Earticle

본 연구에서는 스크래치 프로그래밍 수업이 초등예비교사에게 미치는 영향을 컴퓨팅 사고력과 블룸의 텍사노미를 활용한 인지적 평가를 통해 확인하고자 하였다. 이를 위해 한 학기 동안 스크래치 프로그래밍 수업을 진행하고 예비교사의 객관적인 프로그래밍 능력을 평가하기 위해 인지적 평가 문항을 블룸의 텍사노미를 기반하여 측정하였다. 또한 초등예비교사들의 컴퓨팅 사고(Computational Thinking) 개념, 수행, 관점에 초점을 둔 설문을 실시하는 한편 팀프로젝트를 가지고 산출물 기반 인터뷰(Artifact-based Interview)를 실시하고 팀프로그래밍 경험을 정성적으로 분석하였다. 본 연구는 프로그래밍 수업을 통한 예비교사의 컴퓨팅 사고를 양적 및 질적으로 보다 포괄적으로 평가하였다는 점에서 의미가 있다. 또한 프로그래밍 능력을 블룸의 텍사노미 체계에 의해 객관적으로 평가해 봄으로써 향후 예비교사 프로그래밍 수업 설계에 대한 평가 측면의 시사점을 제시하고 있다.

The goal of this study is to assess the effects of Scratch programming classes on preservice teachers by using computational thinking and cognitive evaluations based on Bloom’s taxonomy. To pursue this research goal we measured preservice teachers’ programming skills using cognitive evaluation items based on Bloom’s taxonomy after preservice teachers took one-semester Scratch programming course. In addition, a survey focused on computational thinking (CT) concepts, CT practices, and CT perspectives was conducted. We also conducted artifact-based interviews to unpack preservice teachers’ experiences of working on team projects and analyzed their experiences qualitatively. The results of this study are meaningful because we assessed preservice teachers’ experiences comprehensively with both quantitative and qualitative methods. In addition, this study provides us with implications for evaluation perspectives in designing programming courses for preservice teachers by adopting Bloom’s taxonomy scheme.

이 연구에서는 초등학생의 게임중독 치료를 위해 스크래치 프로그래밍 치료 교육 프로그램을 제안하였다. 연구자들은 컴퓨터 게임중독 치료의 방안으로 게임중독 문제를 제공하고 있는 컴퓨터와 게임 자체에서 그 해결 방법을 찾고자 하였다. 초등학교 게임중독 고위험군을 대상으로 게임중독 치료 대안활동과 함께 EPL 교육 프로그램을 적용하였다. EPL 프로그램에 대한 효과를 분석한 결과 게임중독 치료에 긍정적인 답변을 얻었으며 휴식 시간 게임 접속 시간이 감소된 것으로 분석되었다. 관찰과 면접을 통한 분석 결과 역시 자아존중감과 창작의 기쁨 그리고 자신을 제어하는 능력이 높아졌다는 긍정적인 결과를 볼 수 있었다. 향후 이 연구가 일반화된다면 정보화 역기능의 해소에 많은 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

In this paper, we proposed the education program using Scratch as an alternative activity for the remedy program of game addiction. We tried to find the solution through computer and game that affect the problem of game addiction. We choose the high-risk students about game addiction disposition and took a programming lesson for educational game development with consultation class. We also analysed the effectiveness of our remedy program. We found the positive results between before and after the program and we analysed that game connectivity rates were decreased during recess time. In interview and observation about students, we found that the students were changed to the positive tendency about game addiction. We expect this program will give many help for solving the problem of game addiction, if this research is applied to the regular class in elementary school.

2019학년도부터 초등학교에서 소프트웨어 교육이 실시될 예정이다. 초등학교 소프트웨어 교육의 주된 내용 중의 하나는 학생들이 프로그래밍을 체험하는 것이다. 프로그래밍에 대하여 관심을 보이는 학생들에게는 보다 높은 수준의 프로그래밍 교육이 필요하며 동아리 활동을 통하여 시행할 수 있다. 그러나 초등학교에서의 동아리 활동을 위한 프로그래밍 교재는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 초등학교의 동아리 활동을 위한 프로그래밍 교재를 개발하였다. 따라 하기 형태의 매뉴얼 방식을 지양하고 학생들이 문제를 이해하고, 문제 분할 및 추상화 과정을 따라 설계하며 이를 프로그램으로 작성할 수 있도록 하여 자연스럽게 Computational Thinking 능력을 배양하도록 하였으며 시범 수업을 통하여 개발한 교재가 초등학생들에게 적절한 내용과 수준임을 입증하였다. 따라서 본 연구에서 제시하는 교재 집필 방법들이 초등학교의 소프트웨어 교육에 기여할 것으로 기대한다.

