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스크래치 프로그램을 활용한 프로그래밍 수업이 학업성취도에 미치는 영향

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by

jihyun lee

on 16 December 2013

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Transcript of 스크래치 프로그램을 활용한 프로그래밍 수업이 학업성취도에 미치는 영향

목차
연구의 필요성
연구의 내용
연구 설계
Scratch를 프로그래밍 기초 개념 학습에 이용한 프로그래밍 교육이 C언어의 학업 성취도에 미치는 효과를 검증하기 위한 설계
요약
연구 결과
본 연구는 프로그래밍 기초 개념 학습을 기존 전통적 프로그래밍 교육방식과 Scratch활용 교육 방식을 교육 현장 적용하여 Scratch의 교육적 가능성을 확인하고자 함에 있다.

두 교육 방식을 접한 학생들의 학업 성취도가 어떻게 달라지고 그것으로 인해 이후의 학습에 어떤 효과를 주는지를 위한 검사를 실시하였다.
연구 목적
프로그래밍 교육의 새로운 방안으로
프로그래밍 언어 학습을 위한 학습요소에서
공통적으로 다루어지는 기초 개념 부분을
스크래치로 학습한 후 프로그래밍 수업을 진행한 것이
C언어만으로 프로그래밍 수업을 진행하는 것보다
학생들의 프로그래밍 학업 성취도와
프로그래밍 능력에 미치는 영향에 대해 검증하고자 한다.
자료의 분석 및 처리
본 연구에 사용한 통계 분석은 SPSS를 이용한 분석을 하였다.
이 연구의 가설을 검증하기 위해 집단별 학습자가 획득한 학업 성취도의 평균 차이를 t- 검증을 하였다.
데이터는 평균 ± 표준편차(표준 오차) 형식으로 표시
실험 집단과 통제 집단과의 차이는 독립 표본 t-검정을 이용하여 분석
검정에 사용하는 유의 수준은 p<0.005로 적용

- Scratch를 활용한 프로그래밍 기초 개념 학습이 C언어의 학업 성취도에 미치는 영향을 검증하기 위하여 단순 회귀 분석을 하였다.

중앙대학교 교육대학원
교육학과 컴퓨터교육 전공
이 지 현
2013년 12월

스크래치 프로그램을 활용한 프로그래밍 수업이
학업성취도에 미치는 영향
- 특성화 고등학생들을 대상으로

제64회 석사학위보고서
1. 연구의 필요성 및 목적
2. 연구의 내용
3. 연구 설계
4. 연구 결과 및 제한점
5. 결론 및 제언
▶ 21세기 지식기반 정보 사회의 인재상
: 창의력을 갖춘 고급 SW 개발인력
프로그래밍 교육의 필요성 제기
프로그래밍 교육의 문제점
고등 사고력 향상을 위한 학습보다는
프로그래밍의 개념이나 기초 문법의 주입,
문제 해결과정의 반복으로 진행
문법과 구조를 인지하고 프로그램 사용법을
익히는데 너무 많은 시간과 노력이 필요
학습자들은 프로그래밍 학습을 기피하거나 포기하게 됨
프로그래밍 기초 개념 부분을
스크래치를 활용한 수업 모형과
전통적인 프로그래밍 언어(C언어)수업 모형의 학업 성취도를 비교하여
실험 처치의 효과를 검증하고자
사전, 중간, 사후 검사를 실시하여
프로그래밍에 대한 학업 성취도와
프로그래밍 능력에 미치는 영향에 대해
비교 분석한 후 결과를 도출한다.

