▶첨단과학기술의 발달과 미래역량 중심의 교수-학습 패러다임이 확산됨에 따라 소프트웨어 교육(이하 SW교육)의 필요성이 대두됨.

▶교육부는 ‘2015 문이과 통합형 교육과정(초·중학교 교육과정) 총론 주요사항’을 발표하면서(’14.9.24) SW교육을 전국 초·중학교(9,000개 ...

▶첨단과학기술의 발달과 미래역량 중심의 교수-학습 패러다임이 확산됨에 따라 소프트웨어 교육(이하 SW교육)의 필요성이 대두됨.

▶교육부는 ‘2015 문이과 통합형 교육과정(초·중학교 교육과정) 총론 주요사항’을 발표하면서(’14.9.24) SW교육을 전국 초·중학교(9,000개교)에서 시행할 것을 의무화하였으나, 이를 지원할 수 있는 체계적 이론, 교육성과 지표에 대한 합의, 실증적 성과 연구가 부족한 현실임.

▶SW교육은 창의성이나 컴퓨팅사고력 등 미래역량을 증진시킬 수 있는 잠재력을 갖고 있지만, 정보처리과정에 익숙하지 않은 초등학교 학습자들에게 심리적, 인지적 부담을 줄 수 있는 가능성도 있음.

▶특히 초등학교 시기는 피아제의 인지발달단계 중 구체적 조작기에 해당되는 시기로 로봇의 구체적 조작을 통해 실행과정을 쉽게 눈으로 확인하고 디버깅과정에서 빠른 피드백 제공이 가능한 로봇 활용 SW교육은 초등학생에 적합한 SW교육방법임.

▶그러나, 아직 로봇 활용 SW교육 맥락에서 이루어진 연구들은 경영학이나 심리학 등의 유관분야에서 사용된 기존의 교수, 학습모형을 그대로 적용한 경우가 대부분이고, 초등학생이라는 학습자특성과 SW수업내용의 특수한 상황을 고려한 수업설계-평가모형은 전무함.

▶ SW교육이 아닌 로봇 활용 SW교육 맥락에서 효과성을 측정한 연구들은 매우 적고, 이 조차 대부분 컴퓨팅사고력을 중심으로 한 개인 내적역량에만 국한되어있고, 협업능력 등의 대인관계적 역량까지 다면적으로 본 연구는거의 없음.

▶따라서, 본 연구의 목표는 설계-처치-개선의 사이클을 반복적으로 수행하면서 보다 의미있는 교육 환경을 구성해가기 위한 연구방법론인 설계기반연구방법(DBR)을 활용하여 로봇 활용 SW교육을 위한 통합적인 설계-평가모델을 개발하고, 효과성을 다면적으로 측정할 수 있는 측정도구를 제안하는 것임. 이를 통해 로봇 활용 SW교육의 수준을 향상시키고, 초등학교 현장에서 활성화할 수 있는 설계/운영/평가 전략을 제시하고자 함.

▶본 연구에서 설계한 초등학생 대상 로봇 활용 SW교육 설계-평가모델 및 교수프로그램은 프로그래밍 교육을 처음 받는 초등학생들의 몰입과 참여를 촉진시켜 21세기 학습자가 갖추어야 할 미래역량인 개인내적 역량과 대인관계역량을 키워줌으로써 지식기반사회를 이끌어 ...

▶본 연구에서 설계한 초등학생 대상 로봇 활용 SW교육 설계-평가모델 및 교수프로그램은 프로그래밍 교육을 처음 받는 초등학생들의 몰입과 참여를 촉진시켜 21세기 학습자가 갖추어야 할 미래역량인 개인내적 역량과 대인관계역량을 키워줌으로써 지식기반사회를 이끌어갈 미래인재육성에 기여할 수 있음.

▶SW교육 시범학교 지정, 프로그래밍 교과목 편성 등 국가정책을 통해 프로그래밍 교육을 지원하고 있는 시점에 본 연구결과는 SW교육 기반 마련 및 운영에 실질적 자료로 활용될 수 있음. 특히 로봇 활용 SW교육을 위한 교수설계모형과 교수전략 등에 대한 가이드가 없어 교사들이 수업에서 실행할 때 많은 부담을 갖고 있음. 본 연구과제에서 개발된 교수설계모형, 교수전략(intervention), 성과프레임워크 및 측정도구 등은 일선 학교 수업에서 활용도가 높을 것으로 생각됨.

▶본 연구는 설계모델 개발과 더불어 로봇활용교육 평가 도구를 개발하고자 함. SW교육 관련 선행연구에서는 컴퓨팅사고력, 비판적사고력 등을 측정하고자 기존의 평가도구를 활용하고 있으나, 이는 ‘로봇 활용 SW 교육’이라는 특정 교육환경의 효과를 측정하기에 어려움이 있음. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 바탕으로 로봇 활용 SW교육의 효과성을 측정할 수 있는 평가도구를 개발함으로써 향후 같은 분야의 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대됨.

▶본 연구에서 나온 효과성 측정결과들은 향후 로봇 활용 SW교육에 관련된 의사결정을 위한 기반자료로 활용될 수 있음. 또한, 교육적 효과에 대한 교사, 학생, 학부모의 인식 제고와 공감대를 확산하는 데 기여할 것으로 보임.

