초등 소프트웨어 교육 운영 여부에 따른 컴퓨팅사고력 영향변인 간의 구조 비교

국문 초록 (Abstract)

최근 대두되고 있는 4차 산업혁명은 소프트웨어 중심의 인공지능(Artificial Intelligence, AI)이 인간 두뇌의 역할을 일부 대체하고, 산업의 자동화와 연결성을 극대화 하였다는 점에서 그 특징을 찾을 수 있다. 이처럼 4차 산업혁명이 현실화 되고 급속한 소프트웨어 중심 사회가 구현되는 가운데 미래를 대비하는 교육에 대한 관심이 지대해졌다. 이에 미래를 준비하는 다양한 교육 중 하나로서 소프트웨어 교육이 국내외에서 주목받고 있다. 소프트웨어 교육이란 컴퓨팅사고력(Computational Thinking, CT)을 가진 창의·융합형 인재를 육성하는 것이다. 소프트웨어 교육의 본질적인 가치는 정보통신의 기본 개념을 기반으로 컴퓨팅의 기본 개념과 원리를 이해하도록 하는 것이며, 이를 기반으로 일상의 문제를 해결할 수 있는 사고능력을 배양하도록 하는 것이다.
이러한 소프트웨어 교육의 가치에 대해 전세계적인 공감이 형성되면서, 주요 선진국들은 소프트웨어 교육 강화 정책을 발표하여 유년기부터 소프트웨어 교육을 필수 교과로 시행하고 있다. 우리나라의 교육부와 미래부에서도 2015년 소프트웨어 중심사회를 위한 인재양성 추진 계획을 발표하고, 초등 고학년부터 소프트웨어 교육 선도학교와 연구학교를 지정하여 공동 운영하고 있다. 또한 2019년부터는 소프트웨어 교육을 초등학교 5학년부터 의무적으로 실시하겠다고 발표하였다.
그러나 학교 현장에서는 소프트웨어 교육 도입에 대한 여러 우려의 목소리가 나오고 있다. 학습자들과 학부모들은 소프트웨어 교육에 대한 필요성에 절감하면서도, 조기교육, 사교육, 입시 제도화에 대한 불안감을 드러내고 있다. 교사들은 미흡한 교육환경, 부족한 교육시수와 운영 프로그램, 전문교사의 부재 등을 소프트웨어 교육 운영의 어려움으로 꼽고 있다. 또한 소프트웨어 교육의 본질적인 가치가 전문 프로그래머 육성이 아닌 컴퓨팅사고력 교육에 있다는 것을 충분히 이해하지 못하고 있는 실정이다.
소프트웨어 교육이 컴퓨팅사고력 향상이라는 본질적인 학습성과를 가져오기 위해서는(이태욱, 최현종, 2016; 최형신, 2014; 한선관, 류미영, 2016; Brennan & Resnick, 2012; Wing, 2016), 먼저 학습자들이 ICT에 대한 중요성과 유용성을 바르게 인식하고, 이를 친숙하게 접근할 필요가 있다(교육부, 2015; 한국교육학술정보원, 2016; Howard, Ma & Yang, 2016). 또한 소프트웨어 교육에서 컴퓨팅 과제의 수행 및 도전에 대한 만족감과 흥미를 느끼고 끈기 있게 매달리게 하는 학습자 특성은 컴퓨팅사고력 향상에 주요한 역할을 한다(조석희, 2003; Buitrago et al., 2017; Lye & Koh, 2014). 그러므로 본 연구는 ICT친숙도와 도전정신을 컴퓨팅사고력에 영향을 미치는 학습자 특성 변인으로 상정하였다. 한편 소프트웨어 교육과정에서 학습자의 특성이 학습성과인 컴퓨팅사고력에 긍정적인 영향을 미치기 위해서는 무비판적인 정보 수용을 벗어나 정보를 논리적으로 이해하고 수용하고자 하는 성향이 요구된다(김경규, 이종연, 2016; 김영욱, 홍기철, 2016; 박주연, 강명희, 2015; Shuchi & Roy, 2013). 선행연구들로부터 소프트웨어 교육 과정이 논리적인 문제해결과정임을 고려하여 볼 때 소프트웨어 교육에서 논리적성향은 주요한 학습과정에서의 매개요인임을 알 수 있다. 이에 본 연구에서는 논리적성향을 매개변인으로 상정하였다.
따라서 본 연구에서는 국내외 학자들 간 합의 된 소프트웨어 교육의 핵심 학습성과이자 목표인 컴퓨팅사고력을 학습성과 변인으로 상정하였다. 또한 학습자 특성 변인으로 ICT친숙도와 도전정신을 상정하였고, 학습과정에서의 매개변인으로 논리적성향을 상정하였다. 이들 간의 구조적 관계와 변인 간 직·간접 효과를 검증함으로써 초등 소프트웨어 교육에서 학습성과를 고취할 수 있는 영향 요인들을 파악하고자 하였다. 이는 향후 초등 소프트웨어 의무교육에서 본질적인 학습성과인 컴퓨팅사고력을 향상하기 위한 구체적인 시사점들을 도출하여 학교 교육의 내실화를 다지는 데 기초를 제공하고자 하는 것이다. 또한 환경적 요인으로 초등 소프트웨어 교육 운영 여부를 상정하여 초등학교에서 소프트웨어 교육 운영에 대한 학습효과를 검증하고자 하였다. 이에 따라 연구대상 집단을 소프트웨어 교육을 운영하는 선도·연구학교, 소프트웨어 교육을 운영하지 않는 학교로 구분하고 집단 간의 잠재평균과 변인 간 영향력의 차이가 있는지 살펴보았다. 이를 통해 초등학교에서의 소프트웨어 교육 운영에 대한 필요성을 확인하고, 시사점을 제공하고자 하였다. 본 연구에서 구체적인 연구문제는 다음과 같다.



