Earticle

피지컬 컴퓨팅은 컴퓨팅을 인간과 환경, 사물의 영역으로 확장한 개념으로 하드웨어와 소프트웨어 통합한 물리적 산출물 기반의 프로그래밍 학습매체로 주목받고 있다. 본 연구에서는 기술적 자유도가 높은 피지컬 컴퓨팅의 특징을 활용한 인터랙티브 프로토타이핑 기반의 프로그래밍 학습 모형을 개발하고 실험연구를 통해 학습 효과를 분석하였다. 실험처치 효과 검증을 위해 초등학교 5학년 59명 학습자를 대상으로 실험집단과 통제집단으로 구성하고 실험집단에는 인터랙티브 프로토타이핑 프로그래밍 학습모형을 적용하고 통제집단에는 선형순차 프로그래밍 학습모형을 적용하였다. 실험처치 전·후 정보과학 창의적 성향 검사를 실시하였고 두 집단의 사전검사 점수를 공변량으로 처리한 공분산분석(ANCOVA) 결과 유의수준 .05에서 학습 효과가 있음을 증명하였다. 이를 통해 초등학교 5학년 학습자를 대상으로 피지컬 컴퓨팅 기반의 인터랙티브 프로토타이핑 프로그래밍 학습모형의 프로그래밍 학습에 적용 가능성을 시사한다.

Physical computing is the concept of expanding computing to humans, environments, and objects. It draws attention as a programming learning medium based on physical outputs in integration of hardware and software. This study developed a programming learning model based on interactive prototyping using the characteristics of physical computing with a high degree of technical freedom and analyzed its learning effect in an experiment. To examine the effect of the experimental treatment, this researcher divided fifty nine 5th-grade elementary students into an experimental group and into a control group. the interactive prototyping programming learning model was applied to the experimental group, and a linear sequential programming learning model was applied to the control group. Information Science Creative Personality Test was conducted before and after the experimental treatment. Analysis of Covariance was conducted with the pre-test scores of the two groups. As a result, it was proved that there was the effect of learning at the significance level of .05. It indicates that the physical computing based interactive prototyping programming learning model is applicable to the programming learning for 5th-grade elementary students.

본 연구는 초등학교에서 로봇 활용 SW 교육을 실시하여 학생들의 CT, 로봇에 대한 태도에 미치는 효과를 알아보고 보조 교사 유무에 따른 차이를 알아보고자 하였다. 이를 위해 서울의 A 청소년수련관의 로봇 활용 SW 교육에 참여한 초등학생 29명을 실험집단과 통제집단으로 나누고, 로봇 활용 SW 교육을 실시하였으며, 수집된 자료는 대응 표본 t검정, 공분산분석을 통해 평균의 차이를 분석하였다. 연구 결과, 로봇 활용 SW 교육을 실시한 후 학생들의 CT와 로봇에 대한 태도가 유의하게 향상되었으나, 통제집단의 CT는 유의하게 향상되지 않았다. 또한 보조 교사 유무에 따른 사후 CT의 차이는 유의하였으며, 로봇에 대한 태도의 차이는 유의하지 않은 것으로 나타났다. 본 연구는 로봇 활용 SW 교육의 효과를 검증하고, 보조 교사 유무에 따라 차이가 있는지 규명하여 로봇 활용 SW 교육에 대한 이해를 확장시켰다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.

In this study, we conduct SW education using robot in elementary school, to examine the effects of SW education using robot on CT and attitudes toward robots. In order to achieve the purpose of this study, SW education using robot was conducted to 29 students. After collecting data, we examined mean difference using matched pair t-test and ANCOVA. Our results show that SW education using robot significantly improved CT and attitudes toward robots. CT, however, was not significantly improved in control group. Further, although improvement in attitudes toward robots was not associated with presence of assistance teacher, presence of assistance teacher did play a role in improvement of CT. This study was investigated effects of the SW education using robot and identify differences depending on the presence of assistant teacher, and expanded the understanding of the SW education using robot.