▶(교육과의 연결성): 본 연구는 로봇 활용 SW교육에 적합한 설계-평가모델을 개발하고, SW교사를 대상으로 연수를 실시하여 효과적인 로봇 활용 SW교육의 도입을 지원하고자 함. 이는 SW교육을 처음 실시하는 교사의 수업전문성 향상에 긍정적 영향을 미칠 것으로 예상되며, 나아가 초등학교 현장에서 로봇 활용 SW교육의 확산에도 기여할 것임.

▶연구목표: 본 연구의 목표는 로봇 활용 SW교육을 위한 설계-평가모델을 개발하고, 효과성을 다면적으로 측정할 수 있는 측정도구를 제안하는 것임. 이를 통해 로봇 활용 SW교육의 수준을 향상시키고, 초등학교 현장에서 활성화할 수 있는 설계/운영/평가 전략을 제시하고 ...

▶연구목표: 본 연구의 목표는 로봇 활용 SW교육을 위한 설계-평가모델을 개발하고, 효과성을 다면적으로 측정할 수 있는 측정도구를 제안하는 것임. 이를 통해 로봇 활용 SW교육의 수준을 향상시키고, 초등학교 현장에서 활성화할 수 있는 설계/운영/평가 전략을 제시하고자 함.

▶연구내용: 이상에서 언급한 연구 목표를 달성하기 위해 연구의 내용은 크게 로봇 활용 SW교육 설계모델개발, 로봇 활용 SW교육 성과측정을 위한 평가모델개발, 로봇 활용 SW교육의 효과성검증의 세 가지 범주로 나뉨.

- 모든 교육적 처방의 목표는 학습 성과 향상임에도 불구하고 로봇 활용 SW교육 맥락에서의 학습 성과 관련 연구가 미흡한 현실임. 또한 선행연구들은 대부분 컴퓨팅사고력을 중심으로 한 개인 내적 역량에만 초점을 맞추고 있고, 대인관계적 역량의 측정은 간과한 측면이 있음. 따라서 다면적이고 역량중심의 통합적인 학습성과지표 개발이 필요함. 이때 평가지표는 로봇 활용 SW교육의 성과를 평가하기 위한 형성적 프로그램 평가 및 총괄적 프로그램 평가의 개념으로 접근하며, 로봇 활용 SW교육프로그램의 개선을 위한 시사점을 찾고 더 나아가 지속적 제공 여부에 대한 의사결정을 위한 자료로 활용함.

▶연구추진전략

- PTD프레임워크를 기반으로 한 로봇 활용 SW 연구 프레임워크 개발: 로봇 활용 SW교육 성과측정시 역량에 대한 자기보고식설문이나 루브릭을 통한 성과물 측정 외에 관찰을 통한 학습 자료에 대한 신체적, 정서적 반응, 협력적웹(Collaboration web)을 통한 소셜네트워크 측정 등의 자료를 통해 학습자 행동이 나타나게 된 심리적 원인을 규명함으로써 교수학습 처방을 개선하고자 함.

- 소셜네트워크분석(Social Network Analysis: SNA)을 통한 대인관계역량 분석: SNA는 기존의 통계적 분석으로 접근할 수 없었던 관계(사람과 사람, 정보와 정보 등)와 상호작용을 계량적으로 분석하여 거시적, 미시적 관계 패턴을 파악하는 연구방법으로, SW교육은 팀 내에서의 협력과 팀 간의 경쟁 등을 통해 학습이 진행되므로 학습자간, 학습자-교사, 학습자-정보 간의 상호작용이 중요함. 이러한 상호작용패턴을 분석하여 대인관계역량평가나 프로젝트 팀구성시 활용할 예정임.

- 설계기반연구방법론(Design-based Research: DBR)을 적용한 지속적인 수정보완: 설계기반 연구는 실증적 연구를 하는 동시에 지속적인 교육 환경 개선을 위해 반복적인 연구 방법을 사용하여 학습이 어떤 상황에서 어떻게 발생하는가를 추적하고, 현실적인 설계가 가능하 게 함. 본 연구에서도 설계기반연구를 통해 로봇 활용 SW교육 설계모델을 현장에 바로 적용하여 지속적으로 수정보완하여 현장적합성을 강화할 예정임.

-로봇활용SW지원협의회 형성: 1차년도에서 본 연구에서 도출된 로봇 활용 SW교육 설계-평가모델과 측정지표, 측정도구들을 초등학교 현장에 적용하고, 현장에서의 이슈들을 협력적으로 해결할 수 있는 로봇공학전문가, 교육공학전문가, 초등컴퓨터교육전문가, SW초등교사와의 지원체제를 공고히 할 예정임. 이를 통해 연구에서 개발된 성과들이 현장에 적용되고, 현장의 문제점들이 다시 연구에서 활용될 수 있는 선순환적 지원협의회를 형성하고자 함.

- 1차년도에는 K대 로봇 활용 SW교육에 참가하는 초등학생을 대상으로 실행 후 수정보완한 수업설계, 평가지표, 측정도구를 2차년도에 로봇SW선도학교에서 활용예정임. 2차에 걸친 설계-처치-개선-재적용 과정을 적용하여 지속적으로 수정보완한 설계-평가모델, 평가지표, 측정도구들은 컴퓨터교육관련학회발표 및 유관 등재지에 게재하여 연구성과를 확산하고 모델 및 측정도구를 지속적으로 수정보완할 예정임.