피지컬 컴퓨팅 교육을 통해 교사가 지각한 기회 및 도전요소

최형신,이상민,이정화,우창문 한국정보교육학회 2016 정보교육학회논문지 Vol.20 No.3

피지컬 컴퓨팅은 하드웨어와 소프트웨어를 결합하여 추상적 아이디어를 창의적으로 표현하고 구체적인 산출물로 만드는 과정에서 컴퓨팅 원리를 활용하는 것이다. 최근 오픈소스 하드웨어 및 3D 프린터의 보급으로 피지컬 컴퓨팅에 대한 접근성이 높아졌다. 그러나 이를 교육 현장에 접목하기 위해서는 교사의 관심과 역량이 뒷받침되어야 한다. 본 연구에서는 초등 교사들이 피지컬 컴퓨팅 관련 기본 소양 교육을 받은 뒤에 그 과정에서 경험한 피지컬 컴퓨팅 교육의 유익함과 도전적 요소를 제시하였다. 본 연구의 결과는 피지컬 컴퓨팅에 대해 관심을 가지고 있는 교사들과 피지컬 컴퓨팅 교사 연수 프로그램 구성에 시사점을 제공한다. Physical computing is utilizing principles of computing in the process of expressing one’s ideas creatively and implementing them into tangible objects by combining hardware and software. Recent deployment of open source hardware and 3D printers increased the accessibility of physical computing. However, incorporating these into educational practices requires teachers’ interest and competencies. This study aims to share the perceived benefits of developing physical computing based lessons and challenges from teachers’ experiences while primary teachers participated in learning fundamentals of physical computing and developing lessons. The findings of this study provide implications to the teachers who are interested in adopting physical computing into classes and in designing teacher training programs.

스크래치 프로그래밍이 예비교사에게 미치는 영향 : 컴퓨팅 사고 및 블룸의 텍사노미 활용 평가

최형신,김기범 한국정보교육학회 2015 정보교육학회논문지 Vol.19 No.2

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.

Computational Thinking역량 계발을 위한 수업 설계 및 평가 루브릭 개발

최형신 한국정보교육학회 2014 정보교육학회논문지 Vol.18 No.1

본 연구의 목적은 최근에 큰 주목을 받고 있는 Computational Thinking(CT) 개념과 세부 역량에 대해 문헌연구를 수행하고 CT역량을 계발하기 위한 초등예비교사를 위한 수업 내용과 평가 방법을 고안하는 것이다. 이를 위해 CT관련 문헌, 프로그래밍 효과성 관련 문헌, 스크래치 교육용 프로그래밍 언어 2.0버전의 기능을 분석하여 예비초등교사를 위한 6개의 CT세부 요소(절차 및 알고리즘, 병행화 및 동기화, 자료 표현, 추상화, 문제 분해, 시뮬레이션)를 도출하였다. 도출된 6개의 CT세부 역량의 계발을 위해 교원양성기관에서 한 학기에 진행할 수 있는 수업을 설계하고 각 차시의 수업내용과 CT요소와의 관련성을 분석하여 제시하였다. 또한 PECT(Progression of Early Computational Thinking)모형과 CT평가 프레임워크를 분석하여 학습자의 산출물에 나타난 CT역량 습득 정도를 기초, 발달, 능숙 세 단계로 평가할 수 있는 루브릭을 고안하였다. 본 연구의 결과는 향후 실증적 효과성 검증을 통해 교원양성기관에서 CT역량 계발 프로그램으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. This study aims to suggest lesson plans and evaluation methods for primary pre-service teachers by reviewing the concept of computational thinking(CT) skills and its sub components. To pursue this goal, a literature review has been conducted in regards to CT and the effectiveness of programming courses. In addition, the Scratch educational programming functions were analyzed yielding six CT elements(data representation, problem decomposition, abstraction, algorithm & procedures, parallelization, simulation). With these six elements, one semester lesson plans for 15 weeks that represent the connections with six CT elements were designed. Based on the PECT(Progression of Early Computational Thinking) model and the CT framework a rubric to evaluate learners' proficiency levels(basic, developing, proficient) revealed in their final projects was developed as well. Upon a follow-up empirical study, the lesson plans and the rubric suggested in the current study are expected to be utilized in teachers' colleges.