1. 초등학생의 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향, 컴퓨팅사고력 간의 구조적 관계모형은 적합한가?
2. 초등학생의 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향은 컴퓨팅사고력에 직·간접 영향을 주는가?
3. 소프트웨어 교육 운영 학교의 학생들과 비운영 학교의 학생들은 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향에서 잠재평균의 차이를 보이는가?
4. 소프트웨어 교육 운영 학교의 학생들과 비운영 학교의 학생들은 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향, 컴퓨팅사고력 간의 관계에서 영향력의 차이를 보이는가?

이를 위해 초등학교 5~6학년 학생들을 대상으로 설문을 시행하였다. 이때, 연구대상의 연령을 고려하여 이들의 법정대리인과 연구 대상자로부터 연구 참여에 대한 서면 동의를 받았다. 본 연구에서 설문에 참여한 연구 참여자는 502명이였으며, 이중 불성실한 응답자 및 다른 집단에서 온 전학자 등 22부의 설문을 제외하였다. 따라서 본 연구에서는 총 480명의 학습자 설문이 최종 통계분석에 활용되었다. 사용된 설문 중에서 발견된 결측치는 완전정보 최대우도(FIML)방법을 통하여 추정하였다. 최종적으로 수집된 소프트웨어 교육 운영 학교는 13개 학급에서 247명의 설문이, 소프트웨어 교육 비운영 학교에서는 12개 학급에서 233명의 설문이 수집되었다. 또한 본 연구에서는 연구 환경에 대한 깊이 있는 통찰과 의미 있는 시사점을 도출하기 위해, 학교에 대한 배경 정보를 25개 학급의 교사를 대상으로 수집하였다.
통계분석은 신뢰도 분석, 빈도분석, 기술통계 분석, 상관 분석을 시행하였다. 이후, 확인적 요인분석을 실시하여, 측정 모형의 적합도와 수렴타당도, 변별타당도를 확인하였다. 다음으로 가설적 연구모형의 적합도와 효과를 분석하고, 수정 모형을 거쳐 최종 모형의 적합도와 직·간접효과를 검증하였다. 다음으로 MIMIC 모형을 통하여 다집단 잠재평균 분석을 실시하여, 소프트웨어 교육 운영 학교와 비운영 학교의 집단 간 응답 수준의 차이를 검증하였다. 마지막으로, 다집단 경로계수 비교 분석을 통하여, 두 집단의 변인 간 영향력의 차이가 있는지, 매개효과의 차이가 있는지 검증하였다.

