대학수학능력시험 직업탐구영역 정보·컴퓨터 교과목의 평가준거 개발 : ‘탐구’영역을 중심으로

나현진 고려대학교 대학원 2009 국내석사

국내외의 대학입학시험에서 ‘탐구’ 영역에 대한 중요성과 비율이 점점 높아지고 있으며, ‘탐구’ 영역에 대한 문항도 학생들이 대학에 진학하여 학습할 때 필요한 수행능력을 측정할 수 있는 문항으로 구성되어야 한다. 그러나 현행 대학수학능력시험 직업탐구영역 정보·컴퓨터 관련 교과들의 ‘탐구’ 영역의 평가준거는 총 4개이며, 또한 제시된 평가 준거의 구체성이 떨어져 ‘탐구’ 영역에 적합한 문항 개발이 어렵다. 본 연구에서는 직업탐구영역의 정보·컴퓨터 관련 교과들의 ‘탐구’ 영역에 대한 평가준거를 개발하고자 하였다. 먼저 현재 직업탐구 영역의 행동영역 분류 방안을 분석하고, 이를 바탕으로 국내외의 정보·컴퓨터 관련 교과들의 대학입시 문항의 행동영역 비율을 분석하였다. 또한 대학의 정보·컴퓨터 관련 학과의 교육과정 이수를 위한 필요한 수행능력을 분석하였으며, 분석된 결과들을 바탕으로 대학수학능력시험 직업탐구영역 정보·컴퓨터 관련 교과목의 ‘탐구’ 영역 평가준거를 설계하였다. 평가준거는 ‘분석’, ‘종합’, ‘평가’ 영역으로 구분하여 설계하였으며, 전문가 타당도를 이용하여 검증하였다. 대학수학능력시험 직업탐구영역의 ‘탐구’ 영역 평가 준거는 총 11개이며 ‘분석’ 영역은 3개의 하위요소를 설정하였고, ‘종합’ 영역은 4개의 하위요소를 설정하였으며, ‘평가’ 영역은 2개의 하위요소를 설정하였다. 후속 연구로는 대학수학능력시험 직업탐구영역의 ‘탐구’ 영역 평가 준거 이외에 본 연구에서 다루지 않은 ‘지식’, ‘이해’, ‘적용’ 영역에 대한 평가 준거 개발과 이를 바탕으로 한 평가도구 개발에 대한 연구가 필요하다. In College Scholastic Ability Test ‘Inquiry' is getting emphasizing and the portion is also increasing. But evaluation criteria of ‘Inquiry' for subjects related to information and computer in Vocational Education Section are four and not specified. The purpose of this study is to develop evaluation criteria of ‘Inquiry' for subjects related to information and computer in vocational education section. To develop evaluation criteria this paper reviewed the current evaluation criteria, analyzed college entrance tests and performance capabilities of computing graduating. Evaluation Criteria of ‘Inquiry’ was classified ‘Analysis’, ‘Synthesis’ and ‘Evaluation’ and investigated the validity of the contents as judged by a panel of experts. This paper developed eleven evaluation criteria. Three evaluation criteria for ‘Analysis', six evaluation criteria for ‘Synthesis' and two evaluation criteria for ‘Evaluation' was developed with sample evaluation tool. Future studies will be needed to develop evaluation criteria of ‘Knowledge', ‘Comprehension', ‘Application' and evaluation tools.

영화음악과 무용음악에 관한 컴퓨터 영상음악의 제작 연구

권향림 동의대학교 2008 국내석사

1946년 초기 컴퓨터 ENIAC이 발명된 이후 컴퓨터는 급진적인 발달과 보급률 증가를 이루어 왔다. 이와 함께 대중음악의 영향력이 커지면서 누구나 쉽게 컴퓨터를 이용하여 음악을 만드는 것이 가능하게 되었다. 그리하여 전통적인 악기만을 사용하여 음악을 창작하거나 연주하던 시대가 지나가고 최첨단의 기술을 이용하여 음악으로 표현하고자 하는 것이 컴퓨터로도 얼마든지 구현이 가능해지는 시대가 되었다. 클래식 악기의 연주로만 가능했던 오케스트라 음악의 풍부함까지도 컴퓨터의 정밀함으로 표현이 가능해지는 수준에 이르게 된 것이다. 또한 컴퓨터를 이용한 문화 컨텐츠 제작이 범용화 되면서 컴퓨터를 이용해 제작하는 모든 작업에 음악을 접목 시킬 수 있게 되었다. 본 논문은 이러한 시대의 컴퓨터 음악을 이용하여 영상작업과 현대무용의 음악을 실제로 제작해 봄으로써 컴퓨터 음악의 활용방안에 대해 모색해 보고자 한다. 또한, 다양한 방면에서의 컴퓨터 음악을 적용해보기 위해 애니메이션, 영화, 현대 무용 을 이용하여 각 장르의 특성에 맞게 제작해보고자 하였다. 먼저 애니메이션 음악과 영화음악은 영상을 Veags 8.0으로 편집하고 AVI파일로 랜더링 한 후 Sonar7.0에서 이 영상을 다시 불러와 영상을 보며 MIDI sequencing을 하였다. 이후 미디 파일을 Cubase에서 레코딩 한 다음 완성된 Wave파일과 영상을 다시 Vegas에서 랜더링하여 완성하였다. 무용음악은 먼저 무용수로부터 주제에 대한 느낌과 한 주제 아래의 각 단락에 대한 세부적인 느낌을 의논하여 정하였다. 그 다음 각 단락의 Tempo를 정한다음 각 단락의 Tempo와 느낌을 뼈대로 음악을 제작해보았다. 음악의 제작은 Sonar에서 MIDI sequencing을 하고 이를 Cubase에서 레코딩 하여 Wave파일로 완성하였다. 곡을 제작하는 중간 중간에는 무용수가 표현하고자 하는 동작의 느낌과 싱크를 맞추기 위하여 함께 점검을 하였다. 음악을 필요로 하는 영상이나 무용에 컴퓨터 음악을 활용해 본 결과 제작과정 중에 컴퓨터만 있으면 영상이나 무용에 따라 음악을 수정하고 즉석에서 맞춰보는 것이 얼마든지 가능했기 때문에 영상이나 무용과의 조화를 이끄는데 매우 용이하였다. 영상이나 무용의 제작자와 음악제작자 간의 커뮤티케이션을 즉석에서 실험해보고 표현해보는 것이 가능해진 것이다. 앞으로 계속적인 연구를 통해 컴퓨터 음악의 적용에 있어 그 효율성을 더욱더 높일 수 있도록 해야 할 것이다.

