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4차 산업 혁명에 따라 전 세계에서는 이에 맞는 새로운 인재를 양성하고자 SW 교육을 강조하고 있다. 이런 세계적 흐름에 맞추어 우리나라에서도 2015 개정교육과정에서 SW 교육을 필수화하였다. 하지만 우리나라 초등 SW교육은 블록 기반 프로그래밍 언어의 활용에 편중되어 있다. 또한 목표 설정 및 내용 구성에 있어 정의적 영 역의 신장은 소홀하고 지식, 기능적 영역의 신장에만 집중되는 경향이 있다. 이에 본 연구에서는 텍스트 기반 프 로그래밍 언어 중에서 최근 각광받고 있는 파이썬과 정의적 영역인 ‘공동체 역량’의 신장을 고려하여 팀 공유정 신모형 개념을 활용한 SW교육 방법을 탐구하였다. 팀 공유정신모형 형성 정도가 유사한 두 집단에 t-검정을 수 행해 본 결과, 본 연구에서 제시한 SW학습방법을 적용한 집단 내 학습자들의 팀 공유정신모형 형성에 효과가 있다는 것을 확인할 수 있었다.

According to the Fourth Industrial Revolution, SW education is emphasized around the world to educate student with new abilities. Following to these global trends, SW education has become mandatory in Korea's 2015 revised curriculum. However, Korean elementary SW education is focused on the use of block-based programming languages. In addition, the point of view of selecting goals and organizing content of SW Education, the affective domain is ignored and focused only on the cognitive and psychomotor domains. So, this study explored method of SW education using the concept of Team-Shared Mental Model for develop of community capacity and Python, which is textual programming language gaining popularity recently. As a result of performing the post test t-test on two groups with similar Team-Shared Mental Model formation, we found that it was effective in forming a Team-Shared Mental Model of the group applying the SW teaching method suggested in the study.

초등학교 6학년 학생을 대상으로 소프트웨어교육이 실시되고 있다. 본 연구에서는 초등학생의 알고리즘 구성 패턴에 대해 탐색하였다. 초등학교 6학년 학생을 대상으로 알고리즘을 구상하는 문항을 투입한 후 구조적 프로 그래밍 기법에 기반한 MacCabe의 사이클로매틱 복잡도를 산출하여 학습자의 알고리즘 구성 패턴을 탐색하였다. 학생들은 문제 해결을 위해 주로 1～2가지의 선택구조를 사용하며, 이는 문제의 출발점, 도착점에 편중되는 경향 이 있다. 또한 선택 구조 사용에 있어 소극적인 모습을 보인다. 알고리즘 구성에 있어서는 눈에 보이는 구체물과 자신의 배경지식에 의존하는 모습을 보인다. 따라서 초등학교 소프트웨어교육에서는 알고리즘 구성 패턴에 따라 학생들의 경험과 친숙한 문제 상황에서 알고리즘 구조를 복합적으로 사고할 수 있는 과제를 제시할 필요가 있으 며, 구체적 조작물을 활용하여 지도하는 것이 유효할 것으로 보인다.

Software education is provided for 6th grade students. This study explored the algorithmic composition patterns of elementary school students. After investigating the algorithm for the 6th grade students, the algorithmic pattern of the learner was explored by calculating the cyclomatic complexity of MacCabe based on the structural programming technique. Students often use one or two choice structures to solve problems, which tend to be biased towards the starting and ending points of the problem. It is also passive in the use of selection structures. Algorithm composition depends on visible objects and one's own background. Therefore, in elementary school software education, it is necessary to present the task of thinking about the algorithm structure in the context of the algorithm and the students' experiences in accordance with the algorithm composition pattern.

