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컴퓨팅 사고 기반 과학 관련 사회쟁점(CT-SSI) 교육 프로그램을 통해 나타나는 학생들의 컴퓨팅 사고 역량과 그 변화 분석 = Analysis of students' computational thinking competencies and their changes through computational thinking-based socioscientific issues (CT-SSI) educational programs
저자
황요한 ( Hwang Yohan ) ; 문공주 ( Mun Kongju ) ; 최윤희 ( Choi Yunhee ) 연구자관계분석
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2020
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KCI등재
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학술저널
수록면
175-196(22쪽)
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우리 나라의 2015 개정 교육과정 및 미국의 차세대 과학 표준에는 과학 관련 문제의 실천적 해결을 위해 컴퓨팅 사고, 증거 기반 사고, 정보의 수집, 평가 및 교환 등 새로운 역량을 포함하고 있다. 하지만 최근 과학 교육에서 중요시되고 있는 과학 관련 사회 쟁점 (Socioscientific issues: SSI) 교육 프로그램들은 증거 기반의 논리적 추론보다 비형식적 추론에 초점이 맞추어져, 실천적인 문제해결이 잘 나타나지 못하고 있다. 이러한 점을 개선하기 위해 본 연구에서는 컴퓨팅 사고의 요소를 기반으로 SSI 교육 프로그램을 구성하여 학생들에게 적용하고 학생들의 컴퓨팅 사고 역량이 어떻게 드러나며 그 변화는 어떠한지를 분석하였다. 이를 위해 컴퓨팅 사고의 대표 요소인 자료 표상, 추상화, 시뮬레이션 등을 사용하는 교육 프로그램을 개발하였고, 지진, 적정기술, 미세먼지 세 가지 주제로 S 중학교 영재학급 학생 20명을 대상으로 적용하였다. 교육의 효과를 검증하기 위해 컴퓨팅 사고에 관한 리커트 설문을 개발하여 프로그램 적용 전후에 조사하였으며, 교육 경험에 대한 학생 그룹 면담을 시행하였다. 연구 결과 학생들의 컴퓨팅 사고에 대한 인식이 평균 4.19에서 4.32로 향상되었으며, 이 중 추상화 요소, 특히 자료를 선별하여 사용하는 능력이 유의미하게 향상된 것으로 나타났다. 또한, 면담 결과 학생들의 정보 분별 능력과 추상화 과정에서의 선별 능력, 구상 능력, 근거 기반 추론을 활용한 설계 능력, 자료를 분석하여 선별하고, 이것을 기반으로 추론하는 능력 등이 향상된 것으로 나타났다. 결론적으로 컴퓨팅 사고를 기반으로 한 SSI 교육은 학생들이 정보를 선별적으로 사용하는 능력을 길러주어 SSI 주제에 대해 근거를 기반으로 하는 추론을 가능하게 하였다. 또한, 추상화 과정을 통해 문제해결 방법을 적절하게 구성할 수 있는 능력을 길러줄 수 있었다.
더보기2015 revised curriculum in Republic of Korea and Next Generation Science Standards(NGSS) in the United States included new competencies such as computational thinking, evidence-based thinking, and the collection, evaluation and exchange of information for practical solving of science-related problem. However, Most of the socioscientific issues education programs, which are recently emphasized in science education, were focused on informal reasoning rather than evidence-based logical reasoning, and practical problem-solving was not appeared well. To improve this, we constructed the computational thinking-based socioscientific issues education program and applied to students, and how students' computational thinking competencies were revealed and how the changes were analyzed. For this we developed an educational programs those used data representation, abstraction, and simulation, which are representative elements of computational thinking. And we applied three subjects of earthquake, appropriate technology and fine dust to 20 students in the S middle school's gifted class. In order to verify the effectiveness of the education, a Likert questionnaire about computational thinking was developed and investigated before and after education program application And we interviewed student groups about educational program experience. As a result of the study, students' perception of computational thinking was improved from 4.19 to 4.32, and among them, abstraction that especially the competency to selectively use data was significantly improved. In addition, as a result of the interview, it was found that the students competencies to discern information, to select data in the abstraction process, to formulate, to design using evidence-based reasoning, and to analyze and select data and make inferences based on this were improved. In conclusion, computational thinking-based socioscientific issues education cultivated students' competencies to selectively use information to enable evidence-based reasoning on SSI education. And through the process of abstraction, it was improved in the competency to construct methods to solve the problem appropriately.
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