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.

A Study on Software Education Method for girls with MadewithCode

신승기,최익선,배영권 한국지식정보기술학회 2015 한국지식정보기술학회 논문지 Vol.10 No.1

Korea government declared 2014 year as the first year of profound Software Education. Since 2015, Software Education will be held in schools with the beginning with middle school as a regular and independent subject. Software Education is learner-centered teaching and learning methods for enhancing the creativity and problem solving skills through computer programming based on computational thinking. However, in terms of the existing computer programming research, the lack of the considering the gender issue, which is one of the learner’s characteristics, is often exposed in the computer programming education field. For this reason, MadewithCode developed by Google is a programming language designed to increase participation by women is more related to the software field. In this study, we have examined what MadewithCode is in terms of its attributes and features, once we have applied this programming language to both forth and sixth grade in elementary school, then we conducted surveys and analyzed the satisfaction appeared to girl through t-test statistic method. As a result, female students showed higher results than boys in the affective domain of interest. In a comparative study between the grade, forth grade female students showed high results in cognitive, affective and behavioral areas than sixth grade girls. In addition, the results indicated that the students got a keen interesting the feasibility as a school subject about computer programming language. Finally, on the basis of the results presented in this study, the direction for the future software education of Korea was suggested.

개정된 정보교육과정에서 교육용프로그래밍언어의 교육적 적용방안

김수환 ( Soo Hwan Kim ),이원규 ( Won Gyu Lee ),김현철 ( Hyeon Cheol Kim ) 한국컴퓨터교육학회 2009 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.12 No.2

2010년부터 실시될 개정된 중등 `정보`교과의 교육과정은 알고리즘과 프로그래밍 영역을 포함하고 있다. K-12를 대상으로 하는 정보교육에서 사용되는 프로그래밍 언어는 산업현장의 프로그래머 양성이 목적인 범용 언어보다는 문제해결력을 기르는데 초점이 맞춰진 교육용프로그래밍언어 사용이 효과적이며, 이에 따라 우리나라 교육 실정에 적합한 교육용프로그래밍언어에 대한 연구가 시급한 실정이다. 따라서 본 연구는 국내·외적으로 활용되고 있는 교육용프로그래밍언어에 대한 특징을 분석하고, 개정된 정보교육과정과의 비교·분석을 통해 적용가능성을 제시하였다. 먼저 26개의 교육용프로그래밍언어의 특징을 분석하고, 개정된 정보교육과정의 요소에 적합한지 분석한 후, 학교급별 적용수준을 제시하였다. 마지막으로 프로그래밍 교육시 고려해야 할 점에 대해 제시하였다. 본 연구의 결과는 개정된 정보교육과정을 현장에 적용 시 어떤 교육용프로그래밍언어를 선택해야 하는지, 어떻게 적용해야 하는지에 대한 기준과 적용방안을 모색하는데 기여하게 될 것이다. The new national K-12 Information subject curriculum which will be effective in year 2010 includes algorithm and programming sections. Programming languages in K-12 are more effective the Educational Programming Language (EPL) than general language, because it focuses on developing problem solving ability rather than training a programmer. Therefore, it is necessary to study for suitable EPL in Korean K-12 curriculum. In this study, we studied and analyzed various types of EPLs available and strategies to apply them to the new national curriculum. First of all, we chose 26 educational programming languages and analyzed their characteristics and functions. Also, we investigated associations between key factors of the new Information curriculum and each language and suggested a proper language for their students` level. Finally, we considered possible problems and suitability to Korean K-12 students. The result of this study help us to choose what is the proper EPL and to consider applicability and criteria of EPLs.

