중학교 과학 수업에서 블록 코딩을 통한 컴퓨팅 사고력과 학습 태도 향상
Enhancing Computational Thinking and Learning Attitudes through Block Coding in Middle School Science Classes
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초록
본 연구는 교육용 프로그래밍과 인공지능을 활용하여 스캐폴딩 기반 학습 전략을 중간 수준의 구조화된 상황에 적용함으로써, 컴퓨팅 사고력 증진과 과학과 핵심 역량 강화를 목표로 하였다. 특히, 인지적 사고 향상에 대한 인식, 정의적 영역, 일반 학습 태도에 미치는 효과를 조사하였다. 연구는 두 가지 다른 프로그램을 통해 두 번에 걸쳐 수행되었으며, 프로그램 Ⅰ과 Ⅱ 모두 정규 수업 시간 내에 진행되었다. 프로그램 Ⅰ은 대단원 학습 후 모둠별로 4시간 동안 수행되었고, 프로그램 Ⅱ은 자료탐색과 발표 종료 후 모둠별로 3시간 동안 진행되었다. 두 프로그램 모두 설문지와 서술형 문항을 통해 평가하였으며, 프로그램 Ⅰ의 경우 수업 중 대화 분석과 프로그램 적용 후 간단한 테스트도 함께 실시되었다. 그 결과, 컴퓨팅 사고력에 대한 자기 효능감, 자신감, 의욕과 같은 학습 태도, 감정에 일부 통계적으로 긍정적 영향을 미친 것으로 나타났다. 또한, 수용, 반응, 가치화와 같은 낮은 수준의 정의적 영역의 하위 요소와, 특히 감정과 흥미 등의 정의적 영역에서도 긍정적인 변화가 관찰되었다. 본 연구의 목적과는 별개의 결과로, 프로그램의 주제와 운영 방식이 특정 인지적 사고 향상에 대한 학습자 인식에 영향을 미치는 것으로 나타났다.
Abstract
This study uses educational programming and artificial intelligence to apply a scaffolding-based learning strategy to a medium-level structured situation, aiming to enhance computational thinking skills and core competencies in science. Specifically, the study investigated the effects on awareness of cognitive thinking enhancement, the affective domain, and general learning attitudes. The study was conducted twice through two different programs, and both Programs I and II were conducted during regular lesson hours. Program I was conducted in groups for four hours following a unit lesson, while Program II involved group activities for three hours after data exploration and presentations were completed. Both programs were assessed through pre- and post-surveys and descriptive questions, and Program I additionally included conversation analysis during lessons and performed a short test post-implementation. As a result, there was some statistically positive effect on self-efficacy for computational thinking, as well as on learning attitudes, including confidence, emotion, and will. It also influenced sub-elements of lower-level affective domains such as receiving, responding, and valuing, especially there were positive changes observed in the affective domains such as emotions and interest. As a result separate from the purpose of this study, it was found that the program's theme and method of operation influenced students' awareness of specific cognitive thinking enhancement.
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