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본 연구에서는 기존 전통적인 방식의 블록 프로그래밍 환경이 갖는 한계점인 기초 로직 중심의 교육, 블록 코딩과 텍스트 코딩의 동시 학습성 한계, 데이터 사이언스 및 인공지능 개발 어려움 등의 한계점을 보완하기 위한 새로운 형태의 파이썬 WASM 기반 블 록 코딩 교육 플랫폼 설계를 제안한다. 제안하는 플랫폼은 웹 기반으로서 학습자가 개발환경을 구축할 필요가 없으며, 작성하는 블 록 로직을 실시간 파이썬 텍스트 코딩으로 변환할 수 있다. 또한, WASM을 활용하여 학습자는 블록 로직을 통해 기초부터 심화, 데 이터 사이언스 및 인공지능 개발까지 다양한 파이썬 로직을 개발할 수 있다. 최종적으로는 제안하는 플랫폼의 구현 결과와 이를 바 탕으로 한 다양한 기능들을 확인한다. 또한, 제안하는 플랫폼을 활용하여 파이썬 기초 로직부터 데이터 시각화, 이미지 처리, 머신 러닝 등의 로직을 블록 코딩으로 구현한다. 이로써 제안하는 플랫폼이 교육적인 목적을 넘어 온전한 파이썬 비쥬얼 블록 코딩 플랫 폼으로서 사용되기에 적합한 구조를 지니고 있는지 검증한다. 본 연구를 통해 학습자는 실제 파이썬과 동일한 환경에서 블록 코딩 과 텍스트 코딩으로 프로그래밍을 학습하며 컴퓨팅적 사고 증진과 실제 파이썬에 대한 이해도를 높일 수 있을 것으로 기대된다. 마 지막으로, 블록 및 텍스트 코딩의 동시 학습을 통하여 추후 학습자의 파이썬 텍스트 환경에 대한 진입 장벽을 낮출 수 있을 것으로 기대된다.

In this research, we propose an architecture of new-type block coding educational platform based on python WASM to redeem the traditional block programming environment's limitation, which are basic logic-centered education, the limitation of simultaneous learning between block coding and text based coding, and difficulty for developing a data science and an artificial intelligence. Learners don't need to set up an development environment as proposed platform is web-based, and this platform can convert block logic written by a learner into python text logic in real time. Futhermore, a learner can develop various python logic from basic to advanced logic, data science and artificial intelligence using block logic operated in WASM. In the last section, we verify the implemented proposed platform and its various functions. In addition, we implement logics such as python basic logic, data visualization, image processing and machine learning using block coding to verify the proposed platform's structure to be used not only as an educational platform but also as a python visual block coding platform. This study is expected to let a learner's computational thinking improve and the understanding of python language both by learning through block and text coding of which in the same environment as real python. Finally, we expect that it can reduce the entry barrier of python text coding environment for a learner by using simultaneous learning between block and text coding.

본 연구는 블록 코딩을 선행 학습한 학생들에게 적용할 수 있는 Python 교육 프로그램의 개발에 관한 것이 다. 우선 초중등학교 교육과정과 EPL 교재의 분석을 통해 블록코딩 학습자의 수준을 분석하고 블록 코딩에서 사용된 개념을 중심으로 Python 문법을 추출하여 교육과정을 구성한 뒤 PBL 수업에 맞는 Python 교육 프로그 램을 총 16차시로 개발하였다. Python 교육프로그램의 적절성을 검증하기 위해 2차의 전문가의 타당도 검사를 하였다. 검사 결과, 1차 타당도 24문항에서 CVR값 .78 점 이상으로 나타나 일부 수정, 보완하였다. 2차 검사에서 는 21개 문항은 타당성을 확보하였고 CVR 최소값인 .99 이하인 3개 문항의 내용에 대해 수정하여 교육 프로그 램을 완성하였다. 개발된 교육 프로그램이 스크립트코딩을 학습하기 위한 기초 자료로 유용하게 활용되길 기대 한다.

In this study we have developed a Python education program that can be applied to students who have studied block-based coding. We have developed a Python education program based on the extracted the learners' level of block-based coding by analyzing the programs and the textbooks. We extracted the grammar of the block-based coding and constructed the curriculum. Then, the Python education program was composed by 16 hours. After reviewing the appropriateness of the education program through expert validation, it was concluded that the developed Python education program is suitable for applying to learners of block-based coding. We expect that proposed program will be effectively applied as basic resources to learn script coding in class.

파이썬 및 데이터 분석, 인공지능 코딩 교육을 수행하기 위한 플랫폼인 에듀비(EduB)에서 AI 융합 및 STEAM 교육을 위해 추가 블록을 생성할 수 있는 저작 도구를 개발하였다. 이를 위해 기존에 블록클리 에디터를 작성해서 처리하는 방식 대신 누구나 쉽게 사용할 수 있도록 블록 형태의 탬플릿을 제공하여 새로운 기능과 블록을 쉽게 추가할 수 있는 방법을 제안하고 해당 블록 생성기를 구현하였다.

본 논문은 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능과 IoT를 피지컬 컴퓨팅을 이용해 교육을 할 수 있는 플랫폼을 설계하였다. 플랫폼은 파이썬 비주얼 블록 프로그래밍을 기반으로 사용자의 코딩 언어의 구문적인 어려움을 감소시키며 데이터 분석과 머신러닝을 쉽게 응용할 수 있다. 피지컬 컴퓨팅을 위한 AIoT 타겟 보드로는 라즈베리파이를 활용하였으며 타겟보드의 하드웨어에 대한 선수 지식을 최소화해서 원하는 시스템을 개발할 수 있다. 응용에서는 센서로 수집한 데이터를 분석하고 인공지능 모델 생성을 할 수 있으며 학습된 모델을 액추에이터 제어에 활용하는 등 AIoT 피지컬 컴퓨팅 교육에 여러 장벽을 낮추었다.

본 논문에서는 직업 교육 분야에 인공지능 융합 교육을 위한 파이썬 블록과 텍스트 동시 코딩 플랫폼을 설계하였다. 플랫폼에 코딩 언어로는 데이터 분석과 머신러닝의 다양한 라이브러리를 지원하고 있는 파이썬으로 하며, 직업 교육의 영역 전문가가 쉽게 직무 기능 파이썬 블록 모듈을 만들어 추가하고 커스터마이징을 할 수 있는 아키텍처를 갖고 있다. 제안한 플랫폼을 활용한 인공지능 융합 직업 분야로 바이오와 기계공학 분야의 블록 모듈을 추가하고 실습 예제를 만드는 과정을 보여 플랫폼의 유용성과 효율성을 보였다.