특수학교 학생들의 컴퓨터교육을 위한 새로운 교수-학습법 적용과 평가

홍성미 청주대학교 2010 국내석사

과학과 문명이 발달함에 따라 정보화도 빠르게 성장하고 있다. 현대인들은 정보화 시대에 적응하기 위해 컴퓨터 교육을 받으며 사회에 발맞춰 나아간다. 이는 교육적인 측면에서도 마찬가지이다. 학교 교육에서는 정보화의 중요성을 인식하고 컴퓨터과목을 선택하여 학생들을 교육하고 있다. 이런 현실은 지체장애 학생을 대상으로 한 특수학교도 예외일 순 없다. 오히려 컴퓨터 교육은 지체장애 학생의 불편한 점을 보완할 수 있다는 점에서 지체장애가 있는 학생에게 더욱 유용한 것이다. 그러나 지체장애 학생들의 컴퓨터 교육에는 제한이 많다. 장애정도에 따라 사용할 수 있는 컴퓨터 보조기기가 부족하여 학교를 제외한 기타 교육기관에서는 그 한계가 있다. 앞으로는 지금보다 지체장애 학생들이 자유롭게 컴퓨터를 사용할 수 있도록 지속적이고 체계적인 교육이 필요하며, 특수학교는 그 역할을 담당할 수 있어야 한다. 따라서 본 논문에서는 특수학교 지체장애 학생들에게 새로운 교수-학습법을 제안하여 그 효율성을 알아보는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 특수학교와 일반학교의 컴퓨터교과 중 한글수업을 참관하여 교수-학습법을 파악하고 비교한다. 또한 평가를 위해 특수학교 지체장애 학생들에게 기존 교수-학습법에 대한 설문을 실시하고, 새로운 교수-학습법을 적용한 후 다시 한 번 설문조사를 한다. 조사된 설문을 통하여 새로운 교수-학습법이 장애학생들에게 미치는 영향을 분석해 본다. As the science and civilization are developing, the information grows up rapidly. Moderns are keeping pace with the society to adapt to the age of information receiving computer training. This also applies same to the educational aspect. In school education, the importance of the information was recognized and the computer training courses were selected and taught to the students. The special school for the students with disabilities cannot be the exception in this reality. Rather, the computer training is more useful for the students with disabilities in the aspect of complementing their disabilities. However, there are many restrictions in the computer education for the students with disabilities. Due to the lack of auxiliary computer equipment to use depending on the severity, the educational institutions other than schools has their limits. To allow the students with disabilities to use computer more freely in future than now, the continuous and systematic training is needed and the special school has to be in position to take that role. Therefore, in this study, the new teaching-learning method for the students with disabilities is suggested and verified its efficiency. For this purpose, the current teaching-learning method will be examined and compared by attending Hangeul class of the computer training courses in the special schools and regular schools. In addition, for evaluation, the questionnaire survey on the existing teaching-learning method will be conducted for the students with disabilities of the special schools and after applying new teaching-learning method, the questionnaire survey will be conducted again. Through the conducted questionnaire surveys, the impact of the new teaching-learning method on the students with disabilities shall be analyzed.

초등학교 컴퓨터재량활동을 통한 ICT교육 연구

임경태 백석대학교 정보기술대학원 2007 국내석사

컴퓨터 교과 운영의 분석 및 개선 방안에 관한 연구 : 전라북도 중학교를 중심으로

조은희 전주대학교 교육대학원 2009 국내석사

Nowadays computers become necessaries of life in information society. But recently computer education in school, which is mainly focused to the use of tools, is little by little looked away from educational parties as an optional subject. In these situation, we need to study on the actual conditions of computer education to figure out and improve its conditions. This paper grasps the current status of computer education by making up surveys to teachers and students who teach and select computer subject in middle schools of Jeollabuk-do. - ⅵ - Also, we submit ameliorative plans for collecting computer-majored teachers, class assignment, curriculum organization, and teacher's research study based on the considerations of surveyed educational conditions and realistic limitations. 컴퓨터 교과 운영의 분석 및 개선 방안에 관한 연구 -전라북도 중학교를 중심으로- 조 은 희 전주대학교 교육대학원 컴퓨터교육전공 지도교수 이완권 오늘날 우리가 살아가고 있는 정보화 사회에서 컴퓨터는 하나의 필수품이 되었다. 하지만 학교에서의 컴퓨터 교육은 도구중심의 사용법 교육이 주를 이루고 있고 최근에는 선택과목으로 교육당사자들로부터 점점 외면되고 있는 실정이다. 이러한 상황에서 컴퓨터 교육여건을 전달하고 개선하기 위해서는 교육현황의 실태를 파악하는 연구가 필요하다. 이를 위하여 본 논문에서는 전라북도 지역을 중심으로 컴퓨터 과목을 선택한 중학교에 컴퓨터 과목 담당교사와 컴퓨터 과목을 선택한 중학생들을 대상으로 설문조사를 실시하여 현 컴퓨터 교육의 실태를 파악하였다. 또한 조사된 컴퓨터 교육현황과 현실적인 한계점을 고려하여 전문교사의 확보, 수업시수 배정, 교육과정 편성, 교원연수에 대한 개선방안을 제시하였다.

