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초등학생 대상 데이터 과학 교육을 위한 교수학습 전략 개발 : 컴퓨팅 사고력 기반 문제 해결 활동을 중심으로

Development of Teaching and Learning Strategies for Data Science Education for Elementary School Students : Focusing on Computational Thinking-based Problem-Solving Activitie

김갑수|신승기|김유나
한국정보교육학회 (Korean Association Of Information Education)|2023.10|정보교육학회논문지 (JOURNAL OF The Korean Association of information Education)|제27권 제5호|pp. 555-565

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초등교육Elementary Education데이터 리터러시Data Literacy컴퓨팅 사고력Computational Thinking교수학습전략데이터 과학 교육Data Science EducationTeaching and Learning Strategies

초록

데이터 기반 사회를 살아갈 학생들에게 데이터 활용 역량은 미래 사회에서 갖추어야 할 핵심 역량이 되었다. 데이터 과학의 중요성에 비해 초등교육 맥락에서 이를 어떻게 가르쳐야 하는지에 대한 연구는 아직 부족한 편이다. 이에 본 연구는 구성주의 관점에서 초등학교 교사가 컴퓨팅 사고력 기반 문제 해결 활동 중심의 데이터 과학 수업을 설계 및 실행할 때 활용할 수 있는 구체적인 교수학습 전략 개발을 목적으로 하였다. 선행연구 분석을 통해 도출한 교수학습 전략에 대하여 10인의 전문가를 대상으로 총 2회의 델파이 조사를 실시하여 타당도를 확보하였다. 본 연구는 구성주의 관점에서 학습자의 자기 주도적 문제 해결 과정을 지원할 수 있는 교수학습 전략을 개발하였다는 점, 초등교육 맥락에서 데이터 과학을 가르치는 교사가 단계별로 활용할 수 있는 구체적인 교수학습 전략과 지침을 마련하였다는 점에서 의의가 있다.

Abstract

For students who will live in a data-based society, the ability to utilize data has become a core competency that must be equipped in the future society. Despite the importance of data science, research on how to teach it in the context of elementary education is still lacking. Therefore, this study aims to develop specific teaching and learning strategies that elementary school teachers can use when designing and implementing data science education centered on computational thinking-based problem-solving activities from the constructionism. A total of 2 Delphi surveys were conducted targeting 10 experts on the teaching-learning strategies derived through the analysis of preceding studies to ensure validity. This study is significant in the following respects. First, we developed a teaching-learning strategy that can support learners' self-directed problem-solving process from a constructionism. Second, we developed specific teaching-learning strategies and guidelines that teachers who teach data science in the context of elementary education can use step by step.

참고문헌 (33)

