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소프트웨어 교육이 교육 현장에서 다루어지기 시작했지만 현장 교사가 활용할 수 있는 피지컬 컴퓨팅 교구 및 수업 가이드라인이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 마이크로비트라는 피지컬 컴퓨팅 교구를 활용한 창의 컴퓨팅 교육 프로그램을 제시하였다. 교육 프로그램에 적용된 동시따응발(MDIAP) 교수학습모형은 동기 유 발, 시연하기, 따라하기, 응용하기, 발표하기의 5단계로 구성되었다. 교수-학습 과정은 마이크로비트의 기본 센서 와 추가적인 센서, 구동장치를 활용한 메이커 학습으로 구성하여 나선형으로 제시하였다. 이러한 일련의 교수 학 습 활동을 통하여 학생들의 창의 컴퓨팅 사고력을 키울 수 있을 것으로 기대한다.

Software education has started as a compulsary subject or part in elementary, middle and high school, but there is a limitation for using the physical computing toolkit and instructional guidelines that teacher can use. The purpose of this study is to propose a computing education program using a physical computing toolkit called the Micro:bit. The novel instructional model is called “MDIAP” which consists of five stages : Motivation, Demonstration, Imitation, Application, Presentation. Instructional process is presented in spiral, consisting of basic micro-bit sensors, and maker's learning using additional sensors and actuators. This study will help students to enhance creative computational thinking through the MDIAP instructional activities.

본 연구는 정보기기 사용에 익숙하지 않은 초등 4학년 학생들에게 언플러그드 컴퓨팅 활동을 활용한 STEAM 프로그램을 개발․적용하여 창의적 문제해결력의 신장 정도를 알아보고자 하는 목적으로 수행되었다. 이러한 목적을 달성하기 위해 교과 분석을 통한 새로운 주제 중심의 STEAM 프로그램을 개발하고 이를 수정하여 실험반에 투입하여 창의적 문제해결력의 변화 정도를 분석하였다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 언플러그드 컴퓨팅 활동을 활용한 STEAM 프로그램은 초등학생의 창의적 문제해결력을 향상 시키는데 도움이 되었다.. 둘째, 창의적 문제해결력의 하위 요소인 자기 확신 및 독립성, 비판적․논리적 사고, 동기적 사고는 비교집단에 비해 실험집단의 평균이 유의미하게 높게 나왔으나 확산적 사고 영역에서는 유의미한 결과가 나오지 않았다. 이는 추후 창의적 문제해결력 향상을 위한 프로그램 개발시 참고해야 할 점으로 보인다. 본 연구에서 개발한 언플러그드 컴퓨팅 활동을 활용한 STEAM 프로그램이 창의적 문제해결력을 향상시키는데 영향을 미쳤으므로 앞으로 지속적인 연구를 통하여 학교 교육 및 방과후 교육에 활용되기를 기대한다.

This study aimed to develop a guidance plan for the STEAM class which applies the unplugged computing teaching and learning method by Professor Tim-bell by selecting the topics of comprehending social issues and exploring their solving methods and to examine its effectiveness. For this purpose, this study developed the guidance plan and organized activity sheets and activity materials according to learning objectives per session, conducting the STEAM class applying unplugged computing. The developed program was applied for the experimental class, while the traditional lecture was applied for the control class. Afterwards, in terms of the difference of creative problem-solving capabilities between the two groups, the pre-survey and post-survey were respectively conducted by using the test sheets developed by MI research team of the department of psychology in Seoul National University based on ‘A brief version of creative problem solving capability test development research(Ⅰ)’ by Korea Education Development Institute. The average values were quantitatively compared and the learning outcomes were compared. Also, the individual interviews were qualitatively analyzed. As a result, the creative problem solving capabilities of the experimental group that received the STEAM class program applying unplugged computing were found to be higher than the control group that received the traditional lecture. It was also revealed that there were statistically significant positive influences on the domains of self-confidence, independence, critical/logical thinking, and motivated thinking. Therefore, it was identified that the STEAM class applying unplugged computing contributed to the enhancement of creative problem-solving capabilities of the fourth graders in elementary school.

본 연구에서는 공업계 고등학생을 대상으로 앱 인벤터를 이용하여 아두이노를 제어하는 안드로이드 어플리케이션 프로그래밍 교육을 실시하고 학생들의 창의 융합적 사고능력에 어떤 변화가 있었는지를 분석하였다. 이를 위해 창의적 문제해결 모형과 통합적 사고 모형에 기반한 교수학습을 설계하여 수업을 진행하였다. 연구 결과로 창의적 문제해결력의 하위요소 중 확산적 사고와 동기적 요소의 향상에 유의미한 결과를 얻었다. 또한, 통합적 사고에 관한 학생들의 설문 조사 결과에 따르면 많은 학생들이 이 수업을 통해 배운 지식을 바탕으로 일상 생활에 적용할 수 있는 IoT 시스템을 고안할 수 있다고 답변하였다. 따라서, 앱 인벤터와 아두이노를 이용한 피지컬 컴퓨팅 교육은 학생들의 창의 융합적인 사고 능력에 긍정적인 영향을 미치는 것을 볼 수 있었다.

The purpose of this study is to investigate the effects of Android application programming education to control Arduino using App Inventor on industrial high school students' creative and integrative thinking ability. We developed an instructional content based on integrative learning and creative problem-solving model and taught a class on it. The result of this study showed that there was a significant improvement in divergent thinking and motivation items among the sub elements of creative problem solving. In addition, students' survey on the integrated thinking has shown that many students think that they could design an IoT system applied to everyday life based on the knowledge they have learned in this class. Therefore, it can be confirmed that physical computing education using App Inventor and Arduino has a positive effect on students' creative and integrative thinking ability.