본 연구는 SW교육에서 중요한 이슈로 등장한 인공지능의 이해와 교육적 영향 그리고 교육에서의 필요성에 대한 초등 교사들의 인식을 분석한 것이다. 교사들의 인식을 분석하기 위해 전문가의 자문을 받아 설문지를 개발하였다. 설문 문항은 AI에 대한 관심도, 교과의 관련성, 지식, 사회에 미치는 영향, 이로운 점, 위협, 기회, 교육에 미치는 영향, AI교육의 필요성, AI와 관련된 교사 연수의 필요성으로 10개 영역과 세부항목 30개로 구성하였다. 151명의 초등 교사를 대상으로 설문 자료를 수집하였다. 수집된 자료는 기술통계를 바탕으로 t-검정과 일원배치 분산분석(One-Way ANOVA)을 실시하고 사후분석을 통해 집단 간의 차이를 살펴보았다. 분석결과, 여자교사가 남자교사보다 AI의 인식이 낮고 교육의 필요성도 적었다. 선도학교 운영 여부에 따라 AI교육이 창의성 신장에 도움을 줄 것으로 인식하였다. 경력이 많은 교사일수록 AI에 대한 관심이 높고 기술의 이해와 교육의 필요성이 높았다. SW교육 연수 경험이 많을수록 AI에 대한 관심이 높고 교과 관련성을 제대로 이해하였다. SW교육 지도 경험이 많을수록 AI의 이해가 높았으며 교육에서의 필요성을 강조하였다. 본 연구에서 분석된 AI에 대한 교사의 인식 결과가 SW교육의 방향에 도움을 주고, 정보 교육이 현장에 안착하기 위한 기초 자료로 유용하게 활용되길 기대한다.

This study analyzes elementary school teachers' perception of Artificial Intelligence, educational effect, and necessity in education that appeared as an important issue in Software education. To analyze teachers' perceptions, we developed questionnaires with expert advice. The questionnaire items consisted of 10 areas and detail 30 items as AI interest, subject relevance, AI knowledge, social impact, beneficial point, threat, opportunity, effect on education, necessity of AI education, Respectively. We collected questionnaires for 151 elementary school teachers. The collected data were analyzed by t-test and one-way ANOVA based on descriptive statistics. As a result, AI teachers' perceptions of female teachers were lower than those of male teachers and the necessity of education was less. Teachers with experience in leading schools recognized that AI education would help to improve creativity. Teachers who have a lot of teaching experience are more interested in AI and have a higher need for understanding and education of technology. In addition, teachers with many experience in SW education have a high interest in AI and understand the relevance of the subject. Teachers with experience in SW education also have a high understanding of AI and emphasize the need for education. In this study, we expect that teachers' perceptions of analyzed AI will help the direction of SW education. And we hope that this result will be useful as basic data for the information education to settle in the field.

본 연구는 플립 러닝을 활용하여 SW 융합 교육을 적용하였을 때 학생들의 학습동기를 분석한 것이다. 2015 개정 교육과정에 SW 교육이 필수로 포함되어 2019년부터 도입이 되지만, 교육 현장에 SW 교수·학습 방법, 평가, 내용 등의 준비가 부족한 상태이다. 이에 대안으로 SW 교육을 기존 교과와 융합한 프로그램을 개발하고, 방법적인 측면으로 플립 러닝을 활용하였다. 경기도 K 초등학교의 4학년 18명의 학생들을 대상으로 교육 프로그램을 적용하였으며 학습동기 사전, 사후 검사를 하여 자료를 수집하였다. 학습동기 분석 결과, 플립 러닝을 활용한 SW 융합 프로그램은 학습동기 하위 영역 중 주의 집중, 관련성, 자신감 영역이 향상되었다. 본 연구에서 개발된 SW 융합 교육 프로그램과 학습동기 분석 결과가 SW 융합 교육의 방향에 도움을 주고, 교육 현장에 안착하기 위한 기초 자료로 유용하게 활용되길 기대한다.

