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이 연구에서는 우리나라의 문제점으로 지적되고 있는 낮은 수학교과 정의적 수준을 신장시킬 수 있는 방안 중 하나로 교육용 프로그래밍 언어의 활용 가능성을 확인해보았다. 중학교 수학교과의 삼각함수와 연계하여 포 트리스 게임을 제작하는 과정을 교수․학습으로 설계하고 그 효과성 검증을 하였다. 연구 방법은 이질 사전․사 후 실험설계를 하였다. 연구 과정은 4차시 동안은 실험․비교집단 공통적으로 삼각함수의 개념의 이해와 적용 관련 수업을 하였다. 이 후 실험집단에는 이 연구에서 설계한 스크래치를 활용한 포트리스 게임 제작 활동을 하 도록 하였으며, 비교집단에는 실생활 수학인 삼각비 개념 활용으로 건물의 높이 구하는 과정을 해결할 수 있도 록 하였다. 적용 후 t검증 결과 수학교과 흥미와 가치인식 수준은 실험집단이 비교집단에 비해 유의미하게 향상 되었음을 확인하였으나, 두 변인의 사전점수를 공변인으로 공변량 분석을 한 결과 수학교과 가치인식 수준의 향 상은 유의미하였으나, 홍미 수준은 사전점수의 영향이 있었음을 확인할 수 있었다.

The present study investigates the potential of an educational programming game as a strategy for enhancing effective domains of mathematics curriculum, which has been criticized as a problem of education in Korea. The process of programming Fortress, an educational game, in conjunction with the lesson on the trigonometric function as part of the middle school mathematics curriculum, was designed for instruction and learning, and its effectiveness was tested. The study was conducted using a nonequivalent pretest-posttest experimental design. Research procedures included the following steps: (1) both the experimental and the comparison groups participated in four classes to understand and apply the concept of the trigonometric function, and (2) the experimental group participated in Fortress game programming activities using Scratch, which was designed in this study, while the comparison group participated in solving a real-life trigonometric problem - calculating the height of a building using the concept of trigonometry. The results of the t-test showed that students’ interest and perceived value of the mathematics curriculum were significantly higher in the experimental group than in the comparison group. However, the results of analysis of covariance (ANCOVA) using pretest scores of the interest and perceived value showed the influence of pretest scores on posttest scores for the interest level, although the effect of the experiment on the perceived value of the mathematics curriculum was more significant.

본 연구에서는 초등학생의 알고리즘적 사고와 프로그래밍 학습을 효과적으로 조력하기 위해 메타인지 전략을 가미한 게임 프로그래밍 학습의 가능성을 제시하고자 하였다. 우선 Polya의 4단계 문제해결과정에 ‘예언’, ‘자기 평가’, ‘자기 강화’의 단계를 추가한 후 게임 프로그래밍 특성에 맞게 일부 수정하고 메타인지 전략을 가미하여 게임 프로그래밍 수업 모형을 설계하였다. 설계된 모형을 토대로 초중등 정보통신기술교육지침과 ACM의 K-12 컴퓨터교육과정 중 알고리즘과 프로그래밍 내용 요소를 참고하여 게임 프로그래밍 학습 내용을 구성하였다. 구성한 학습 내용을 초등학교 6학년 재량활동 시간에 적용한 결과, 메타인지 전략을 활용한 게임 프로그래밍 학습은 초등학생의 문제해결력 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 최근 정보통신기술교육 운영지침의 개정으로 프로그래밍 교육과 알고리즘 교육이 초등학교에서도 필요하게 되었고 학교 현장의 여건 등을 고려해보면 본 연구를 통해 설계된 교수․학습 전략을 기반으로 한 게임 프로그래밍 학습은 의미 있는 선택이며 기존 프로그래밍 교육의 문제점 해소를 위한 적절한 대안이 될 수 있을 것이다.

To effectively help improving students' algorithmic thinking ability and programming skill, in this paper, we propose to apply a game programming model to elementary students considering additional meta-cognition strategies. First, we designed a game programming class model which is based on the 4-stage problem solving process of Polya. Then modified the model by adopting additional stage - 'prediction', 'self-evaluation', and 'self-improvement - to meet the characteristic of game programming. After that we designed detailed game programming contents based on the proposed model as well as the 'ICT education guide for elementary/middle school' and the elements from algorithmic programming model in the 'K-12 computer education curriculum of ACM'. We applied the proposed class model to 6th grade elementary students in a self-activity class and the proposed game programming education model with the meta-recognition strategy was very effective in improving students' problem solving abilities. Recent amendment of the 'ICT education guide' includes the programming and algorithm education in elementary schools and considering current educational environment, we believe that the proposed game programming class model will be an effective solution and an appropriate alternative against the challenges in current programming education.