The software education to elementary students will be conducted from 2019. One of highlights of software education is a programming experience. It requires a higher level of programming education to students that are interested in programming. This problem can be solved by the club activities. But the materials for programming education for elementary students is not much. Therefore, we developed a programming material for club activities of the elementary school. We did not develop it as a programming manual. The students can understand a problem, can design through decomposition and abstraction processes, and can write a program when they are learning with this material. As a result, we expect that they can enhance their computational thinking abilities. We proved that our material is suitable for elementary students through a demonstration class. Therefore, we expect that our development methodologies for the material for programming education will contribute to develop a material for programming education.

교육 현장에서 프로그래밍 교육은 고등 사고력 향상을 위한 학습 보다는 프로그래밍의 개념이나 기초 문법의 주입 및 단순 반복으로 진행되고 있다. 따라서 학습자들이 프로그래밍 교육에 대해 긍정적인 흥미를 가지고 적극 참여하여 교육적인 효과를 거둘 수 있는 새로운 프로그래밍 교육 방안에 대한 모색이 필요하다. 스크래치 EPL(Educational Programming Languages)은 블록 쌓기를 통해 프로그래밍이 가능한 직관적인 언어로 초등학생들도 보다 쉽게 프로그래밍을 이해할 수 있다. 스크래치의 이런 특징은 프로그래밍 교육에 대한 학습자의 학습 몰입(Flow)에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 연구에서는 프로그래밍 교육의 새로운 방안으로 스크래치 프로그래밍 교육을 진행하고 초등학생의 학습 몰입과 프로그래밍 능력에 미치는 영향에 대해 검증하고자 한다. 본 연구의 결과 스크래치 프로그래밍 교육이 학습자의 전반적인 학습 몰입 수준 향상에 긍정적인 효과가 있음을 알 수 있다.

The programming education in K-12 field is processing with conceptual approaches to obtain basic grammar not including higher knowledge processing. This is main reason that can't able to obtain the educational effects. This study aims to research the innovated methodology of programming education which can have educational effect by participating of learners with positive interest, and recognize the effect of the Scratch programming education on elementary school student's learning-flow and programming ability. As a result Scratch programming education has effect on elementary school student's improving the level of learning-flow and the programming ability.

인공지능 기술의 획기적인 발전은 교육 분야에 혁신적인 변화를 가져오고 있다. 특히, ChatGPT와 같은 생성형 인공 지능 모델은 자연스러운 대화 능력을 통해 자기주도적 프로그래밍 교육에서 큰 잠재력을 지니고 있다. 본 연구는 비 SW전공생을 대상으로 ChatGPT를 활용한 스크래치 수업의 학습 효과를 분석하였다. ChatGPT 활용 분반과 비활용 분 반으로 나누어 두 분반에 대해 동일한 평가와 ChatGPT 활용 분반의 설문 조사를 진행한 결과, ChatGPT의 활용이 학 습 효과를 높이는 데 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 스크래치의 고급 기능과 알고리즘 이해와 같은 고난 도 학습 영역에서 ChatGPT의 효용성이 높게 평가되었다. 본 연구는 ChatGPT와 같은 생성형 인공지능이 프로그래밍 교육에서 효과적인 도구로 활용될 가능성을 실증적으로 제시하였다는 점에서 의의가 있다.

The remarkable advancement of artificial intelligence technology is bringing innovative changes to the field of ed ucation. In particular, generative AI models like ChatGPT hold great potential in self-directed programming educatio n due to their natural conversational abilities. This study analyzed the learning effects of using ChatGPT in Scratch classes for non-SW majors. Dividing the classes into those using ChatGPT and those not, and conducting the same evaluations and surveys for the ChatGPT-utilizing group, the results showed that ChatGPT significantly enhanced l earning outcomes and the utility of ChatGPT was highly evaluated in advanced learning areas such as understandin g Scratch's advanced features and algorithms. This study is significant as it empirically demonstrates the potential of generative AI like ChatGPT as an effective tool in programming education.

