개념기반탐구학습을 적용한 피지컬 컴퓨팅 교육 프로그램이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 개념기반탐구학습(Concept-Based Inquiry Learning)을 적용한 피지컬 컴 퓨팅 교육 프로그램을 개발하고, 이를 통해 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 교 육적 효과를 검증하는 데 목적이 있다. 최근 소프트웨어·인공지능 교육의 중요성이 확대되고 있으나, 학교 현장의 피지컬 컴퓨 팅 수업은 LED 점등이나 센서 값 읽기와 같은 기능 중심 활동에 머무르는 경우가 많아 개념적 이해와 실제 문제 해결로의 전이(Transfer)가 제한된다는 한계가 지적되고 있다. 이에 본 연구는 ‘관계 맺기 및 탐색 – 개념 형성 및 해석 – 적용 및 프로토타이핑 – 일반화 및 전이’의 4단계 구조를 갖춘 개념기반탐구 피지컬 컴퓨팅 교육 모델을 설계하여 기능중심실습을 넘어 구조적사고를촉진하는교수학습 방안을제시하고자하였다. 연구는 A광역시 소재 B교육대학교 부설 영재교육원 소속 초등학교 6학년 24명을 대상으로 이루어졌으며, 실험집단(18명)에는 본 연구에서 개발한 8차시 프로그램을, 비교집단(6명)에는 전통적 기능 중심 프로그램을 적용하였다. 창의적 문제해결력 검 사(김경자, 2000)를 활용하여 사전·사후 검사를 실시하였으며, 수집된 데이터는 공분 산분석(ANCOVA)을 통해 프로그램의 효과를 검증하였다. 또한 GRASPS 수행과제, 성찰 일지, 핵심 질문 응답 등을 수집하여 정성적 분석을 병행하였다. 연구 결과, 실험집단은 비교집단에 비해 창의적 문제해결력 전체 점수에서 통계적 으로 유의미한 향상을 보였다. 하위 요인별로는 논리·비판적 사고와 동기적 요인에서 뚜렷한 유의미한 차이가 확인되었으며, 특정 영역의 지식·기능과 확산적 사고에서도 긍정적인 향상 경향을 나타냈다. 정성적 분석 결과에서도 학생들은 입력–처리–출력 구조에 기반한 컴퓨팅 시스템의 작동 원리를 깊이 있게 이해하고, 이를 새로운 문제 상황으로 전이하는 개념적 성장을 보였다. 이러한 결과는 개념기반탐구학습이 피지컬 컴퓨팅 교육에서 단순 기능 습득을 넘어, 시스템적 사고와 개념적 이해를 기반으로 한 창의적 문제 해결을 촉진하는 효과적인 교수 접근임을 시사한다. 본 연구는 영재 학생을 대상으로 수행되었으나, 연구에서 확 인된 개념 전이와 탐구 중심의 학습 원리는 향후 일반 초등학생을 위한 SW·AI 교육 의 질적 개선과 교수학습 모델 개발에 유의미한 시사점을 제공한다. 주요어: 개념기반탐구학습, 피지컬 컴퓨팅, 라즈베리파이, 초등 영재 교육, 창의적 문제해결력

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본 연구는 개념기반탐구학습(Concept-Based Inquiry Learning)을 적용한 피지컬 컴 퓨팅 교육 프로그램을 개발하고, 이를 통해 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 교 육적 효과를 검증하는 데 ...

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