수준별 SW교육을 위한 선수 학습 능력 평가 도구 개발

Abstract

본 연구에서는 2015 개정 교육과정 중 소프트웨어 인재 양성을 목표로 하는 SW교육 교과의 교육영역이 영국이나 미국과 같은 선진국의 사례 도입 위주로 계획 및 운영되어 있는 점을 파악하고 수정 및 보완이 필요한 점을 인식시켜 주고자 한다. 2018년부터 중학교 필수 교과로 시행되는 SW교육 대상자의 수준을 파악하는 것이 시급하며, 현재 선택적으로 운영 중인 컴퓨터 교과와 2018년부터 적용될 교육과정 내용 차이를 인지하고 파악된 학습자의 수준을 고려한 연계성 있는 SW교육 교과를 운영해야 할 필요성을 제기하는 바이다. 우선 제4차 산업혁명 속의 국제 경쟁에서 창의･융합형 SW인재를 양성하는 데 필수 요소인 컴퓨팅 사고력(CT, Computational Thinking)을 키워주는 ‘소프트웨어교육(SW교육)’을 프로그래밍을 통한 문제 해결 절차 표현 교육의 좁은 개념이 아닌, 프로젝트 단위의 문제 해결 인식부터 절차적으로 표현하고, 실행 완료하여 콘텐츠화하기까지의 전 과정에 컴퓨팅 사고력을 활용하는 넓은 개념으로 확장하여 정의하고자 한다. SW교육에서 보다 넓은 프로젝트 단위로 확장하여 정의한 컴퓨팅 사고력 개념을 초중등 교육에서부터 산업현장에 이르기까지 연계성 있게 교육 할 수 있도록 새로운 교육 영역을 6가지로 분류하여 제안하였다. 각 영역에 필요로 하는 인문사회학적 교육 요소를 포함한 세부 교육 요소를 2015개정교육과정의 SW교과에서 추구하는 컴퓨팅 사고력 구성 요소와 연관지어 24가지 교육 요소로 확장 및 보완 설계하였다. 새롭게 분류하여 제안하는 SW교육 영역별 학습 수준을 사전 진단하는 선수 학습 능력 평가 도구를 개발하였다. 교육 평가의 일반적 절차에 따라 제안하는 교육 영역을 인지하는 학습자 수준 확인 및 수준별 SW교육을 위한 분반 수업을 목표로 설정하여 평가 도구를 개발하고 평가를 실행한 후 결과를 보고하려 한다. 제안하는 SW교육 영역별 인지 수준을 확인하기 위한 평가를 위해 이원분류표를 작성하여 목표에 맞는 평가 문항이 제작되도록 하였다. 작성된 이원분류표에 부합하는 내용의 문항으로 두 차례에 걸쳐 각 20문항씩 최종 평가 검사지를 제작하였다. 제작된 최종 검사지로 2015년 12월 예비 중학생 94명을 대상으로 선수 학습 능력 1차 평가를 실시하였고, 2016년 11월 중학교 1학년생 68명을 대상으로 선수 학습 능력 2차 평가를 실시하였다. 선수 학습 능력 1차 평가에서 무성의 응답을 한 피험자 6명을 제외한 88명과 2차 평가에서 무성의 응답을 한 피험자 3명을 제외한 65명의 평가 결과를 최종 취합하여 분석하였다. 평가 결과는 각 평가별 피험자 전체 집단 성향, 문항의 타당도와 신뢰도, 피험자 성적에 따른 개인별 성적과 준거 참조 검사에 따른 반편성 순서로 분석 및 보고하였다. 평가 결과 분석 및 보고에는 고전검사이론에 근거하여 문항 분석용 프로그램 TestAn과 데이터 분석용 프로그램 IBM SPSS, Microsoft Excel을 이용하였다. 본 평가도구 개발은 현재 학습자의 수준을 파악하고, 수준별 분반 수업 대상 학습자를 선별하고 편성하여 수준별 SW교육과정을 운영하기 위함에 있다. SW교과 목표달성을 위한 학습자 중심의 적성과 흥미를 고려한 효율적인 교수-학습 지도 방안 마련 및 학습자 성취도 향상을 위해 수준별 분리 수업으로 학습자의 수준에 적합한 SW교육과정을 운영할 수 있도록 준거를 마련하고자 한다. SW교육과정에 대한 기본적인 지식, 이해, 적용에 도달한 학습자를 대상으로 프로그래밍 교육에 입문 가능한 수준과 정보의 기초적 지식, 이해를 지원･보완 학습하며 프로그래밍 교육에 입문하는 수준을 분리하여 수준별 SW교육 교수-학습 진행을 목표로 한다. 본 연구를 통하여 선행 교육 단계의 초등학교에서 이루어져야 할 SW교육과정 내용 체계를 고찰하고, 중학교 필수 SW교육 교과 운영 및 교수-학습 지도에 활용할 수 있는 근거나 자료가 되기를 기대하며, 선수 학습 능력 평가 도구를 통해 2018년도 중학교에서 필수 교과 시행 시 학습자 수준에 맞는 효율적인 교육 운영과 직업관과도 연계 가능한 수준별 흥미 유발을 위한 분반 SW교육을 할 수 있기를 기대한다. 또한 국제 경쟁 시대에서 앞서 나가는 SW인재를 양성하는 데 있어 새로운 각도에서 SW교육과정이 운영될 수 있도록 본 연구가 후속 연구의 밑거름이 될 수 있기를 바란다.;It is recognized that SW education curriculum for cultivating software talent by applying the 2015 revised curriculum is hot issues. Many other countries such as UK and USA have planned and operated mainly by introducing basic knowledges about information science and technology. All the teacher have to decide the level of student’s ability and make groups for effective learning. There may be different course works and subject guidances for their status and learning experience. From 2018, new curriculum will be provided and used in classroom. Educational policy is going to designed to get higher learning effects. First of all, ‘SW education’ with Computational Thinking is an indispensable element in cultivating creativity and convergence