인공지능, 로봇, 빅데이터 등의 기술발전으로 사회 전분야에 대변혁을 일으키고 있다. 본 논문에서는 예비교사 들의 인터넷/게임/스마트폰생활 습관 정도를 파악하고, 무인자동차의 윤리적 딜레마 상황에서 남녀별, 진단군별 선호도 요인의 차이를 분석하였다. 분석결과, 남학생 대부분은 인터넷/게임생활습관의 고위험군이며, 남학생이 여학생에 비해 게임에 더 몰두하고 내성이 생겨 일상생활에 지장을 받고 있었다. 인터넷/게임/스마트폰생활 습 관중 하나라도 고위험군 학생들은 인터넷/게임/스마트폰생활 습관 3가지 모두 고위험군일 가능성이 높았으나, 스스로 인터넷/게임/스마트폰 중독이라고 자각하고 있었으며 사용습관을 바꾸기를 원했다. 이들의 모랄 머신 평 가결과, 남녀별, 진단군별 선호도 차이는 통계적으로 유의하지 않았지만, 무인자동차의 윤리적 딜레마 상황에서 선택의 선호도는 남녀, 일반군/고위험군 모두 사람우선, 보행자우선, 소수보다는 다수를, 교통규칙을 잘 지키는 사람을 중시하였다. 남학생보다는 여학생이 이를 더 중요하게 생각하였으며, 일반군보다 고위험군 학생들이 사회 적 지위가 낮은사람, 젊은이보다 노인을 우선시 하는 경향을 보였다.

Technological advancements such as artificial intelligence, robots, and big data are revolutionizing the entire society. In this paper, we analyzed preliminary teachers' daily internet/gaming/smartphone habit and the difference between preference factors in gender and diagnosis group in the situation of ethical dilemma in driverless cars. The result shows most of the male students are in high risk group of daily internet/gaming usage, and male students tend to be more immersed in games compared to female students, which negatively affects their daily lives. Students who have at least one of the daily internet/gaming/smartphone habits are more likely to be classified as high-risk group in all three of daily internet/gaming/smartphone habit. Fortunately, the students perceived themselves addicted and wanted change their habits. An analysis by a moral machine of these students tells that there is no significant difference in preference between male and female students and among diagnosis groups. However, specifically in the ethical dilemma of driverless cars, all the groups of male, female, normal, high-risk showed they have priority in pedestrians over drivers, a large number of people over small, and people who obey traffic rules over who do not. The tendency was pronounced in female group and high-risk students prioritized people who are older and in lower social status.

세계적으로 교육 분야에서 컴퓨팅 사고력 증진을 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 본 논문에서는 SW 역량 과 컴퓨팅 사고력 관계를 정의한 후, 컴퓨팅 사고력 측정을 통해 예비교원 컴퓨팅 사고력 현황을 파악하고자 한 다. 이를 위해 한 학기 동안 엔트리 프로그래밍 언어 수업을 받은 예비교원을 대상으로 SW교육에 대한 태도와 컴퓨팅 사고력에 대한 설문을 실시하였다. 설문 분석 결과 예비교원의 컴퓨팅 사고력 중 추상화, 자료 분석, 자 동화에 대한 부분의 개선이 필요함을 보였다. 예비 교원을 교육할 때 SW 개발 도구인 엔트리를 벗어나, 분석과 설계 역량을 키울 수 있는 교육 방법이 필요함을 알 수 있었다.

There is a great deal of effort to improve Computational Thinking in education. In this paper, we define the relationship between SW capability and Computational Thinking, and then examine the current status of pre-service teacher's computing thinking. For this purpose, a survey about the attitude toward SW education and computing thinking was administered to prospective teachers who learned Entry software for one semester. The results of the survey showed that the improvement of abstraction, data analysis, and automation among the pre-service teacher's computing thinking is needed. When educating preliminary teachers, we can see that we need an education method that can increase the analysis and design capability beyond the Entry Software development tool.