This study analyzes students' motivation for learning when applying SW-STEAM education using Flipped Learning. Although SW education will be introduced starting from 2019 as it is included for revision curriculum in 2015, preparation of SW teaching, teaching methods, evaluation, and contents is not sufficient at the educational site. As an alternative, it developed a program that combines SW education with existing subjects and utilized flipped Learning as a method. 8 fourth graders at K Elementary School in Gyeonggi Province were given an education program. The data were collected through pre-post-test.. As a result of the learning motivation analysis, the SW-STEAM program using flipped learning has improved attention, relevance and confidence. We expect that the results of the SW-STEAM education program developed in this study and the learning motivation analysis will help in the direction of the SW-STEAM education and be useful as a basic resources for settling in class.

본 연구는 초등학교 SW 교육에서 로봇의 활용이 몰입에 미치는 효과를 살펴보고, 성별의 차이를 알아보고자 하였다. 이를 위해 경기도 A 초등학교 로봇 활용 SW 교육에 참여한 초등학생 155명을 대상으로 로봇 활용 SW 교육을 실시하고, 대응 표본 t검정, 공분산분석을 통해 평균의 차이를 분석하였다. 연구 결과, 로봇 활용 SW 교육을 실시한 후 몰입이 유의하게 향상되었으나, 성별에 따른 몰입의 차이는 유의하지 않았다. 본 연구는 초등학생의 로봇 활용 SW 교육의 효과를 검증하고, 성별의 차이를 규명하여 로봇 활용 SW 교육에 대한 이해를 확장시켰다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.

In this study, we examine the effects of SW education using robot on flow in elementary school. In order to achieve the purpose of this study, SW education using robot was conducted to 155 students. In addition, we examined mean difference using matched pair t-test and ANCOVA. Our results show that SW education using robot significantly improved flow. Further, flow was not associated with gender. This study was investigated effects of the SW education using robot and identify differences depending on gender, and expanded the understanding of the SW education using robot.

본 연구의 목적은 비버 챌린지 2017의 국내 적용 결과를 분석함으로써 실제적인 현 초등학생들의 컴퓨터과학 관련 이해 수준을 파악하는 것이다. 이를 위해 비버 챌린지 2017의 ‘도전하기’ 결과 데이터를 바탕으로 초등학생 그룹 II(초등 3～4학년)와 그룹 III(초등 5～6학년)의 평가 요소별, 성별, 학년별 성취도를 기술 통계 및 평균비교를 통해 분석하였다. 분석 결과, 평가 요소별 성취도는 각 그룹 내에서 유의한 차이를 보였다. 또한, 성별에 따른 성취도는 그룹 II에서 여학생이 남학생의 성취도보다 통계적으로 유의하게 높았으며, 그룹 III에서는 통계적으로 유의한 차이는 없었지만 여학생의 성취도가 남학생에 비해 낮게 나타났다. 학년별 성취도는 그룹 III에서만 학년 간 차이가 통계적으로 유의미하게 나타났다. 이러한 연구 결과는 추후 초등학교 정보 교육과정 개발 및 관련 연구 수행의 기초자료로 기여할 것으로 기대한다.

The purpose of this study is to analyze the actual results of Beaver Challenge 2017 in Korea and to grasp the understanding level of computer science of elementary school students. Based on the results data of the 'Challenge' of Beaver Challenge 2017, we conducted descriptive statistical analysis and comparative analysis of mean scores by evaluation factors, gender, and grades of group II (grade 3~4) and group III (grade 5~6) participants. As a result, the achievement by the evaluation factors showed significant difference within each group. In addition, the achievement according to gender was significantly higher than that of male students in group II, while there was no significant difference in group III, but the achievement of female students was lower than that of boys. There was a significant difference between the grades in each group by grade in group III. The results of this study are expected to contribute to the development of informatics curriculum for elementary school and the basic data of related research.