컴퓨팅 사고 프레임워크 기반 방과후 스크래치 팀프로젝트 경험의 분석

최형신,정인기,소효정 한국정보교육학회 2014 정보교육학회논문지 Vol.18 No.4

본 연구의 목적은 방과후 소프트웨어 교육으로 진행된 스크래치 수업에서 학생들의 팀 프로젝트 경험을 분석 하고 향후 방과후 수업의 방향을 설정하는 것이다. 이를 위해 한 학기 동안 초등학교 방과후 수업으로 12주차 스크래치 수업을 설계하고 2인 1팀으로 팀을 구성하여 스크래치로 프로젝트를 기획 및 구현해서 발표하는 과정 을 진행하였다. 본 연구에서는 3팀을 선정하여 산출물 기반 인터뷰(Artifact-based Interview)를 수행하고 방과 후 소프트웨어 수업에서 학생들의 경험을 컴퓨팅 사고(Computational Thinking) 개념, 수행, 관점에 초점을 둔 프레임워크에 기반하여 질적으로 분석하였다. 본 연구는 연구와 실천이라는 두 가지 측면에서 의의를 가진다. 연구 측면에서는 컴퓨팅 사고 프레임워크를 소프트웨어 교육 평가에 활용할 수 있는 방안을 제안하였다는 점이 며, 실천적 측면에서는 도출된 학생들의 경험의 질적 분석 자료가 향후 초등 소프트웨어 교육의 내용 및 평가 방법 설계에 시사점을 제공하고 있다는 점이다. This study aims to provide suggestions for software education in an afterschool program, deriving from the analysis of student experiences of working on Scratch team projects. This study reports on the implementation of the 12 week afterschool software education program in an elementary school, where students worked in pairs to learn Scratch programming from ideation to design and presentation. For an in-depth study of student- generated artifacts, we selected three groups’ Scratch projects and conducted artifact-based interviews to unpack student experiences working on Scratch projects as a group. Adopting the computational thinking framework as an over-arching analytical lens, we focused on examining student experiences from three dimensions of computational thinking (CT), namely, CT concepts, CT practices, and CT perspectives. The present study provides both theoretical and practical implications. Firstly, we demonstrate the feasibility of applying the CT framework for assessing student-generated artifacts in design-oriented software education. We also believe that this study provides important suggestions to future software education programs adopting CT as an overarching design and assessment framework.

예비교원의 소프트웨어 교육 역량 계발 : 소프트웨어 에듀톤 사례를 중심으로

최형신,양창모,박선주,전우천,Choi, Hyungshin,Yang, Changmo,Park, SunJu,Jun, Woochun 한국정보교육학회 2017 정보교육학회논문지 Vol.21 No.2

본 논문은 예비교원의 소프트웨어 교육 역량 강화를 위해 마련된 소프트웨어 에듀톤 프로그램의 내용을 소개하고 그 성과를 분석하여 보고하는 것을 목적으로 한다. 연구 목적을 달성하기 위해 지역별 소프트웨어 에듀톤 예선을 거쳐 선발된 22팀의 초등예비교사를 대상으로 설문을 실시하였다. 설문의 영역은 SW능력 수준, 학습 동기, 교육 결과, 강사 만족도, 멘토 교사 만족도, 교육과정 만족도, 교육과정 운영 및 관리에 대한 만족도로 구성하였다. 또한 예비교원들을 지도한 멘토 교사들이 작성한 멘토 교사 일지를 분석에 사용하였다. 본 논문은 양적 및 질적 자료 분석을 통한 소프트웨어 에듀톤 프로그램의 성과 분석 결과와 향후 에듀톤 프로그램 운영을 위한 개선 방향을 제안하고 있다. The goal of this study is to introduce the SW Edu-thon program designed to strengthen pre-service teachers' software teaching competencies and to report its outcomes. In order to achieve the goal, we have conducted a survey for twenty-two teams of two pre-service teachers who have participated in the regional pre-contest and selected for the best lesson plans. The survey consists of several sections including the level of SW competencies, learning motivations, educational outcomes, satisfaction toward the lecturers, mentors, educational programs, and management and operations. In addition, we have analyzed the mentors' progression reports written by the participating in-service teachers who have helped the pre-service teachers to develop and implement their SW lesson plans. The results of this study provide with the outcomes of the program and the future directions for operating the SW Edu-thon program.

