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로봇 활용 SW 교육에서 컴퓨팅사고력 평가: 지필 시험, 비버챌린지, 자기보고식 설문을 중심으로

Computational Thinking Assessment in SW Education Using Robot: Focused on Test, Bebras Challenge and Self-Report Questionnaire

이정민|노지예
한국교육공학회 (Korean Society Of Educational Technology)|2018.09|교육공학연구 (Journal of Educational Technology)|제34권 제3호|pp. 849-876|DOI http://dx.doi.org/10.17232/KSET.34.3.849

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self-report questionnaire상관분석correlation analysiscomputational thinkingtest컴퓨팅사고력비버챌린지Bebras Challenge로봇 활용 SW 교육SW education using robot지필 시험자기 보고식 설문
주제분류교육학

초록

컴퓨팅사고력은 컴퓨팅의 기본적인 개념과 원리를 기반으로 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 사고 능력이며, 21세기를 살아갈 학생들이 반드시 습득해야 할 핵심 역량으로 그 중요성이 강조되고 있다. 따라서 초등학교 현장에서 교사가 활용할 수 있는 컴퓨팅사고력 평가에 관한 가이드라인이 필요하나, 관련 선행 연구가 매우 부족한 실정이다. 본 연구는 로봇 활용 SW 교육에 참여한 초등학생 139명을 대상으로 지필 시험, 비버챌린지, 자기 보고식 설문의 세 가지 평가 방법을 활용하여 컴퓨팅사고력을 측정하였으며, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 컴퓨팅사고력을 측정하기 위하여 학생들에게 지필 검사를 실시하였으며, 지필 검사의 난이도는 적절한 것으로 나타났다. 비버챌린지의 경우, 로봇 활용 SW 교육을 실시한 이후 평균의 차이가 유의하게 향상되었다. 또한 5가지의 컴퓨팅사고력의 세부 구성요소 정답률이 모두 상승하였으며, 상, 중, 하 수준의 정답률이 모두 상승하였다. 자기 보고식 설문의 경우, 로봇 활용 SW 교육을 실시한 이후, 평균의 차이가 유의하게 향상되었으며, 개념, 수행, 관점의 세 영역의 점수가 모두 상승하였다. 둘째, 지필 시험과 비버챌린지, 자기 보고식 설문 간의 상관은 유의하였으나, 사전 검사에서 비버챌린지와 자기보고식 설문은 유의한 상관이 나타나지 않았다. 본 연구에서는 로봇 활용 SW 교육 환경에서 초등학교 현장에 적용 가능한 컴퓨팅사고력 평가방법인 지필 시험, 비버챌린지, 자기 보고식 설문을 소개하고, 도구 간의 상관을 분석하여, 학교 현장에 효과적으로 활용하도록 제안하였다는 것에 그 의의가 있다.

Abstract

Computational thinking is an ability to solve the problem effectively based on basic concepts and principles of computing. The importance of computational thinking is emphasized as a core competency that a student has to learn in the 21st century. Therefore, a guideline on the evaluation of computational thinking that teachers can use in the elementary school is needed, but the related research is not sufficient. In this study, we investigate the effects of computational thinking of 139 elementary school student who participated in SW education using robot for 11 weeks. We used three computational thinking assessment methods: test (paper and pencil test), Bebras Challenge and self-report questionnaire. The results are as follows. First, to measure students’ computational thinking using paper and pencil test, the difficulty of the test was appropriate. In Bebras Challenge, after implementing SW education using robot, there were statistically significant in computational thinking. In addition, the percentage of correct answers of all five areas (abstraction, decomposition, evaluation, generalization and algorithm thinking) increased, and the percentage of correct answers in the high, medium and low level were all improved. In self-report questionnaire, after implementing SW education using robot, there were statistically significant in computational thinking and the mean of all three areas (concept, practice and perspective) increased. Second, there were significant correlations between test, Bebras Challenge and self-report questionnaire. However, there was not significant correlation between Bebras Challenge and self-report questionnaire in the pre-test. The implication of this study is to analyze test, Bebras Challenge and self-report questionnaire in SW education using robot, and to extend the understanding of computational thinking assessment.

참고문헌 (37)