  1. Bar, D., "Computational thinking : A Digital Age Skill for Everyone", Learning & Learning with Technology, 38(6), pp.20~23 (2011)
  2. Dhar, V., "Data science and prediction", Communications of the ACM, 56(12), pp.64~73 (2013)
  3. "Constructionism: Papert’s 8Big Ideas" (2018)[URL]
  4. Kang, I. A., "Why Constructivism?" (1998), Moonumsa
  5. 김봉철, "지역화 공공데이터 기반 초등학생 머신러닝 교육 프로그램 개발", 정보교육학회논문지, 25(5), pp.751~759 (2021), 한국정보교육학회[DOI]
  6. 김주연, "창의적 사고기법을 활용한 문제해결학습에서 스캐폴딩 유형이 문제해결력과 성취도에 미치는 영향", 교육정보미디어연구, 21(1), pp.111~136 (2015), 한국교육정보미디어학회[DOI]
  7. 김용민, "앱인벤터를 활용한 PBL 기반 데이터 사이언스 교육 수업이 초등학생의 컴퓨팅 사고력과 창의성 향상에 미치는 효과", 정보교육학회논문지, 24(6), pp.551~562 (2020), 한국정보교육학회[DOI]
  8. 김용민, "스프레드시트를 활용한 데이터 과학 교육 프로그램이 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상에 미치는 효과", 정보교육학회논문지, 21(2), pp.219~230 (2017), 한국정보교육학회
  9. Data Science for Teens, "Koo, D. H.", ITPLE, ~ (2022)
  10. 구덕회, "문제 해결 학습 모형 기반의 데이터 과학 교육 프로그램 개발", 한국초등교육, 31, pp.203~215 (2020), 초등교육연구원[DOI]
  11. Koo, D. H., "A Development Study of an Instructional Model and Strategies for AI-Integrated Social studies Problem Solving to Improve AI Literacy", Journal of The Korean Association of Artificial Intelligence Education, 3(3), pp.54~74 (2022)
  12. Lawshe, C. H., "A quantitative approach to con-tent validity", Personnel Psychology, 28(4), pp.563~575 (1975)
  13. 이보림, "루트 번스타인의 이론에 기초한 문화예술교육 분야 융합교육 수업방안 연구", 문화예술교육연구, 17(1), pp.75~102 (2022), 한국문화교육학회[DOI]
  14. 임철일, "초등학생을 위한 데이터 과학 교육 프로그램 개발 및 적용", 교육정보미디어연구, 28(2), pp.319~345 (2022), 한국교육정보미디어학회
  15. Lynn, M. R., "Determination and quantification of content validity", Nursing Research, 35(6), pp.382~385 (1986)
  16. M. David Merrill., "First principles of instruction", Educational technology research and development, 50, pp.43~59 (2002)
  17. Moran Tsur, "Scratch Microworlds: Introducing NovicestoScratchUsinganInterest-Based, Open-Ended, Scaffolded Experience", Master, pp.2017
  18. M. Voskoglou, "ProblemSolving and Computational Thinking in a Learning Environment", Egyptian Computer Science Journal, 36(4), pp.28~46 (2012)
  19. National Research Council., "Report of a Workshop on the Pedagogical Aspects of Computational Thinking" (2011), National Academies Press
  20. Papert, Seymour, "An exploration in the space of mathematics educations", International Journal of Computers for Mathematical Learning, 1, pp.95~123 (1996)
  21. Papert, Seymour, "Mindstorms: Children, computers, and powerful ideas" (1980), Basic Books, Inc
  22. Selby, C. C., "Promoting computational thinking with programming", Proceedings of the 7th Workshop in Primary and Secondary Computing Education, pp.74~77 (2012)
  23. 서유나, "데이터 기반의 인공지능 융합 초등 사회과 탐구학습을 위한 수업모형 및 교수전략 개발 연구", 학습자중심교과교육연구, 23(12), pp.1~25 (2023), 학습자중심교과교육학회[DOI]
  24. Seymour Papert, "Mindstorms: Children, Computers, And Powerful Ideas" (1991), Basic Books. Inc
  25. 신승기, "공공데이터 활용 데이터사이언스 교육을 위한 초등학교 교수학습모형 개발 연구", 정보교육학회논문지, 27(1), pp.57~69 (2023), 한국정보교육학회
  26. 송유경, "데이터 리터러시 향상을 위한 데이터 기반 토론 수업 모형 및 교수전략 개발 연구", 교육공학연구, 37(4), pp.943~982 (2021), 한국교육공학회[DOI]
  27. 손정명, "실생활 데이터 기반 컴퓨팅 사고력 함양을 위한 언플러그드 활동 프레임워크 개발", 정보교육학회논문지, 27(2), pp.187~197 (2023), 한국정보교육학회
  28. 서웅, "초등교육에서 컴퓨팅 사고력 수업을 위한 데이터 관련 세부역량 개발 및 적용", 정보교육학회논문지, 23(2), pp.131~140 (2019), 한국정보교육학회[DOI]
  29. Wing, J., "Computational thinking", Communications of the ACM, 49(3), pp.33~35 (2006)
  30. Wing, J., "Computational thinking and think-ing about computing, Philosophical Transactions of the Royal Society A : Mathematical", Physical and Engineering Science, 366(1881), pp.3717~ (2008)
  31. 우지선, "초등학교 3학년 학생들을 위한 데이터 시각화 교육 프로그램 개발 및 적용", 정보교육학회논문지, 26(6), pp.481~490 (2022), 한국정보교육학회
  32. Yasmin B. Kafai, "Constructionism in Practice Designing, Thinking, and Learning in A Digital World" (1996), Routledge
  33. Yasmin B. Kafai., "Connected Code" (2014), MIT

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