프로그래밍 교육은 컴퓨터과학의 중요성이 부각됨에 따라 필요성이 증대되고 있다. 그러나 기존의 컴퓨터 교육은 문제 해결 과정보다는 상용 프로그램의 사용법에 치우쳐 있었다. 또한 초등학교에서의 프로그래밍 교육은 학생들의 수준에 맞지 않거나 흥미를 유발하지 못하였다. 본 연구에서는 초등학교 학생들에게 스크래치 프로그래밍 언어로 프로그래밍을 교육할 때 스캐폴딩 기반 학습 전략을 적용한 후 학생들의 프로그래밍 학습 태도를 관찰하였다. 스캐폴딩 기반 학습 전략을 적용한 결과 학생들은 프로그래밍에 대한 학습 태도에서 일반 학습 경향성, 학습을 통한 성과의 만족도 및 상호작용 항목에서 모두 향상된 결과를 보여주었다.

Necessity of programming education is demanded according to more interested in importance of computer science. However, the existing programming education only focused on function for utilization of the commercial programs. The existing programming education doesn't meet the students' level and doesn't cause that they were interested in programming. Therefore, we applied the learning strategy based the scaffolding when we taught the scratch programming language in the elementary school and we studied the students' attitude towards programming learning. As a result, we found the good results about the general learning patterns, the performance satisfaction through learning and the interaction areas.

교육용 프로그래밍 언어에 대한 선행 연구에 따르면 프로그래밍 교육은 학습자의 인지기술, 논리적 사고력, 반성적 사고력향상에 도움이 되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이러한 프로그래밍 교육이 자기주도적 학습능력에 미치는 효과에 대해 알아보기 위하여 스크래치 프로그래밍 교육을 초등학교 6학년 학생들에게 실시하였다. 연구 결과 실험집단이 비교집단에 비해 자기주도적 학습 능력의 하위요소인 개방성, 내재적 동기, 자율성 영역의 신장에 유의한 차이를 보였다. 이러한 효과는 특히 ICT 활용능력이 우수한 학생들에게 더욱 크게 나타났으며, 그 향상 정도는 기존 연구에서 보고한 전자교과서, UCC, 사이버가정학습 활동 후의 자기주도적 학습 능력 향상 결과보다 큰 것으로 나타났다.

Previous studies on educational programming language reported that programming education can help students develop their abilities in cognitive, logical and reflecting thinking for problem solving. In this study, we examined the effects of Scratch programming language education on self-directed learning ability through six-grade elementary school students. The study results are that the treatment group shows more improvement with statistical significance on the subscales of self-directed learning such as openness, internal motivation, and autonomy, than the control group. These effects are especially larger with the students with high ICT literacy, whose degree is higher than that as a result of using digital textbook, UCC, and cyber home education reported in previous studies.

올해부터 시행되고 있는 2007 개정 정보 교과 교육과정에서는 과거 7차 교육과정에서의 중등학교의 컴퓨터 교육과는 달리 문제 해결 능력과 컴퓨터 과학 교육에 중점을 두고 있다. 그 중에서도 프로그래밍 교육에 대한 필요성이 대두되고 체계적인 학습이 권장되고 있다. 그러나 프로그래밍 과정은 복잡한 문제 해결 과정으로 고차원적인 인지 능력을 요구하기 때문에 여전히 어린 학습자들에게 부담을 유발하고 동기부여에 장애를 겪을 수 있다. 본 논문에서는 프로그래밍을 접하는 학습자의 동기 부여와 흥미를 유발하면서 프로그래밍에 대한 막연함과 거리감을 한층 더 줄여 줄 수 있는 게임을 개발한다. 실생활에서도 자주 접하게 되는 게임은 학습자가 학습 활동에 몰입하게 하고 흥미를 유발할 수 있는 교두보 역할을 할 수 있다. 또한 학습자들은 이러한 게임을 해결하는 과정에서 창의적 게임 제작에 대한 동기 유발을 통하여 자기 주도적 학습 능력을 기를 수 있다.