본 연구의 분석 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 초등학생의 ICT친숙도와 도전정신을 학습자 특성변인으로, 논리적성향을 소프트웨어 학습 과정에서 매개변인으로, 컴퓨팅사고력을 학습성과 변인으로 상정하였으며, 이들 간의 구조적 모형의 적합도를 살펴본 결과 적합한 것으로 나타났다.
둘째, 초등학생의 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향이 컴퓨팅사고력에 직·간접 영향을 주는지 살펴본 결과, 최종모형의 모든 직·간접효과는 유의한 것으로 나타났다. 즉, ICT친숙도는 논리적성향에, 도전정신은 논리적성향과 컴퓨팅사고력에, 논리적성향은 컴퓨팅사고력에 직접적인 영향력을 미치는 것으로 나타났다. 또한 학습자 특성인 ICT친숙도와 도전정신은 논리적성향을 매개로 컴퓨팅사고력에 간접적인 영향을 주는 것으로 분석되었다.
셋째, 소프트웨어 교육 운영 학교의 학생들과 비운영 학교의 학생들의 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향에 집단 간 잠재평균의 차이가 있는지 살펴본 결과, 모든 변인에 집단 간 잠재평균의 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉, 소프트웨어 교육 운영 학교는 비운영 학교에 비해 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향이 유의한 차이로 더 높은 것으로 확인되었다.
넷째, 소프트웨어 교육 운영 학교의 학생들과 비운영 학교의 학생들은 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향, 컴퓨팅사고력 간의 관계에 있어 집단 간 영향력에 차이가 있는지 검증하였다. 그 결과 소프트웨어 교육 운영 학교는 비운영 학교에 비해 ICT친숙도가 논리적성향에 미치는 영향력이 더 큰 것으로 나타났다. 또한 소프트웨어 교육 운영 학교는 논리적성향이 컴퓨팅사고력에 미치는 영향이 비운영 학교에 비해 더 큰 것으로 나타났다. 마지막으로 소프트웨어 교육 운영 학교는 ICT친숙도가 논리적성향을 매개하여 컴퓨팅사고에 미치는 영향력이 비운영 학교에 비하여 더 큰 것으로 나타났다.
이러한 연구결과를 바탕으로 도출된 시사점은 다음과 같다.
첫째, ICT친숙도는 논리적성향에 유의한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 따라서 ICT에 대한 중요성과 유용성을 비롯한 ICT의 역할을 학습하게 함은 물론이고, ICT를 건전하고 올바르게 다룰 수 있는 교육 체계를 구축하여, 소프트웨어 교육 단계 초기에 선행해야 한다. 또한 학교 수준에서 ICT 시설 확충, 컴퓨터실 환경 조성, ICT 자원 조달에 대한 구체적인 방법이 논의되어야 한다. 이와 같은 ICT 환경 구축 및 시설 확충에 대해서는 정부와 학교 차원의 노력이 절실하다. 2019년 초등 소프트웨어 교육 시행에 앞서 소프트웨어 교육 환경 구축에 대한 가이드라인을 만들어, 학교 단위로 배포하고 소프트웨어 교육을 실시하는 학교에서 이를 따를 수 있도록 지원하는 등의 방안을 모색할 수 있다.
둘째, 도전정신은 논리적성향에 정적으로 유의한 영향력이 있을 뿐만 아니라, 논리적성향을 매개하여 컴퓨팅사고력에 유의한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 소프트웨어 교육에서 도전정신을 통해 잘 해결되지 않는 다양한 문제를 끈기 있게 해결해 나가며 도전 자체에 대한 만족감과 흥미를 느끼는 것은 매우 중요한 요소라고 할 수 있다. 학습자의 능력에 맞게 적절한 도전적 과제를 제공하고 자극을 주는 것은 학습자로 하여금 도전정신을 고취하게 한다. 또한 적절한 보상을 제공함으로써 도전 자체에 대한 만족감과 흥미를 느낄 수 있도록 격려해야 한다. 즉, 교수법의 관점에서 적절한 시점에 학습자들의 도전정신을 자극하는 스캐폴딩(scaffolding)과 보상 제도를 구축해야 할 것이다.
셋째, 논리적성향은 컴퓨팅사고력에 유의한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 또한 소프트웨어 교육을 운영한 학교는 논리적성향이 컴퓨팅사고력에 미치는 영향력이 더 높은 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 결과는 학습자들의 논리적성향을 강화할 경우 학습성과인 컴퓨팅사고력에 더욱 긍정적인 영향을 줄 수 있다는 것을 의미한다. 논리적성향은 다양한 교수 보조 자료들을 활용하여 효과적으로 훈련할 수 있다. 구체적으로는 피시본(fishbone) 원인 분석법, 순서도(flow chart) 그리기, 문제해결 절차도 그리기, 정보를 그림의 패턴으로 표현하기 등을 활용할 수 있다. 교육부는 최근 중·고등학교의 소프트웨어 교육 강화 전략에 따른 인증 교과서 개발을 완료하였다고 발표하였으나, 초등 수준에서는 아직 소프트웨어 교육 인증 교과서가 개발되지 못했다고 밝혔다. 빠른 초등 소프트웨어 인증 교과서 개발과 더불어 다양한 수업 보조 자료들을 체계적으로 개발하여 배포할 필요성이 있다.
넷째, 소프트웨어 교육을 운영한 학교는 소프트웨어 교육을 운영하지 않은 학교에 비하여 ICT친숙도, 도전정신, 논리적성향이 더 높은 것으로 밝혀졌다. 또한 소프트웨어 교육을 운영한 학교는 ICT친숙도가 논리적성향에 미치는 영향력과, 논리적성향이 컴퓨팅사고력에 미치는 영향력에 더욱 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 정부가 운영하고 있는 소프트웨어 선도 및 연구학교가 유의한 성과를 내고 있음을 나타낸다. 그러나 담임제인 국공립 초등학교는 중·고등학교와 다르게 소프트웨어 전담 교사가 없기 때문에 담임교사가 소프트웨어 교육을 실시해야 한다. ICT친숙도가 낮고 소프트웨어 교육에 관심도가 낮은 교사들에게 소프트웨어 교육을 의무적으로 가르치게 하는 것은 매우 큰 부담을 야기할 수 있다. 따라서 정부와 학교가 이에 대한 구체적 방안을 마련해야 한다. 소프트웨어 교육을 위한 교과전담 교사 양성 센터와 캠패인 등을 통하여, 교원 양성의 체제를 구축하고 인력풀을 형성하는 것을 제안해볼 수 있다.
