컴퓨터교육현장연구 5. 초등컴퓨터교수학습방법 명호초등학교김병조
일반적교수학습방법 SW 교수학습방법 SW 교수학습모형 컴퓨터교육방법론
01 일반적 교수학습방법
수업방법의고려조건 학습자 교수자 수업환경 수업목표와내용
강의법 지식이많은사람이지식이적은사람에게지식을전달하는교수방법 교사가지식을설명하거나보여주고, 학생들은이를듣고학습하는방법 장점 : 소규모 / 대규모집단모두가능, 특별한기자재가필요없어경제적임 단점 : 상호작용이없어지루함. 강사에따라효과의편차가크고, 한번놓친강의를따라잡기가어려움.
시범 실습법 시범 : 학습해야할기능이나절차를교사가보여주고, 학습자가이를관찰함 실습 : 시범을통하여익힌것을교수자의통제하여직접연습하고적용해봄 장점 : 능동적참여로활기있는수업가능. 실제수행이필요한과제에효과적 단점 : 학습자의능력차이가있고, 실습실비용이많이들어감. 기능습득을위해교수자의적극적인관찰과피드백이필요함.
협동학습 학습자들이공동의학습목표를설정하고, 그목표에도달하기위해동등한입장에서책임을가지고문제를해결해나가는과정 학습모두에게유익한결과를산출함. 결과에대해공동의평가를강조 조별과제
협동학습의주요요소 집단보상 공동의목표 개별적책무성 학습참여의기회균등
협동학습의종류 과제분담 (Jigsaw) 모형 : 과제지향적협동학습과정 : Jigsaw의효과는각집단의구성원사이의상호의존성에달려있다. 집단이이질적일수록효과가높다. 학생들을 5,6 개의이질집단으로나누어구성 개인평가 학습단원을구성원수와맞게준비 소속한집단으로돌아와학습한내용구성원들에게가르침 집단구성원이각자하나의단원을맡음 전문가집단학습 각집단에서같은부분을담당한학생들이따로모여전문가집단을형성
협동학습의종류 모둠성취분담모형 (Student Teams-Achievement Division; STAD) : 가장먼저개발된가장단순한협동학습의형태 : 언어적상호작용이활발하게일어나는집단이나성취도가낮은학생들에게더효과적인모형 이질적인 4-5 명의학생을하나의소집단으로구성 교사가수업자료를제시 개별평가 개인점수합산 : 집단점수 학생들서로학습
협동학습의종류 모둠조사 (Group investigation; GI) : 가장복잡한형식의집단활동 2-6 명의학생으로소집단을구성 최종보고서작성 교수 - 학습단원선정 각집단별최종보고서발표 개별적과제로나누어실행 평가 ( 개별적평가 + 집단평가 ) 조사, 상호작용, 해석, 내적동기로네단계수행 : 4I
토의토론법 교사와학습자, 혹은학습자간의상호작용을전제 정보, 아이디어, 의견등을나누며서로문제를해결해나가는탐구과정 학습자스스로의의견을자유롭게발표가능 다른학습자의의견도경청, 수용하는태도 논리적, 비판적사고를기르는데효과적임
역할놀이 가상적인역할을수행함으로써태도나행동을변화시키는기법 구체적문제상황을가상으로경험하면서자신의가치나의견을명확하게깨달음 역할을수행하는과정에서다양한선택을하고, 그에따른인과관계를쉽게파악할수있음
인지적도제이론 특정사회집단의전문가들이지닌지식과사고과정을학습 현실과괴리되지않은실제상황에서전문가의과제수행과정을관찰 실제로과제를수행하는가운데자신의지식변화를경험가능
인지적도제이론 vs 시범 실습법 시범실습법단순한물리적기술이나지식습득에초점 인지적도제이론단순한물리적과정에관한모델링보다인지적모델링에초점을둠. 비고츠키의 근접발달영역 아이디어에기초함.