중학교 컴퓨터 교사의 직무환경에 따른 교사효능감에 관한 연구

이수진 한국교원대학교 교육대학원 2010 국내석사

다양하고 급격하게 변화하는 교육환경 속에서는 학생들의 교육을 담당하는 교사의 역할과 책임의 중요성은 더욱 더 커지고 있으며, 많은 학자들이 교사의 교육 행동에 영향을 미치는 중요한 요인으로 교사효능감을 들고 있다. 따라서 교사효능감에 영향을 주는 요인들은 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 경기도에서 근무하는 중학교 컴퓨터 교사들을 대상으로, 컴퓨터 교사들의 교사효능감에 영향을 주는 직무환경 요인이 무엇인지 알아보고 그 요인들의 상대적 영향력을 분석해 보았다. 직무 환경 요인들에는 물리적 환경, 수업 외 환경, 구조적 환경요인 등이 있으며, 어떠한 요인이 컴퓨터 교사효능감에 영향을 미치는지를 밝힘으로써 컴퓨터 교사의 교사효능감을 증진시키는 방안을 모색하려는데 이 연구의 목적이 있다. 연구를 위하여 경기도 소재의 중학교에서 근무하는 161명의 컴퓨터 교사를 대상으로 설문조사를 하였다. 개인 변인과 교사효능감에 대한 결과를 살펴보면, 성별에 따른 교사효능감에 차이가 있는 것으로 나타났다. 남교사가 여교사에 비해 교사효능감이 높게 나타났다. 또한 연령과 교직경력이 증가함에 따라서 교사효능감이 높아졌으며, 특히 하위 요소의 하나인 자기조절 효능감에 유의한 차이가 있었다. 대학원졸 교사가 대졸교사보다, 사립학교 교사가 공립학교 교사보다 교사효능감이 높게 나타났다. 또한 컴퓨터관련 학회나 세미나 참석횟수가 많을수록 교사효능감이 높아짐을 알 수 있었다. 반면, 대학 때 전공이나 출신대학, 근무지에 따른 교사효능감에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 직무환경의 물리적 환경, 수업외 환경, 구조적 환경은 컴퓨터 교사의 교사효능감에 유의미한 영향을 주는 요인으로 밝혀졌으며, 이 중 행정체제의 운영 과정과 교직원간의 의사소통의 질, 직무 수행 중에 허용되는 자율성의 정도 등에 대해 교사가 지각하고 있는 정도를 의미하는 구조적 환경이 교사효능감에 가장 많은 영향을 주는 요인으로 나타났다. 따라서 컴퓨터 교사의 효율적인 교육활동을 위한 근무여건을 개선하고, 학교관리자와 교사간의 우호적 관계를 형성하며, 교사의 의견이 자유롭게 반영될 수 있도록 유연한 직무환경을 마련한다면 컴퓨터 교사의 교사효능감은 향상될 것이다. In the educational environment which changed variously and rapidly, the Importance of the roles and responsibilities of teachers who are responsible for The education of students has been bigger and bigger. And many scholars take a count of teacher efficacy as an important factor which affects the educational activity of teachers. Thus, it is needed to analyze the factors which affect the teacher efficacy. In this study, for computer teachers in middle school in Kyunggi-do as objects, and I started to find out the factors which have an effect on the factor of work environments and analyzed those relative influences. In the factors of work environments, there are physical environments, out-of class environments, structural environments. The purpose of this study is to grop for the guideline which improves the computer teacher’s efficacy by revealing what factor affects the computer teacher efficacy. For the study, the survey was conducted for 161 computer teachers who work in middle school. Looking for the results about individual factors and teacher efficacy, there was a difference on teacher efficacy accompanied by difference on gender. A man teacher had a higher teacher efficacy comparing with a woman teacher. Also, increasing the age and the career in school made teacher efficacy higher and especially, there were significant difference in self-control efficacy which was the one in the subordinate. A teacher who had graduated from the graduate school had a higher teacher efficacy than a teacher who had graduated from the university. Also, teacher efficacy was high as the number of times of participation in an academy and seminar increases. Otherwise, there were not significant differences in the teacher efficacy in the major, ones’ school, and in university and their place of work. Physical environments, out-of class environments, structural environments which were in work environments were disclosed to significant factors. In above, structural environments which meant the level the teacher recognized about the quality of communication between the management process of administrative system and workers in school, the level of autonomy which allowed in work were revealed to affect teacher efficacy. Therefore, for the effective education activity of a computer teacher, it is required to improve the working condition, build the friendly relationship between the school manager and the teacher, and arrange the flexible work environment that can reflect the teacher’s opinion freely to improve the teacher efficacy of the computer teacher.