The revised Informatics curriculum emphasized on the computer science principles and problem solving ability instead of the application program usage. Among them, the need of programming education is emphasized and proposed organized learning. But, novice programmer is still regarded programming is difficult and lose interest because programming is complex problem solving process and demand higher recognize ability. So, in this article game is developed to reduce fear of programming and to lead motivation and interest. Because game is encountered in real life, this is to provide user foucs in learning activity. Also, through problem solving process in the game, user can improve initiative learing ability.

본 연구에서는 초등학생의 프로그래밍 학습을 효과적으로 조력하기 위해 새로운 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용한 프로그래밍 학습의 가능성을 제시하고자 하였다. 스크래치 프로그래밍 학습 내용은 프로그래밍 과정에서의 학습자의 내적 동기 유발을 위한 전략과 복잡한 인지 능력 향상을 위한 창의적 문제해결 수업모형(CPS)을 토대로 구성하였다. 설계된 학습 내용을 초등학교 6학년 재량활동 시간에 적용한 결과, 스크래치 프로그래밍 학습은 학습자의 내재적 동기와 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 스크래치 프로그래밍 학습은 의미 있는 선택이며 기존 프로그래밍 교육의 문제점 해소를 위한 적절한 대안이 될 수 있을 것이다.

This paper propose to use a new educational programming language, Scratch, to help students' programming study. For this purpose, a course has been developed which consists of (1) strategies to motivate students and (2) Creative Problem Solving (CPS) teaching model to improve their problem solving abilities. We experimented the course with sixth-grade elementary students for 4 weeks and we could observe that the Scratch programming learning helps motivating students and improving their problem solving abilities. Based on this observation, we believe that Scratch programming can be an alternative for current programming education in elementary schools.

본 연구는 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용한 교과 통합형 수업이 초등학생의 문제 해결력 및 학습 몰입에 미치는 영향을 알아보는데 목적이 있다. 첫째, 스크래치 활용 교과 통합형 수업이 초등학생의 문제 해결력에 어떤 영향을 미치는 가? 둘째, 스크래치 활용 교과 통합형 수업이 초등학생의 학습 몰입에 어떤 영향을 미치는가? 이러한 연구문제를 해결하기 위해서 경상북도 구미시 지역의 5학년 학생 66명을 대상으로 한 설문조사를 분석에 사용하였다. 조사 도구는 우옥희(2000)가 사용한 ‘문제 해결력’ 검사지 와 석임복, 강이철(2007)이 사용한 ‘학습 몰입’ 검사지를 지도교수의 조언을 바탕으로 재구성 하여 사용하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 스크래치를 활용한 교과 통합형 수업이 초등학생의 문제 해결력에 미치는 영향을 알 아보기 위하여 실험 집단, 통제 집단으로 나누어 T-검정을 실시한 결과 스크래치 활용 교과 통합형 수업을 실시한 집단의 문제 해결력 향상에 유의미한 변화가 있었다. 다만 문제 해결 력의 하위 영역인 ‘문제의 해결책 고안’ 영역에서는 집단 간의 유의미한 차이가 없었다. 둘째, 스크래치를 활용한 교과 통합형 수업이 초등학생의 학습 몰입에 미치는 영향을 알아 보기 위하여 실험 집단, 통제 집단으로 나누어 T-검정을 실시한 결과 스크래치 활용 교과 통 합형 수업을 실시한 집단의 학습 몰입 향상에 유의미한 변화가 있었다. 다만 하위 영역인 ‘도 전과 능력의 조화’ 영역에서 통제 집단에서도 유의미한 변화가 있었다.

