문제 해결 과정 중심의 컴퓨팅 사고력 평가

Abstract

미래창조과학부는 소프트웨어가 혁신, 성장, 가치창출에 중심이 되고 개인, 기업, 국가에 영향을 미치는 소프트웨어 중심사회가 도래하였다고 선언하였다. 이에 따라 미래사회에서 소프트웨어가 가지는 비중은 매우 높아졌으며, 소프트웨어 교육의 중 요성도 확대 되었다. 우리나라는 2015개정 교육과정에서 소프트웨어교육의 중요성 을 강조하고 정보 교과를 필수 과목으로 지정하였다. 소프트웨어 교육의 목적은 컴 퓨터 과학의 기본 원리를 바탕으로 문제를 해결해 나가는 컴퓨팅 사고력을 기르는 데에 있다. 소프트웨어 교육의 중요성이 커지면서 컴퓨팅 사고력 관련 논의는 활발 히 이루어지고 있으나, 컴퓨팅 사고력을 어떻게 평가할 것인지에 대한 논의는 비교 적 부족한 실정이다. 컴퓨팅 사고력을 어떻게 평가할 것인지는 매우 중요한 문제이다. 평가는 자신의 학습 수준을 파악하고 자기 성찰을 통해 부족한 부분을 보완하고 개선하는 영역으 로, 소프트웨어에서의 평가의 방향도 평가를 통해 컴퓨팅 사고력을 향상시킬 수 있 어야 한다. 최근 평가의 방향은 이전 평가와 다르게 학생의 수행을 통해 이루어지 고, 학습결과에 대한 평가에서 학습을 위한 평가로 변화하고 있다. 이러한 평가의 방향으로 과정중심평가가 떠오르고 있다. 과정중심평가는 학습의 과정을 중시하는 평가를 강화하여 학생이 수행을 통해 자신의 학습을 성찰하도록 하고, 평가를 활용 하여 학생에게 피드백해주는 학습으로써의 평가 방향이다. 이를 가장 잘 반영한 평 가는 개인이 습득한 지식을 실제 생활이나 평가 상황에서 얼마나 잘 수행하는지 어떻게 수행하는지 평가하는 과정중심 수행평가 방식이다. 컴퓨팅 사고력은 문제 해결 과정에서 발현되는 역량으로 컴퓨팅 사고력에 대한 평가 또한 학생의 문제 해결 과정 중심으로 평가가 이루어져야 한다. 본 논문은 학생의 문제 해결 과정에서 발현되는 컴퓨팅 사고력을 평가하기 위해 과정중심평가 방식을 활용하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 연구는 다음과 같은 절차로 진행되었다. 첫째, 컴퓨팅 사고력 기반 문제 해결 과정과 컴퓨팅 사고력의 핵심 요소를 정의하기 위해 관련 연구 동향과 문헌, 선행 연구를 분석하여 비교 및 정리하여 정의하였다. 둘째, 과정중심평가 방식을 적용하기 위하여 컴퓨팅 사고력 기반의 문제 해결 과 정 성취기준을 정의하였다. 성취기준은 2015개정 중등 정보교과를 중점으로 분석 및 개발하였다. 셋째, 개발한 성취기준을 학습 내용과 평가 내용으로 분해 및 분석하여 평가 요 소를 추출하였다. 평가 요소는 학습자를 관찰 및 평가·피드백 할 수 있는 근거가 된다. 넷째, 평가 활동에서 학생이 어느 정도 수준에 도달하였는지 확인할 수 있는 실 질적인 기준을 제시하기 위하여 평가 기준을 제시하였다. 평가 기준을 상/중/하 3 단계 위계로 구분되며 행동동사를 사용하였다. 문제 해결 과정 중심 컴퓨팅 사고력 평가는 개발된 성취기준을 바탕으로 교수·학 습 내용과 평가 방법을 설계하며, 학습자의 문제 해결 과정 중심으로 평가 요소 및 평가 기준을 토대로 학습자를 관찰, 결과물, 포트폴리오 등 다방면으로 평가하고 평가 과정에서 인지적, 정의적으로 피드백 하는 것을 목적으로 하였다. 개발된 내용은 10명의 전문가 집단의 2차에 걸친 델파이 조사를 거쳐 수정 및 보완되었으며, 타당도 검증을 통해 타당성을 입증하였다. 본 논문에서 개발한 문제 해결 과정, 성취기준, 평가 요소, 평가 기준을 참고 한 다면 문제 해결 과정 중심의 컴퓨팅 사고력을 평가하고 교수·학습 평가를 설계하는 데에 용이해질 것으로 보인다. 이를 토대로 컴퓨팅 사고력 향상 및 평가에 기여할 수 있기를 기대한다.