다섯째, 본 연구는 의무 시행 예정에 있는 소프트웨어 교육 운영에 대한 실효성을 실증적으로 검증함과 동시에 소프트웨어 교육의 학습성과를 향상하기 위한 요인들의 관계를 탐색했다는 점에서 선행연구들(김거현, 2016; 김경규, 이종연, 2016; 한국교육학술정보원, 2015, 2016b, 2017)과 차별성이 있다. 이는 초등학교에서의 소프트웨어 교육 운영에 대한 필요성을 확인하고, 소프트웨어 교육 운영 방안에 대한 시사점을 제공할 수 있다. 또한 향후 초등 소프트웨어 의무교육에서 본질적인 학습성과인 컴퓨팅사고력을 향상하기 위한 구체적인 시사점들을 통해 학교 교육의 내실화를 다지는 기초를 제공하였다는 데 의의가 있다.
본 연구의 제한점 및 후속연구에 대한 제언은 다음과 같다.
첫째, 본 연구는 소프트웨어 선도·연구학교와 소프트웨어 교육을 시행하지 않은 학교를 대상으로 하였으며, 비교과 운영 방식인 창의적 체험 활동, 동아리, 방과 후 등은 본 연구의 대상에서 제외하였다. 향후에는 소프트웨어 교육 비교과 운영 학교를 포함하여 집단 간 차이의 유의성을 밝힌다면, 소프트웨어 운영정책의 효과를 확인하여 그에 맞는 전략을 제시할 수 있을 것이다.
둘째, 본 연구는 소프트웨어 교육을 운영하는 학교와 운영하지 않는 학교를 대상으로 학급 단위로 군집표본추출 방법을 통하여 연구를 진행하였으며, 그 대상을 공립학교로 한정하였다. 그러므로 표집 된 두 집단이 모집단인 소프트웨어 교육 운영 학교와 소프트웨어 교육 비운영 학교를 완전하게 대표한다고 단정하기는 어렵다. 따라서 후속연구에서는 표집 된 집단이 모집단을 대표할 수 있도록 지역, 사립학교, 공립학교, 학교크기 등의 배경 요소들을 반영하여 표집을 한다면 연구결과의 일반화에 도움이 될 것이다.
셋째, 본 연구에서 소프트웨어 교육 운영 학교는 1~2년차에 접어든 소프트웨어 선도 및 연구학교를 대상으로 횡단연구로 진행되었다. 현재 소프트웨어 교육은 시범 단계에 있으며, 앞으로 초기 정착 단계에 접어들게 된다. 이에 따라 소프트웨어 교육이 안정적으로 정착하는 데 기여할 수 있도록, 향후 매년 종단연구를 시행할 수 있다. 국가적인 차원에서 소프트웨어 교육이 잘 정착할 수 있도록 종단연구를 시행한다면, 소프트웨어 교육 운영에 따른 구체적이고 실천적인 시사점을 통하여 증거에 기반 한 정책을 수립할 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Fourth Industrial Revolution that is recently emerging maximizes automation and connectivity and replaces the human brain with Artificial Intelligence (AI) and software. As the Fourth Industrial Revolution becomes a reality, implementing a rapid software-based society, interest in future education has increased. Compliant with these requests, computer science education is being actively introduced and operated worldwide.
Computer science education aims to foster creativity and convergent talent with Computational Thinking. Hence, the most important learning achievement it pursues is Computational Thinking. Currently, Computational Thinking is an agreed core-learning achievement goal among national and international scholars in the computer science education field. Domestic computer science education also considers Computational Thinking a core-learning achievement, and concentrates on research in this field. Thus, computer science education aims at cultivating and considering Computational Thinking as a core-learning achievement.