purpose of this study was to analyze the effect of integrated curriculum using Scratch programming on problem-solving and learning-flow for elementary school students. For this purpose, the following questions were set: First, what is the effect of integrated curriculum using Scratch programming on problem-solving for elementary school students? Second, what is the effect of integrated curriculum using Scratch programming on learning-flow for elementary school students? To answer these questions, a survey was conducted in 66 fifth-graders in Gumi city, Gyeongbuk province. The questionnaire and scale to measure change of problem-solving ability is employed by Wu(2000) on the basis of professor’s advice. And the questionnaire and scale to measure change of learning-flow level is employed by Seok and Kang(2007) on the basis of professor’s advice. A SPSS Statistics 18 for Windows program was used to process the collected data statistically. The results of this study can be summarized as follows: First, independent samples t-test to examine the effect of integrated curriculum using Scratch programming on problem-solving found that the change of problem-solving ability on Scratch-using group differs significantly. But ‘design problem-solving plan’ as subordinate factor doesn’t differ significantly. Second, independent samples t-test to examine the effect of integrated curriculum using Scratch programming on learning-flow found that the change of problem-solving ability on Scratch-using group differs significantly. And ‘balance of challenge and ability’ as subordinate factor also differs significantly. Scratch is based on graphic user interface not text user interface and is easy to use and designated to stimulate curiosity of pupils. Its graphic – characters’ appearance, background pictures, colour component is suitable for children and Scratch has block-assembling intuitive interface and reacts immediately. Therefore children seldom get bored with Scratch. Besides problem solving learning model is used on the integrated curriculum containing various learning factors and a number of subjects. High level and integrated thinking is essential to use various background knowledge on many subjects not a single one. It is found out that on the process learners performed problem-solving learning repeatedly and it helped learners to improve problem-solving ability.

소프트웨어와 하드웨어를 연계한 STEAM 학습은 알고리즘 향상, 문제해결 능력, 융합적 사고력 등을 크게 신장할 수 있으며, 궁극적으로 학습태도 및 학업 성취력을 높일 수 있다. 본 연구에서는 프로그래밍의 기본 개념을 이해할 수 있는 초등학교 6학년들이 스크래치와 6개의 센서가 부착된 센서 보드를 결합한 프로그래밍 활용으로 국정교과서(5종) 교과내용을 학습 할 수 있도록 학습 모형을 개발하였으며, 6학년 수업현장에서 적용하고 결과를 분석하였다. 결과로서, 평가대상인 초등학생들 대부분이 스크래치와 센서 보드를 결합한 STEAM 학습도구가 적합한 것으로 분석되었다. STEAM 학습에서의 성취도 평가에서 5개 교과 평균성취 수준이 10점 만점에 7점 이상의 평가를 받은 학생들이 39.5%를 얻었으며, 평가대상 대부분의 학생들이 만족할 만한 성취수준을 얻은 것으로 분석되었다. 따라서, 스크래치와 하드웨어인 스크래치 센서 보드를 활용한 학습은 단순히 소프트웨어만 활용하는 기존 소프트웨어 중심의 학습보다 효과적인 것으로 판단된다.

STEAM learning, which combined software with hardware, can greatly increase algorithm improvement, problem-solving skills, integrated thinking ability etc. and can ultimately improve learning attitude and academic achievement. In this study, we developed STEAM learning model so that 6th graders who can fully understand the basic concept of programming can learn subject contents of national textbooks (5 kinds) with programming that combined six sensors attached Sensor_board with Scratch and applied it to 6th grade class and analyzed the results. As a result, the STEAM learning tool that combined Scratch with Sensor_board was analyzed to be suitable for most elementary school students to be evaluated. In the achievement evaluation of learning, 39.5% of students obtained more than 7 points out of perfect 10 in the average achievement level of 5 subjects so most students evaluated were analyzed to obtain satisfactory achievement. Therefore, STEAM learning using Scratch and Sensor_board, hardware is considered to be more effective than existing software-centered ×learning using only software.

STEAM교육은 궁극적으로 융합적 사고와 문제 해결능력을 크게 신장 시킬 수 있다. 본 연구에서는 초등학교 6학년생들 이 스크래치 프로그래밍을 활용해 각 교과 내용을 STEAM학습 할 수 있도록 스크래치 소양교육과 교과적용 STEAM모형 을 개발하였으며, 6학년 학생들에게 방과 후 수업 및 정규 수업시간에 적용하고 분석하였다. 결과로서, 모형적용 대상인 6학년생의 약 70%가 스크래치 프로그램을 교과에 적용하여 자기 주도적으로 STEAM학습을 할 수 있었으며, 나머지 30%의 학생들도 스크래치로 일부 STEAM학습을 할 수 있었다. STEAM학습의 성취도 평가에서도 10점 만점에 전체 평균 7.83점을 얻어 평가대상 대부분의 학생들이 만족할 만한 성취수준을 얻은 것으로 평가 되었다. 따라서, 스크래치를 활용한 STEAM학습 모형이 C, BASIC 등의 기존 프로그래밍 언어를 활용하는 것 보다 매우 우수한 것으로 판단된다.

