스크래치 EPL을 활용한 라인트레이서 시뮬레이션교육 프로그램 개발

신갑천,허경 한국정보교육학회 2011 정보교육학회논문지 Vol.15 No.4

본 논문은 PBL 기반 프로그래밍 교육방법에 기초하여 라인트레이서의 주행 알고리즘을 중심 학습 요소로 선정하였다. 본 논문에서는 스크래치 웹 코스웨어를 개발하여 로봇 프로그래밍 교육 발전에 걸림돌로 작용하는 과도한 비용 문제나 시간적, 공간적인 제약과 같은 환경적 여건의 부족 문제를 해소하기위해, 라인트레이서 동작 시뮬레이션 스크래치 프로그램 및 교육 프로그램을 제안하였다. 그리고 실험 수업을 통해 초등 교육 현장에 적용함으로써 논리적 사고력과 문제해결력에 미치는 영향을 검증하였다. In this paper, we have selected traveling algorithms of Line-Tracer as the focused learning elements with the PBL-based programming instruction method. Line-Tracer traveling algorithm programming has been simulated using the Scratch EPL. Development of robot web courseware such as Line-Tracer can create an effective educational environment and also provide solutions for lack of environmental conditions, such as time or spatial factor restrictions and excessive expense issues; these are major obstacles to developing robot programming education. Finally, we analyzed the effects on growth of student's logical thinking and problem solving abilities by demonstrating the Scratch application courseware to the field of elementary education.

스크래치 프로그래밍을 활용한 초등학교 STEAM학습모형

문외식 한국정보교육학회 2013 정보교육학회논문지 Vol.17 No.4

STEAM교육은 궁극적으로 융합적 사고와 문제 해결능력을 크게 신장 시킬 수 있다. 본 연구에서는 초등학교 6학년생들 이 스크래치 프로그래밍을 활용해 각 교과 내용을 STEAM학습 할 수 있도록 스크래치 소양교육과 교과적용 STEAM모형 을 개발하였으며, 6학년 학생들에게 방과 후 수업 및 정규 수업시간에 적용하고 분석하였다. 결과로서, 모형적용 대상인 6학년생의 약 70%가 스크래치 프로그램을 교과에 적용하여 자기 주도적으로 STEAM학습을 할 수 있었으며, 나머지 30%의 학생들도 스크래치로 일부 STEAM학습을 할 수 있었다. STEAM학습의 성취도 평가에서도 10점 만점에 전체 평균 7.83점을 얻어 평가대상 대부분의 학생들이 만족할 만한 성취수준을 얻은 것으로 평가 되었다. 따라서, 스크래치를 활용한 STEAM학습 모형이 C, BASIC 등의 기존 프로그래밍 언어를 활용하는 것 보다 매우 우수한 것으로 판단된다. It is possible to increase integrated thinking and problem solving ability ultimately through STEAM education. This study developed STEAM model to apply to subjects and scratch knowledge education that sixth grade students in elementary schools can learn each subject through STEAM learning by applying scratch programming and it was applied and analyzed during regular classes and afterschool classes for sixth grade students. As a result, it was possible that about 70% of sixth grade students, the subject of model application were able to do STEAM learning initiatively by applying scratch program. Other 30% of the students were able to do STEAM learning partially through scratch. As for the achievement assessment of STEAM learning, it was evaluated that most of the students for the evaluation subjects got satisfactory achievement level by getting overall average 7.83 out of ten. Thus, it is considered that STEAM learning model by applying scratch is very superior that applying existing programming language such as C, BASIC etc.

