교의 6,351명의 학생이 참여하였다. 연구방법으로는 2수준 위계선형모형(HLM)을 사용하여 자료분석을 실시하였다. 두 국가의 공통점으로는 학생들이 컴퓨터와 인터넷에 처음 접한 시기가 빠를수록, 사회경제적배경이 높을수록, 개방성이 높을수록 문제해결력 점수가 높아졌으며, 가정이나 학교에서 제공하는 ICT 기기에 대한 접근성은 문제해결력에 부적인 영향을 미쳤다. 국가 간의 차이점으로는 ICT의 사용 목적이나 태도, 교사-학생관계, 창의적 방과후 활동의 유무 등이 문제해결력에 미치는 효과가 다르게 나타났다.

The purpose of this study is to explore the differences between Korea and Japan in terms of the effects of student- and school-level ICT-related factors on computer-based problem solving ability in PISA 2012 achievement results. PISA 2012's computer-based problem solving assessment included 5,033 students from 156 schools in Korea and 6,351 students from 191 schools in Japan. A 2-level hierarchical linear model (HLM) was employed to analyze data. Both of Korean and Japanese students, students with the earlier use of computer and the Internet, higher socioeconomic background and higher openness to problem reported better problem solving scores than their counterparts. Also, accessibility to ICT equipment provided by home or school was found to be a negative effect on problem solving in both countries. Differences in the effects of purposes and attitudes for ICT use, teacher-student relationship, and creative out-of-school activities on problem solving ability were found between two countries.

본 연구는 2015 개정 교육과정에서 실시될 초등학생의 효율적인 소프트웨어 교육을 위해 활용될 수 있는 피지컬 컴퓨팅 교구의 선택 기준을 개발하는 데 목적을 두고 있다. 이를 위해 교육용 교구에 대한 이론, 연구사례와 전문가 집단의 델파이 설문을 통해 초등학교에서 소프트웨어 교육에 활용할 수 있는 피지컬 컴퓨팅 교구의 선택 기준을 제안하였으며, 현재 상용화된 피지컬 컴퓨팅 교구들 중 제안한 교구 선택 기준을 가장 충족하는 교구를 선택하고, 관련 교수・학습내용을 구성하여 실험집단에 투입하였다. 연구 결과, 제안한 피지컬 컴퓨팅 교구 선택 기준을 반영한 교수・학습 활동이 학습자의 논리적 사고력을 유의미하게 향상시킨다는 것이 t검증을 통해 확인되었고, 효과크기 측면에서도 학습자의 논리적 사고력 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 분석되었다. 또한 학습자 만족도 조사를 통해 제안된 교구 선택 기준이 초등학생의 소프트웨어 교육에 활용할 수 있는 피지컬 컴퓨팅 교구의 선택에 있어 효과적이며, 이를 활용한 교수・학습 활동이 초등학생의 수준에 적합함이 증명되었다.

This study derived optimized teaching aids that use the physical computing method as the solution for effective software education at the elementary level. We set standard for selecting physical computing teaching aids in elementary-level by gathering the opinions from previous studies and think tanks and then applied the standard to some aids and choose one. We also made lesson plan and tried it to the experimental group. Subsequently, students’ logical thinking skills showed a statistically significant improvement in terms of the t-test. Also, in the analysis of the effect size, it was shown to have a positive influence on the improvement of the students’ logical thinking skills. Additionally, survey of satisfaction evaluation from the students showed that the teaching aid selection standard was effective in selecting suitable teaching aids for elementary students and that the classroom activities utilizing physical computing teaching aids were at a suitable level for elementary students.

본 연구는 학교에서 도입가능성이 높다고 판단된 신기술인 3D 프린팅 활용 교육을 연구대상으로 선정하였다. 연구는 크게 3D 프린팅 활용을 위한 학습활동 프레임워크 제안과 3D 프린팅 활용 교육의 현장적용 가능성을 모색하는 두 단계로 실시하였다. 본 연구에서 제안하는 ‘3D 프린팅 활용 학습활동 프레임워크’는 ‘문제 해결과정의 복잡성’과 ‘협동적 상호작용’을 두 축으로 하여, 1단계는 재현을 통한 제작, 2단계는 상상 표현의 수단, 3단계는 근접한 문제 해결, 4단계는 확장된 문제 해결의 네 단계로 활동을 구분하였다. 두 번째 연구목적인 학교현장에서의 사례 연구를 위해 초등학교 6학년 23명의 학습자를 대상으로 수학교과에 3D 프린팅 활동을 접목한 수업을 실시하였다. 학생들은 ‘1단계 재현을 통한 제작’에 3D 프린팅을 활용하여 다양한 도형의 형태와 부피를 학습하였다. 연구결과 참여 학습자들이 전반적으로 3D 프린팅 기술을 활용한 수업의 효과성에 대해 긍정적인 학습경험을 보였으며 학습경험의 질 및 만족감 또한 높은 것으로 나타났다. 반면, 3D 프린터 및 CAD 프로그램의 사용성에는 개선이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구는 향후 3D 프린팅 활동 설계를 가이드할 수 있는 거시적 프레임워크를 제안하고, 단순 흥미를 넘어서 교과연계성을 가지는 3D 프린팅 활동의 가능성을 탐색했다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.