본 연구는 2019년 12월에 발표한 OECD 국가들을 대상으로 한 PISA의 ICT 배경조사 자료를 분석하여 ICT 접근성과 각 교과별 활용도를 분석하는 것이다. 우리나라 학생들의 집에서는 ICT 접근성이 40.40%로OECD 평 균(43.01%)보다 조금 높은 17위이고, 학교에서의 접근성은 40.40%로 OECD 평균( 43.01%)이하인 21위이다. 이 것은 3년 전의 최하위 그룹에서 중간 그룹으로 향상되었다. 9개의 교과의 수업시간에 학생들이 디지털 장비를 이용하는 비율은 2.96%로 OECD 평균(8.22%) 보다 매우 아래이고, 국가 순위는 31위이다. 이로써 국가가 인공지 능 시대에 필요한 인재를 양성하기 위해서 교육정책의 변화가 필요하다는 것을 알 수 있다.

This study analyzes PISA's ICT background survey on OECD countries published in December 2019 to analyze ICT accessibility and utilization of each subject. In Korea, ICT accessibility at home is 40.40%, ranking 17th, slightly higher than the OECD average (43.01%). Access to schools is 40.40%, ranking 21st below the OECD average(43.01%), which has improved from the lowest group to three in the middle three years ago. In nine subjects, the proportion of students using digital device in the classroom is 2.96%, well below the OECD average( 8.22%), and ranked 31st in the OECD country. This shows that the state needs a change in education policy in order to cultivate the talent needed for the AI era.

현대사회는 21세기 초반 지식정보사회를 지나 지능정보사회로 바뀌어 가고 있다. 본 연구에서는 지능정보사회 에서 요구되는 학습자의 핵심역량을 신장시키기 위하여 인공지능의 한 분야인 머신러닝을 기반으로 소프트웨어 교육 교수-학습 모형을 개발하였다. 본 모형은 인공지능 자체에 대한 학습의 부담감을 줄이고, 머신러닝을 활용 하여 문제를 해결하는 과정에서 핵심역량을 신장시키는 것에 중점을 두었다. 개발된 모형의 구체적인 단계는 문 제인식 및 분석, 데이터 수집, 데이터 가공 및 선별, ML모델 훈련 및 평가, ML프로그래밍, 적용 및 해결, 공유 및 환류의 7단계로 구성되어 있다. 본 연구에서 개발한 모형을 학생과 학부모를 대상으로 적용한 결과 긍정적인 반응을 얻을 수 있었으며, 이를 통해 머신러닝 기반의 소프트웨어 교육 프로그램의 개발 및 운영에 작은 밑거름 을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.

The society we are living in has being changed to the age of the intelligent information society after passing through the knowledge-based information society in the early 21st century. In this study, we have developed the instructional model for software education based on the machine learning which is a field of artificial intelligence( AI) to enhance the core competencies of learners required in the intelligent information society. This model is focusing on enhancing the core competencies through the process of problem-solving as well as reducing the burden of learning about AI itself. The specific stages of the developed model are consisted of seven levels which are ‘Problem Recognition and Analysis’, ‘Data Collection’, ‘Data Processing and Feature Extraction’, ‘ML Model Training and Evaluation’, ‘ML Programming’, ‘Application and Problem Solving’, and ‘Share and Feedback’. As a result of applying the developed model in this study, we were able to observe the positive response about learning from the students and parents. We hope that this research could suggest the future direction of not only the instructional design but also operation of software education program based on machine learning.

본 연구에서는 Computational Thinking 기반의 인공지능(AI)교육에 대한 학습자의 내재적 사고의 변화를 살펴보 기 위한 평가도구 개발의 기준과 프레임워크를 구성하여 제시하고자 하였다. 이를 위해 데이터수집을 위한 인지적 학습보조(Agency)의 단계, 수집된 데이터의 특징을 분해하여 데이터의 패턴을 인식하고 카테고리화 과정을 수행하 는 추상화(Abstracting)의 단계, 추상화과정을 수행한 정제된 데이터를 토대로 알고리즘을 구성하는 모델링 (Modeling)단계의 일련의 순차적 과정이 평가요소로 구성되었다. 또한 학습자의 인식, 학습, 행동, 결과에 대한 인지 적영역에 대한 평가가 구성되었으며, 학습자의 문제해결의 과정과 결과에 대하여 지식, 역량, 태도의 영역에 대하여 측정을 하게 됨으로써 AI교육에 대한 학습의 내재적인 인지영역의 변화와 결과에 대한 평가를 할 수 있도록 프레임 워크가 설계되었다. 연구의 결과는 교수학습의 맥락에 따른 개별화된 평가도구 개발에 대한 프레임워크를 구성하였 다는 점에서 의미가 있으며, 향후 AI교육의 다양한 영역에서 활용될 수 있는 기준으로서 활용될 수 있을 것이다.