스크래치 전자 블록을 활용한 프로그래밍 교육

조윤주,전석주 한국정보교육학회 2020 정보교육학회논문지 Vol.24 No.6

스크래치는 교육용 프로그래밍 도구로 초등학교 소프트웨어교육에서 많이 활용되고 있으며 스크래치를 활용 한 수업이 학생들의 컴퓨팅 사고력, 문제 해결력 등에 도움이 된다는 연구 결과가 많다. 그러나 스크래치 사용자 의 연령 통계 자료를 분석해본 결과 초등학교 저학년 학생들의 스크래치 활용도가 낮았으며 블록 프로그래밍 경 험이 있는 고학년 학생들도 프로그래밍의 기본 원리인 순차, 반복, 선택의 개념을 이해하는 것에 어려움이 있었 다. 따라서 본 연구에서는 손으로 만지면서 프로그래밍을 학습할 수 있는 스크래치 전자 블록과 전자 블록 활용 프로그래밍 교육 커리큘럼을 개발하였으며 초등학교 2학년과 6학년 학생들을 대상으로 수업을 진행하였다. 수업 전·후 프로그래밍에 대한 흥미도 검사를 진행한 결과 2학년 학생들의 흥미도는 3.28에서 3.58로 향상되었으며 6 학년 학생들의 흥미도는 3.41에서 4.09로 증가하였다. 프로그래밍 기본 원리 이해 평가 결과 2학년 학생들 중 84%의 학생들이 주어진 과제 9개 중 7개 이상을 해결하였으며 6학년 학생들 중 62%이상의 학생들의 주어진 과 제 9개 중 7개 이상을 해결하였다. Scratch is Educational Programming Language, and it has been widely used in Elementary school SW Education. Many studies show that Scratch education is helpful for students` computational thinking and problem solving. However, the lower grade students use scratch less than the higher grade students, and the higher grade students have difficulty in understanding basic programming principles such as sequence, repetition, and condition. Therefore, in this study, we developed Scratch electronic blocks and programming education curriculum. We had classes for 2nd grade and 6th grade students, and it was confirmed that the score of 2nd grade students` interest about programming increased from 3.28 to 3.58 and 6th grade students` interest increased from 3.41 to 4.09. As a result of the programming basic principles understanding assessment, 84% of the 2nd grade students solved more than 7 of the 9 questions and 62% of the 6th grade students solved more than 7 of the 9 questions.

고전 영화 복원을 위한 웨이블릿 계수축소와 보간법을 이용한 선형 스크래치 검출 및 제거 기술

강원석(Wonseok Kang),이은성(Eunsung Lee),김상진(Sangjin Kim),백준기(Joonki Paik) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.48 No.5

본 논문에서는 웨이블릿 변환을 이용하여 필름 영상에 존재하는 선형 스크래치를 검출하고 이를 제거하는 기술을 제안한다. 현재까지 스크래치 검출과 복원에 대한 많은 연구가 독립적으로 진행되어 왔는데, 그 이유는 영화가 요구하는 높은 품질과 그에 필요한 방대한 계산량 등의 문제점 때문이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 영상을 3-레벨 웨이블릿을 변환하고, 웨이블릿 계수축소와 보간법을 이용하여 선형 스크래치의 검출과 제거를 동시에 수행한다. 실험결과를 통하여 본 논문에서 제안하는 방법은 기존 스크래치 제거 방법보다 적은 계산량으로 정확하게 선형 스크래치를 검출하고 제거함을 알 수 있다. 또한 제안하는 방법은 상용화 되어 있는 고전 영화 복원 시스템에 추가하여 사용이 가능하다. This paper presents a novel scratch detection and removal approach for old film images in wavelet-domain. Various scratch detection and removal algorithms have been proposed for past decades. However, accurate scratch detection and removal with a moderate amount of computing effort is still a problem because of trade off between the quality of the film and computational load. For overcoming this problem, we first decompose an input image using a 3-level wavelet transform, and then remove the scratch by shrinking wavelet coefficients using linear interpolation. Experimental results show that the proposed algorithm can efficiently detect and remove the scratch in damaged films, and also be incorporated into old film restoration systems.

