시각 프로그래밍 기반 블록 공유 시스템 개발 = Development of a Block Sharing System based on Visual Programming

국문 초록 (Abstract)

코딩 조기 교육의 필요성이 대두됨에 따라 교육용 프로그래밍 도구가 개발되었으며, 이들 중 블록 코딩을 지원하는 Blockly, 스크래치, 엔트리 등의 도구가 개발되었다. 그러나 현재 블록 코딩 도구는 라이브러리를 지원하지 않아 교육 효율이 많이 떨어지는 실정이다. 또한 블록을 Python이나 JavaScript와 같은 텍스트 기반 언어로 변환은 가능하지만, 텍스트 기반 언어로 블록을 생성할 수 없다. 본 논문에서는 블록 코딩에 라이브러리 개념을 도입한 블록공유시스템을 개발한 방법을 소개한다. 즉, 블록 라이브러리를 통해 블록 재사용성을 높이고 블록을 쉽게 공유할 수 있도록 하였다. 또한 블록과 텍스트 기반 언어 간의 변환 기능을 추가하여 텍스트 기반 언어로 효과적인 학습전이가 이루어지도록 하였다. 이를 위해 라이브러리를 저장 및 호출할 수 있는 사용자 정의 블록과 사용자 인터페이스를 구현하였다. 또한 새로운 블록 저장 구조를 정의하였고 라이브러리 관리 서버를 통해 이를 공유할 수 있도록 하였다. 그리고 라이브러리 공유 과정과 텍스트 기반 언어를 블록으로 변환하는 과정을 설명하고 실험을 통해 이를 검증하였다. 또한 설문 조사를 통해 개발한 시스템이 코딩 교육에 효율적임을 평가하였고 엔트리나 스크래치에서 블록을 공유하는 방식보다 92.0%의 의견으로 효율성이 좋다고 평가되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Blockly is a block coding tool that, unlike text-based languages, allows coding in a graphical environment through blocks and using primarily for coding early education. However, the current system does not support block libraries, so the education efficiency is very low. It is also possible to convert blocks to text-based languages like Python or JavaScript, but it cannot create blocks from text-based languages. This paper describes Block Sharing System that adopts the library concept to block coding. Block libraries increase block reusability and make blocks easy to share. It also adds the ability to convert between blocks and text-based languages, providing an effective learning transition to text-based languages. For this purpose, it is implemented user interface and custom blocks that can store and call libraries. It is also defined a new block storage structure that can be shared through the library management server. The process of sharing the library and the process of converting a text-based language into blocks is explained and verified through experiments. In addition, according to the survey for evaluating the developed system, 92.0% of interviewees responded that the suggested method is more convenient than sharing blocks in entry or Scratch.

목차 (Table of Contents)

• I 서론 1
• II 관련 연구 5
• 2.1 Blockly 5
• 2.1.1 시각 프로그래밍 언어 5
• 2.1.2 툴박스 6
• 2.1.3 블록 정의 8
• 2.1.4 Generator 9
• 2.1.5 유사 블록 코딩 도구 10
• 2.2 Blockly 기반 블록 코딩 도구 12
• 2.2.1 BlockPy 12
• 2.2.2 Blockly 디버깅 13
• 2.3 기존 블록 코딩 도구 15
• 2.3.1 스크래치 15
• 2.3.2 엔트리 16
• 2.3.3 블록 코딩 도구 간의 비교 17
• 2.4 기존 블록 코딩 도구의 문제점 18
• 2.4.1 블록 공유 및 재사용 18
• 2.4.2 블록과 텍스트 코드 간의 변환 21
• III 블록 공유 시스템 23
• 3.1 라이브러리 공유 방법 설계 23
• 3.1.1 BLK 파일 정의 23
• 3.1.2 BSS의 구성 25
• 3.1.3 라이브러리 관련 블록 28
• 3.1.4 기존 시스템과 비교 31
• 3.2 텍스트 코드 변환 방법 설계 34
• 3.2.1 텍스트 코드 변환 알고리즘 34
• 3.2.2 블록과 텍스트 코드 간의 변환 관련 블록 37
• 3.2.3 제약사항 39
• IV 실험 40
• 4.1 사용자 인터페이스 40
• 4.2 실험 방법 41
• 4.3 실험 결과 43
• V 성능 평가 47
• 5.1 설문 조사 47
• 5.2 결과 분석 49
• 5.3 고찰 53
• VI 결론 54
• A 부록 60
• A.1 설문지 60