컴퓨팅 사고력 교육을 위한 아두이노 기반의 텐저블 유저 인터페이스 모듈 설계

Design to Tangible User Interface Module using Arduino for Computational Thinking education

융합인재교육을 위해 피지컬 컴퓨팅(Physical Computing) 도구를 이용한 컴퓨팅 사고력(Computational Thinking) 교육은 컴퓨터 공학 및 소프트웨어를 융합한 대표적인 융합인재교육의 예시이다. 그렇지만 초보학습자에게는 컴퓨팅 사고력 교육의 프로그래밍의 학습 난이도가 어려운 측면이 있다. 또한 여러 피지컬 컴퓨팅 교구의 특징과 학교 현장의 교육 기반 부족으로 컴퓨팅 사고력 교육에 대해 교수하기 어려운 문제점이 있다. 때문에 본 연구에서는 학습자들이 특정한 환경에 영향을 받지 않고 컴퓨팅 사고력 교육의 중심인 프로그래밍 교육 자체에 집중 할 수 있도록 물리적인 블록코딩이 가능한 모듈형 교구를 설계하였다. 교구 설계를 위한 연구 방법은 다음과 같다. 첫째로 컴퓨팅 사고력의 정의와 컴퓨팅 사고력 교육 요소를 정의한다. 둘째로 아두이노 기반의 피지컬 컴퓨팅을 활용하여 정의된 컴퓨팅사고력 교육 요소룰 적용해 교규의 요소를 성립한다. 결과적으로 총 21개의 블록코딩 모듈과 아두이노 우노를 기반으로 하는 하나의 메인 모듈을 디자인하였다.

Computational thinking education using physical computing tool is one of the representative examples for educational amalgamation between science and software. However, the level of programming education is not easy for beginners. In addition, the characteristics of physical computing tools and learning environments at typical schools make the beginners difficult to approach and experience computational thinking educations. In this paper, we design a modularized learning tool that makes the block coding possible. Using this tool, the learners can concentrate on the programming for computational thinking regardless of specific learning environments. The research methods for designing the education tools are as follows. First, the definition of Computational Thinking and the education model of Computational Thinking, and the factors of Computational Thinking education should be determined. Second, by analyzing the Arduino - based physical computing tools – used in the education of Computational Thinking, the education tools designed in this study constitutes an element to be equipped in the education of Computational Thinking. As a result, we have designed 21 block coding modules, and one main module based on Arduino Uno.