초등학생들이 수업시간에 스크래치 프로그래밍과 센서 보드를 활용한 STEAM교육 모형 개발과 적용

문외식 한국정보교육학회 2014 정보교육학회논문지 Vol.18 No.2

소프트웨어와 하드웨어를 연계한 STEAM 학습은 알고리즘 향상, 문제해결 능력, 융합적 사고력 등을 크게 신장할 수 있으며, 궁극적으로 학습태도 및 학업 성취력을 높일 수 있다. 본 연구에서는 프로그래밍의 기본 개념을 이해할 수 있는 초등학교 6학년들이 스크래치와 6개의 센서가 부착된 센서 보드를 결합한 프로그래밍 활용으로 국정교과서(5종) 교과내용을 학습 할 수 있도록 학습 모형을 개발하였으며, 6학년 수업현장에서 적용하고 결과를 분석하였다. 결과로서, 평가대상인 초등학생들 대부분이 스크래치와 센서 보드를 결합한 STEAM 학습도구가 적합한 것으로 분석되었다. STEAM 학습에서의 성취도 평가에서 5개 교과 평균성취 수준이 10점 만점에 7점 이상의 평가를 받은 학생들이 39.5%를 얻었으며, 평가대상 대부분의 학생들이 만족할 만한 성취수준을 얻은 것으로 분석되었다. 따라서, 스크래치와 하드웨어인 스크래치 센서 보드를 활용한 학습은 단순히 소프트웨어만 활용하는 기존 소프트웨어 중심의 학습보다 효과적인 것으로 판단된다. STEAM learning, which combined software with hardware, can greatly increase algorithm improvement, problem-solving skills, integrated thinking ability etc. and can ultimately improve learning attitude and academic achievement. In this study, we developed STEAM learning model so that 6th graders who can fully understand the basic concept of programming can learn subject contents of national textbooks (5 kinds) with programming that combined six sensors attached Sensor_board with Scratch and applied it to 6th grade class and analyzed the results. As a result, the STEAM learning tool that combined Scratch with Sensor_board was analyzed to be suitable for most elementary school students to be evaluated. In the achievement evaluation of learning, 39.5% of students obtained more than 7 points out of perfect 10 in the average achievement level of 5 subjects so most students evaluated were analyzed to obtain satisfactory achievement. Therefore, STEAM learning using Scratch and Sensor_board, hardware is considered to be more effective than existing software-centered ×learning using only software.

스크래치 프로그래밍 학습이 학습자의 동기와 문제해결력에 미치는 영향

송정범,조성환,이태욱 한국정보교육학회 2008 정보교육학회논문지 Vol.12 No.3

본 연구에서는 초등학생의 프로그래밍 학습을 효과적으로 조력하기 위해 새로운 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용한 프로그래밍 학습의 가능성을 제시하고자 하였다. 스크래치 프로그래밍 학습 내용은 프로그래밍 과정에서의 학습자의 내적 동기 유발을 위한 전략과 복잡한 인지 능력 향상을 위한 창의적 문제해결 수업모형(CPS)을 토대로 구성하였다. 설계된 학습 내용을 초등학교 6학년 재량활동 시간에 적용한 결과, 스크래치 프로그래밍 학습은 학습자의 내재적 동기와 문제해결력 향상에 효과가 있는 것으로 나타났다. 최근 정보통신기술교육 운영지침의 개정으로 프로그래밍 교육과 알고리즘 교육이 초등학교에서도 필요하게 되었고 학교 현장의 여건 등을 고려해보면 본 연구를 통해 설계된 교수․학습 전략을 기반으로 한 스크래치 프로그래밍 학습은 의미 있는 선택이며 기존 프로그래밍 교육의 문제점 해소를 위한 적절한 대안이 될 수 있을 것이다. This paper propose to use a new educational programming language, Scratch, to help students' programming study. For this purpose, a course has been developed which consists of (1) strategies to motivate students and (2) Creative Problem Solving (CPS) teaching model to improve their problem solving abilities. We experimented the course with sixth-grade elementary students for 4 weeks and we could observe that the Scratch programming learning helps motivating students and improving their problem solving abilities. Based on this observation, we believe that Scratch programming can be an alternative for current programming education in elementary schools.