초등학생을 대상으로 하는 소프트웨어 교육의 도구는 블록형 교육용 프로그래밍 언어(EPL)가 주로 사용되고 있다. 블록형 EPL은 SW 교육의 입문 도구로써 장점이 많지만 확장성에서는 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 실제 산업 현장에서도 활발하게 사용하고 있는 텍스트 기반의 프로그래밍 언어인 파이썬을 활용한 SW 교육의 접근 방안을 모색하였다. 파이썬을 활용한 학습 프로그램과 모형을 개발하고 초등학교 6학년 학생을 대상으로 10차시를 적용하였다. 그 결과 로봇 활용 파이썬 학습 모형을 적용한 학생들의 컴퓨팅 사고력 향상에 유의미한 효과가 있었으며 초등학생을 대상으로 텍스트 기반 프로그래밍 언어의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

The Code Block Based Educational Programming Language(EPL) is the mainstream tool for software education for elementary students. However, Code Block Based EPL has limitations in scalability, even though there are many advantages as an introductory tool for software education. In this study, we searched the approach of SW education using Python, which is a text-based programming language actively used in real industrial field. We developed a learning program and model using Python and applied it to the sixth grade elementary school students for 10 hours. As a result, we found that the robot-based Python learning model had a significant effect on improving students' thinking skills and confirmed the applicability of text-based programming language to elementary school students.

4차 산업혁명시대에 필요한 인재를 양성하기 위해서는 영재를 선발하여 체계적으로 교육하는 것이 필요하다. 특정 분야에 뛰어난 영재도 중요하지만 이보다는 수학, 과학, 정보 분야의 융합 인재가 요구된다. 본 연구에서는 대학영재교육원의 영재 교육 대상자들을 선발할 때에 정보영재의 특성이 반영된 평가 요소가 과학영재 선발에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아본다. 정보영재의 특성에서 인지적인 요소들인 규칙화 능력, 추론화 능력, 효율화 능력, 일반화 능력, 구조화 능력, 추상화 능력이 과학영재를 선발하는데 있어 상관 관계가 매우 높게 나타났다. 과학영재교육원 지원자들 그룹에서의 상관 관계가 1차 합격자 그룹보다 더 높고, 최종 합격자들 그룹보다 더욱 높다. 이것은 정보영재의 특성을 나타나는 문항들이 과학영재 선발에 많은 영향을 미친다는 것을 의미한다는 것이다.

In order to cultivate the talents needed in the 4th industrial revolution era, it is necessary to select the gifted students and train them systematically. Although excellent gifted students are important in certain fields, convergent talents in mathematics, science, and information fields are required. The purpose of this study is to investigate how evaluation factors reflecting the characteristics of information gifted students affect the selection of science gifted students of a university gifted education center . In the characteristics of information gifted students, the cognitive factors such as Ruling ability, Reasoning ability, Efficiency ability, Generalization ability, Structuring ability and Abstraction ability were highly correlated in selecting the science gifted students. Correlations in the group of applicants for science gifted students are higher than those in the first passers group and higher than those in the final successful candidates group. This means that the factors that shows the characteristics of the information gifted have a great influence on the selection of the science gifted.

자넷 윙은 21세기를 살아가기 위한 역량으로 컴퓨팅 사고력의 중요성을 역설하였다. 본 연구에서는 컴퓨팅 사고력의 추상화를 관련 연구를 통해 객체 추상화, 데이터 추상화, 절차 추상화로 분류하였다. 또한 추상화 역량 평가를 위해 추상화 성취기준과 평가기준을 개발하였다. 학교 현장에 적용한 결과 학생들은 문제 해결을 위해 글과 그림으로 표현하는 객체 추상화, 데이터 추상화 역량은 우수하지만, 컴퓨터 프로그램으로 작성하는데 어려움을 겪고 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 개발된 추상화 역량 평가는 소프트웨어 교육을 위한 학생 지도에 많은 도움을 줄 것이다.

