Now, as the era of the fourth industrial revolution, the core of all industries has become software including Artificial Intelligence, Internet of Things, etc. In line with this trend, there is rising interest on software education, or coding education, and it has become a hot topic of conversation. The core of this coding education is not just about mastering programming, but about fostering computational thinking. In many cases, however, a typical course-oriented coding training method focuses on programming skills acquisition or programming grammar, so the training is provided that has nothing to do with the development of computational thinking, losing interest and feeling burdened. So, it is urgent for learners to focus on computational thinking as it aims to make coding education more interesting and fun.
Accordingly, in this study, it is intended to develop and present a coding training model in order to encourage learners to develop computational thinking through projects that are interesting and step-by-step to the level of learners. For this purpose, this research is to develop a model of multiple projects based coding training(CT-MPB) centered on computational thinking through deriving components of computational thinking and placing them within the three stages of projects, which are unplugged coding, Scratch coding, which is an educational programming language, and physical coding using drones. In addition, to measure computational thinking in coding education, this study intends to develop a rubric as a tool for evaluating computational thinking.
As a formative research method for this, after developing the first CT-MBP coding education model draft, the research designed and applied specific teaching programs accordingly. The final model of CT-MPB coding education was derived by analyzing the effects, and modifying and improving them.
In the first phase, the literature study was conducted to analyze the meaning and characteristics of computational thinking, coding education, and project-based learning, drafting the design principles and models of the coding education, and the detailed evaluation factors were derived accordingly. In addition, a rubric was developed as an evaluation tool to assess computational thinking, and its validity was reviewed. Delphi survey and expert review were conducted to make the first draft of the model and the rubric. As a result, the CT-MPB coding training model received positive responses in terms of appropriateness, applicability and expected effectiveness of each step. A rubric draft was completed that could be evaluated on three levels by disaggregating the nine assessment factors for computational thinking.
In the second phase, the formative assessment was conducted to confirm the validity of the model draft. The researcher gave 15 lectures to university students at S University from August 27, 2018 to November 29, 2018. To analyze the effectiveness of the CT-MPB coding training program, the research utilized the learner's reflection log, the instructor's observation log, and interview data with the learner. In order to verify the effectiveness of the assessment tool, the computational thinking rubric, two appraisers conducted an evaluation, and the degree of their consistency was measured. In CT-MPB coding education, unplugged-based coding made it easy to access and learn the basic principles and algorithms of coding while creating unplugged-coding board games, without having to find programming difficult, even if the learner's major is not in computer. Second, the project based on Scratch, an educational programming language, is to create a game by Scratch, making scenarios for the game, designing command block coding personally in order to improve creative problem-solving skills. Third, physical computing using drones was that learners were encouraged to control the movements of various drones through coding and let them dance to the rhythm of the music. Through the application of these three steps of projects, qualitative data were derived from five aspects: cognitive (Minds-on), emotional (Hearts-on), empirical (Hands-on), social (Social-on), and practical (Acts-on), so that they could be coded to identify a variety of learning effects other than computational thinking. In addition, the computational thinking rubric, on average, yielded significant concurrence. Through this process of a formative assessment by the application of school classes, the advantages and improvements of the CT-MPB coding education model were summarized, revised, and supplemented to complete the final draft.
In the final draft elicitation phase, the research detailed the development of the CT-MPB coding training model and the characteristics and learning strategies of each step. It also explained the use of the final rubric in unplugged, Scratch, and drone based coding classes, and made it effective and correctly applicable.
Through this study, the following meanings were found: First, as a project to foster computational thinking, the instructional design model was systematically presented through step-by-step project activities using unplugged coding, Scratch coding, that is an educational programming language, and physical coding by drones. Second, as for the effect of coding education, the researcher could check the possibilities of its learning effects for computational thinking, and other integrated and multi-disciplinary educational effects. Third, as a tool for assessing computational thinking, an actual and specific evaluation rubric was presented to be used in the projects based on unplugged, Scratch, and drone coding. On the other hand, the need for further research may be raised to ensure the availability of empirical data and the developed rubric through various research subjects. It is expected that a number of follow-up studies will be carried out to foster computational thinking at the coding education sites.

지금은 4차 산업혁명 시대로서 인공지능, IOT(Internet of things) 등 모든 산업의 핵심은 소프트웨어로 이러한 시대의 변화에 맞게 소프트웨어교육 즉 코딩 교육에 대한 관심이 고조되며 화두가 되고 있다. 이러한 코딩 교육의 핵심은 단지 프로그래밍을 익히는 것이 아닌 컴퓨팅 사고를 함양하는데 목적을 두고 있다. 그러나 많은 경우 일반적인 강의 전달식 위주의 코딩 교육 방법으로 프로그래밍 기술습득이나 프로그래밍 문법에 초점에 맞추어져 컴퓨팅 사고 함양과는 무관한 교육을 하게 되며 흥미를 잃고 부담을 느끼게 된다. 이처럼 학습자들에게 코딩교육을 보다 흥미와 재미를 느끼며 컴퓨터 교육이 목적하는바 컴퓨팅 사고를 중심으로 한 교육이 시급하다.