스크래치 프로그래밍이 초등 영재학생들의 창의적 문제해결력에 미치는 효과

류충규,이철현 한국실과교육학회 2012 한국실과교육학회지 Vol.25 No.1

The purpose of this study is to look into the effects on abilities in creative problem solving by developing a class using Scratch programming and applying it to gifted elementary students who have just started programming for the first time. We confirmed the homogeneous group by conducting a creative problem-solving pre-test for more than 12 hours. The Scratch educational program was applied to an experimental class ,and the programming class, using Visual Basic, was applied to a comparison class. After the pre-test, we analyzed the test to check up on the educational effects on the abilities in creative problem solving. Here are the educational effects of the developed Scratch educational program. First, it's easy to use for educational programming for gifted elementary school students. In the test, the students who thought that this programming was hard could understand and use the programming easily. Second, the gifted students could learn the construction principle of the programming. The Korean version of Scratch Programming is available to immediately see the result by combining various blocks so that the gifted students can understand the construction principle of the programming. Third, students can improve abilities in creative problem solving, logical thinking, information processing, communication skills, and interaction skills. In the process of producing a creative output, the abilities of creative problem solving and information processing can be improved. Fourth, student-centered and self-directed learning can be done with the program. Gifted students who are tenacious with their assignments realized the way they self-study as the way the Scratch educational program led them to. While self-correcting their errors and producing creative outputs, they can learn actively. 이 연구는 프로그래밍을 처음 시작하는 초등 영재학생에게 스크래치라는 교육용 프로그램을 활용한 수업을 개발, 구안하여 이를 적용해 봄으로써 창의적 문제해결력에 미치는 효과를 알아보는것을 목적으로 하였다. 실험반과 비교반에 사전 창의적 문제해결력 검사를 실시하여 동질 집단임을 확인하고, 실험반은스크래치 교육 프로그램을 적용하였고, 비교반은 비주얼베이식을 활용한 프로그래밍 수업을 적용하였다. 실험실시 후 교육적 효과를 알아보기 위하여 창의적 문제해결력을 검사하고 분석하였다. 이 연구에서 개발한 스크래치 교육 프로그램의 교육적 효과는 다음과 같다. 첫째, 초등학교 영재학생들을 대상으로 프로그래밍 교육에 쉽게 활용할 수 있다. 프로그래밍을어렵게만 생각하던 초등 영재학생들이 이 스크래치 교육 프로그램을 통하여 쉽게 활용, 이해할 수있었다. 둘째, 초등 영재학생들이 프로그래밍을 구조화 원리를 학습할 수 있었다. 스크래치 한글판은 다양한 블록을 결합하여 바로 결과를 알 수 있어 보다 손쉽게 프로그래밍 구조화 원리를 이해할 수있다. 셋째, 학생들의 창의적 문제해결력, 논리적 사고력, 정보 처리능력, 의사소통 능력, 상호 작용 능력을 신장시킬 수 있다. 프로그래밍된 다양한 블록을 활용하여 창의적인 산출물을 제작하는 과정에서 창의적 문제해결력, 정보처리 능력을 기를 수 있다. 넷째, 학생 중심의 자기 주도적 프로그램 학습이 이루어 질 수 있다. 과제 집착력이 강한 초등영재학생들은 스크래치 교육 프로그램에서 안내하는 대로 학습을 진행하다 보면 스스로 학습하는방법을 깨달아가게 된다. 스스로 오류를 수정하고 창의적인 산출물을 제작하는 과정에서 자신이주체가 되어 능동적으로 학습할 수 있게 된다.