02 소프트웨어 교수학습방법
기술시스템교수학습방법 응용소프트웨어의사용법이나프로그래밍언어의문법학습을최소화하고, 문제해결에필요한프로그래밍을통한컴퓨팅사고력신장에초점을맞춘다. 절차적사고를적용할수있는일상생활속의사례들을찾아보고, 놀이중심의신체활동, 퍼즐등의다양한활동을통해절차적인문제해결과정을이해하도록한다. 실생활속에서일어나는문제상황을중심으로학생들이컴퓨팅사고를활용할수있도록지도한다. 컴퓨터를활용한활동이외에도컴퓨터없이문제를해결할수있는방법과절차를이해할수있도록지도한다. 언플러그드활동시놀이와학습이동시에이루어질수있도록시간과내용을적절히구성하여지도한다. 컴퓨팅적인사고는소프트웨어교육에국한되는것이아니므로국어, 사회, 수학, 과학등다양한교과에서도반영하여지도한다.
기술시스템교수학습방법 응용소프트웨어의사용법이나프로그래밍언어의문법학습을최소화하고, 문제해결에필요한프로그래밍을통한컴퓨팅사고력신장에초점을맞춘다.
기술시스템교수학습방법 알고리즘 절차적사고를적용할수있는일상생활속의사례들을찾아보고, 놀이중심의신체활동, 퍼즐등의다양한활동을통해절차적인문제해결과정을이해하도록한다.
기술시스템교수학습방법 실생활속에서일어나는문제상황을중심으로학생들이컴퓨팅사고를활용할수있도록지도한다.
기술시스템교수학습방법 놀이중심활동 언플러그드 컴퓨터를활용한활동이외에도컴퓨터없이문제를해결할수있는방법과절차를이해할수있도록지도한다. 언플러그드활동시놀이와학습이동시에이루어질수있도록시간과내용을적절히구성하여지도한다.
기술시스템교수학습방법 컴퓨팅적인사고는소프트웨어교육에국한되는것이아니므로국어, 사회, 수학, 과학등다양한교과에서도반영하여지도한다.
기술활용교수학습방법 사이버중독예방, 개인정보와지식재산보호의중요성과보호방법에대해지도할때에는신문기사나뉴스등실제사례를중심으로탐색해보고토의등을통해실천방안을도출할수있도록한다. 소프트웨어를활용하여로봇을작동시켜소프트웨어와로봇을연계하여지도하도록한다. 포스터및 UCC 를제작할때는워드프로세서, 프레젠테이션등의응용소프트웨어를활용함으로써기본적인 ICT 활용소양을함양할수있도록한다.
기술활용교수학습방법 사이버중독예방, 개인정보와지식재산보호의중요성과보호방법에대해지도할때에는신문기사나뉴스등실제사례를중심으로탐색해보고토의등을통해실천방안을도출할수있도록한다.
기술활용교수학습방법 소프트웨어를활용하여로봇을작동시켜소프트웨어와로봇을연계하여지도하도록한다.
기술활용교수학습방법 포스터및 UCC 를제작할때는워드프로세서, 프레젠테이션등의응용소프트웨어를활용함으로써기본적인 ICT 활용소양을함양할수있도록한다.
