블록형 프로그래밍 언어 기반 초등 머신러닝 교육 프로그램 개발 및 적용

Abstract

본 연구는 숫자 데이터를 중심으로 한 블록형 프로그래밍 언어 기반의 머신러닝 교육 프로그램을 개발 및 적용하고 초등학생의 컴퓨팅 사고력의 신장 정도를 비교하여 프로그램에 대한 효과를 검증하였다. 초등학교 교사 100명을 대상으로 사전 요구 분석을 실시하였고, 그 결과를 바탕으로 ADDIE 모형에 적용하여 교육 프로그램의 목표와 방향을 설계하였다. 숫자 데이터를 중심으로 한 블록형 프로그래밍 언어 기반의 프로그래밍을 이용하기 위해 스크래치와 머신러닝 포 키즈를 활용하였고, 프로그램의 효과 검증을 위하여 초등학교 학생 27명을 대상으로 2개월간 10차시를 운영하였다. 비버챌린지 2018, 2019 검사를 활용한 사전·사후 검사를 실시하여 교육 프로그램의 결과를 분석하였으며, 분석 결과 숫자 데이터를 중심으로 한 블록형 프로그래밍 언어 기반의 초등 머신러닝 교육 프로그램이 초등학생들의 컴퓨팅 사고력 향상에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

In this study, we develop a block-based machine-learning education program focused on numeric data and verify its effectiveness by comparing the degree of enhancement in computational thinking ability of elementary school students. In the developing phase, we first conducted a survey of 100 elementary school teachers to identify their requirements for the system, and then applied the ADDIE model to design the goals of the program based on the survey analysis. We used Scratch and Machine Learning for Kids for the program. In the evaluation phase, we first conducted 10 classes using the program with 27 elementary school students for two months. In order to verify the effectiveness of the program, we analyzed the result of pre-and post-mortem tests based on Beaver Challenge 2018 and 2019. The result showed that block-based elementary machine learning education programs focusing on numeric data have a significant impact on elementary school student's computational thinking.