스크래치 프로그램을 활용한 초등학교 STEAM 프로그램 개발 및 적용

이창훈,김기열,김종승,허혜연,김기수 한국실과교육연구학회 2013 실과교육연구 Vol.19 No.1

이 연구의 목적은 초등학생을 대상으로 스크래치 프로그램을 활용한 STEAM 교육의 바람직한 사례를 제공하는 것이다. STEAM 통합 교육에 터한 스크래치 프로그래밍 활동을 통해 초등학생들은 통합적 접근으로 학습하였고, 제작 과정을 통해 다양한 형태로 적용하고 표현하는 기회를 갖게 되었다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 스크래치 프로그램을 활용한 초등학교 STEAM 프로그램 개발을 위한 절차 모형은 준비, 개발, 검증, 실행, 개선의 5단계로 제시되었다. 준비단계는 요구분석, 학습목표선정, 교육과정 분석으로 구성되었으며, 개발단계는 학습자료 개발, 교수자료 개발로 구성되었다. 검증단계에서는 전문가에 의한 타당도 검증을 실시하였고, 실행단계에서는 개발된 프로그램을 학생을 대상으로 현장 적용하였고, 개선단계에서는 학습자와 수업자의 평가를 받아 수정 및 보완하였다. 둘째, STEAM 프로그램은 STEAM 프로그램 요약도, 학생용 교재, 교사용 설명서, 멀티미디어 수업자료 등을 개발하였고, 전문가 검증을 통해 타당성을 확보한 후 수정, 보완하여 STEAM 프로그램을 실제 수업에 적용하였다. 셋째, 개발된 STEAM 프로그램의 학습자 평가 결과, 전체적인 만족도가 5점 만점 중 평균 4.03점으로 높게 나타났다. 수업자 평가 결과도 개발된 STEAM 프로그램을 매우 효과적으로 평가하였기에 학습자와 수업자의 의견을 수렴하여 최종적으로 프로그램을 개선하여 완성하였다. The purpose of this research is to provide a desirable case of STEAM education utilizing Scratch program for elementary school students. The elementary school students learned with the integrated approach through Scratch programming based on STEAM integrated education, and through production process they had the opportunity for application and expression in diverse forms. The results of this research are as follows. First, as the procedural model to develop the elementary school STEAM program utilizing the Scratch program, the five stages: preparation, development, verification, practice, and improvement, were presented. The preparation stage was composed of requirement analysis, the selection of learning objective, and curriculum analysis, and as the development stage, both the development of learning materials and the development of teaching materials were presented. In the verification stage, the verification of validity by experts was conducted, and in the practice stage, the developed program was applied to the students in the educational field, and in the improvement stage, based on the evaluations received from learners and teachers, it was revised and supplemented. Second, the STEAM program was developed into the program summary map, the textbook for students, teachers’ manual and multimedia teaching materials, etc., and after the validity was secured through experts’ verification, it was revised and supplemented and applied to actual classes. Third, the results of the learners’ evaluation of the developed STEAM program showed that the degree of satisfaction with the program was high with the average score of the entire questions being 4.03 on a five-point scale. As the teachers also evaluated the developed STEAM program as very effective, the opinions of learners and teachers were collected and the program was finally improved and completed.