예비교원의 Computational Thinking(CT) 역량 계발 방안 : CT의 5가지 핵심 역량 분석

최형신 한국정보교육학회 2016 정보교육학회논문지 Vol.20 No.6

소프트웨어 교육이 학습자의 Computational Thinking(CT) 역량 계발을 지향하고 있지만 CT역량 계발을 위해 수업을 설계하고 CT역량 계발 효과를 측정하는 것에는 아직 많은 연구가 필요한 실정이다. 본 연구의 목적은 예비교원의 CT 역량을 계발하기 위해 CT기반으로 설계된 교재를 활용하여 SW교육을 진행하고 본 수업이 예 비교원의 CT 역량에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 본 연구에서는 문헌 연구를 통해 CT의 다섯 가지 주요 세부 역량을 알고리즘적 사고, 평가, 분해, 추상화 및 일반화로 설정하였다. 본 연구의 대상은 국내 한 교육대학 교에서 한 학기 동안 수업을 수강한 47명의 예비교원이며, CT관련 설문을 개발하여 실시하고 팀프로젝트를 CT 의 세부 핵심 역량에 초점을 두고 질적으로 분석하여 연구 결과를 도출하였다. 본 연구의 결과는 예비교사가 지 각한 CT경험과 프로젝트를 통해 나타난 CT세부 핵심 역량 측면의 질적 분석을 통해 향후 교원양성기관에서의 소프트웨어 교육의 교수설계 및 운영에 대해 시사점을 제공하고 있다는 점에서 의의가 있다. Although software education pursues developing learners' computational thinking skills, more studies are needed in terms of designing software education lessons to enhance CT skills and to measure the effects of the lessons. This study aims to investigate the effects of a course designed to enhance pre-service teachers' CT skills by using CT-based teaching materials. Through a literature review the study has selected the five core competencies of CT: algorithmic thinking, evaluation, problem decompositions, abstraction, and generalization. The participants of the study are 47 pre-service teachers who took the one-semester course in a national university of education. A survey was developed and conducted and qualitative analyses on the team projects were performed focusing on the core competencies of CT. The results revealed pre-service teachers' perceived degree of experiencing CT and their competencies represented in their projects. The present study provides important implications to future soft-ware education programs in terms of designing and implementing of software education.

디자인 사고와 컴퓨팅 사고를 결합한 새로운 교사 교육 코스 설계

최형신,김미송 한국정보교육학회 2017 정보교육학회논문지 Vol.21 No.3

21세기 지식 사회에서 교사 교육은 디자인 사고를 바탕으로 교사들이 현장에서 능동적으로 학생들과 함께 교 과 과정을 디자인하는 것에 초점을 두어야 한다. 이를 위해 다년과정으로 진행되는 “디자인 기반 연구 방법론” 을 기초로 해서 본 연구는 초등 교사를 위한 컴퓨터 교육 대학원 수업을 디자인하고 분석하였다. 창의적 발상을 위한 디자인 사고와 피지컬 컴퓨팅에 중점을 둔 수업 설계와 함께 대학원 현장에서 수업에 참여한 초등학교 교 사 세 명의 수업 과정 활동과 산출물을 분석하여 디자인 사고에 대한 교사 인식과 구체적인 경험 및 적용 방안 을 도출하였다. 본 연구는 교사교육 현장에서 디자인 사고와 컴퓨팅 사고를 결합하기 위한 수업 설계 사례로서 교사 교육에 시사점을 제공한다는 점에서 의의가 있다. This current study employs multi-year design-based research to design and implement a course in teacher education in Korea. Specifically this paper reports our first attempt to work with 3 primary in-service teachers majoring in computer education. We have incorporated design thinking (DT) into the course design and investigated how primary teachers appreciate the role of DT and recognize the connection between teaching computational thinking and DT. This qualitative study reports the course design, its progression, reflections, and learning outcomes.

릴리패드 활용 E-Textile 동아리 수업 사례 연구 : 미술과 테크놀로지의 융합을 중심으로

최형신,박주연,소효정 한국정보교육학회 2016 정보교육학회논문지 Vol.20 No.4

디지털 시대의 아동들은 자신의 아이디어를 물리적 환경과 디지털 환경 모두에서 표현하며 살아간다. 전자적 텍스타일 즉 E-Textile은 릴리패드 아두이노를 활용하여 아동들이 자신의 디자인 기회를 탐색하고 상상한 것을 물리적 객체로 실현할 수 있는 기회를 제공한다. 본 연구는 서울 소재 한 초등학교의 5~6학년 학생 16명으로 구성된 동아리 수업에서 12주간 E-Textile 프로젝트를 기획하고 구현하는 과정에서 나타난 학생들의 활동과 관 점을 분석하고자 하였다. 이를 위해 동아리 수업 참여 교사 두 명이 학생들의 창작 활동을 기술적(technical), 비 평적(critical), 창의적(creative), 윤리적(ethical) 수행 관점에서 관찰 평가하고, 7명의 학생을 인터뷰하여 구체적 인 경험을 도출하였다. 본 연구는 초등학교 현장에서 미술과 테크놀로지를 융합하는 E-Textile을 적용해 본 사 례로서 향후 이를 실행하고자 하는 교사들에게 시사점을 제공한다는 점에서 의의가 있다. In the digital age, children can express their ideas in both physical and digital environments. Electronic textile or e-textiles with Lilypad Arduino provides children with opportunities to explore design ideas and to realize their imagination into physical artefacts. This study aims to analyze the nature of activities and perceptions among 16 children in fifth and sixth grade in a primary school in Seoul who participated in the 12-week e-textile project. To this end, two teachers who taught the class evaluated student-created artefacts from technical, critical, creative and ethical perspectives, and interviewed seven students to extract concrete experiences. The contribution of this study is that it offers a case study of how e-textile programs integrating arts and technology can be implemented in primary school settings and provides implications for future research directions.

