The Journal of Korean Association of Computer Education (컴퓨터교육학회논문지)

The Korean Association of Computer Education (한국컴퓨터교육학회)
권호 표지

Analysis of the Effectiveness of Computational Thinking-Based Programming Learning

컴퓨팅 사고력 기반 프로그래밍 학습의 효과성 분석

  • 김경규 (충북대학교 대학원 컴퓨터과학과) ;
  • 이종연 (충북대학교 소프트웨어학과/컴퓨터교육과)
  • Received : 2015.11.13
  • Accepted : 2016.01.09
  • Published : 2016.01.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

It is necessary for us to be equipped with problem-solving ability, logical thinking ability, and convergence thinking ability in the digital information age. To have these abilities, modern people in the $21^{st}$ century should be educated to develop the computational thinking ability. However, it is difficult to cultivate the computational thinking ability in current computer education curriculum. Therefore, this paper aims to propose a programming-based computer educational program to make students better understand the principles of computer science and enhance student's computational thinking ability escaping from current fragmentary and limited computer education. In order to verify the effectiveness of the educational program, students in total 42 middle school (22 students in 1st and 2nd grades and 20 in 3rd grade) were applied to the educational program for twenty-four hours on 12 weeks and then we obtained a positive result that might bring improvement on the logical thinking ability and creative problem-solving skills. As a result, this study presents the possibility of its field applications of computational thinking-based programming learning and analyzed the effectiveness. therefore, it has a notable point of presenting the development direction of a variety of education programs for enhancing the computational thinking in the future.

디지털 정보시대가 필요로 하는 역량은 정보를 기반으로 한 문제해결력, 논리적 사고력, 그리고 융합적 사고력 등이다. 이러한 능력을 갖추기 위해 21세기를 살아가는 현대인들은 컴퓨팅 사고(Computational Thinking)를 함양하기 위한 교육을 해야 한다. 그러나 현재 중학교 컴퓨터 교육과정 내에서 이러한 사고력을 향상시키기란 현실적으로 매우 부족한 실정이다. 이에 단편적이고 제한적인 컴퓨터 교육에서 벗어나 학습자의 컴퓨팅 사고능력을 신장시키고 컴퓨터 과학 원리를 보다 쉽게 이해시키기 위하여 프로그래밍 중심의 교육 프로그램을 개발하였다. 개발한 교육 프로그램의 효과를 검증하기 위해 소프트웨어 교육 시범학교로 선정된 W중학교 1,2학년 학생 22명, 3학년 학생 20명을 대상으로 12주간에 걸쳐 총 24차시 동안 적용한 결과, 논리적 사고력과 창의적 문제해결능력 향상의 긍정적 변화를 가져오는 것을 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서는 컴퓨팅 사고력 기반 프로그래밍 학습의 현장 적용 가능성을 제시하고 그 효과성에 대해서 분석하였다. 향후 컴퓨팅 사고력을 향상시키기 위한 다양한 교육 프로그램의 개발 방향을 제시하는데 의의를 찾을 수 있다.

Keywords

References

  1. 문교식(2013). Computational Thinking의 초등교육 활용 방향. 한국콘텐츠학회. 13(6), 518-526. https://doi.org/10.5392/JKCA.2013.13.06.518
  2. 한국컴퓨터교육학회 (2014). 창의적 문제 해결방법론. 서울. 이한미디어.
  3. Grover, S., & Pea, R. (2013). Computational Thinking in K-12: Review of the State of the field. Educational Researcher, 42(1), 38-43. https://doi.org/10.3102/0013189X12463051
  4. 교육과학기술부 (2011). 중학교 선택 교과 교육과정. 서울. 교육과학기술부.
  5. 교육과학기술부 (2009). 초.중등학교 정보통신기술 교육 운영지침(개정안).
  6. 교육과학기술부 (2012). 2009 초등개정교육과정. 서울. 교육과학기술부.
  7. Wing. J. M. (2008). Computational Thinking and Thinking About Computing, Philosophical Transactions of the Royal Society, Vol. 366, No. 1881, pp3717-3725. https://doi.org/10.1098/rsta.2008.0118
  8. National Research Council of the National Academies, USA, Report of a Workshop on the Scope and Nature of Computational Thinking, 2010.
  9. 이영준 (2014). 초중등 단계 Computational Thinking 도입을 위한 기초 연구. 한국과학창의재단.
  10. 이좌택 (2004). 문제기반학습에 터한 로봇 제어 프로그래밍 수업이 중학생의 논리적 사고력에 미치는 효과. 박사학위 논문, 한국교원대학교 대학원.
  11. 유중현.김종혜 (2008). 문제해결과정에서의 정보과학적 사고 능력에 대한 개념적 고찰. 정보창의교육논문지. 2(2), 23-32.
  12. 양창모 (2014). 교육용 프로그래밍 언어를 사용한 프로그래밍 교육의 효과에 관한 메타분석, 정보교육학회논문지, 18(2)
  13. 김수환 (2011). Computational Literacy교육을 통한 문제해결력 향상에 관한 연구. 박사학위 논문, 고려대학교 대학원.
  14. 진영학.김영식 (2011). 교육용프로그래밍언어의 효과에 관한 메타분석. 컴퓨터교육학회논문지, 14(3), 25-36.
  15. National Research Council of the National Academies, USA(2011), Report of a Workshop of Pedagogical Aspects of Computational Thinking, 2011.
  16. Tucker, A., Seehorn, D., Carey, S., Moix, D., Fuschetto, B., Lee, I., O'Grady-Cuniff, D., Stephenson, C., & Verno, A. (2011). CSTA K-12 Computer Science Standards. Revised 2011. CSTA Standards Task Force. Retrieved from http://csta.acm.org/Curriculum/sub/CurrFiles /CSTA_K-12_CSS.pdf
  17. 신갑천 (2010). 스크래치를 활용한 로봇 프로그래밍 학습이 논리적 사고력과 문제해결력에 미치는 효과. 석사학위 논문, 경인교육대학교 교육대학원.
  18. 김태미 (2014). STEAM 수업 자료 개발 및 적용을 통한 중등 수학 영재의 창의성 변화 분석. 석사학위 논문, 이화여자대학교 대학원.
  19. Inhelder, B., & Piaget, J. (1958). The early growth of logic in the child: Classification and seriation. In H. E. Gruber & J. J. Voneche (Eds.). (1977), The Essential Piaget, N.Y.: Basic Books.
  20. 이좌택.이상봉 (2004). 컴퓨터 프로그래밍 학습에서 논리적 사고력 측정도구의 개발과 타당화 연구. 한국컴퓨터교육학회, 7(4), 15-25.
  21. 김종혜 (2009). 정보과학적 사고 기반의 문제해결 능력 향상을 위한 중등 교육 프로그램. 박사학위 논문, 고려대학교 대학원.