CPS에 기반한 스크래치 EPL이 문제해결력과 프로그래밍 태도에 미치는 효과

조성환,송정범,김성식,이경화 한국정보교육학회 2008 정보교육학회논문지 Vol.12 No.1

프로그래밍 교육은 학생들의 창의력, 문제해결력, 논리적 사고력 향상 등에 긍정적인 영향을 끼친다. 하지만, 프로그래밍을 하기 위해서는 기본 문법과 구조를 이해하고 프로그램을 사용하는 방법을 익히는데 너무 많은 노력을 요구하는 등 문제점을 갖고 있으며, 이로 인해 학습자에게 프로그래밍에 대한 부정적인 인식을 갖게 한다. 따라서 본 연구에서는 배우기 쉽고, 직관적이며, 학습자의 문제해결력 향상을 도모할 수 있는 교육용 프로그래밍 언어(EPL)인 ‘스크래치’를 CPS(Creative Problem Solving) 모형을 활용해 적용해봄으로써 중학교 남녀 학습자에게 있어 문제해결력 향상과 프로그래밍 교육에 대한 태도에 어떠한 영향을 미치는지 단일집단 사전사후 검사를 통해 검증하였다. A programming education has favorable influence on creative / logical thinking and problem solving ability of students. However, students typically have to spend too much effort in learning basic grammar and the usage model of programming languages, which negatively affect their eagerness in learning. In this respect, we proposed to apply the 'Scratch' using the Creative Problem Solving(CPS) Teaching Model; Scratch is an easy-to-learn and intuitive Educational Programming Language(EPL) that helps improving the problem solving ability of the class. Then we verified the effect of Scratch EPL through the design of both pretest and posttest for a subject group. In summary, the CPS based Scratch EPL was shown to significantly improve the problem solving ability and also help them develop favorable attitude in programming.

초등학교 정보교육을 위한 EPL 적용 분석

이미현,구덕회 한국정보교육학회 2011 정보교육학회논문지 Vol.15 No.1

정보교육에서 프로그래밍 교육은 프로그래밍 언어를 이용하여 알고리즘 고안과 문제 해결을 수행하는데 그 의미가 있다. 그러나 프로그래밍 언어 도구 자체를 익히고 사용하는 것이 선행되어야 하기에 초등학생들은 프로그래밍 언어 도구를 익히는 과정을 거치면서 그 흥미가 점점 감소되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 초등학생들이 프로그래밍을 Drag & Drop 방식으로 쉽게 사용할 수 있고 결과물을 프로그래밍 중에 즉시 확인할 수 있는 교육용 프로그래밍 언어(EPL)를 이용하여 12주 동안 매주 1시간씩 교육하기 위한 학습 내용을 구성하고 이를 적용하였다. 적용 결과, EPL은 초등학생들의 프로그래밍 교육에 대한 흥미를 유발 및 유지할 수 있고, 창의력과 논리력 신장에도 긍정적인 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났다. Programming training in informatics education have the means that algorithm design and problem solving. However, Because learning and using programming tools that should be done first, elementary school students learning the programming tools that are interested in the process has been reduced. But programming with using an Educational Programming Language(EPL) can show results directly and coding with a drag & drop method that keeps the elementary students' interests for programming. Now that, the students are possible to enhance their creativity and reasoning skills. Therefore, through the result of this study show how to apply the EPL in the elementary information classes and comparing with before this study and after the study, we analyzed to applicate prosperity of EPL.

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.

중등 컴퓨터과학교육을 위한 객체지향형 EPL '두리틀'의 적용 및 평가

권대용,길혜민,염용철,유승욱,進兼宗,靖久野,이원규 한국컴퓨터교육학회 2004 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.7 No.6