It is possible to increase integrated thinking and problem solving ability ultimately through STEAM education. This study developed STEAM model to apply to subjects and scratch knowledge education that sixth grade students in elementary schools can learn each subject through STEAM learning by applying scratch programming and it was applied and analyzed during regular classes and afterschool classes for sixth grade students. As a result, it was possible that about 70% of sixth grade students, the subject of model application were able to do STEAM learning initiatively by applying scratch program. Other 30% of the students were able to do STEAM learning partially through scratch. As for the achievement assessment of STEAM learning, it was evaluated that most of the students for the evaluation subjects got satisfactory achievement level by getting overall average 7.83 out of ten. Thus, it is considered that STEAM learning model by applying scratch is very superior that applying existing programming language such as C, BASIC etc.

본 연구에서는 컴퓨터 과학 교육에서 강조하는 알고리즘 수업에서 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용하였을 때 학습자의 논리적 사고력에 미치는 영향을 분석하고자 교재를 개발하고 투입하여 효과를 검증하였다. 알고리즘 교육 내용은 외국의 ACM과 국내의 중학교 정보 교과 교육과정을 분석하여 선정하였으며, 개발된 교재를 초등학교 4학년 학생에게 투입하였다. 논리적 사고력의 영향을 살펴보기 위하여 GALT 축소본 검사지를 사용하였으며 실험집단의 논리적 사고력의 논리합계와 조합논리에서 유의미한 차이의 신장을 보였다.

In order to analyze the change of student's logical thinking, in this study, we were develop the educational materials. This educational materials were used in algorithm class through educational programming language Scratch. Algorithms of education materials were selected by analysis of foreign ACM and domestic middle school curriculum. The developed educational materials were applied to 4th grade students of elementary school. In order to analyze the change of student's logical thinking, we were used GALT short version. Total logic and Combinational reasoning, in the experimental group students, were growing significantly.

과학기술에 대한 국가의 경쟁력을 위한 STEAM 교육과 정보교육의 중요성이 높아지고 있다. 본 연구의 목적은 정보교육, 특히 프로그래밍 교육 중심의 STEAM 교육을 개발하는 것이다. 프로그래밍과 다른 교과요소를 연결하면서 학생들의 흥미를 유발할 수 있는 장치로 센서를 활용한 프로그래밍 활동을 진행하였다. 개발한 교육 프로그램을 초등학교 4～5학년 대상으로 적용하였고, 창의력, 논리적 사고력, 과학의 정의적 영역에 대한 검사를 사전․사후에 실시하여 교육 프로그램의 효과를 비교, 분석하였다. 분석 결과 개발한 STEAM 교육 프로그램이 학생들의 창의력의 유창성, 독창성, 창의력 지수와 논리적 사고력, 과학적 태도의 향상에 긍정적인 영향을 준 것으로 나타났다.

The STEAM education and the computer science education have become increasingly important with the advert of science technology that enhances the national competitiveness. The purpose of the research is to develop the STEAM education program focused on programming education. I introduced a programming activity utilizing a sensor that can trigger students' interest with relation to other school subject factors. I applied the education program to grade 4-5 students, then compared and analyzed effects of the education program by conducting pretest and posttest regarding the creativity, reasoning skills, and the affective domain in science learning. Overall, the analysis reveals that the STEAM education program developed in this study improved fluency, originality and creativity index of the students' creativity, reasoning skills and scientific attitudes.

프로그래밍 교육은 문제 해결 능력과 논리적 사고력 향상에 긍정적인 영향을 끼친다. 하지만 초등학교에서의 프로그래밍 교육은 아직 활성화되고 있지 않다. 그 원인 가운데 하나는 체계적인 교육과정의 부재이다. 본 논문에서는 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 사용하여 초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 개정안의 ‘정보처리의 이해’ 영역의 교육과정을 설계하였다. 학습자의 인지부담을 최소화하기 위하여 1～2학년은 4차시, 3～4학년은 5차시, 5～6학년은 6차시 분량으로 교수․학습 지도안을 작성하여 제시했다. 전문가 집단을 선정하여 제시한 교육과정과 교수․학습 지도안을 검증하였다. 검증 결과 학습 대상, 교육요소, 학습내용, 학습량, 교수학습지도안의 적정성 등 거의 모든 영역에서 적절하다는 결론을 얻었다. 본 논문에서 설계한 교육과정을 실제 수업에 적용한다면 초등학교 프로그래밍 교육을 효율적으로 수행할 수 있을 것이며, 더 나아가 초등학생들의 논리적 사고력, 문제해결력, 창의력, 정보처리능력 등을 신장시킬 수 있을 것이다.