through problem-solving process through programming in the Fourth Industrial Revolution. To get the good teaching and learning environment of SW education, I proposed six new educational areas that can be linked to each other from elementary and middle school education. The detailed educational elements including humanities and sociological education elements needed for each area were extended and complemented with 24 educational elements in connection with the element of computing thinking power from the 2015 revised curriculum. I have developed a tool for evaluating a learner’s ability that proactively classifies the proposed learning level of each SW education area. Identify the level of learners who are aware of the proposed education area according to the general procedure of evaluation and I will set up the goal of the class for SW education at each level, develop the evaluation tool, evaluate it, and report the desired result. In order to evaluate the perceived level of each SW education area is discussed a tow-dimensional classification of educational objectives and developed an evaluation item production plan that matches the target. A total of 20 questionnaires were suggested twice with the items that corresponded to the written tow-dimensional classification of educational objectives. The evaluation results were analyzed and reported according to the individual group tendency, the validity and reliability of the items, the individual grades according to the subjects’ scores, and the ordering according to the reference test. The analysis and reporting of the evaluation results were based on the classical test theory, using the program TestAn and IBM SPSS and Microsoft Excel. The proposed evaluation tool will be used to grasp the level of the current learner, to select and organize the learner who is grouped in the class by level, and to operate the level SW education course. In order to improve the teaching-learning plan and the achievement of the learners, the SW-curriculum suitable for the level of the learner should be prepared by the level-based classroom in consideration of the learner-centered aptitude and interest for achieving the objectives the SW curriculum. Test tool will generate the proper results to separate the level of prior knowledge to attend class, understanding and application of the learners about the SW curriculum and to improve the teaching and learning of the SW. Through this study, it is reviewed that the learning contents of the SW curriculum which should have been done in the elementary school, and it is expected to be the basis and data that can be used for the operation of the SW school curriculum and teaching-learning instruction of the middle school. Finally proposed tool in my study would be the basis tool for further research to enable SW education courses to be run differently cultivating SW talents for the future society.