대학의 컴퓨터과학 분야 예비 신입생을 위한 프로그래밍 코스의 설계 및 적용

윤일규 高麗大學校 2016 국내박사

정보통신기술의 급격한 발전에 따라 글로벌 IT 산업 구조가 하드웨어중심에서 소프트웨어 중심으로 개편되고 있다. 이에 따라 전 세계적으로 프로그래머에 대한 수요가 증가하고 있으며, 교육과정 전반에도 프로그래밍 교육 중심의 소프트웨어 교육이 핵심으로 떠오르고 있다. 최근 들어, 21세기를 살아가기 위한 핵심 역량으로 볼 수 있는 프로그래밍 능력에 대한 강조는 전문가의 영역을 넘어서 다양한 수준의 학습자를 대상으로 확대되고 있다. 즉, K-12를 대상으로 하는 교육과정에 프로그래밍 교육이 포함되었고, 고등교육에서도 전공자들뿐만 아니라 비전공자들을 위한 프로그래밍 코스가 개설되고 있다. 고등교육에서 프로그래밍 코스는 교양 교육 측면의 프로그래밍 코스와 컴퓨터과학 분야 전공자들을 대상으로 하는 프로그래밍 중심의 기초 컴퓨터과학 코스가 있다. 이외에도 다양한 학문 분야에서 문제를 해결하기 위한 효율적인 도구로 프로그래밍 언어를 활용하는 수업이 개설되고 있다. 이처럼 다양한 분야로 프로그래밍 코스가 확대되고 있음에도 불구하고, 프로그래밍 수업에 어려움을 느끼고 수업을 성공적으로 이수하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 프로그래밍 경험이 없는 컴퓨터과학 분야 예비 신입생들의 프로그래밍 학습과정에서 나타날 수 있는 어려움을 줄이고 범용 프로그래밍 언어로의 효과적인 학습 연계가 가능한 프로그래밍 언어 선택기준을 도출하고 프로그래밍 코스를 설계하였다. 이후 설계된 프로그래밍 코스를 컴퓨터과학 분야 예비 신입생들을 대상으로 적용하고 그 결과를 분석하였으며, 구체적인 연구 내용은 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서는 컴퓨터과학 분야 예비 신입생을 위한 프로그래밍 코스의 방향을 탐색하기 위해 국가 교육과정에서 이루어지는 프로그래밍 교육의 방향을 고찰하고, 초보 학습자들이 프로그래밍 코스에서 겪을 수 있는 어려움을 분석하였다. 둘째, 컴퓨터과학 분야 예비 신입생의 프로그래밍 코스를 위한 프로그래밍 언어 선택 기준으로 고려되어야 하는 내용을 도출하기 위해 프로그래밍 언어 선택 기준에 대한 선행 연구를 분석하였으며, 이를 토대로 프로그래밍 언어 선택을 위한 기준과 세부 내용을 제시하였다. 셋째, 컴퓨터과학 분야 예비 신입생의 프로그래밍 코스를 위한 프로그래밍 언어 선택 기준을 도출하기 위해서 델파이 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 2단계 델파이 기법을 사용하여 컴퓨터과학 분야 예비 신입생의 프로그래밍 코스에 적합한 프로그래밍 언어 선택 기준과 각 선택기준의 조작적 정의를 도출하였다. 본 논문에서 2 단계의 델파이를 진행한 것은 전문가들을 대상으로 하는 델파이 이전에 문헌 연구를 통해서 국내외 프로그래밍 언어 선택 기준을 면밀하게 분석하였을 뿐 아니라, 1단계 델파이 이후 중간단계에서 조작적 정의에 대한 전문가의 면밀한 분석이 이루어졌으므로 2회만으로 의견 수렴이 가능하였다. 넷째, 컴퓨터과학 분야 예비 신입생을 위한 프로그래밍 코스를 설계하였다. 초보 학습자들을 위한 효율적인 프로그래밍 코스 설계를 위해서 개별학습, 협업 기반의 학습, 게임 기반의 학습 관점에서 프로그래밍 교수학습방법을 분석하였으며, 프로그래밍 코스 설계와 관련된 연구를 토대로 프로그래밍 코스의 설계 원리를 고찰하였다. 다섯째, 설계한 프로그래밍 코스를 컴퓨터과학 분야 예비 신입생들을 대상으로 적용하고 그 결과를 분석하였다. 본 연구를 통해서 도출된 프로그래밍 언어 선택기준에 근거하여 ‘Scratch’와 ‘RUR-PLE’을 선택하였으며, 이를 토대로 게임 기반의 협업 중심 프로그래밍 코스를 설계하였다. 프로그래밍 코스에 참여한 학습자들의 프로그래밍 결과물을 평가하여 프로그래밍 개념에 대한 성취도를 비교·분석하였으며, 프로그래밍 코스에 대한 학습자들의 인식을 분석하였다. 이상을 토대로 진행된 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 본 연구를 통해서 도출된 컴퓨터과학 분야 예비 신입생의 프로그래밍 코스를 위한 프로그래밍 언어 선택 기준은 ‘프로그래밍 패러다임’, ‘프로그래밍 개념’, ‘초보자 사용성’, ‘교수자 선호도’, ‘확장성’이다. 둘째, 컴퓨터과학 분야 예비 신입생의 범용 프로그래밍 언어로의 학습 연계를 고려한 프로그래밍 언어로 ‘Scratch’와 ‘RUR-PLE’을 선택하여 프로그래밍 코스를 설계하고 적용한 결과, 학습자들은 프로그래밍 경험이 전혀 없음에도 불구하고 변수, 함수, 제어구조(반복, 조건문)의 기본 프로그래밍 개념에 대한 문제를 해결할 수 있었다. 학습자 인식 설문 분석 결과, 수업 이후 학습자들은 소프트웨어 개발 절차와 알고리즘 설계 과정에 대해 높은 이해 수준을 보이는 것으로 나타났으며, 향후 프로그래밍 관련 진로, 진학 등에 대한 인식도 긍정적인 것으로 분석되었다. 일반적으로 초보 학습자 대상의 프로그래밍 코스에서 활용되는 프로그래밍 언어는 높은 수준으로 추상화되어 있는 시각적 프로그래밍 환경을 지원하므로, 낮은 학습자 추상화 수준을 요구한다. 그럼에도 불구하고 교육용 프로그래밍 언어와 같은 시각적 프로그래밍 환경에 대한 교육적 효과는 높게 평가되어 왔으며, 프로그래밍에 대한 기본 개념이나 가치를 이해시킬 수 있다는 점에서 효과적인 도구로 인식되었다. 그러나 낮은 수준의 학습자 추상화 수준을 요구하는 프로그래밍 언어와 높은 수준의 학습자 추상화 수준을 요구하는 범용 프로그래밍 언어의 학습 연계는 매우 어려울 수밖에 없으며, 추구하는 목적과 가치 또한 다르다. 즉, 컴퓨터과학 분야를 전공하는 학습자들이 프로그래밍 코스를 통해서 궁극적으로 습득하고자 하는 프로그래밍 지식의 수준을 고려하면, 현재와 같은 낮은 수준의 프로그래밍 언어 사용이 적합하지 만은 않다고 판단할 수 있다. 본 연구 결과를 토대로 할 때, 학습자의 수준이나, 프로그래밍 학습을 하는 목적을 충분히 고려하여 프로그래밍 언어를 선택할 필요가 있다. 즉, 컴퓨터과학 분야 전공자들과 같이 범용 프로그래밍 언어 학습이 최종 목표라면, 일반적인 범용 프로그래밍 언어에서 요구하는 프로그래밍 지식 습득이 가능해야 한다. 또한, 범용 프로그래밍 언어와 유사한 프로그래밍 환경을 지원하는 언어를 선택하여 효율적인 학습전이가 가능한 프로그래밍 코스 설계가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 프로그래밍 경험이 없는 컴퓨터과학 분야 예비 신입생이라 할지라도 목표 프로그래밍 언어로의 학습 전이를 고려하여 프로그래밍 언어를 선택할 수 있는 기준을 제시하였다. 일반적으로 시각적 프로그래밍 환경을 지원하는 교육용 프로그래밍 언어의 경우 인지수준이나 추상화 수준이 낮은 학습자에게 고려되어 왔다. 즉, 이러한 시각적 프로그래밍 환경을 활용하여 프로그래밍 코스를 설계할 경우 학습자의 현재 수준과 범용 프로그래밍 언어로의 학습 전이를 종합적으로 고려하여 신중한 언어 선택이 필요하다는 것을 밝혔다는 점에서 의의가 있다. 초보 학습자를 대상으로 할지라도 프로그래밍 코스의 목적이 학습자의 프로그래밍 역량을 계발하는 데 초점을 두고 있으며, 목표 프로그래밍 언어가 범용 프로그래밍 언어일 경우 교육용 프로그래밍 언어로 대변되는 시각적 프로그래밍 환경의 맹목적인 선택은 지양할 필요가 있다. 프로그래밍 코스의 목적에 부합하는 프로그래밍 언어를 선택하여 이상적인 프로그래밍 코스 실현을 위해서는 학습자의 프로그래밍 역량 분석, 학습자의 프로그래밍 수준을 고려한 프로그래밍 언어의 특성 분석, 프로그래밍 교육과정의 목표 분석을 통한 프로그래밍 언어의 분류 등의 후속 연구를 통해 보다 정교화 된 프로그래밍 코스 설계 연구가 이루어져야 할 것이다. Keeping pace with the rapid strides in information communication technology, the global IT industry has re-centered around software instead of hardware. The importance of programming competency underlines the necessity for programming education programs for students at various levels of proficiency, from novice to expert levels. Such programs are regarded as a part of core curricula not only for K-12, but also for university students studying non-computer science majors. Accordingly, programming-based introductory computer science courses(CS1) are now a component of liberal education at many universities. Higher-education programming courses consist of fundamental programming courses based on a liberal art education aspect and programming-centered computer science courses based on a computer science education aspect. In addition, various programming courses have been established that are considered problem-solving tools by a