최근 프로그래밍 교육에 대한 요구가 그 어느때보다 높아지고 있다. 특히 프로그래밍교육이 초등학교때부터 의무화되는 2018년을 맞이하여, 수많은 프로그래밍 교육을 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서 제안하는 트라이코딩은 게임을 사용하여 학생 스스로가 프로그래밍 및 알고리즘을 학습할 수 있다. 트라이코딩은 기존의 블록기반 및 그림 기반의 프로그래밍 교육을 거친 학생 또는 처음 접하는 학생도 쉽게 게임을 통하여 프로그래밍에 대한 지식을 습득할 수 있게 설계를 하였다. 프로그래밍 언어는 기본적으로 영어를 기반으로 하고 있기 때문에 기초 영어에 대한 이해도가 없이는 이 게임을 진행하기는 힘들어, 추후 게임내에서 사용되는 기초영어 정도는 이 게임에서 학습할 수 있게 하는 시스템이 필요하다.

최근 프로그래밍 교육에 대한 요구가 그 어느때보다 높아지고 있다. 특히 프로그래밍교육이 초등학교때부터 의무화되는 2018년을 맞이하여, 수많은 프로그래밍 교육을 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서 제안하는 트라이코딩은 게임을 사용하여 학생 스스로가 프로그래밍 및 알고리즘을 학습할 수 있다. 트라이코딩은 기존의 블록기반 및 그림 기반의 프로그래밍 교육을 거친 학생 또는 처음 접하는 학생도 쉽게 게임을 통하여 프로그래밍에 대한 지식을 습득할 수 있게 설계를 하였다. 프로그래밍 언어는 기본적으로 영어를 기반으로 하고 있기 때문에 기초 영어에 대한 이해도가 없이는 이 게임을 진행하기는 힘들어, 추후 게임내에서 사용되는 기초영어 정도는 이 게임에서 학습할 수 있게 하는 시스템이 필요하다.

본 논문은 학습자가 효과적인 게임프로그래밍을 학습하도록 피어튜터모형(TGF: Tutoring Game program in Flipped learning)을 설계하고, 수업에 적용한 학습경험을 교수와 피어튜터 및 학습자의 관점에서 제시하고, 학습 성과를 설문조사를 통해 분석하여 플립드 러닝 환경에서의 TGF가 전통적인 수업방식에 비해 게임프로그래밍 수업에서 학습목표를 달성하는데 더욱 효과적임을 보였다.

This paper designs a peer tutoring in Flipped Learning environments for effective game programming(TGF), suggests a result of survey and a lesson learned from game programming in terms of students' and professors' perspectives in hands-on program training using Snake game programming as an applied example. The TGF is more effective than the traditional classroom to achieve the learning goals of game programming course.

최근 즐거움과 학습 효과를 동시에 제공하는 교육용 기능성 게임이 많은 주목을 받고 있다. 그러나 대부분의 교육용 게임들을 유아나 아동들을 대상으로 하고 있고, 고등 교육에서 이러한 게임을 활용하는 것은 여전히 어려운 실정이다. 반면, 본 논문은 대학생들에게 수리계획법을 가르치는데 활용할 수 있는 교육용 게임을 개발하고자 한다. 잘 알려져 있듯이, 대부분의 퍼즐 게임들은 연관된 최적화 문제로의 변형이 가능하며, 본 논문에서는 부분집합총합문제 기반 교육용 퍼즐 게임을 제안한다. 이 게임은 사용자가 퍼즐을 플레이하거나 이를 풀기 위한 수리계획모형을 작성할 수 있게 도와준다. 나아가, 사용자들은 모형 작성을 위한 적절한 안내를 제공받으며, 작성된 모형은 자동 생성된 데이터들에 의해 평가된다. 본 논문의 교육용 게임은 산업공학이나 경영과학 분야 대학생들에게 기본적인 수리계획모형을 가르치는데 특히 도움이 될 것으로 기대된다.

In recent, much attention has been paid to the educational serious games that provide both fun and learning effects. However, most educational games have been targeted at the infants and children, and it is still hard to use such games in higher education. On the contrary, this paper aims to develop an educational game for teaching mathematical programming to the undergraduates. It is well known that most puzzle games can be transformed into associated optimization problem and vice versa, and this paper proposes a simple educational game based on the subset sum problem. This game enables the users to play the puzzle and construct their own mathematical programming model for solving it. Moreover, the users are provided with appropriate instructions for modeling and their models are evaluated by using the data automatically generated. It is expected that the educational game in this paper will be helpful for teaching basic programming models to the students in industrial engineering or management science.