Programming education has the favorable influence on creative logical thinking and problem-solving ability of students. However programming has not been actively taught at the elementary schools. One of the causes is the lack of systematic curriculum. In this paper, we design the curriculum for 'Understanding of Information Processing' in revised ICT educational guidelines using the educational programming language Scratch. We propose curriculum that consists of 4 lessons for 1st and 2nd graders, 5 lessons for 3rd and 4th graders, and 6 lessons for 5th and 6th graders to lesson the cognitive load, and present the instruction plans. Selected group of experts verified our proposed curriculum and instruction plans. According to verification results, we can conclude that almost the area including the targets, educational factors, learning content, amount of learning, instruction plans are appropriate. The curriculum proposed in this paper can help the elementary students learn programming efficiently, and develop their logical thinking, problem-solving ability, creativity, and information processing ability.

스크래치는 교육용 프로그래밍 도구로 초등학교 소프트웨어교육에서 많이 활용되고 있으며 스크래치를 활용 한 수업이 학생들의 컴퓨팅 사고력, 문제 해결력 등에 도움이 된다는 연구 결과가 많다. 그러나 스크래치 사용자 의 연령 통계 자료를 분석해본 결과 초등학교 저학년 학생들의 스크래치 활용도가 낮았으며 블록 프로그래밍 경 험이 있는 고학년 학생들도 프로그래밍의 기본 원리인 순차, 반복, 선택의 개념을 이해하는 것에 어려움이 있었 다. 따라서 본 연구에서는 손으로 만지면서 프로그래밍을 학습할 수 있는 스크래치 전자 블록과 전자 블록 활용 프로그래밍 교육 커리큘럼을 개발하였으며 초등학교 2학년과 6학년 학생들을 대상으로 수업을 진행하였다. 수업 전·후 프로그래밍에 대한 흥미도 검사를 진행한 결과 2학년 학생들의 흥미도는 3.28에서 3.58로 향상되었으며 6 학년 학생들의 흥미도는 3.41에서 4.09로 증가하였다. 프로그래밍 기본 원리 이해 평가 결과 2학년 학생들 중 84%의 학생들이 주어진 과제 9개 중 7개 이상을 해결하였으며 6학년 학생들 중 62%이상의 학생들의 주어진 과 제 9개 중 7개 이상을 해결하였다.

Scratch is Educational Programming Language, and it has been widely used in Elementary school SW Education. Many studies show that Scratch education is helpful for students` computational thinking and problem solving. However, the lower grade students use scratch less than the higher grade students, and the higher grade students have difficulty in understanding basic programming principles such as sequence, repetition, and condition. Therefore, in this study, we developed Scratch electronic blocks and programming education curriculum. We had classes for 2nd grade and 6th grade students, and it was confirmed that the score of 2nd grade students` interest about programming increased from 3.28 to 3.58 and 6th grade students` interest increased from 3.41 to 4.09. As a result of the programming basic principles understanding assessment, 84% of the 2nd grade students solved more than 7 of the 9 questions and 62% of the 6th grade students solved more than 7 of the 9 questions.

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 연구는 2018년부터 실시 예정인 프로그래밍 학습을 정규 교과 내용에서 알고리즘 구현과 이를 디지털적으 로 프로그래밍 할 수 있는 방안을 찾기 위해 6학년 2학기 일부 교과내용을 학습모형으로 하였다. 6학년 학생들 에게 교과수업 후 일부 교과내용을 스크래치와 센서보드를 함께 활용한 프로그래밍을 시킨 후 설문조사와 교사 의 평가 결과를 분석하여 프로그래밍 학습이 초등학생들에게 어떠한 효과가 있는지를 분석하였다. 결과로서, 프 로그래밍 학습 시 단순히 스크래치만 활용하는 것 보다 하드웨어인 센서보드를 함께 활용하면 프로그래밍 학습 의 흥미도와 참여도가 각각 9.37%, 7.53%가 더 높았다. 또한, 교과수업의 이해도는 7.53%가 더 높게 나타났다. 프로그래밍의 효과적 완성도를 평가하는 성취도 평가에서도 폭 넓은 알고리즘 구현이 가능하여 효과적인 것으로 분석되었다.