Such computer science education is considered essential for future society. Major IT powers are obliged to designate computer science education a mandatory subject from early childhood by consolidating computer science education. In Korea, it is suggested that such consolidations be presented based on various examples from abroad, and mandatory education is implemented in 2019. In order to implement this, managing computer science education and research schools have been allocated and operated as a preliminary endeavor. Computer science education in elementary schools is in the early phase and requires more thorough and systematic preparation. Therefore, it is necessary to examine the effect of education on managing computer science education and operating research schools. Discussing specific directions for enhancing computer science education recently implemented in elementary schools and promoting the achievement of school education is important. In addition, it is vital to examine the factors that contribute to Computational Thinking growth, the core-learning achievement of computer science education.
However, research on the predictive variables affecting Computational Thinking has been insufficient both nationally and internationally. In previous studies related to computer science education, research on teachers, students, and parents’ recognition of computer science education, development of educational programs to foster Computational Thinking, and research on educational effectiveness exist. At present, empirical research is required to explore various predictive variables to improve core-learning achievement and Computational Thinking over cognitive and program development research. Furthermore, there is a lack of empirical research on whether the management of computer science education and operation of research schools indicates intended performance and change. There is little research to examine the differences in influence between variables depending on whether computer science education is functioning or not.
This study aims to investigate the empirical relationship between variables predicting learning achievement in elementary school computer science education. For this purpose, Computational Thinking, the core achievement of computer science education, was assumed to be a personal learning achievement variable. Information and Communication Technology familiarity (ICT familiarity), a critical spirit—a learner characteristic required in elementary school computer science education—and logical thinking—a characteristic required in the learning process—were predicted variables and explored the structural relationship between them. This study examines the difference between the latent mean and the influence of factors among the groups. Therefore, we divided the groups into those research schools that manage computer science education in elementary schools and those that do not, examining the latent mean between these groups. We then assessed any differences in the influence of the relationship between ICT familiarity, critical spirit, logical thinking, and Computational Thinking. Essentially we attempted to discover the moderated mediation difference between groups.