The purpose of this study is to design the framework of evaluation on learner’s cognitive skill for artificial intelligence( AI) education through computational thinking. To design the rubric and framework for evaluating the change of leaner’s intrinsic thinking, the evaluation process was consisted of a sequential stage with a) agency that cognitive learning assistance for data collection, b) abstraction that recognizes the pattern of data and performs the categorization process by decomposing the characteristics of collected data, and c) modeling that constructing algorithms based on refined data through abstraction. The evaluating framework was designed for not only the cognitive domain of learners' perceptions, learning, behaviors, and outcomes but also the areas of knowledge, competencies, and attitudes about the problem-solving process and results of learners to evaluate the changes of inherent cognitive learning about AI education. The results of the research are meaningful in that the evaluating framework for AI education was developed for the development of individualized evaluation tools according to the context of teaching and learning, and it could be used as a standard in various areas of AI education in the future.

4차 산업혁명 시대의 교육방법과 함께 교육효과를 극대화하기 위한 방법으로 실감형 콘텐츠가 교육의 핵심 방법으로 자리 잡고 있다. 그리고 실감형 콘텐츠의 중심에 가상현실(VR)이 자리 잡고 있다. 학교 현장에서 가상 현실 활용 교육은 늘어나고 있지만, 가상현실 제작 교육에 관한 연구가 미비한 실정이다. 본 연구는 학생이 가상 현실 콘텐츠를 직접 제작하는 과정을 위한 학교 급별 교육과정을 제시하였다. 초등학생, 중학생, 예비교사들의 특성의 분석을 위해 산출물과 설문지 분석을 하였다. 연구 결과로 학교 급별에 따라 집중도, 콘텐츠의 주제, 제 작 시간 등은 많은 차이가 나타났으며, 초등학생은 자기와 관련된 주제, 중학생은 학습과 관련, 예비교사들은 초 등 교육에 유용한 내용을 우선적으로 생각하였다.

To maximize educational effect with new educational methods in the 4th Industrial Revolution era, immersive education has become the core type of education and virtual reality (VR) is at the center of realistic content. VR education is increasing in school, but researches on VR production education are insufficient. Our study has proposed a school-level curriculum for students to create their own VR content. The output and the survey results were analyzed to find out the learner characteristics of elementary school students, middle school students, and pre-service teachers at each school level. As a result, there were some noticeable differences in concentration, content subject, and production time according to school level. Primary school students focused on their subjects, middle school students related to learning, and pre-service teachers put top priority on contents useful for primary education.

본 연구는 우리나라 부산시와 중국 저장성의 초등학교 정보교육 교재의 프로그래밍 교육 내용을 조사한다. 프 로그래밍 교육의 목표 설정과 교육용 프로그래밍 언어 선택 그리고 프로그래밍 교육의 내용 선정과 전개 방식에 관하여 두 가지의 교재에서 초등학교 정보교육 교재에 필요한 내용을 확인한다. 두 지역의 교재는 초등학교 수 준에 맞는 프로그래밍 언어를 선정하고 창의적인 학습 주제를 선정하여 학습자 스스로 문제를 해결해 가는 과정 에서 프로그래밍을 학습하도록 한다. 본 연구의 결과로 초등학교 정보교육 교재의 프로그래밍 교육은 학습자 스 스로 문제를 해결 과정에서 자연스럽게 프로그래밍을 학습하도록 구성하고 있음을 확인하였다.