variety of disciplines. However, despite such introductory courses, various studies suggest that students often encounter difficulties in learning the curriculum content; as a result, the dropout rate is relatively high. This study analyzes the programming language selection criteria for reducing the difficulties with programming faced by students preparing to major in computer science and for selecting appropriate programming languages to enable a effective transition to general-purpose programming languages(GPL). Furthermore, this study design and application of programming course and an analysis of the result. The research methods used for achieving these goals are listed below: 1. This study analyzes the challenges that consider the direction of the programming course take place in the national curriculum in order to explore how a programming course should be provided for students preparing to major in computer science student and to reduce the difficulties faced by students in programming courses. 2. This study analyzes the programming selection criteria for obtaining the information that should be considered while determining such criteria for students preparing to major in computer science. 3. This study conducted a Delphi survey to derive programming language selection criteria for students preparing to major in computer science. In this study, the programming language selection criteria and operational definition of the each of the selection criteria were derived using second-stage Delphi. 4. This study designed a programming course for students preparing to major in computer science. The study analyzes programming teaching and learning methods such as individual learning, collaborative learning, and game-based learning and discusses research related to programming course design based on the design principles of programming courses. 5. This study applied the designed programming course to the students preparing to major in computer science and analyzed the course results. The study derived ‘Scratch’ and ‘RUR-PLE’ as appropriate programming languages and designed a collaborative game-based programming course. Additionally, the study evaluated the results of the students’ achievement of programming course and analyzed their perceptions about the designed programming course. The result of this study are listed below. 1. The main factors obtained were ‘programming paradigm,’ ‘programming concept,’ ‘novice usability,’ ‘faculty preference,’ and ‘compatibility.’ 2. This study applied ‘Scratch’ and ‘RUR-PLE’-based programming course. At the end of the class, even students who did not have any programming experience were able to solve programming concept-related problems such as loops, functions, variables, and conditions. The survey indicated that the students showed considerable understanding of the software development process and were optimistic about future programming-related courses and careers. In general, the GUI-based programming languages required a low level of abstraction from the students. Nevertheless, the educational effects of GUI-based programming languages were highly appreciated, and it was recognized as an effective tool for programming education because it can easily convey the fundamental concepts and values of programming to a novice. However, making the connection between students learning a GPL and using GUI-based programming languages that requires a high level of students’ abstraction will be very difficult, because the objectives of the two are entirely different. In other words, the current utilization of an educational programming language(EPL) for programming education is not appropriate considering the final objective of programming knowledge. The study found that it is necessary to select a programming language considering the students’ cognitive level and the purpose of learning programming. Hence, it is important that the required general programming language level be considered in the process of selecting the programming language, if the ultimate goal of learning programming is using GPL. This study suggested that an EPL for novice programmers and primary students is not appropriate for higher-level students, or if the main purpose of learning programming is to use a GPL. In other words, a significant result of this study is that if the purpose of programming education is to develop the students’ competency, programming language selection in the general selection frame should be avoided. Further studies are required to refine the specific characteristics of a programming language appropriate to students’ characteristics, by analyzing the students’ programming competency and categorizing the programming language based on the programming education curriculum for the purpose of learning programming.