1. Does ICT familiarity, critical spirit, and logical thinking affect primary school students’ Computational Thinking?
2. Students in schools that provide computer science education and students in schools that do not will have latent mean differences between ICT familiarity, critical spirit, and logical thinking.
3. Students in both types of schools differ in their influence on ICT familiarity, critical spirit, logical thinking, and Computational Thinking.

Therefore, questionnaires were given to legal representatives and those research participants in the 5th and 6th grades of elementary school with written consent to participate in the research. Altogether 502 participants participated in the survey. Among these, 22 questionnaires were excluded as they included unethical respondents and transfer students from other groups. Missing values in the survey were estimated through the Full Information Maximum Likelihood (FIML) method. Altogether 247 questionnaires were collected from 13 classes in computer science education schools, while 233 questionnaires were collected from 12 classes in schools where computer science education was not provided. Moreover, in order to draw insights and meaningful implications, we collected questionnaires on background information regarding schools from 25 class teachers.
Statistical analysis was performed through SPSS for reliability analysis, frequency analysis, descriptive statistics analysis, and correlation analysis. Following which, confirmatory factor analysis was performed through Mplus to confirm the measurement model fit, convergent validity, and discriminant validity. Next, the fitness and effects of the hypothetical research model were analyzed and the fitness and direct and indirect effects of the final model through the modified model were verified. In addition, multi-group latent mean analysis was conducted through the MIMIC model to verify the response level differences between the schools that provided computer science education and those that did not. Finally, by comparing the multiple group path coefficients, we examined whether there is a difference between the variables’ influence and the mediating effect between both groups.
The results of this study are summarized as follows.
First, the structural relationship between ICT familiarity, critical spirit, logical thinking, and Computational Thinking was confirmed. Consequently, ICT familiarity and critical spirit had a significant impact on logical thinking, while logical thinking and critical spirit had a significant impact on Computational Thinking. In addition, ICT familiarity was found to affect Computational Thinking through logical thinking indirectly, while critical spirit also indirectly influenced Computational Thinking through logical thinking.
Second, comparison of the ICT familiarity, critical spirit, and logical thinking levels between both types of schools indicated that all variables were statistically significant in the schools that provided computer science education as well as being higher by a considerable difference.
Third, the relationship between ICT familiarity, critical spirit, logical thinking, and Computational Thinking was examined by assessing whether there were any differences in the influence and mediating effects between both types of schools. Results revealed that ICT familiarity has a significantly greater impact on logical thinking than schools without computer science education. Schools providing computer science education had a significantly greater impact on Computational Thinking than those that did not. In addition, these schools demonstrated that ICT familiarity had a significant influence on Computational Thinking through logical thinking mediation.
Based on these results, the following implications were deduced.
First, ICT familiarity significantly influences logical thinking. Therefore, it is not only necessary to understand the role, importance, and usefulness of ICT, but also establish an education system that can manage ICT appropriately and precede it in the initial stages of computer science education. In addition, specific methods for expanding ICT facilities, creating a computer lab, and procuring ICT resources should be discussed in the school environment. Government and school-level efforts are urgently required to build and expand the ICT environment. Guidelines for the establishment of a computer science education environment should be prepared and distributed in schools prior to the implementation of computer science education in elementary schools in 2019. In addition, schools should be encouraged to support computer science education.
Second, critical spirit has a statistically significant influence on logical thinking, and logical thinking affects Computational Thinking. In computer science education, persevering through various unresolved problems and finding satisfaction and interest in the challenge itself is a very important factor. Therefore, providing appropriate computational tasks and stimulating them based on their abilities will inculcate a critical spirit in learners. It should also encourage satisfaction and interest in the challenge itself by providing appropriate compensation. Essentially, scaffolding and reward systems that stimulate learners’ critical spirit can be developed at an appropriate time in terms of pedagogy.