이에 본 연구에서는 학습자들이 코딩을 흥미가운데 학습 수준에 맞게 단계적인 프로젝트를 통해서 컴퓨팅 사고 함양을 얻도록 하고자 코딩교육 모형을 개발하여 제시하고자 한다. 이를 위하여 컴퓨팅 사고의 구성요인들을 도출하여 3가지 단계의 프로젝트인 언플러그드 코딩, 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 활용한 코딩, 피지컬 컴퓨팅으로서 드론을 활용한 코딩 안에 적절히 배치하여, 컴퓨팅 사고 중심의 멀티플 프로젝트 기반(CT-MPB) 코딩교육 모형을 개발하고자 하였다. 또한 코딩교육에서 컴퓨팅 사고를 측정하기 위하여 컴퓨팅 사고 평가도구로서 루브릭을 개발하고자 한다.
이를 위한 형성적 연구방법으로써 CT-MBP 코딩교육 모형 초안을 개발한 후 그에 따른 구체적인 교수 프로그램을 설계하고 적용한 뒤. 효과를 분석하고 수정·개선하여 CT-MPB 코딩교육 최종모형을 도출하였다.
첫 번째 단계에서는 컴퓨팅 사고, 코딩교육, 프로젝트 기반 학습의 의미와 특성을 분석하기 위한 문헌 연구를 실시하여 개발하고자 하는 코딩교육 모형의 설계 원칙과 모형의 초안을 세우고, 이에 따른 세부 평가 요소를 도출하였다. 또한 컴퓨팅 사고의 평가를 위해서 평가도구로서 루브릭을 개발하여 타당성을 검토하였다. 모형의 초안과 루브릭은 델파이 조사와 전문가 검토를 실시하였으며, 그 결과 CT-MPB 코딩교육 모형에서 각 단계의 적절성과 적용 가능성, 기대효과 측면에서 긍정적인 반응을 얻었으며, 컴퓨팅 사고에 대한 9개의 평가요소를 세분화하여 3개 수준으로 평가할 수 있는 루브릭 초안을 완성하였다.
두 번째 단계에서는 모형 초안의 타당성을 확인하기 위한 형성평가를 실시하였다. 본 연구자는 S 전문대학교의 대학생을 대상으로 2018년 8월 27일부터 2018년 11월 29일까지 15차시를 적용하였다. CT-MPB 코딩교육 프로그램의 효과를 분석하기 위해 학습자의 성찰일지, 교수자의 관찰일지, 학습자와의 인터뷰 자료를 활용하였다. 평가도구인 컴퓨팅 사고 루브릭의 실효성 확인을 위해서는 2인의 평가자가 평가를 실시하여 그 일치도를 측정하였다. CT-MPB 코딩교육에서 언플러그드 기반 코딩은 컴퓨터 비전공자라 하더라도 프로그래밍을 어렵게 생각하지 않고, 언플러그드 코딩 보드게임을 만들면서 코딩의 기본 원리와 알고리즘을 쉽게 접근하여 학습할 수 있도록 하였다. 두 번째, 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치를 기반으로 한 프로젝트는 스크래치를 통해 게임을 만드는 것으로 게임의 시나리오를 구상하고 직접 명령 블록 코딩을 통해 설계하며 창의적인 문제해결능력을 향상할 수 있도록 하였다. 세 번째는 피지컬 컴퓨팅으로 드론을 활용한 코딩으로써, 다양한 드론의 움직임을 코딩을 통해 제어하고, 마치 드론이 음악의 리듬에 맞춰 춤추는 프로젝트를 수행하도록 하였다. 이러한 3가지 단계적인 프로젝트 적용을 통한 질적 자료를 5가지 측면인 인지적인 영역(Minds-on), 감성적 영역(Hearts-on), 체험적 영역(Hands-on), 사회적 영역(Social-on), 실천적 영역(Acts-on)에서 주제어를 도출하여, 코딩 분석하여 컴퓨팅 사고 외에 다양한 학습효과가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 개발한 컴퓨팅 사고 루브릭 결과에서도 평균적으로 상당한 일치도를 얻을 수 있었다. 이러한 수업적용을 통한 형성평가 과정을 통해서 CT-MPB 코딩교육 모형의 장점과 개선점을 정리하고 수정, 보완하여 최종안을 완성하였다.
마지막 최종안 도출 단계에서는 CT-MPB 코딩교육 모형 개발과 각 단계별 특징 및 학습 전략에 대해 상세하게 진술하였다. 또한 언플러그드, 스크래치, 드론 기반 코딩 수업에서의 루브릭 최종안의 활용에 대해 설명하고 효과적이고 올바르게 적용할 수 있도록 하였다.
본 연구를 통해서 다음의 의미를 발견할 수 있었다. 첫째, 컴퓨팅 사고를 함양하기 위한 프로젝트로서 언플러그드 코딩, 교육용 프로그래밍 언어인 스크래치, 피지컬 컴퓨팅으로서 드론에서의 단계적인 프로젝트 활동을 통한 교수설계모형을 체계적으로 제시하였다. 둘째, 코딩교육의 효과로서 컴퓨팅 사고와 그 외의 통합적이고 다각적인 학습 효과의 가능성을 확인할 수 있었다. 셋째, 컴퓨팅 사고를 평가하기 위한 도구로서 언플러그드 코딩, 스크래치, 드론 기반의 프로젝트에서 활용할 실제적이고 구체적인 평가 루브릭을 제시하였다. 한편으로 다양한 연구 대상을 통한 실증적인 자료의 확보와 개발된 루브릭의 활용 가능성을 확인할 수 있는 후속 연구의 필요성이 제기될 수 있다. 본 연구를 기반으로 하여 코딩 교육 현장에서 컴퓨팅 사고 함양을 위한 여러 후속 연구들이 이루어지길 기대한다.