03 교수학습모형
소프트웨어교육관련교수학습모형
시연중심모델 (DMM) 시연 교사의설명과시범, 표준모델제시 모방 학생모방하기, 질문과대답 제작 단계적, 독립적연습, 반복활동을통한기능습득
재구성중심모델 (UMC) 놀이 학습자체험활동, 관찰과탐색 수정 교사가의도적으로모듈및알고리즘을변형하여제시 재구성 놀이와수정활동을확장하여자신만의프로그램설계 / 제작
개발중심모델 (DDD) 탐구 탐색과발견을통한지식구성 설계 알고리즘의계획및설계 재개발 프로그래밍언어로구현및피드백
디자인중심모델 (NDIS) 요구분석 주어진문제에대한고찰과사용자중심의요구분석 디자인 분해와패턴찾기, 알고리즘의설계 구현 프로그래밍과피지컬컴퓨팅으로산출물구현 공유 산출물공유와피드백을통한자기성찰
CT 요소중심모델 (DPAAP) 분해패턴인식추상화알고리즘프로그래밍 컴퓨터가해결가능한단위로문제분해 반복되는일정한경향및규칙의탐색 문제단순화, 패턴인식으로발견한원리공식화 추상화된핵심원리를절차적으로구성 컴퓨터가이해할수있는언어로구현 / 실행
융합적문제해결설계과정 ( 김병조, 2015) 실생활에서문제발견 문제해결전략탐구 관련된지식탐구 문제해결아이디어찾기 아이디어에대해검증 최종아이디어선택
(1) 실생활의문제발견 우리집에전기요금청구서가나올때면우리부모님의표정은어두워진다. 전기를그렇게많이사용하는것같지않은데도우리집의전기요금은늘많이나온다. 어떻게하면우리집의전기요금을절약할수있을까
(2) 문제해결전략탐구 복잡한문제를해결하기위해서는단순한방법이아닌다양한전략이필요합니다. 내가경험한것일수도있고, 책에서읽었거나역사적발견을통해서알아낸것도좋습니다. 우리집의전기요금절약하기 라는복잡한문제를해결하는방법을내가경험하거나알아낸전략을 복잡한문제해결전략토론 게시판에남겨주세요. 그리고다른사람의아이디어를찬찬히읽어보고댓글을남겨주세요. 작은문제로분해하기 컴퓨터를이용해서해결하기 꼬리에꼬리를물고생각하기 문제상황재구성하기 가설설정및확인 목표세우기 표만들기 그래프만들기 목록만들기 일지만들기 체크리스트만들기 증감비교하기 통계처리하기 자료수집 조사하기등
(3) 관련된지식탐구하기 우리집의실제전기사용료확인하기
(3) 관련된지식탐구하기 우리집의전기사용량계산하기 1. 우리집의전자제품목록쓰기 2. 각전자제품의소비전력조사하기 예 ) TV(1 개 ) 100W 에어컨 (1 개 ) 1500W 3. 전기사용량계산해보기
(4) 문제해결아이디어찾기 내가생각한전기절약아이디어모두찾기 1. 전기의사용량줄이기 1) 에어컨사용시간하루 2시간줄이기 1.5kWh x 2시간 x 30일 = 90kWh 절약 2) 컴퓨터사용시간하루 1시간줄이기 0.6kWh x 1시간 x 30일 = 18kWh 절약
(5) 아이디어에대해검증하기 절약의복병 찾아보기 각절약아이디어를실천했을경우 필요성 과 더고려하거나줄일수없는사항 을구체적으로제시합니다. 1. 에어컨의사용시간을하루 4 시간에서 2 시간으로줄이고선풍기를 1 개더틀기 1) 필요성 이전의전기사용량이 400kW 에서 250kW 가되어 150kW 를절약할수있습니다. 2) 더고려해야할사항이나줄일수없는사항 1 어린동생이여름에더위를먹게되므로건강을잃을수있습니다. 2 선풍기를 1 개더틀어야하므로전기사용량이 20kW 증가합니다. 3) 결론 1 우리집에어린동생이있어서에어컨의사용시간을줄일수없습니다. 2 에어컨을선풍기로바꾸어도여름에참을만하므로에어컨의사용시간을줄일수있습니다.
(6) 최종아이디어선택 우리집의전기요금절약하기보고서를만들어주세요. 보고서에반드시포함되어야할사항 0. 제목 : OOO의우리집전기요금절약보고서 1. 서론 : 우리집의전기절약의필요성 2. 본론가. 우리집의전기사용량나. 전기절약아이디어와절약의복병다. 내가선택한전기절약아이디어 3. 결론가. 절약할수있는전기의양 ( 구체적 kwh로제시 ) 나. 더공부하고싶거나궁금한점
04 컴퓨터교육 방법론
4 대컴퓨터교육방법론 알고리즘 교육용프로그래밍언어 놀이중심활동 피지컬컴퓨팅
알고리즘교육 - 알고리즘은문제해결방법을잘게쪼개어순서대로나열하는것 - C.T에서는알고리즘을만드는것이전부라고할만큼매우중요하지만학교에서는어렵고재미없다는이유로잘다루어지지않음. - 초등학생수준에서는기초적인알고리즘개념으로 순차, 반복, 조건, 변수 의개념을학습하도록하는것이좋음. 중학교에서는 함수 의개념도학습하는것이좋음. - 게임형식으로배울수있는다양한교육용도구들이존재함.