Third, logical thinking has a significant effect on Computational Thinking. Schools with computer science education have also discovered that the impact of logical thinking on Computational Thinking is significantly higher. This implies that reinforcing learners’ logical thinking can positively affect learning achievement, Computational Thinking. Training and education on logical thinking can be effectively accomplished by employing various teaching aids. Specifically, fishbone analysis method, flowchart drawing, problem solving procedure drawing, picture pattern representation of information, etc. can be employed. The Ministry of Education (2017) recently announced the completion of development of certified textbooks based on the strategy of consolidating computer science education in middle and high schools. However, elementary schools have not yet developed computer science education certified textbooks. It is necessary to systematically develop and distribute various teaching materials along with the development of fast-accredited textbooks.
Fourth, schools that provide computer science education have higher ICT familiarity, critical spirit, and logical thinking than those that do not. In addition, these schools demonstrate that ICT familiarity has more influence on logical thinking while logical thinking has more influence on Computational Thinking. This indicates that the schools providing computer science education and research schools operated by the government are performing well. Currently, teachers who are interested in computer science education operate these schools. However, computer science education in elementary schools is different from junior high schools and high schools, and there is no dedicated teacher, so the homeroom teacher is required to teach it. Teaching computer science education mandatorily is a burden for teachers with low ICT familiarity and little interest in computer science education. The government and the school should prepare specific strategies for this. It is necessary to establish a training system for dedicated teachers on computer science education and form a pool of human resources through teacher training.
The limitations of this study and suggestions for future research are as follows.
First, this study was conducted on schools that provide computer science education and research schools and schools that do not. It excluded informal education systems such as creative experiential activities, clubs, and after school activities. In the future, examining the significance of differences in informal computer science education will enable us to confirm the effectiveness of computer science education operation policies and suggest appropriate strategies.
Second, this study was conducted employing the cluster sample extraction method in both types of schools. Therefore, it is difficult to conclude that both groups that were sampled are completely representative of schools that provide computer science education and schools that do not. Subsequent studies will be able to generalize the study results more effectively if the sampling population is significant enough to reflect background factors such as area, private school, public school, and school size so that the population is represented.
Third, the school managing computer science education conducted a cross-sectional study on computer science education schools and research schools in the first and second years. Currently, computer science education is in the pilot stage, subsequently entering the initial settlement stage. Accordingly, it is possible to conduct longitudinal research each year to ensure the stable establishment of computer science education. If a longitudinal study is conducted to ensure that computer science education is well established at the national level, evidence-based policies can be launched through specific and practical implications of computer science education administration.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• A. 연구의 필요성 및 의의 1
• B. 연구문제 5
• C. 용어의 정의 6
• 1. 초등 소프트웨어 교육 운영 6
• 2. ICT친숙도 7
• 3. 도전정신 7
• 4. 논리적성향 7
• 5. 컴퓨팅사고력 8
• II. 이론적 배경 9
• A. 초등 소프트웨어 교육 9
• 1. 소프트웨어 교육의 개념 및 필요성 9
• 2. 국외 초등 소프트웨어 교육 운영 11
• 3. 국내 초등 소프트웨어 교육 운영 21
• B. 소프트웨어 교육 관련 변인 34
• 1. ICT친숙도 34
• 2. 도전정신 37
• 3. 논리적성향 38
• 4. 컴퓨팅사고력 41
• C. 변인 관련 선행연구 49
• 1. ICT친숙도와 타 변인들 간의 관계 49
• 2. 도전정신과 타 변인들 간의 관계 51
• 3. 논리적성향과 타 변인들 간의 관계 52
• D. 선행연구 요약 및 가설 54
• 1. 선행연구 요약 54
• 2. 연구가설 및 연구모형 56
• III. 연구방법 60
• A. 연구 대상 60
• B. 연구 절차 63
• C. 연구 도구 65
• 1. ICT친숙도 66
• 2. 도전정신 66
• 3. 논리적성향 67
• 4. 컴퓨팅사고력 68
• D. 자료 분석방법 69
• IV. 연구결과 74
• A. 기술통계 및 상관 분석 74
• 1. 기술통계 74
• 2. 상관분석 76
• B. 측정모형 검증 78
• 1. 측정모형의 적합도 검증 78
• 2. 측정모형의 타당도 검증 79
• C. 구조모형의 검증 84
• 1. 초기 구조모형의 검증 84
• 2. 수정 모형의 검증 87
• 3. 최종 모형의 직간접 효과 88
• D. 다집단 잠재평균 분석 91
• 1. 다집단 CFA와 MIMIC모형 92
• 2. 잠재평균 분석 92
• E. 다집단 경로계수 분석 95
• 1. 형태동일성 검증 95
• 2. 측정동일성 검증 96
• 3. 경로계수동일성 검증 97
• 4. 집단 간 경로계수 비교 분석 99
• V. 결론 및 제언 103
• A. 결론 및 논의 103
• 1. 구조적 관계 모형 검증 103
• 2. 변인 간의 직간접 효과 검증 104
• 3. 소프트웨어 교육 운영 여부 간 잠재평균 차이 검증 110
• 4. 소프트웨어 교육 운영 여부 간 영향력 차이 검증 112
• B. 의의 및 시사점 113
• C. 연구의 제한점 및 후속연구 제언 117
• 참고문헌 118
• 부록 128
• ABSTRACT 145

