프로그래밍 언어 기초 문법 역량 평가 시스템의 설계와 유효성 분석 = Design and Validation of a Programming Language Basic Syntax Competency Assessment System

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

There is a strong focus on cultivating digital talent, particularly in education. However, research on evaluation criteria for novice programming learners remains limited. This study aims to design a tool that assesses learners' competencies in basic programming language grammar. Evaluation criteria, assessment items, problems, and rubrics were designed, and a calculation formula for generating evaluation results was created. The study compared human-graded results with computer-graded results, and the tool's effectiveness was confirmed through A/B testing with teachers. The results showed that the tool significantly reduced grading time while providing fair and consistent assessments. Additionally, it more accurately reflected actual competencies, regardless of learners' self-perceived abilities. This tool is valuable for identifying areas where learners need further study and providing a foundation for personalized learning paths.

국문 초록 (Abstract)

전 세계는 빠르게 변화하는 디지털 세상에 잘 적응하여 살아갈 인재 양성에 총력을 기울이고 있다. 우리나라에서도 학교 현장을 비롯한 사회 전반에 걸쳐 디지털 인재를 양성하고자 노력하고 있지만, 초보자 프로그래밍 평가 기준에 대한 연구는 미비하다. 따라서 본 연구는 프로그래밍 언어 기초 문법 학습자의 역량을 효과적으로 평가할 수 있는 도구를 설계하였다. 프로그래밍 언어 기초 문법 요소에 대한 평가 항목을 설계하고 평가 문제와 루브릭를 개발하였으며, 평가 결과 산출 계산식을 설계하였다. 프로그래밍 언어 역량 평가의 사람 채점 결과와 컴퓨터 채점 결과를 비교하고 분석하였으며, 교사 대상의 A/B 테스트 결과를 활용하여 프로그래밍 언어 역량 평가 시스템의 효과성을 도출하였다. 연구 결과, 프로그래밍 언어 역량 평가 도구는 기존 방식에 비해 채점 시간을 단축시키고 공정하고 일관된 평가를 제공할 수 있었다. 또한 학생들이 스스로 인식한 자신의 역량과 별개로 실제 역량을 상대적으로 더 정확하게 반영할 수 있음을 확인하였다. 각 학습자의 추가학습이 필요한 영역을 파악하고 학습 경로를 제안하는 데 유의미한 근거로 작용할 수 있다는 점에서 의의가 있다.

목차 (Table of Contents)

• 초록 ⅰ
• Abstract ⅱ
• 목차 ⅲ
• 표 목차 ⅴ
• 그림 목차 ⅵ
• 1. 서론 1
• 1.1 연구의 필요성 1
• 1.2 연구 목적 및 연구 문제 2
• 1.3 연구 내용 3
• 1.4 용어 정의 3
• 2. 관련 연구 4
• 2.1 프로그래밍 언어 역량 평가 도구 현황 4
• 2.2 프로그래밍 언어 기초 문법 요소 6
• 3. 연구 방법 8
• 3.1 연구 절차 8
• 3.2 연구 대상 9
• 3.3 연구 도구 11
• 3.3.1 프로그래밍 언어 역량 평가 항목 설계 11
• 3.3.2 프로그래밍 언어 역량 평가 시스템 사전 질문 구성 12
• 3.3.3 프로그래밍 언어 역량 평가 시스템 문제 구성 14
• 3.3.4 프로그래밍 언어 역량 평가 시스템 루브릭 개발 20
• 3.3.5 프로그래밍 언어 역량 평가 시스템 실행 절차 설계 22
• 4. 연구 결과 26
• 4.1 학생 대상 역량 평가 채점 결과 분석 26
• 4.1.1 사람 채점 결과 분석 26
• 4.1.2 컴퓨터 채점 결과 분석 28
• 4.1.3 사람 채점 결과와 컴퓨터 채점 결과 비교 29
• 4.1.4 학습 내용 기반 결과 분석 30
• 4.2 교사 대상 A/B 테스트 결과 분석 32
• 5. 결론 및 제언 34
• 참고문헌 36
• 부록 38