This research targeted some content of curriculum of the 2nd semester of the 6th grade to search a method for algorithm realization and digital programing of the regular curriculum. This research analyzed the effect of programing study on the elementary school students by analyzing the survey and teachers’ evaluation result after programing utilized with some curriculum along with scratch and sensor board after conducting a class on 6th graders. As the result, interest and participation of programing study appeared higher, respectively 9.37% and 7.53% when sensor board, the hardware, rather than merely utilizing scratch while programing study. Also, understanding of class displayed 7.53% higher. Achievement evaluation that evaluated effective completion of programing, also, was analyzed effective, since it is available for a wide algorithm realization.

초보자들은 프로그래밍 입문 수업을 통해 프로그래밍 언어의 문법적 지식뿐만 아니라, 알고리즘 구상과 프 로그램 작성을 위한 문제해결력을 키우는 과정이 필요하다. 문제를 해 결하기 위한 문제해결력을 키우는 과정 없이 프 로그래밍언어의 지식과 문법위주의 교육이 주가 되는 현실에서 기초 학력수준이 상대적으로 낮은 전문대학의 컴퓨터 전공 학생들이 프로그래밍언어 수업에서 느끼는 어려움은 더 크다고 할 수 있다. 본 연구에서는 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용한 학생들이 활용하지 않은 반 학생들에 비해 문제 해결력, 프로그래밍 작성 능력, 수업의 만족도면에서 크게 향상되었음을 비교·분석하였다.

The college students who have relatively weak academic background feel more difficult in learning programming language grammars and programming skills in introductory course. At the end of semester, most of students had the negative attitude to programming and only a few students could write the programs for the given problems because they spent most of time to learn grammars instead of learning problem solving skills and logics. In this study, we propose to use Scratch in introductory programming course to help students to understand grammars and problem solving skills. It’s necessary to educate first-time programmers how to solve the problems before they learn grammars of the programming language in their first programming language course. This paper shows that Scratch allows students not only to learn problem solving skills in programming but also to motivate students themselves in the class.

프로그래밍 교육이 고차원적 사고능력을 함양시켜주는 교육임에도 불구하고, 기존의 프로그래밍 교육은 기본 문법과 구조를 이해하고 프로그램 사용법을 익히는데 너무 많은 노력을 요구하여 학습자들로 하여금 프로그래밍 학습을 기피하거나 포기하도록 만들었다. 이러한 문제점을 극복하기위해 본 연구에서는 배우기 쉽고, 직관적인 교육용 프로그래밍 언어(EPL) ‘스크래치’를 이용하여 중학생을 대상으로 게임제작 프로그래밍 수업을 12주에 걸쳐 실시하였다. 이와 더불어 교수방법에 있어서 메타인지 사고를 활성화하기위해 ‘자기질문’ 방식을 가미한 시범-실습 수업모형을 활용하였다. 연구결과 스크래치를 이용한 게임제작 프로그래밍 수업은 메타인지에 있어 남녀 모두에게 긍정적 효과가 있음을 확인하였다. 하지만, 자기효능감에 있어서는 여학생 집단에 긍정적 영향을 주지 못했다.

Computer programming has educational effect on improving high-level thinking abilities. However, students initially have to spend too much effort in learning the basic grammar and the usage model of programming languages, which negatively affects their eagerness in learning. To remedy this problem, we propose to apply the Scratch to a Game Developing Programming Class; Scratch is an easy-to-learn and intuitive Educational Programming Language (EPL) that helps improving the Meta-cognition and Self-efficacy of middle school students. Also we used the Demonstration-Practice instruction model with self-questioning method for activating the Meta-cognition. In summary, a game developing programming class using Scratch was shown to significantly improve the Meta-cognition of middle school students. However it was shown to insignificantly improve the Self-efficacy of girl students group.