This study investigates the contents of programming education in elementary information education textbooks in Busan and Zhejiang. Two textbooks identify the contents of elementary school information education textbooks on setting goals of programming education, selecting educational programming languages, and selecting and developing contents of programming education. Textbooks in the two regions are designed to select programming languages for elementary school levels and to select creative learning topics to help learners learn programming in the process of solving problems themselves. The textbooks identified in this study are designed so that learners can learn programming naturally in the process of solving problems.

전 세계적으로 SW교육의 중요성은 더욱 강조되고 있고, 우리나라도 2015 개정 교육과정에서 SW교육을 의무 화하며 이에 대비하고 있다. 하지만 교육과정에서 제시하는 실과 영역에서 연간 17시간 이상의 교육만으로는 큰 효과를 거두기 어렵기에 본 연구에서는 다른 정규 교육과정과 연계한 로봇기반의 SW교육 프로그램을 개발하였 다. 또한 SW교육 프로그램의 적용을 통해 미래 역량을 신장할 수 있는지 그 효과를 검증하기 위해 문제해결능 력과 의사소통능력을 핵심요소로 선정하였다. 대응표본 t-검정을 실시하여 사전평가와 사후평가 결과 간에 유의 미한 차이가 있는지를 분석하였다. 그 결과, 로봇기반의 교과연계 SW교육 프로그램이 학생들의 문제해결능력과 의사소통능력 신장에 효과가 있었다는 사실을 검증할 수 있었다. 또한 프로그램이 종료된 후 실시한 자유 설문 을 통하여 학생들이 SW교육에 대해 긍정적인 인식을 하게 되었다는 사실을 발견하였다.

Globally SW education is becoming increasingly important, and the government is preparing for this trend as a mandatory implementation of SW education in the 2015 revised curriculum. However, because the 17 hours of annual education offered in the course of Practical Arts cannot have great educational effects, this study attempted to develop a robot-based SW education program related to other regular subjects. Also in order to verify the effects of the program related to future competencies, problem solving ability and communication ability were selected as key factors. The paired t-test was conducted to examine whether there was a significant difference between pretest and posttest results. As a result, it was verified that the subject-related SW education program using robots was effective in improving students’ problem-solving ability and communication ability. In addition, after the program was completed a survey was conducted, and it was possible to confirm that students could have positive perception on SW education.

본 논문에서는 2015 개정 실과교과서의 로봇 교육과 관련된 단원을 분석하였다. 분석결과, 모든 교과서는 도 입, 전개, 정리의 공통 체제를 지니고 있었고, 모두 비슷한 흐름을 보이고 있었다. 학습목표는 모든 교과서에서 제시하고 있었으나, 인지, 기능적인 목표 이외에 정의적인 목표는 제시되지 않았다. 로봇 학습 내용은 로봇의 의 미와 종류, 로봇의 구조와 센서, 로봇 만들기 활동을 제시하고 있으나 로봇 윤리, 다양한 로봇작품 제작 및 활동, 문제해결과정에서 로봇활용 등의 내용은 제시되지 않고 있다. 조립형 로봇과 적외선 센서를 공통으로 사용하고 있으며, 체험활동에 로봇제작 및 제어 실습자료 제시, 평가하기를 통한 단원 정리 등으로 구성되어 있으며, A, C, F교과서에서는 단원보조자료 등도 제시하고 있다. 추후 로봇 한계 인지, 올바른 사용 원칙, 안전교육, 개인정 보 및 사생활보호 등의 설계·제조자와 사용자 중심의 로봇윤리 교육내용을 포함할 필요가 있을 것이다.

In this paper, we analyzed the units related to robot education in the Practical Arts textbooks according to the 2015 revised curriculum. As a result, all textbooks had a common system of introduction, development, and organization, and all of them showed a similar flow. Learning objectives were presented in all textbooks, but no affective goals were presented except cognitive and functional goals. The contents of robot learning suggest the meaning and type of robots, the structure and sensors of robots, and the activities of making robots, but the contents of robot ethics, the production and activities of various robot works, and the use of robots in the problem solving process are not presented. The assembly robot and the infrared sensor are used in common, and it consists of presenting robot production and control training materials in experience activities and arranging units through evaluation, and the A, C, and F textbooks also provide the unit auxiliary data. In the future, it will be necessary to include the contents of robot ethics education centered on the design/manufacturer and user-oriented robot ethics such as the recognition of the limits of robots, the principles of using robots correctly, safety education, personal information and privacy protection.

