아두이노를 활용한 피지컬 컴퓨팅 기반 소프트웨어 수업용 어플리케이션이 초등학생의 논리적 사고력에 미치는 효과

The Effects of Physical Computing Based Software Applications Using Arduino on Logical Thinking of Elementary School Students

이 연구의 목적은 아두이노를 활용한 피지컬 컴퓨팅 기반 소프트웨어 수업용 어플리케이션이 초등학생의 논리적 사고력에 미치는 효과를 검증하는 것이다. 이 를 위하여 초등학교 소프트웨어 교육과정을 분석하여 내용 요소를 추출하고 이를 학습할 수 있는 스마트 기기 소프트웨어 수업용 어플리케이션을 개발하였다. 피지컬 컴퓨팅 기반의 이 어플리케이션은 아두이노 로봇카를 움직여 알고리즘 게임 판에서 문제를 해결할 수 있도록 한 것이다. 이 어플리케이션은 20단계의 기본 문제해결 모드, 자신이 직접 문제 상황을 만들고 해결할 수 있는 도전 모드, 그리고 자신의 흥미에 따라 할 수 있는 자율주행 모드의 3가지 종류로 개발되었다. 초등학교 5, 6학년 실험집단과 통제집단 각 16명씩 32명을 대상으로 연구한 결과, 이 어플리케이션을 활용하여 소프트웨어 수업을 한 실험집단이 일반수업을 한 통제집단에 비하여 사후 논리적 사고력 검사에서 (F=20.695, p<.05) 효과가 있는 것으로 나타났다. 하위요인별로는 계열화 논리(F=5.446, p<.05), 비례논리(F=5.951, p<.05), 조합논리(F=8.804, p<.05), 명제논리(F=4.793, p<.05)에서는 유의한 차이가 나타났으나 변인통제논리(F=.032, p>.05), 확률논리(F=.041, p>.05)에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다.

The purpose of this study is to examine the effects of physical computing based software Applications using arduino on logical thinking of elementary school students. Software for elementary school curriculum was analyzed in order to extract the content elements, and smart devices for educational applications were developed to apply such content elements. These physical computing based applications drive the adoino robot car to solve problems on algorithm game board. These applications are developed in three categories: (i) the basic problem solving mode in 20 steps, (ii) the challenge mode that learner can directly make problems and resolve the problems and (iii) the autonomous mode that stimulates the interest and motivation of the learner. The software instruction using these applications was conducted by 5th and 6th elementary school students. The results were effective in systematic reasoning, proportional reasoning, combinational reasoning, propositional reasoning and total logical thinking.