교육용프로그래밍언어 - C, JAVA같이진입장벽이높은전문언어가아닌, 아이들이프로그래밍의기본개념들을익히며다양한작품을만들수있도록개발된프로그래밍언어 - 국내에는엔트리 (Entry), SiCi, Playbot 해외에서는두리틀, 스크래치, 앱인벤터, 로고 ( 수학에서많이쓰임 ), Karel( 중, 고등학생용 ), 엘리스 (3D), Rurple( 파이썬프로그래밍 ) 이개발됨
EPL? EPL! England Premier League 교육용프로그래밍언어 = Educational Programming Language
스크래치 MIT대학에서만든그래픽프로그래밍언어 레고블록을조립하듯이프로그래밍을함 사용자의액션과다양한멀티미디어지원 프로젝트협력가능. 한국어지원.
앱인벤터 MIT대학에서만든그래픽프로그래밍언어 레고블록을조립하듯이프로그래밍을함 손쉽게안드로이드앱을만들수있음. 한국어지원.
엔트리 한국에서만든그래픽프로그래밍언어 레고블록을조립하듯이프로그래밍을함 스크래치와유사한환경제공. 파이썬, 자바연계. 다양한학습교재와자료제공
KODU LAB 마이크로소프트에서개발한프로그래밍언어 게임제작용으로 3D 비주얼프로그래밍을지원함 프로그래밍, 창의성, 스토리텔링교육에활용
앨리스 카네기멜론대학에서개발한 3D 프로그래밍언어 자바와의호환성이좋음. 객체지향언어. 여학생이주인공이라여학생의언어교육에효과적
마이크로소프트엑셀 마이크로소프트에서개발한표계산프로그램 숫자계산, 시뮬레이션, 그래프그리기기능 다양한업무의자동화에활용
파이썬 다이나믹객체지향프로그래밍언어 다양한종류의소프트웨어개발에사용 광범위한표준라이브러리와다른언어와툴과의강력한통합을지원 오픈소스로누구나자유롭게사용이가능
자바 & 자바스크립트 객체지향프로그래밍언어 다양한종류의소프트웨어개발에사용 광범위한표준라이브러리지원 다양한기기에서호환이가능함 안드로이드앱의기본제작언어
놀이중심활동 (= 언플러그드활동 ) - 컴퓨터없이이진수표현, 픽셀, 프로그래밍언어원리와같은컴퓨터과학과컴퓨터과학적사고를학습하는방법. - 뉴질랜드의 Tim Bell 교수가제안, 전세계적인연구가진행중, 연구자료는연구팀홈페이지를통해공개, 한국어로번역된책이출간되었음. - 국내에서는 KAIST와엔트리가최초로언플러그드교구 ( 프로그래밍교육보드게임 ) 를출시하여 SW교육현장에서사용중
놀이중심활동 (= 언플러그드활동 ) 예시 - 압축 컴퓨터에가능한많은데이터를저장하기위해서는중복되는부분을줄여야합니다. 아래의문장을읽어보세요. 필수적으로필요한단어나문자는몇개일까요? 동네한바퀴 다같이돌자동네한바퀴아침일찍일어나동네한바퀴우리모두나팔꽃인사합니다우리도인사하며동네한바퀴바둑이도같이돌자동네한바퀴
피지컬컴퓨팅 (>= 로봇 ) - 피지컬컴퓨팅은컴퓨터와현실세계의상호작용하는활동을말함 - 센서를통해물리세계의값을입력받아프로그램을작동하고, 엑츄에이터를통해컴퓨터로물리세계를움직이게하는활동 - 아두이노 를주로사용하며, 라즈베리파이등이있음 - MIT에서개발한레고 마인드스톰 도학생들이흥미있어하는활동중하나임
감사합니다