기후변화 주제 문제중심학습(PBL)이 고등학생들의 컴퓨팅 사고력에 미치는 효과

The effect of problem-based learning on climate change Subject on Computational Thinking of high school students

목적 본 연구는 고등학생들의 컴퓨팅 사고력을 촉진할 수 있는 문제중심학습 수업을 개발하고, 학습단계에서 나타나는 컴퓨팅 사고력을 파악하고자 하였다. 방법 이를 위해 고등학생 1학년 57명을 대상으로 기후변화 주제의 총 8차시 교수학습활동(CT-PBL)을 설계하여 실시하였다. 수업 전후 컴퓨팅 사고력 측정 설문을 실시하여 대응표본 t-test를 이용해 분석하여 수업의 효과를 검토하고, 활동보고서와 이를 기반으로 한 반구조화 된 면담을 진행하며 문제해결과정에서의 사고 과정과 컴퓨팅 사고력의 관계를 분석하였다. 결과 첫째, 적용 결과 컴퓨팅 사고력의 4가지 영역에서 모두 유의미한 향상을 보였다. 특히 사전점수가 낮았던 알고리즘 절차 측면의 CT에서 높은 향상이 나타났다. 둘째, 문제해결과정의 각 단계에서 학생들은 다양한 사고 과정을 거치며 컴퓨팅 사고력의 다양한 하위요소를 활용하는 것을 확인할 수 있었다. 한편 나아가 컴퓨팅 사고력의 복합적인 활용, 사고의 회귀적 과정 등을 파악하였다. 결론 이러한 결과를 기반으로 컴퓨팅 사고력의 복합적인 발현의 구체적인 상관관계 파악, 수업 소재에 따른 컴퓨팅 사고력 활용과 같은 후속연구를 제안하였다.

Objectives The purpose of this study is to develop a problem-based learning class that can promote high school students' computational thinking and to identify computational thinking that appear in the learning stage. Methods To this end, a total of 8 teaching-learning activities (CT-PBL) on climate change subject were designed and implemented for 57 first-year high school students. Before and after class, a questionnaire was conducted to measure computational thinking and the effect of class was reviewed by analyzing it using the paired t-test. In addition, a semi-structured interview based on the activity report was conducted to analyze the relationship between the thinking process and computational thinking in the problem-solving process. Results First, as a result of application, all four areas of computational thinking showed significant improvement. In particular, there was a high improvement in the algorithmic procedure of CT, which had a low prior score. Second, at each stage of the problem-solving process, students went through various thinking processes and were able to confirm that they utilized various sub-elements of computational thinking. On the other hand, the complex use of computational thinking and regressive thinking processes were also identified. Conclusions Based on these results, follow-up studies such as identifying specific correlations in the complex expression of computational thinking and utilizing computational thinking according to class materials were proposed.