초·중등학교 컴퓨터 교육과정 모형 개발

윤혜정 光州大學校 經商大學院 1997 국내석사

본 연구에서는 초. 중등학교 6차 컴퓨터 교육과정과 2,000년 부터 연차적으로 시행할 예정인 7차 교육과정을 비교. 분석하고 그에 대한 문제점을 파악하여 정보화 시대를 이끌어 갈 수 있는 새로운 초.중등학교 컴퓨터 교육과정 모형으로 "영역별 단계형. 수준별" 방식을 제시한다. 이 모형은 현 6차 교육과정과 앞으로 시행하게 될 7차 교육과정에서도 초. 중등학교가 선택 과목으로 되어 학교 급별로의 연계성과 체계성이 없고 그에 따른 운영상의 제한점도 커서 효율적인 컴퓨터 교육이 어려우며, 특히 21세기를 맞이한 시점에서 교육 정보화의 핵이 될 수 있는 컴퓨터 교과 운영이 사실상 가장 취약하여 학습자 개인은 물론 다른 교과와도 전혀 접목이 되지 않는 현실은 주지하여 본 논문에서는 컴퓨터 교과를 읽기, 쓰기, 셈하기처럼 초등학교 저학년에서부터 기본 필수 과목으로 설정하여 어느 교과에서도 컴퓨터를 이용한 정보 획득을 할 수 있는 기본 교육이 되도록 제안하였다. 또한 네 가지의 기본 핵심 영역을 확보하고 단계별로 핵심 영역 네 부분을 이수한 다음에는 학습자 스스로 배우고 싶은 영역을 선택하여 단계를 올라가거나 보충할 수 있어 자기 나름대로 교과 내용을 재구성할 수 있도록 제시하였다. 컴퓨터 교과가 정보화 교육을 위한 매체가 되기 위해서는 멀티미디어를 이용한 복합 정보 체제로의 전환과 다양한 운영체제가 필요하며, 다름 교과와 자연스럽게 접목이 되는 이용 통합 교육의 근간이 되고, 교사가 학습자의 수준에 맞게 학습내용을 재구성하고 재창출할 수 있는 교육과정이 요구되고 있음을,현장에서 컴퓨터를 담당하고 있거나 관심이 있는 교사를 중심으로 두차례의 설문을 통하여 의견을 수렴하였는데 그에 대한 분석 및 검정은 통계 프로그램인 SAS version 6.12를 사용하여 제시하였다. This study compares and analyzes the sixth computer curriculum at elementary and secondary schools and the seventh curricum which will be executed from 2000, understands its problems and suggests the method by areas steps and levels as a new comjputer curriculum model for elementary and secondary schools which will lead the information age in future. This model will be selected an optional subject by the current sixth curriculum and future 7th curriculum and since it is difficult to carry out the effective computer educaion due to the absence of connection and systematization of the curriculum with each school and the limitation on its operation and especially computer curriculum management which can be the core o education information in coming 21st centuryis weak, this study sets the computer subject as the basic compulsory subject like reading, writing and calculating at elementary school curriculum and suggests it to be the basic education which can obtain the information using computer at anysubject. In addition, four basic areas are secured and after the basic areas are completed by stage, learner selects an area which he/she wants to learn and then they can reorganize the contents of the subject by themselves. For making computer subject a media for information education. the conversion of it into multiple information system using multimedia and the various operation system are required. And it is found that is the basis of integrated education with other subjects and the curriculum which teacher can reorganize and recreate the contents of study suitable to learners' level is required. In addition this study collects the opinions of teacher who take charge of computer in school or are interested in computer education through questionnaire and the analysis and verification of the questionnaire uses statistical program SAS version 6.12.

