대학에서 Computational Thinking 신장을 위한 전공영역별 코딩교육 교육과정 및 프래임워크 개발

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 대학에서 컴퓨터 비전공자의 컴퓨팅 사고력 (Computational thinking, CT) 신장을 위한 컴퓨팅 교육의 전공영역별 교육과정과 교육과정 프래임워크를 개발하는 것을 주 목적으로 한다. 4차 산업혁명 사회로 진입하고 있는 국제적 현상에 발맞추어 전공에 상관없이 컴퓨팅 지식을 함양하는 것이 중요하다. 컴퓨팅 지식의 핵심은 ‘컴퓨팅 사고력’으로 컴퓨터의 기본 원리를 이해하고 이를 적용하여 문제를 해결하는 사고를 의미한다. 국내에서 이 중요성을 인지하고 SW중심대학 등의 사업을 진행하고 있다. 하지만 효과적 교육을 위해 비전공자를 위한 체계적인 수업 개발과 적용사례의 연구가 실행 및 공유되어야 한다. 이와 같은 문제의식을 가지고 본 연구는 전공영역을 인문사회계, 이공계, 예체능계로 구분하고 각 전공영역별로 컴퓨팅 사고력 신장을 위한 교육과정을 개발 및 적용하였다. 비전공자 대상 컴퓨팅 사고력 향상 과목의 프래임워크를 개발하고 이를 적용하여 3가지 전공영역별 교육과정을 개발 및 적용하였다. 연구내용은 크게 문헌연구, 교육과정 개발, 적용 및 결과 확인의 3가지 내용으로 구성하였다. 첫째, 문헌연구를 통해 고등교육 비전공자를 위한 컴퓨팅 사고력 개념을 ‘컴퓨터 과학의 기본 개념을 바탕으로 실생활과 다양한 학문분야의 문제를 이해하고, 컴퓨팅 시스템을 활용하여 해결방법을 도출, 구현, 적용할 수 있는 능력’으로 조작적 정의를 내렸다. 국외의 컴퓨팅 사고력 신장을 위한 교육과정을 분석하여 핵심 개념 및 기능 요소를 도출하였고, 이를 바탕으로 6가지 핵심개념(자료와 정보, 추상화, 알고리즘, 프로그래밍, 네트워크, 융합)과 7가지 CT활동(컴퓨팅과 연관짓기, 자료 수집하기, 문제를 찾고 분석하기, 해결방법 표현하기, 컴퓨팅 산출물 만들기, 소통하기, 협력하기)으로 구성된 교육과정 프래임워크를 개발하였다. 둘째, 각 계열별(인문사회, 이공, 예체능)로 교육과정을 개발 후 적용하였다. 계열별 학생의 특성(동기, 프로그래밍 및 컴퓨터 사용에 대한 효능감, 사전 지식 등)을 고려하여 학습 활동 및 구체적 내용을 구성하였다. 인문사회계는 언플러그드, 스크래치, 엔트리, 파이썬, 앱인벤터를, 이공계는 엔트리 보드, Codecademy, 파이썬을, 예체능계는 프로세싱과 아두이노를 수업 도구로 사용하였다. 셋째, 개발된 교육과정을 각 계열별 학생이 참여하는 수업에 적용하여 교육과정이 현장에 적용가능함을 확인하였다. 계열별로 상이하지만 학생들의 만족도와 SW에 대한 인식이 향상되었으며, CT기반 평가에서도 전반적으로 긍정적인 결과를 보였다. 교육과정 적용 경험을 정리하여 1) 계열별 프래임워크 사

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to develop a framework for computing course in higher education to enhance computational thinking of non-computer major students and curriculum by study domains based on the framework. Today our society is entering so-called the ‘Forth industrial revolution’ and it is critical to understand computing principle regardless of study fields. The core of computing principles is on ‘computational thinking’ which is a way of thinking to solve problems by understanding and applying computing knowledge. South Korean government recognized the importance and implemented programs like ‘SW centered university (SW joongshim daehak)’. However, developing curriculum systematically and sharing the curriculum and application results need not be overlooked for effective education. Having this in our mind, we categorized study fields as liberal arts, science and engineering, and arts and developed and applied courses by the category to enhancing students’ computational thinking. The courses were developed based on the computational thinking based educational framework. This research consisted of literature review, curriculum development, and application. First, we drew operational definition of computational thinking for non-computer majors in higher education as ‘an ability to under