This study selected 3D printing that is highly likely to be adopted in schools. This research was conducted in two stages: 1) proposing the learning activity framework for utilizing 3D printing in education, and 2) exploring the potential of integrating 3D printing in the school field. The '3D printing learning activity framework' proposed in this study includes four phases that are categorized according to the complexity of problem-solving processes and collaborative interaction: Step 1 as production through replication, Phase 2 as means of imaginary expression, Phase 3 as near problem-solving, and Phase 4 as expanded problem-solving. Next, we conducted the field study with 23 students in the 6th grade math class where they learned the various solid shapes and volumes through 3D printing-integrated activities. The lesson was considered as Phase 1, which is the production through replication. Overall, the results showed that the participants had positive perceptions about the efficacy of 3D printing activities, the quality of learning experience, and satisfaction. On the other hand, it was found that the usability of 3D printers and CAD program needs further improvement The contribution of this study can be found in the learning activity framework that can guide 3D printing activity design in school, and in the exploration of enhancing the connection between 3D printing activities and curricular relevance beyond simple interest toward a novel technology.

현대는 소프트웨어 융합의 시대이다. 4차 산업혁명이라고 불리우는 이러한 변화가 우리 삶의 거의 모든 분야에 영향을 미침에 따라 초․중등 교육의 내용도 이러한 변화를 수용해야 한다는 요구를 반영하여 2015 개정 교육과정에서 소프트웨어 교육이 강화되었다. 따라서, 본 연구는 초등 소프트웨어 교육을 위하여 플립러닝을 위한 STEAM 기반 초등 알고리즘 학습용 모바일 웹앱을 활용한 교육이 초등학생의 문제해결과정에 미치는 영향을 분석하여 그 효과성을 검증하는 데 목적이 있다. 이를 위해 본 연구에서는 새로운 교육과정을 분석하고, 초등학생의 플립러닝에 기여할 수 있도록 모바일 기기를 교육에 응용하여 IT 융합시대에 적합한 STEAM 기반 모바일 콘텐츠를 개발하였다. 그리고 개발한 모바일 자료를 초등학교 5학년 대상으로 모바일 기기를 활용하여 플립러닝 수업을 진행한 실험집단에 적용하였고, 활동지를 활용하여 강의식 수업을 진행한 통제집단과 문제해결과정을 비교할 수 있는 통계적 t-검증을 실시하였다. 그 결과 실험집단과 통제집단 간의 문제해결과정에 통계적으로 유의미한 차이가 있음이 검증되었다. 따라서, 본 연구결과를 토대로 STEAM 기반 모바일 학습자료 활용 교육이 초등학생의 문제해결력 향상에 효과적임을 확인하였다.

Software integration becomes very important in these days. Since the 4th industrial revolution has begun and influences its heavy effects on our daily life, software education has been introduced in the 2015 national revised curriculum. Therefore, the purpose of this study is to verify the effects of a mobile web application for the elementary algorithm class based on STEAM on the problem solving process of elementary school students. To do so, in this study we analyzed the new elementary school curriculum, constructed an algorithm learning class based on STEAM and developed a mobile web application for flipped learning to improve their problem solving ability. Further, an experimental group and a controlled group are selected respectively from the 5th grade elementary school students. Then, a new flipped learning class using our mobile materials was applied to the experimental group while a traditional lecture class using the activity papers was applied to the controlled group. Finally the paired samples t-tests were carried out. As a result, we found that there was a statistically significant difference in problem solving process between the two groups. Based on our experimental research and the results of statistical analysis, the mobile web application class based on STEAM turned out to be effective in improving the problem solving ability of elementary school students.

본 연구에서는 3D 프린터를 활용한 STEAM기반 융합인재교육 프로그램을 개발하고 적용함으로써 효과성과 만족도를 검증하여 시사점을 도출하고 향후 발전방향을 제시하고자 하였다. 3D 프린터를 활용한 차시대체형 융합인재교육 프로그램을 개발하기 위하여 ‘상황 제시’, ‘창의적 설계’, ‘감성적 체험’의 학습준거틀을 활용하였고, 초등학교 3∼4학년군 및 5∼6학년군으로 구분하여 STEAM 프로그램을 개발하였다. 실험적용 결과 효과성에 대해 ‘흥미’, ‘배려와 소통’, ‘자기주도적 학습’, ‘이공계 진로 선택’에 대해서 통계적으로 유의미한 결과를 얻을 수 있었다. 학습자의 만족도를 설문 및 분석한 결과 학생들은 대체로 흥미있다는 응답을 제시하였으며, 이는 기존 수업과 비교하였을 때 여러 과목을 관련지어 배울 수 있고, 만들기와 체험 활동이 많다는 점을 응답하였다.

In this study, we developed STEAM programs using the 3D printer and applied the program to verify the effectiveness and satisfaction, to draw implications and suggest future directions. In order to design the alternative instruction utilizing the 3D printer, we used the learning standards of 'presenting the situation', 'creative design', and 'emotional experience for the 3rd to 4th grade and 5th and 6th graders in elementary school. As a result of the experiment, statistically significant results were obtained about 'interest', 'care and communication', 'self-directed learning', 'career choice for science and engineering'. As a result of the students’ satisfaction survey, students responded that they are interested in general, and that they can learn various subjects in relation to existing the regular classes, and that they have lots of making and experiencing activities.