전문용어 기반 컴퓨터과학 지식체계 구축 시스템

우호성 고려대학교 대학원 2020 국내박사

지식체계란 특정 전문영역의 여러 개별적 지식이 논리적으로 조직되어 통일적 전체를 이룬 것이다. 교육과정은 지식체계를 기저로 교육의 목적에 맞추어, 교육내용과 정해진 수업의 교육 및 학습 방법을 종합적으로 계획한 것을 의미한다. 교육의 전반을 사회·문화적 맥락을 반영하는 것으로 사회의 변화와 무관하지 않다. 정보기술의 발달로 인해 지식의 변화를 겪고 있는 컴퓨터과학 분야는 기계학습, 자연어 처리, 전문가 시스템, 비전, 음성, 로보틱스 등의 내용이 교육에 영향을 주고 있다. 이와 같은 변화는 초·중등 컴퓨터과학 교육에까지 영향을 주고 있다. 초·중등 컴퓨터과학 교육의 경우, 2000년대 초반에는 ICT 소양이나 활용에 집중하였다면, 2010년을 전후로 컴퓨팅 사고력을 활용한 역량 강화를 강조하고 있다. 2018년 이래로 한국, 미국, 일본, 중국, 인도 등 각국은 고등교육 분야로 인식되었던 인공지능에 대한 지식을 교육내용으로 포함할 것을 권장하고 있다. 초·중등 교육에 대한 관심은 고등교육의 변화와 무관하지 않다. 브루너의 지식 구조를 고려하면, 초·중등 교육과 고등교육은 계열성과 계속성을 가져야 하기 때문이다. 미국과 일본은 고등교육과정 지식체계를 고려하여, 초·중등 교육과정을 개정하고 있다. 예를 들면 미국은 2001년 고등 컴퓨터과학 표준교육과정인 CC2001을 발표하였으며, 이를 기반으로 2003년 초·중등 교육과정 컴퓨터과학 모델을 개발하였다. 2011년 개발된 초·중등 컴퓨터과학 교육과정도 2008년에 공표된 고등교육과정인 CS2008을 반영한 것이다. 2017년 컴퓨터과학 교육과정 표준도 2013년에 공표한 CS2013 지식체계의 내용과 범위, 수준을 고려하였다. 일본의 초·중등 교육과정도 미국과 유사한 형태로 고등교육과정의 영향을 받아 개정되고 있다. 교육과정을 위한 지식체계 구성은 해당 분야 전문가들이 필요하다고 생각하는 내용을 토대로 지식을 선별하여 반영한다. 전문가에 의존한 방식은 많은 비용과 시간이 소요될 뿐 아니라, 전문가의 구성에 따라 교육과정의 일관성이나 객관성 유지가 어렵다는 한계가 있다. 지식체계에 제시된 주제와 전문용어를 분석하는 것은 교육과정의 고유한 교육적 가치를 조명하고, 시대적 패러다임을 파악할 수 있게 한다. 전문용어나 주제에 기반하여, 데이터의 변형을 최소화한 상태에서 여러 나라의 교육과정을 분석하는 것은 시대적 흐름에 적합한 지식체계를 도출하는 데 도움을 줄 수 있을 것이다. 본 연구는 전문용어를 기반으로 컴퓨터과학 분야의 지식체계 구축 시스템을 개발하기 위한 목적으로, 각국의 지식체계 분석을 통해 시스템 개발의 방향을 정립하였다. 도출된 개발 방향은 다음과 같다. 첫째, 분석을 위한 대조군, 즉. 분석프레임으로 고등지식체계 표준을 활용할 수 있다. 둘째. 분석프레임은 지식영역, 지식 유닛, 수준별 주제의 구조로 쓰임을 가늠할 수 있도록 계층적으로 구축해야 한다. 셋째, 지식체계의 주제에서 단일 어절과 더불어 복합 어절까지 추출할 수 있는 전문용어 추출 기능이다. 넷째, 학습의 전이를 고려하여, 특정 지식과 의미적으로 관련성이 높은 지식의 추출 기능이다. 개발 방향을 고려한 시스템은 지식체계의 본질적 의미를 파악하기 위해 데이터 분석에서 노이지를 최소화하는 데 중점을 두었다. 기존 지식체계 분석은 단어의 빈도나 토픽 모델링을 통한 단어 군집 기반 연구가 있었다. 지식체계 구성을 위한 전문용어는 교육내용 체계화에 기여할 수 있음에도 불구하고 주제를 단어 기반으로 분절적으로 다루어 지식체계의 전체 구조를 파악하는 데는 용이하지만 의미적으로 정확한 분석에는 한계가 있었다. 두 개 이상의 단어가 합성어로 정의된 전문용어의 경우, 단어 기반 분석은 의미 파악에 한계가 있다. 예를 들면, Machine은 Turing machines, Assembly level machine, Machine learning 등 다양한 전문용어가 있다. 즉, Machine이라는 단일 어절은 의미론적으로 모호할 수 있다. 따라서 지식체계 구축을 위해서는 전문용어 추출 혹은 가공하지 않은 상태에서의 분석이 매우 중요하다고 할 수 있다. 컴퓨터과학 지식체계 구축 시스템의 주요 개발 내용은 컴퓨터과학 분야 전문용어 사전 개발, 전문용어 추출 모듈, 주제 간 유사성 추출 모듈로 다음과 같다. 첫째, 전문용어 사전 개발이다. 지식체계는 기준이 되는 틀에 근거하여 분석되어야 하며, 지식체계 고유의 특성을 갖는 전문용어는 중복된 내용이 없어야 한다. 분석 대상인 지식영역이나 분포 등도 명확할 필요가 있다. 이에 본 연구는 지식체계 분석을 위한 틀로 고등 표준 지식체계의 구조와 내용을 바탕으로 전문용어 사전을 개발하였다. 전문용어 사전은 지식영역과 지식 유닛, 입문자/전공자/이 외의 심화 수준의 주제에서 추출된 용어를 위계적으로 조직하여 개발하였다. 둘째, 전문용어 추출 모듈 개발이다. 규칙 기반 방법은 구현이 간단하고 정확성이 높아 많은 연구에서 사용한다. 그러나 대량의 후보 용어 분석, 분야마다 규칙을 수동으로 보완한다는 점 때문에 이식성이 낮다. 본 연구는 컴퓨터과학이라는 특정 분야에서 용어 추출의 정확성을 고려하여 규칙기반 방법을 적용하였다. 지식체계에서 추출된 전문용어를 통해 지식영역/지식 유닛의 전문용어 비중, 전문용어가 수준별 주제에서 어떤 용도·수준으로 쓰이고 있는지, 임베딩을 통해 전문용어 간 의미적 관계를 파악할 수 있도록 하였다. 셋째, 주제 간 의미적 유사성 추출 모듈 개발이다. 고등 표준 지식체계는 지식영역, 혹은 지식영역에 제시된 주제 간 상호참조 관계를 언급하고 있다. 지식 간 참고할 수 있는 내용 혹은 서로 보완할 수 있는 지식을 제공함으로써 학습의 전이와 이해를 돕기 위한 것이다. 본 연구는 문장으로 구성된 주제에 대해 상호 관련성 있는 주제를 추출하기 위해 CNN 기반 모델, Manhattan LSTM, Transformer 모델을 구축하였다. 모델에 두 개의 주제를 입력하여, Final hidden state 벡터의 유사도를 계산하고, 의미적 유사성을 추출하였다. 유사도 측정은 Manhattan distance를 적용하였다. 일반적으로 사용되는 유클리드 거리는 유사도를 판단하는 문제에서 학습 초기 단계에 Vanishing gradients로 에러를 보정하기 어려워 정확도에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 주제간 의미적 유사성 타당성 검증은 전문가 내용 타당도 검증과 색인어 기반 검증으로 진행되었으며, 검증 결과를 통해 유사성이 높은 주제는 상호보완 주제로 활용될 수 있음을 확인하였다. 개발된 전문용어 기반 컴퓨터과학 지식체계 구축 시스템에 각국의 초·중등 지식체계를 적용하여, 결과 도출 및 교육적 사용 가능성을 분석하였다. 시스템의 결과를 반영하여, 지식체계를 개발하였다. 개발된 지식체계는 컴퓨터학과 교수 12명을 대상으로 설문을 진행하였으며, 이를 통해 타당성 및 신뢰성을 확보하였다. 영역은 정보 사회, 알고리즘, 프로그래밍, 알고리즘의 성능분석의 4개로 구성되며, 응답 결과는 적합성과 타당성 모두 3.50을 기준으로 기준값 이상으로 나타났다. 영역의 7개 세부영역에 대한 주제의 적합성은 알고리즘 성능분석/구현 영역을 제외하고, 기준값 이상으로 나타났다. 최종적으로 정보기술 개요, 알고리즘, 프로그래밍의 지식영역으로 구성된 지식체계와 각 주제에서 상호보완될 수 있는 주제를 제시하였다. 본 연구는 첫째, 지식체계 분석 연구에서 복합 어절로 구성된 전문용어에 근간하여 분석한 연구이다. 둘째, 학문적 측면에서 문장 모델 방법론이 상호참조 주제 추출을 위해 적용될 수 있음을 제시하였다. 셋째, 지식체계 분석과 구축의 방향성을 제시함으로써 컴퓨터과학뿐 아니라 다양한 학문 분야의 지식체계를 구축하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 지식체계 설계는 향후, 학문적 기초를 마련하고, 어떤 주제들을 다루어야 할 것인가의 측면에서 매우 중요한 사항이다. 초·중등 교육뿐 아니라 간 학문적 측면에서도 변화하는 시대와 문화를 반영한 체계적인 지식체계 설계가 가능하도록 연구가 지속되어야 할 것이다.