  1. ․중등 SW교육 활성화 방안, "교육부", 교육부, ~ (2014)
  2. 교육부, "소프트웨어 교육 운영 지침", 교육부, ~ (2015)
  3. 김경규, "컴퓨팅 사고력 기반 프로그래밍 학습의 효과성 분석", 컴퓨터교육학회 논문지, 19(1), pp.27~39 (2016), 한국컴퓨터교육학회[DOI]
  4. 김수환, "Computational Thinking 개념 평가를 위한 스크래치 코드 분석 시스템 개발", 컴퓨터교육학회 논문지, 18(6), pp.13~22 (2015), 한국컴퓨터교육학회[DOI]
  5. 김은지, "Correlation between self-report questionnaire and beaver challenge as a tool for computing thinking", 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집, 26(1), pp.113~116 (2018)
  6. 김은지, "컴퓨팅 사고력 평가도구로써 비버 챌린지 2017 신뢰도 분석: 한국 그룹 Ⅲ를 중심으로", 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집, 22(2), pp.103~106 (2018)
  7. 김한성, "SW교육 평가방법의 적합성 및 현장 유용성에 대한 초등교사 인식 분석", 정보교육학회논문지, 21(3), pp.267~275 (2017), 한국정보교육학회
  8. 노지예, "로봇 활용 SW 교육이 초등학생의 컴퓨팅사고력에 미치는 효과", 정보교육학회논문지, 21(3), pp.285~296 (2017), 한국정보교육학회
  9. 노지예, "로봇 활용 SW 교육 프로그램 설계: 초등학생의 컴퓨팅사고력과 창의적 문제해결력을 중심으로", 교육공학연구, 34(1), pp.1~37 (2018), 한국교육공학회[DOI]
  10. 로봇 활용 SW교육 효과성 검증 연구, "서순식", 한국교육학술정보원, ~, pp.KR 2016-1 (2016)
  11. 성태제, "알기 쉬운 통계분석" (2015), 학지사
  12. 안상진, "계산적 사고에 내재된 추상화의 특성 연구", 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집, 16(1), pp.43~46 (2012)
  13. 안성진, "Computational thinking에 대한 이해", 정보문화포럼 2015, pp.1~20 (2015)
  14. 초중등 단계 Computational Thinking 도입을 위한 기초연구, "이영준", 한국과학창의재단, ~, pp.BD14060010 (2014)
  15. 이정민, "로봇 활용 SW교육이 초등학생의 컴퓨팅 사고력, 창의성, 학업흥미, 협업능력에 미치는 효과", 정보교육학회논문지, 22(1), pp.9~21 (2018), 한국정보교육학회[DOI]
  16. 이태욱, "정보교과교육론" (2016), 한빛아카데미
  17. 전수진, "비버 챌린지 2017을 통한 초등학생들의 컴퓨팅 사고 수준 분석", 정보교육학회논문지, 22(3), pp.345~356 (2018), 한국정보교육학회[DOI]
  18. 정영식, "소프트웨어 교육론" (2016), 씨마스
  19. 정웅열, "정보 교육에서 비버 챌린지(Bebras Challenge)의 활용 가능성과 향후 과제", 컴퓨터교육학회 논문지, 20(5), pp.1~14 (2017), 한국컴퓨터교육학회[DOI]
  20. 최형신, "로봇활용교육의 효과성 검증을 위한 평가도구 개발: 사회⋅문화적 맥락 및 컴퓨팅 사고 연계", 정보교육학회논문지, 18(4), pp.541~548 (2014), 한국정보교육학회[DOI]
  21. 최형신, "스크래치 프로그래밍이 예비교사에게 미치는 영향: 컴퓨팅 사고 및 블룸의 텍사노미 활용 평가", 정보교육학회논문지, 19(2), pp.225~232 (2015), 한국정보교육학회[DOI]
  22. 최형신, "컴퓨팅 사고력 평가를 위한 3가지 상호보완적 접근 방안", 정보교육학회논문지, 21(6), pp.639~646 (2017), 한국정보교육학회[DOI]
  23. "Bebras" (2018)[URL]
  24. "Bebras" (2018)[URL]
  25. "Bebras" (2018)[URL]
  26. Brennan, K., "New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking", Paper presented at annual American Research Association meeting (2012)
  27. Cangelosi, J. S., "Designing tests for evaluating student achievement" (1990), Longman
  28. Chen, G., "Assessing elementary students’ computational thinking in everyday reasoning and robotics programming", Computers & Education, 109, pp.162~175 (2017)
  29. "Computer science standards" (2011)[URL]
  30. "Demystifying computational thinking for noncomputer scientists" (2010)[URL]
  31. Ginsburg, H. P., "Piaget's theory of intellectual development" (1988), Prentice-Hall, Inc
  32. Román-González, M., "Complementary tools for computational thinking assessment", Proceedings of International Conference on Computational Thinking Education, pp.154~159 (2017)
  33. Ruf, A., "Scratch vs. Karel: Impact on learning outcomes and motivation", Proceedings of the 9th Workshop in Primary and Secondary Computing Education, pp.50~59 (2014)
  34. Sáez-López, J. M., "Visual programming languages integrated across the curriculum in elementary school : A two year case study using"Scratch"in five schools", Computers & Education, 97, pp.129~141 (2016)
  35. "Computational thinking: The developing definition" (2013)[URL]
  36. Wing, J. M., "Computational Thinking", Communications of the ACM, 49(3), pp.33~35 (2006)
  37. Wing, J. M., "Computational thinking and thinking about computing", Philosophical Transactions of The Royal Society, 366, pp.3717~3725 (2008)

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