The Ministry of Science, ICT and Future Planning declared that software has become central to innovation, growth, and value creation and has arrived software-driven society that affects individuals, businesses, and countries. So the proportion of software has increased in future jobs and core competencies of future talent, the importance of software education has also expanded. Korea emphasized the importance of software education in the 2015 revised curriculum and designated information subjects as compulsory subjects. The purpose of software education is to improve computational thinking that solves problems based on the basic principles of computer science. As software education grows in importance, there are active discussions about how to foster computational thinking, but there is relatively little discussion about how to evaluate computational thinking. How to assess computing power is a very important issue. As assessments are areas where grasped self-learning levels and complemented and improved the deficiencies through self-reflection, assessments in software should enable them to improve computational thinking through assessments. Unlike previous evaluations, the direction of the recent evaluation has been changed from the evaluation of learning results to the evaluation for learning. Into the direction of this changed assessment, 'The process-Focused Assessment' is rising up. 'The process-Focused Assessment' is an evaluation direction that strengthens the assessment that puts emphasis the course of learning, so that students reflect on their learning through perform, and uses the evaluation to give feedback to students. The evaluation that best reflects this is a 'fair-based performance evaluation' method that assesses how well and how individuals perform the knowledge acquired in real life or in evaluation situations. Computational thinking ability is the ability to be expressed in the problem solving process, and the evaluation of computational thinking ability should also be centered on the student problem solving process. This thesis aims to utilize 'The Process-Focused Assessment' method for evaluating the computational thinking that is revealed in the problem-solving process of students. For this, this study was conducted in the following procedures. First, to define the computational thinking-based problem-solving course and the key elements of computational thinking, the relevant research trends, literature and prior research was analyzed, and compared and arranged, and the computational thinking-based problem-solving course was defined. Second, in order to apply 'The Process-Focused Assessment' method, the achievement standards for computational thinking-based problem-solving processes were defined. The achievement standards were developed by analyzing that focus on the revised curriculum in 2015 informatics subjects. Third, the evaluation elements were extracted by disassembling and analyzing the developed achievement standards into learning and evaluation contents. Evaluation elements are the basis for observing, evaluating, and feedback the learners. Fourth, to present practical criterion to assess what level a student has reached in the assessment activity presented the assessment standards. The assessment standards are divided into three phases upper/mid/lower and behavioral verbs are used. Problem-solving process-centered computational thinking assessment was aimed design the teaching and learning contents and evaluation method based on the developed achievement standards. And it aimed evaluate the learner observation, the resulting product, and portfolio in various ways based on assessment factors and assessment standards in the problem-solving process of learner, and do the feedback of cognitive and emotional during the assessment process. Developed content was modified and supplemented after two rounds of Delphi surveys by a group of 10 experts, and the validity was demonstrated through a validity assessment. If you refer to the achievement standards, assessment factors, and assessment standards developed in this thesis, it will be easier to evaluate the computational thinking at the problem-solving process-centered and design the teaching and learning assessment. Based on this, I hope to contribute to the improvement and evaluation of computational thinking.