컴퓨팅 사고력 평가를 위한 3가지 상호보완적 접근 방안

최형신,김미송 한국정보교육학회 2017 정보교육학회논문지 Vol.21 No.6

컴퓨팅 사고력(CT: Computational Thinking)은 21세기 핵심 역량으로 주목받으며 소프트웨어교육을 통한 CT 역량 증진에 많은 관심이 모아지고 있으나, 효과적인 CT역량 평가 방법의 설계 및 구현에 대한 더 많은 연구가 필요하다. 본 연구는 한 학기 동안 CT역량 증진을 위한 비전공자 프로그래밍 수업을 수강한 52명의 예비교원을 대상으로 세 가지 CT 평가 방법을 활용하여 수업의 효과를 살펴보았다. CT 평가 방법은 (1) 사전-사후 베브라스 CT 검사, (2) 그룹 스크래치 프로젝트에 대한 Dr. Scratch 자동 평가, 그리고 (3) 예비교원의 스크래치 프로그래밍을 통한 CT역량 평가 지필 시험을 포함한다. 본 연구의 결과 CT 역량을 위한 평가 방법의 통합이 긍정적인 효과를 보이는 것으로 나타났다. 본 논문은 이러한 CT 평가 방법의 통합의 장점 및 시사점을 논의하고 있다. As computational thinking(CT) is gaining focus as a key 21st century skill much attention has been paid to promoting CT through software education. However, more studies are needed to design and implement effective CT assessment methods. This study aims to investigate the effects of three CT assessment methods in a course designed to enhance CT competencies of 52 pre-service teachers with a non-computer science background during one semester. To analyze pre-service teachers’ CT competencies, we used 3 CT assessment methods: (1) preand post-testing based on Bebras computational thinking challenge questions, (2) Dr. Scratch to analyze group scratch projects automatically, and (3) scratch exam designed in this study to evaluate the development of CT. Our results show the positive effects of integrating assessment methods for promoting CT competencies. We end this paper with the discussion of advantages and implications of this integration.

로봇활용교육의 효과성 검증을 위한 평가도구 개발 : 사회⋅문화적 맥락 및 컴퓨팅 사고 연계

최형신 한국정보교육학회 2014 정보교육학회논문지 Vol.18 No.4

본 연구의 목적은 초등 교육현장에서 활용되는 로봇수업에서 학생들이 배양할 수 있는 역량으로 컴퓨팅 사고 (Computational Thinking) 능력에 초점을 맞추고 이를 평가할 수 있는 평가 방안을 제안하는 것이다. 또한 지금까 지 로봇수업의 평가로 개인 역량에만 치중하였던 것을 사회문화적 관점에서 조명하여 대인관계적 역량 및 협력의 경험을 평가할 수 있는 방안을 제안하였다. 이를 위해 초등학교 5학년 로봇수업에서 한 학기 동안 운영할 수 있 는 프로그램을 고안하고 컴퓨팅 사고 능력 평가 설문 및 학습과정 모니터링 루브릭을 개발하여 평가를 실시하였 다. 본 연구의 결과는 최근 이론적으로 주목받고 있고 컴퓨팅 사고 개념을 로봇교육과 연계한 평가 방안을 고안 하고 사회문화적 관점인 대인간의 관계를 평가에 포함시킴으로써 그 범위를 확장하였다는 점에서 의의가 있다. The goal of this study is to suggest evaluation tools to assess computational thinking(CT) skills in primary robot-based programs. In addition, the researcher has expanded its evaluation approaches to include interpersonal competencies from the socio-cultural perspectives, not just focusing on intrapersonal competencies. In order to pursue the research goal, one-semester robots programs for the fifth graders were designed, and evaluation tools including a learners’ CT competencies survey and a learning process monitoring rubric were developed. The results of this study are meaningful because it has expanded the evaluation approaches to connect to the concepts of CT and to include interpersonal aspects from the socio-cultural perspectives.