Wing, J. M. emphasized the importance of computational thinking competency to live in the 21st century. In this study, the abstraction of computational thinking is classified into object abstraction, data abstraction, and procedural abstraction through related studies. In addition, abstraction achievement and assessment standard were developed for the abstractable competency assessment. As a result of applying to the school site, the students showed that the object abstraction and the data abstraction competency which are expressed in writing and drawing, they are excellent in solving the problem. However, they had difficulty in writing with a computer program. The abstractable competency assessment developed in this study will help teach students to teach software education.

수학 도형 영역에서 기하판과 같은 구체적 조작도구를 활용하여 학습하면 추상적인 기하 개념을 이해하는데 효과적이며 학습 흥미도와 문제 해결 능력을 높여줄 수 있다. 현재까지 구체적 조작도구는 고전적인 교실학습 환경에서만 적용하고 있으며 온라인 환경에서는 거의 없었다. 본 연구에서는 수학 도형 영역에서 다각형 주제를 기하판을 활용하여 학습할 수 있는 교육용 소프트웨어를 설계하고 구현하였다. 소프트웨어의 기본 기능은 도형 그리기와 지우기 기능으로 구성되어 있고 학습한 내용의 도형을 맞게 그렸는지 확인할 수 있다. 연구에서 개발된 도구는 델파이 분석으로 도형 영역 학습에 도움을 줄 수 있고 학습 흥미도를 높일 수 있을 것이다.

This research supports the idea that manipulative devices can be an effective modality tool for learning abstract concepts involved with identifying geometric shapes and enhance learners' problem solving and motivation. Until recently specified manipulative device has been adapted only in traditional classroom environment and it has been very rare to find devices that is designed for online-basis. This study focused on designing and implementing an educational software which guide learners with geoboard in identification and characteristics of polygons. In addition to the function to draw and to delete various shapes, this software helps learners immediately assess the outcome. The results of the Delphi Technique show promising evidence for it being a very efficient means to learn geometric shapes and increase learners' motivation to learn the subject matter.

증강현실 기술은 맥락적 인식 향상을 통한 경험학습의 기회를 제공한다는 점에서 큰 교육적 잠재력을 갖고 있다. 그러나 선행 연구 분석이 해외 연구에 제한되어있으므로 후속 연구 활성화와 방향제시를 위해 국내 현황 파악이 절실하다. 본 연구는 증강현실 기술을 활용한 국내 교육 연구 동향을 파악하고자 체계적 문헌고찰을 수행하고 그 결과를 해외 동향과 비교하였다. 또한, 콘텐츠 유형을 검토하고 맥락적 학습을 위한 활용에 대해 분석하였다. 분석 결과, 해외 연구는 초·중·고·대학생 연구가 큰 비중을 차지한 반면, 국내에서는 초·중·고등학생과 영유아 대상 연구가 활발히 수행되었다. 과학/수학, 인문예술, 특수교육 분야에서 주로 연구가 발표되었다. 교육적 효과로는 개인 학습과 동기 및 태도에 대한 연구가 주를 이루었고, 해외 동향과 비교해 협력학습과 맥락적 학습에 관한 연구는 저조한 것으로 드러났다. 더불어 사물조작형 콘텐츠를 주로 사용하고 즉각적 실재감 증대와 가상 상황 제시를 증강현실 기술 활용의 주요 목표로 하는 경향이 있었다. 끝으로, 증강현실 기술의 효과적인 교육적 적용을 위해 향후 연구방향을 도출하였다.

Augmented reality offers a great potential in teaching and learning through enhancing situated cognition and building indirect experience. However, existing systematic reviews are limited to studies conducted outside of Korea and fail to reflect the Korean trends. This study attempts to understand the augmented reality trends of educational research in Korea through a systematic review. The content types are also reviewed regarding situated learning. The results show that Korean studies tend to target preK-12 while many global research focus on K-16. In addition to Humanities & Arts and Science, Korean studies explored in special education. Concerning educational effects, numerous Korean studies investigated on individual learning and less focused on collaborative or situated learning. Moreover, many Korean studies used object-controlling contents. Lastly, challenges and suggestions for future research are addressed.