제 7차 컴퓨터교과 교육과정은 소프트웨어 활용 부분에 치중되어 컴퓨터과학에 관한 원리교육이 이루어지지 못하고 있다. 한편, ACM K-12 컴퓨터과학 교육과정 모델에 관한 보고서에서는 현재의 컴퓨터교육이 그릇된 방향이며 컴퓨터과학 중심의 컴퓨터교육을 위해서 프로그래밍언어 교육을 통한 원리교육의 중요성을 강조하고 있다. 본 논문에서는 프로그래밍 체험학습을 위한 객체지향 기반의 새로운 교육용프로그래밍언어인 두리틀(Dolittle)을 소개한다. 두리틀은 간결한 구문과 한국어와의 대응성, 인크리멘탈 방식의 프로그래밍, 수치, 문자열, 배열과 같은 알고리즘과 구조화, 텍스트 위주의 프로그래밍 등의 설계방침을 적용한 언어이다. 중학생을 대상으로 실제 수업에 적용해 보고 학습효과를 분석한 결과, 객체지향기반이지만 클래스나 상속 등의 개념을 모르고도 활용 가능한 교육용프로그래밍언어라는 것을 확인할 수 있었다. 또한 객체와 메소드 활용을 통하여 프로그래밍 결과를 쉽게 확인할 수 있고 오류 수정이 용이하므로, 학생들의 높은 흥미도를 유지하면서 학업성취도를 향상시키고 차후 학습으로의 연계가 수월하였다. Current computer education is difficult to educate basic concepts and principals of the computer science because the 7th curriculum of computer education is focused on the application of software. According to the ACM K-12 report about the computer science education model, current computer education is taking the wrong way and we should put the highly priority on the education of the fundamentals through programming languages for a better computer education oriented to the computer science. This paper introduces a new object-oriented educational programming language "Dolittle'". The design principals of Dolittle are simple syntax of Korean, incremental programming, text based programming, aliasing of function, and object-oriented programming. Being applied to middle school classes, we can confirm that Dolittle is easy to learn, and gives rise to high interest and keeps interest through a course,and also is of great practical use in class for programming novice.

컴퓨팅 사고력 향상을 위한 초등 피지컬 컴퓨팅 교육과정 개발

김재휘,김동호 한국정보교육학회 2016 정보교육학회논문지 Vol.20 No.1

소프트웨어교육의 도구로서 블록형 교육용 프로그래밍 언어(EPL)는 무료로 이용할 수 있고, 피지컬 컴퓨팅은 현실세계와 컴퓨팅 환경을 연결시켜줌으로써 실생활 문제 해결이라는 목표에 더욱 가깝게 다가갈 수 있도록 해 주기 때문에, 특히 초등학교 단계에서 학생들이 직관적으로 이해하기 쉬우며 알고리즘적 사고를 향상시키기 때문에 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 초등학생도 회로지식 없이 쉽게 접할 수 있고 가격적인 측면에서도 큰 부담이 가지 않는 엔트리와 센서보드를 활용한 EPL 및 피지컬 컴퓨팅 교육과정을 제시하고, 초등학교 6학년 학생을 대상으로 12차시의 EPL 교육과정과 8차시의 피지컬 컴퓨팅 교육과정을 개발하고 적용하였다. 본 연구의 결과 EPL 교육과정을 적용한 집단과 피지컬 컴퓨팅 교육과정을 추가로 적용한 집단 모두 학생들의 컴퓨팅 사고력 향상에 유의미한 효과가 있었으며, 피지컬 컴퓨팅 교육과정을 추가로 적용한 집단에서 컴퓨팅 사고력 요소의 자료표현, 수행 및 검증, 일반화에서 유의하게 더 큰 향상을 보였다. Block-based educational programming language(EPL) is commonly used due to its availability at low or no cost. It is also preferred tool of computing education due to its intuitive design, ease-of-use and its effectiveness in increasing algorithmic thinking abilities especially in elementary students. Physical computing is also necessary because it brings students closer to real-world problem solving by connecting the real world with the computing environment. However, due to high-cost and required knowledge in electrical engineering, many schools find the education difficult to access. The study shows significant increase in computational thinking abilities in both groups treated with EPL and additional physical computing education.