연구 가설
프로그래밍 기초 개념 부분을 C언어로만 가르치는 것보다 Scratch로 기초 개념 부분을 이해하고 심화 학습을 하는 것이
C언어의 학업 성취도에 효과적이다.
연구 대상
서울 소재의 특성화 K고등학교 3학년 학생 60명을 대상으로 선정
연구 설계
사전 검사를 통해 두 집단이 동질 집단임을 보임
연구 도구
사전 학업 성취도 검사
사전 검사를 통해 c언어의 지식이 비슷한 두 개반을 선정
프로그래밍
학습
<실험 집단>
<통제 집단>
스크래치
프로그램
전통적인
프로그램
(C언어)
프로그램
기본 개념
<실험 집단>
프로그램
심화학습
전통적인
프로그램
(C언어)
<통제 집단>
<연구 대상 도식화>
프로그래밍 기초개념을 각각 Scratch와 C언어로 학습
중간 검사를 통해 두 집단의 학업 성취도를 비교
실험 집단과 통제 집단 모두에게 C언어의 심화 내용을 학습시킴
사후 검사를 통해 두 집단의 학업 성취도를 비교
< 연구 설계 >
< 검사도구 >
중간 학업 성취도 검사
- 두 집단의 프로그램 기초 개념 성취정도 측정 목적으로 실시
- 실험에 참여하는 두 집간의 동질 검사를 목적으로 실시
사후 학업 성취도 검사
- 실험 집단 : Scratch 프로그램 학습 + C언어(심화학습)
- 통제 집단 : C언어(기초 개념 학습 + 심화학습)
->두 집단의 학업 성취도의 차이 비교 목적으로 실시
사전 검사
- 두 집단이 동일 집단임을 증명하기 위하여 귀무 가설과 대립가설을 설정하였다.
사후 검사
프로그래밍 기초 개념 학습 부분에 어떠한 도구를 활용하느냐에 따라 이후의 학업 성취도에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위한 검사
중간 검사
두 집단의 프로그래밍 기초 개념 학업 성취도에 어떤 영향을
주었는지 확인하기 위하여 두 집단 간의 t-검정을 실시하여 검증
귀무 가설 : 두 집단 간의 학업 성취도 사전 검사 결과에는 차이가 없다.
대립 가설 : 두 집간 간의 학업 성취도 사전 검사 결과에는 차이가 있다.
유의 수준은 P<0.005를 기각역으로 설정하여 유의 확률이 0.005이하이면
귀무가설을 채택하는 것으로 두 집단 간의 독립 표본 t-검정을 실시
검사의 전체 평균은 두 집단 간에 차이가 없는 것으로 나타남
※ 사전 검사 결과 전체적으로 두 집단 간의 차이는
나타나지 않아 두 집단은 동일 집단임을 증명함.
귀무가설 : 두 집단 간의 학업성취도 중간검사결과에는 차이가 없다.(p>0.06)
대립가설 : 두 집단 간의 학업성취도 중간검사결과에는 차이가 있다(p<0.05)
통제 집단이 49.48인 반면 실험 집단이 59.23으로 나타나 실험 집단이 통제 집단보다 프로그래밍 기초 개념 학습에 있어 학업 성취도가 높음을 알 수 있다.
유의 확률이 0.025로 유의 수준 0.05보다 작기 때문에 (p<0.05)를 성립하여 대립가설을 채택하였다
※ 프로그래밍 기초 개념 학습에 Scratch를 활용한 학습이 전통적 학습 방법보다 효율적임 증명함.
귀무가설 : 두 집단간의 학업성취도 검사 결과 차이가 없다.(p>0.05)
대립 가설 : 두 집단 강의 학업 성취도 검사 결과에는 차이가 있다.(P<0.05)
→ 검정 결과를 살펴보면 통제 집단보다 실험 집단의 전체 평균 학업 성취도가 7점 정도 향상되었고 유의 확률은 0.001로 유의 수준 0.05보다 작기 때문에 대립 가설을 채택함.
※ 프로그래밍 기초 개념 학습에 Scratch를 활용하면
C언어의 학업 성취도 향상에 도움이 됨을 증명함.
회귀 분석 결과
Scratch를 활용한 프로그래밍 기초 개념 학습이 사후 학업 성취도에 미치는 영향력 분석을 위해 선형 회귀분석을 실시
위 회귀모델은 전체의 55.5%를 설명하고 있으며, 유의 확률은 0.000으로 유의 수준0.05에서 회구 모형이 통계적으로 유의미한 것으로 나타났다.
※ Scratch를 활용한 프로그래밍 기초 개념 학습이
이후에 배우는 C언어의 학업 성취도에 유의미한 영향을
미치는 것을 의미한다.
검사 통합
프로그래밍 기초 개념 학습에 교육용 프로그래밍 언어(스크래치)를 활용한 수업방법이 전통적인 프로그래밍 수업방법보다 C언어의 학업 성취도 향상에 도움이 되었다고 볼 수 있다.
< 연구 문제 >
결론
교육용 프로그래밍 언어인 Scratch를

프로그래밍 기본 개념 학습에 활용한다면

학습자의 학업 성취도에

긍정적인 영향을 미치게 될 것이다.
제언
스크래치 프로그래밍의 학습 몰입과 프로그래밍 능력에 미치는 효과를 일반화하기 위해서는
프로그래밍의 다른 교육 내용을 적용하는 연구가 필요하다.
프로그래밍 교육의 필요성과 효과에 대한 많은 연구가 이루어지고 있지만 학습자의 특성에 적합한 교육용 프로그래밍을 활용한 다양한 교수 학습 방법에 대한 연구가 필요하다.
학습자의 몰입 수준과 학업 성취도를 향상시킬 수 있는 수업 모형에 대한 연구가 필요하다.
감사합니다*^^*
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