참고문헌 (Reference)

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30. 소프트웨어 중심사회를 위한 인재양성 추진 계획 (보도자료), 교육부, 세종 특별자치시: 교육부, , 2015

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32. 문제 해결과정에서의 정보과학적 사고 능력에 대한 개념적 고찰, 유중현, 김종혜, 고려대학교 정보창의교육연구소, 정보창의교육논문지, 2(2), 15-24, , 2008

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36. 예비교원과 현직교원을 위한 소프트웨어 교 육 교재, 소프트웨어 교육론, 임진숙, 손유경, 정영식, 유정수, 서울: 씨마스, , 2015

37. 해외 디지털 리터러시 교육과정 및 프로그램 운영 동향. (연구보고 RM 2017-5), 계보경, 대구광역시: 한국교육학술정보원, , 2017

38. 영국의 교육과정 개정으로 본 정보 교과의 지식과 문 제해결력에 대한 쟁점, 이원규, 김자미, 한국컴퓨터교육학회, 컴퓨터교육학회논문지, 17(3), 54-64, , 2014

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40. 앱 인벤터를 활용한 소프트웨어 교육이 초등학생의 컴퓨팅사고력에 미치는 영향, 김거현, 대구교육대학교 교육대학원, 대구교육대학교 교육대학원. 석사학위 논문, , 2016

41. 초등학교 저학년 학생을 대상으로 한 놀이학습 기반 언플러그드 교육의 효과성 분석, 구영은, 경인교육대학교, 경인교육대학교 교육전문대학원. 석사학위 논문, , 2015

42. 스크래치를 활용한 SW융합교육 프로그램이 초등학생의 ICT소양과 SW인식에 미치는 영향, 홍정미, 경인교육대학교, 경인교육대학교 교육대학원. 석사학위논문, , 2015

43. Computational thinking 기반의 교수-학습이 학습자의 창의적 문제해 결에 미치는 효과성 연구, 권정인, 성균관대학교 일반대학원, 성균관대학교 대학원. 박사학위 논문, , 2014

44. ‘생각하는 과학’활동을 경험한 초등 학생들의논리 사고력 측 면의 비판적 사고력 신장, 양혜영, 강순희, 한국초등과학교육학회, 초등과학교육, 32(4), 485-494, , 2013

45. 중학교 과학 수업에서의 논리적 사고력과 창의적 사고력 강화 탐구 교수 전략 개발 및 적용, 홍혜인, 이화여자대학교 대학원, 이화여자대학교 대학원. 박사학위 논문, , 2015

46. 초등 스크래치 프로그래밍 수업에서 규명된 학습자특성, 학 습몰입, 사고력 간의 구조적 관계, 강명희, 박주연, 한국초등교육학회, 초등교육연구, 28(4), 145-170, , 2015

47. 컴퓨터교과교육: 컴퓨터 프로그래밍 학습에서 논리적 사고 력 측정도구의 개발과 타당화 연구, 이상봉, 이좌택, 컴퓨터교육학회논문지, 7(4), 15-25, , 2004

48. “소프트웨어교육이 초등학교 5학년 학생들의 논리적 사고력과 창의적 문제해결력에 미치는 효과.”, 김우찬, 경희대학교 대학원, 경희대학교 대학원. 석사학위논문, , 2016

49. 아두이노를 활용한 피지컬 컴퓨팅 기반 소프트웨어 수 업용 어플리케이션이 초등학생의 논리적 사고력에 미치는 효과, 홍기칠, 김영욱, 대한사고개발학회, 사고개발, 12(2), 47-72, , 2016