스크래치 개별학습자 인터뷰를 통해 알아본 코딩교육에서의 융합적 접근 필요성 연구

이현진 한국기초조형학회 2017 기초조형학연구 Vol.18 No.6

In the era when digital literacy is more urgently required than ever, and the programming education is settled in the elementary and middle school curriculum, the purpose of this study is to find a more integrated and systematic educational direction in children's coding education. As a basic research, limiting its scope to Scratch, which is being used extensively as a tool for children's coding education, this study attempts a case study interview focusing on individual Scratch learners to grasp their recognition and experience. Scratch is a block-based programming language that helps programming novices easily adapt coding concepts and develop coding thinking while creating multimedia projects such as game and animation. It does not directly reveal the learner's error, thus leads the learner to solve the problem by himself. As a result of the interview, significant differences are found in individual learners' Scratch learning experience, based on one's tendency, aptitude, and background experience. Also the fact that graphic thinking and knowledge mobilized for game and animation production importantly work together along with coding thinking is found. Computational thinking consists of abstraction, problem solving, and procedural thinking. However, these abilities can be cultivated through graphic thinking too. Therefore, although the general tendency of enhancing computing thinking is focused on the coding thinking, if the integrated approaches can be developed in curriculum by combining with graphic thinking, the coding education will be more effective, helping young learners keep their personal interest and aptitude. Finally this study follows the educational philosophy by Resnick and Pappert, who created a programming language and tool such as Scratch and Logo, as they say coding education needs to orient "coding to learn" rather than "learning to code." 본 연구는 디지털 리터러시가 어느 때보다 절실히 요구되고, 초중등 정규교육과정으로 프로그래밍 교육이 자리 잡는 상황에서 어린이 코딩교육에서의 보다 통합적이고 체계적인 교육 방향성을 모색하는 연구이다. 이를 위한 기초연구로서 본 연구는 어린이 코딩교육용 툴로써 전 세계적으로 광범위하게 사용되는 스크래치를 연구대상으로 삼아 스크래치 개별 학습자들의 케이스 스터디 인터뷰를 통해 이들의 학습경험과 학습접근에서의 인식 및 태도를 파악하였다. 스크래치는 블록 기반 프로그래밍 언어로 게임이나 애니메이션 등 멀티미디어 프로젝트 제작 유도를 통해 입문자들이 코딩 개념에 쉽게 적응하고 관련된 사고력을 갖추도록 이끈다. 또한 코딩에서의 실수를 직접적으로 드러내지 않아 입문 문턱을 낮추며 학습자 스스로 반복해 문제해결을 시도하도록 이끈다. 인터뷰 결과, 스크래치 학습자들의 개인별 성향과 적성, 그리고 경험의 배경에 따라 스크래치에 대한 접근과 학습인식이 상당히 차이를 보인다는 점을 발견했다. 또한 게임과 애니메이션 제작을 위하여 동원되는 시각적 사고 및 그래픽 사고와 지식이 코딩사고에 직간접적으로 서로 연계될 수 있는 가능성도 파악하였다. 인터뷰를 통해 본 연구는 일반적으로 컴퓨팅 사고력 증진이 코딩사고에 집중되어 인식되는 경향이 있으나, 그래픽 사고를 더한 통합적이면서도 개별학습자에게 맞춤화된 접근을 통해 어린 학습자들의 성향과 적성에 따른 흥미와 관심을 지속시키며 더욱 효과적인 코딩학습 커리큘럼을 모색할 필요가 있음을 주장한다. 이러한 모색은 스크래치와 로고와 같은 코딩 입문을 위한 프로그래밍 언어를 만든 레즈닉과 파퍼트의 교육철학, 즉 “코딩하는 법을 배우는 것”이 아니라 “배우기 위하여 코딩한다”는 접근을 함께 지향하며, 융합적 사고를 증진하는 관점에서의 커리큘럼 개발 연구의 필요성을 고찰하려는 것이다.

스크래치 활용 데이터 시각화 교육이 초등학교 예비교사의 창의성에 미치는 영향

김정아,김용민,김종훈 한국정보교육학회 2020 정보교육학회논문지 Vol.24 No.6

본 연구에서는 데이터 시각화 교육에 초점을 맞춘 스크래치를 초등학교 예비교사 26명에게 적용하여 창의성 향상에 미치는 효과를 분석해 보았다. 현직 초등교사 60명을 대상으로 실시한 요구분석 결과를 바탕으로, 데이터 시각화의 절차에 따른 스크래치를 활용한 프로그램을 개발하였다. 개발한 교육 프로그램을 초등학교 예비교사 26명에게 총 4개월 동안 42시간의 수업을 진행하였다. 창의성 증진을 살펴보기 위해 창의성 검사를 실시하여 사 전·사후 비교 검사를 통해 적용한 프로그램의 효과를 분석하였다. 분석 결과 초등학교 예비 교사를 대상으로 한 데이터 시각화 교육 중심 스크래치를 활용한 소프트웨어 교육은 초등학교 예비교사들의 창의성 하위요소 중 유 창성, 정교성, 창의성 평균, 창의성 지수에 유의미한 효과가 있는 것으로 확인되었다. In this study, a scratch focused on data visualization was applied to 26 elementary school pre-service teachers to analyze the effect on improvement of creativity. Based on the results of the needs analysis conducted on 60 in-service elementary school teachers, the program using scratches according to the data visualization procedure was developed. With the developed educational program, 26 elementary school pre-service teachers were taught for 42 hours for a total of 4 months. In order to examine whether their creativity was improved, a creativity test was conducted and the effectiveness of the applied program was analyzed through a pre/post comparison tests. As a result of the analysis, it was found that the software education using scratch-oriented data visualization for elementary school pre-service teachers had significant effects on the fluency, sophistication, creativity average, and creativity index among the sub-elements of their creativity.