컴퓨터 테크놀로지의 발전으로 컴퓨팅 환경이 모바일 기기 기반으로 급속히 바뀌어가고 있다. 지금까지 디지 털 리터러시 교육은 데스크 탑 PC 기반의 교육이 이루어졌으나 이를 모바일 환경에 맞는 리터러시 교육으로 변 화가 필요한 시점이다. 본 논문에서는 모바일 기기의 특성을 가진 모바일 기반 디지털 리터러시 MoDL(Mobile Device Digital Literacy) 교육 체재를 제안한다. MoDL을 3단계로 구축하여 모바일 디지털 환경을 구축하는 MoDE(Mobile Based Digital Environment)와 이를 교육에 활용할 때에는 BYOD(Bring Your Own Devices) 수 업 방식을 제안한다. 마지막으로 모바일 디지털 리터러시를 학습하는 MoDLI(MoDL Instruction)을 단계별로 제 시한다. 제시된 MoDL 교육 체재에 대한 타당도를 검증하기 위하여 전문가 8인에게 설문조사를 실시하여 내용 타당도 비율(Content Validity Ration: CVR)을 산출하였다. 그 결과 MoDLI의 현장 적용성을 제외한 모든 항목 에서 내용타당성을 확보하였다.

The computing environment is rapidly changing to mobile device base, with the development of computer technology. Until now, digital literacy education has been based on desktop PC education, but it is time to change it into literacy education suitable for mobile environment. In this paper, we propose a mobile-based digital literacy MoDL (Mobile Device Digital Literacy). MoDL proposes three phases. One is Mobile Based Digital Environment (MoDE), which builds a mobile digital environment, seconds is Bring Your Own Devices (BYOD) class method when using it for education. Finally, MoDLI (MoDL Instruction) for learning mobile literacy is presented step by step. To verify the validity of the proposed, eight experts were surveyed so that the Content Validity Ratio was calculated. As a result, CVR was ensured in all items except for the applicability of MoDLI.

본 논문은 기존 컴퓨팅 사고력 평가 연구를 분석하고 보완하여 형성적 관점에서 컴퓨팅 사고력을 평가하는 방안을 탐색하고, 텍스트 기반 프로그래밍 언어인 파이선을 활용한 프로그래밍 언어 학습 평가를 위한 평가 프 로세스를 설계하기 위해 수행되었다. 이와 같은 목적으로 컴퓨팅 사고력 영역을 탐색하고 평가 설계에 관련된 연구를 분석하였다. 또한, 초보자가 학습하는 파이선 프로그래밍의 학습 영역을 확인하고, 파이선 학습을 통해 획득할 수 있는 컴퓨팅 사고력 영역을 규명하였다. 이들을 종합하여 컴퓨팅 사고력에 해당하는 구문을 분석하여 피드백을 제공하는 평가 방법을 설계하였다. 아울러, 순서도와 의사코드를 활용하여 아이디어를 나타내게 함으로 써 반성적 사고를 통한 자기평가가 가능하게 하고, 커뮤니티를 활용한 코드공유 및 의사소통을 통해 동료피드백 이 가능한 평가 프로세스를 설계하였다는 데에 본 연구의 시사점이 있다.

The purpose of this paper is to explore ways to assess computational thinking from a formative perspective and to design a process for assessing programming learning using Python. Therefore, this study explored the computational thinking domain and analyzed research related to assessment design. Also, this study identified the areas of Python programming learning that beginners learn and the areas of computational thinking ability that can be obtained through Python learning. Through this, we designed an assessment method that provides feedback by analyzing syntax corresponding to computational thinking ability. Besides, self-assessment is possible through reflective thinking by using the flow-chart and pseudo-code to express ideas, and peer feedback is designed through code sharing and communication using community.