EPL을 활용한 수학문제해결 통합교육프로그램의 학년 수준 비교

한선관,김수환 한국정보교육학회 2010 정보교육학회논문지 Vol.14 No.3

이 연구에서 교육용 프로그래밍 언어를 활용하여 수학문제해결력을 신장시키기 위한 정보수학통합교육 프로그램을 제안하였다. 제안된 프로그램을 3학년과 5학년 학생들에게 적용하고 수학적 사고력과 태도의 차이를 양적검사와 질적 검사로 분석하였다. 검사 결과 우선, 학생 인터뷰, 설문조사와 교사 관찰 결과 스크래치를 활용한 수학문제해결이 동기유발 및 사고과정의 시각화와 메타인지 측면에서 효과가 있음을 발견하였다. 그리고 수학적 사고력과 수학적 태도에 대한 t-검정 결과에서 효과가 입증되었으며, 3학년이 5학년보다 긍정적으로 우수한 결과를 나타내었다. 이것은 스크래치가 가지고 있는 메타 인지적 사고와 시각화된 특징이 기존 공식위주의 수학 문제 해결에 익숙한 고학년보다 저학년들이 문제를 유연하게 받아 해결한 것으로 해석된다. 이러한 결과는 수학문제해결에 있어 초등학교 저학년부터 EPL을 적용한 수업이 효과적이며 기존 수학교육에서 교수 전략을 제고해야 하는 단서를 제공하였다. In this paper, we proposed the integrated education program of informatics and math for solving problem using EPL. We applied a integrated math curriculum with EPL and analyzed mathematical thinking and attitude to the 3rd and 5th students. We used mathematical thinking test, mathematical attitude test and interview through student review. We also analyzed data of observers who are elementary school teachers. The results of test are as follows; First, we found effective points of meta-cognition and visualization of thought in solving the mathematical problem using Scratch. Second, mathematical thinking and attitude showed the result that 3rd grade students are more increased than 5th grade students in pre and post t-test of the mathematical. Consequently, we expect that the integrated education program of informatics and math using EPL can be applied to solve problem in math effectively.

로봇 활용 SW 교육 프로그램 설계: 초등학생의 컴퓨팅사고력과 창의적 문제해결력을 중심으로

노지예 ( Jiyae Noh ),이정민 ( Jeongmin Lee ) 한국교육공학회 2018 교육공학연구 Vol.34 No.1

본 연구는 컴퓨팅사고력과 창의적 문제해결력을 신장시키기 위한 로봇 활용 SW 교육 프로그램을 설계하고, 설계한 프로그램의 현장 적용 가능성을 탐색하고자 하였다. 첫째, 로봇 활용 SW 교육 프로그램을 설계하기 위하여 4C/ID 모형, 창의적 문제 해결 모형, 확산적 사고 촉진 전략 등에 관한 문헌 연구를 실시하였으며, 이를 바탕으로 로봇 활용 SW교육 프로그램의 구조를 도출하였다. 또한 로봇 활용 SW 교육 프로그램의 구조를 바탕으로 교육공학과 교수 1인과 로봇학부 교수 1인의 검토를 받아 최종 수업 설계안을 도출하였다. 둘째, 설계한 프로그램의 현장 적용 가능성을 탐색하기 위하여 초등학교 6학년 학생 20명을 대상으로 로봇 활용 SW 교육 프로그램을 적용하였다. 그 결과, 학습자가 인식한 컴퓨팅사고력과 창의적 문제해결이 유의하게 향상되었다. 본 연구에서는 4C/ID 모형과 창의적 문제 해결 모형을 고려하여 로봇 활용 SW 교육 내용을 설계하였다. 따라서 초보 학습자들의 인지적 부담을 줄이고, 문제 상황에 창의적으로 접근하는 능력을 기를 수 있어, 프로그래밍 교육의 목표인 학습자의 고등 사고력을 증진시킬 수 있을 것이다. 본 연구는 로봇 활용 SW 교육 프로그램을 설계하고 현장에서 적용 가능한 교수, 학습 전략에 관해 논의하였다는 점에서 시사점을 얻을 수 있다. The purpose of this study is to design an educational program to enhance perceived computational thinking and creative problem solving abilities and to explore its possibility of the field application. First, to design SW educational program using robot, we conducted a literature review about 4C/ID model, creative problem solving model and divergent thinking. After reviewing related literature, we presented the process of SW educational program using robot. And we designed lesson plan applying the process of educational program. The result of lesson plan was validated based on the experts’ review. Second, to explore its possibility of the field application, SW education was conducted to 20 elementary school students in 6 graders. The results showed that there were statistically significant in perceived computational thinking and creative problem solving abilities. The implications of this study as follows. First, it is useful to reduce the cognitive burden of beginner level learners and to develop creative access to the problem situations. Second, It is able to improve the learners’ higher order thinking abilities. In this study, we designed SW educational program using robot, applied it to actual class and discussed the applicable teaching and learning strategies in elementary school.