Development of Rubric for Assessing Computational Thinking Concepts and Programming Ability

컴퓨팅 사고 개념 학습과 프로그래밍 역량 평가를 위한 루브릭 개발

  • Received : 2017.08.03
  • Accepted : 2017.11.13
  • Published : 2017.11.30

Abstract

Today, a computational thinking course is being introduced in elementary, secondary and higher education curriculums. It is important to encourage a creative talent built on convergence of computational thinking and various major fields. However, proper analysis and evaluation of computational thinking assessment tools in higher education are currently not sufficient. In this study, we developed a rubric to evaluate computational thinking skills in university class from two perspectives: conceptual learning and practical programming training. Moreover, learning achievement and relevance between theory and practice were assessed. The proposed rubric is based on Computational Thinking Practices for assessing the higher education curriculum, and it is defined as a two-level structure which consists of four categories and eight items. The proposed rubric has been applied to a liberal art class in university, and the results were discussed to make future improvements.

오늘날 컴퓨팅 사고 과목은 초 중등 교육과정뿐만 아니라 고등 교육과정에서도 필수 영역으로 개설하고 있다. 특히 고등 교육과정에서는 학습자가 컴퓨팅 사고의 개념을 전공 분야에 실제로 적용할 수 있도록 교육하여 융합 인재의 기반을 마련하는 것이 중요하다. 그러나 이와 같은 목표에 맞는 교육이 이루어지고 있는지를 평가할 수 있는 도구와 관련 연구가 부족하다. 이에 본 연구에서는 비전공자를 대상으로 한 컴퓨팅 사고 과목을 개념 교육과 프로그래밍 실습 교육의 두 가지 관점으로 평가하는 루브릭을 개발하고 학습 성취도를 평가하고 이론과 실습간의 연관성을 분석하였다. 제안 루브릭은 고등 교육과정의 컴퓨팅 사고 개념 및 실습 학습을 평가하기 위하여 컴퓨팅 사고의 세부 요소를 4개의 분류 및 8가지의 항목으로 구성한 두 개의 루브릭을 정의하였다. 또한 제안 루브릭을 대학교 컴퓨팅 사고 관련 교양 수업에 적용하여 학습도를 평가하여 결과를 분석하고 향후 개선점을 도출하였다.

Keywords

References

  1. Wing, J. M. (2006). Computational Thinking. Commun. ACM, 49(3), 33-35. https://doi.org/10.1145/1118178.1118215
  2. Perez-Escoda, A. & Jose Rodriguez-Conde, M. (2015). Digital literacy and digital competences in the educational evaluation: USA and IEA contexts. 3rd International Conference on TEEM, ACM, NY, 355-360.
  3. Computer Science Teachers Association and the International Society for Technology in Education (2011). Computational Thinking in K-12 Education, teacher resources.
  4. Barr, V. & Stephenson, C. (2011). Bringing Computational Thinking to K-12: What is Involved and What is the Role of the Computer Science Education Community, ACM Inroads, 2(1), 48-54. https://doi.org/10.1145/1929887.1929905
  5. 한국컴퓨터교육학회 (2014). 국내외 SW교육 운영현황 및 요구사항 조사 보고서, 정보통신 산업진흥원.
  6. 전자신문 보도 (2016). http://www.etnews.com/20160825000363
  7. 권정인, 김재현 (2017). Computational Thinking기반 SW교육과 문제해결력에 관한 연구, 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집, 21(1), 9-10.
  8. 안성훈 (2016). 초․중학교 SW교육을 위한 프로그래밍 평가지표 개발. 한국컴퓨터교육학회 논문지, 19(4), 11-20.
  9. 전수진 (2017). SW 교육에서의 컴퓨팅 사고력 기반 디자인 중심 모형(NDIS)의 효과분석. 한국컴퓨터교육학회 논문지, 20(2), 13-21.
  10. 박성빈, 안성진 (2016). 컴퓨팅사고력의 역량탐색 연구: 소프트웨어개발자를 중심으로. 한국컴퓨터교육학회 논문지, 19(5), 41-53.
  11. Dierbach, C., Hochheiser, H., Collins, S., Jerome, G., Ariza, C., Kelleher, T., Kleinsasser, W., Dehlinger, J. & Kaza1, S. (2011). A Model for Piloting Pathways for Computational Thinking in a General Education Curriculum. the 42nd ACM Computer science education, ACM, NY, 257-262.
  12. Brennan, K. & Resnick, M. (2012). New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking, 2012 annual meeting of the American Educational Research Association, Vancouver , 1-25.
  13. Barendsen, E. & Stoker, I. (2013). Computational thinking in CS teaching materials: a pilot study. 13th Koli Calling International Conference on Computing Education Research, ACM, New York, 199-200.
  14. Rodriguez, B., Kennicutt, S., Rader, C. & Camp, T. (2017). Assessing Computational Thinking in CS Unplugged Activities. 2017 ACM SIGCSE Computer Science Education, ACM, New York, 501-506.
  15. Gagne (1985). The conditions of learning (4th ed.). Newyork: Holt, Rinehart & Winston.
  16. CollegeBoard (2017). AP Computer Science Principles Including the Curriculum Framework, CollegeBoard.
  17. Bort, H., Brylow, D. (2013). CS4Impact: Measuring Computational Thinking Concepts Present in CS4HS Participant Lesson Plans, 44th ACM symposium on Computer science education, ACM, NY, 427-432
  18. Gouws, L., Bradshaw, K. & Wentworth, P. (2013). First year student performance in a test for computational thinking. Computer Scientists and Information Technologists Conference, ACM, NY, 271-277.
  19. Seiter, L. & Foreman, B., (2013). Modeling the learning progressions of computational thinking of primary grade students. 9th annual international ACM conference on International computing education research, ACM, NY, 59-66.
  20. Veronica Catete, V., Snider, E. & Barnes, T. (2016). Developing a Rubric for a Creative CS Principles Lab. 2016 ACM Conference on Innovation and Technology in Computer Science Education, ACM, NY, 290-295.
  21. Eugene, K., Stringfellow, C. & Halverson, R. (2016). The usefulness of rubrics in computer science. Journal of Computer Science. Coll, 31(4), 5-20.
  22. 최형신 (2014). Computational Thinking 역량 개발을 위한 수업 설계 및 평가 루브릭 개발, 한국정보교육학회 논문지, 18(1), 57-64.
  23. 김민자, 유길상, 김현철 (2017). 비전공자 프로그래밍 수업 창의적 산출물의 컴퓨팅 사고력 기반 평가 루브릭 개발. 한국컴퓨터교육학회 논문지, 20(2), 1-10.
  24. Bienkowski, M., Snow, E., Rutstein, D. & Grover, S. (2015). Assessment design patte rns for computational thinking practices in secondary computer science:A first look (S RI technical report). Menlo Park, CA: SRI International .
  25. 김수환 (2015). Computational Thinking 개념 평가를 위한 스크래치 코드 분석 시스템 개발. 한국컴퓨터교육학회 논문지, 18(6), 13-22.
  26. 권정인, 김재현 (2017). Computational Think ing기반 SW교육과 문제해결력에 관한 연구. 한국컴퓨터교육학회 동계 학술발표논문지, 21(1), 9-10
  27. Fitzgerald S., Hanks, B., Lister, R., McCa uley, R., & Murphy, L. (2013). What are w e thinking when we grade programs? 44th ACM technical symposium on Computer s cience education. ACM, NY, 471-476.