공개소프트웨어 활용 컴퓨터 교육을 위한 교수·학습 관리 도구의 개발 및 활용

황병욱 한국교원대학교 대학원 2014 국내석사

본 연구는 리눅스 기반 공개SW 컴퓨터실을 관리할 수 있는 ‘교수·학습 관리 도구’를 개발하고, 이를 학교 현장에 적용하여 공개SW 기반의 컴퓨터 교육이 이루어지게 하며, 정보 교육 과정에 따른 수업을 진행하는데 있어서 공개SW 컴퓨터실이 효과적으로 이용될 수 있음을 밝히는데 목적이 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 ‘학생의 수업 집중을 방해하는 요소는 상용SW 컴퓨터실에서의 수업보다 공개SW 컴퓨터실에서의 수업에서 더 적을 것이다.’라는 가설을 설정하였고, 가설을 검증하기 위해 1,048명의 학생과 15명의 정보·컴퓨터 교사를 대상으로 학생 인식 조사 및 교사 만족도 조사를 실시하였다. 그 결과, 상용SW 컴퓨터실 수업보다 공개SW 컴퓨터실 수업에서 수업 방해 요소가 적었다는 유의미한 결과를 얻을 수 있었으며, 이에 대해 교사들도 만족하고 있음을 알 수 있었다. 또, 공개SW 컴퓨터실에서의 교수·학습 활동이 최소 6개월 이상 큰 문제없이 이루어지면서, 정보 교육 과정을 따르는 수업 운영이 학교 컴퓨터실의 대다수를 차지하는 상용SW 컴퓨터실에서만 가능한 것은 아니라는 것을 보여주었다.