(1) 초기 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램
초기 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램 검사는 초등학교 4∼6학년 학생 41명을 대상으로 35차시 교육 프로그램은 운영하고 결과를 분석하였다. 검사지는 ’정보 과학적 사고 기반의 문제 해결능력 검사지’(김종혜, 2009)를 사용하여 검사하였으 며 10문항 총점(10점 만점)을 토대 학생별 평균을 비교하였다.
그리고 초등학교 중학년과 고학년에서 집단 간 컴퓨팅 사고력 변화에 차이가 있는지 확인하기 위하여 중학년과 고학년, 중·고학년 전체로 나누어 결과를 분석 하였다.
① 사전 정규성 검정
실험 집단이 정규성을 확보하고 있는지 확인하기 위하여 컴퓨팅 사고력 사전 검사결과로 Shapiro-Wilks 정규성 검정을 실시하였고 그 결과를 <표 Ⅳ-5>에 제시하였다.
<표 Ⅳ-5> 초기 프로그램 컴퓨팅 사고력 사전 정규성 검정
구분 사례수 평균 표준
편차 t p
중학년
(3·4학년) 24 4.42 1.41 .912 .302 고학년
(3·4학년) 17 5.18 2.09 .875 .367 중·고학년
(3∼6학년) 41 4.73 1.74 .934 .415
*p<.05
컴퓨팅 사고력에 대한 Shapiro-Wilks 정규성 검정을 실시한 결과 중학년, 고 학년, 중·고학년에서 모두 유의도가 유의수준 α=0.05보다 높게 나타나 정규분포 임이 확인되었다.
② 사전·사후 검사결과 집단 내 비교(대응표본 t 검정)
(2) 1차 개선 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램(교수·학습 모형 개선)
1차 개선 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램에 의한 컴퓨팅 사고력 향상 여부를 확인하기 위하여 초등학교 5학년 학생으로 구성된 실험 집단(31명)과 비교 집단 (25명)을 대상으로 33차시 교육 프로그램을 투입하고 결과를 분석하였다. 실험군 에는 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 학습 모형에 따른 컴퓨터 교육을 실시하고 비교군 에는 전통적인 직접교수모형으로 컴퓨터 수업을 진행하였으며 ‘컴퓨팅 사고력 검 사 A, B형’(김병수, 2014)을 활용하여 집단 간 컴퓨팅 사고력 변화를 확인하였다.
① 사전 정규성 검정
두 집단이 정규성을 확보하고 있는지 확인하기 위하여 사전 컴퓨팅 사고력 검 사결과로 Shapiro-Wilks 정규성 검정을 실시하였고 <표 Ⅳ-7>과 같이 실험군과 비교군 두 집단 모두 유의도가 유의수준 α=0.05보다 크게 나타나 정규분포임이 확인되었다.
<표 Ⅳ-7> 실험군과 비교군의 컴퓨팅 사고력 사전 정규성 검정 집단
구분 사례수 기술 통계량
t p
평균 표준편차 최대값 최소값
실험군 31 11.29 2.34 16 7 .966 .662 비교군 25 10.72 2.03 14 7 .953 .345
*p<.05
② 사전 검사결과 집단 간 비교
1차 개선 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램에 따른 컴퓨팅 사고력의 변화를 확인하기 위해 사전에 <표 Ⅳ-8>과 같이 두 집단 모두 모수통계인 독립표본 t 검정을 실시하였다. 특히 처음에 두 그룹의 비교군(비교군A, 비교군B)를 선정하 였으며 그 중 비교군A만 실험 집단과의 사전 컴퓨팅 사고력 지수를 이용한 독립 표본 t-검정에서 유의도가 유의수준 α=0.05에서 유의미한 차이가 없게 나와서 비 교군으로 선정하였다.
퍼즐 기반 컴퓨터 교육 학습 모형(CT-LC)에 따라 컴퓨터 교육을 실시한 실험
군과 교사 중심의 전통적인 직접교수모형으로 컴퓨터 교육을 받은 비교군에 사 전 독립표본 t-검정 실시한 결과 <표 Ⅳ-8>과 같이 유의도 p=0.341로 유의수준 α=0.05에서 두 집단은 유의미한 차이가 없는 동질 집단임이 확인되었다.
<표 Ⅳ-8> 컴퓨팅 사고력 사전 검사결과 비교(독립표본 t 검정)
집단 구분 사례수 평균 표준편차 t p
실험군 31 11.29 2.34
.961 .341
비교군 25 10.72 2.03
*p<.05
③ 사후 검사의 집단 간 비교
1차 개선 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램을 활용하여 학습을 진행한 후 학습자 의 컴퓨팅 사고력에 영향을 살펴보기 위해 <표 Ⅳ-9>와 같이 모수통계인 독립표 본 t 검정을 실시하였다.
<표 Ⅳ-9> 컴퓨팅 사고력 사후 검사결과 비교(독립표본 t 검정)
집단 구분 사례수 평균 표준편차 t p
실험군 31 14.06 1.67
3.67 .001**
비교군 25 12.40 1.71
*p<.05, **p<.01
<표 Ⅳ-9>의 독립표본 t 검정 결과 각각의 교육 프로그램 투입 후에 실험군 의 평균은 14.06, 표준편차는 1.67이고 비교군의 경우 평균은 12.40, 표준편차는 1.71로 나타났다. 또한 t 통계값은 3.67이고 유의도 p=0.001로 유의수준 α=0.01에 서 유의미한 차이를 나타냈다.
④ 사후 검사결과 집단 내 비교
실험군과 비교군의 집단 내 컴퓨팅 사고력의 변화를 알아보기 위해 <표 Ⅳ -10>과 같이 모수통계인 대응표본 t 검정을 실시하였다.
<표 Ⅳ-10> 1차 개선 프로그램 컴퓨팅 사고력 사전·사후 검사결과 집단
구분 사례수
사전 검사 사후 검사
t p
평균 표준편차 평균 표준편차
실험군 31 11.29 2.34 14.06 1.67 -8.82 .000**
비교군 25 10.72 2.03 12.40 1.71 -2.45 .018*
*p<.05, **p<.01
<표 Ⅳ-10>의 대응표본 t 검정의 결과를 살펴보면, 실험군의 t 통계값은 – 8.82이고 유의도 p=0.001로 유의수준 α=0.01에서 컴퓨팅 사고력이 유의미하게 향 상된 것으로 나타났다. 또한 비교군은 t 통계값은 –2.45이고 유의도 p=0.18로 유 의수준 α=0.05에서 마찬가지로 컴퓨팅 사고력이 유의미하게 향상된 것으로 나타 났다.
이러한 결과를 분석해보면 전통적 방식의 직접교수모형으로 컴퓨터 교육을 실 시해도 학생들의 컴퓨팅 사고력 향상에 유의미한 효과를 나타낼 수는 있지만, 본 연구에 개발한 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 모형(CT-LC)에 따라 활동 단계별로 컴퓨 팅 사고력 요소를 경험하면서 컴퓨터 교육을 하는 것이 컴퓨팅 사고력 향상에 더 효과적임을 확인할 수 있었다.
(3) 2차 개선 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램(교사 발문 개선)
2차 개선 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램에 의한 컴퓨팅 사고력 향상 여부를 확인하기 위하여 초등학교 4∼6학년 학생 30명으로 구성된 실험 집단을 대상으 로 32차시 교육 프로그램을 투입하고 ‘컴퓨팅 사고력 검사 A, B형’(김병수, 2014) 을 활용하여 집단 간 컴퓨팅 사고력 변화를 확인하였다.
① 사전 정규성 검정
실험 집단이 정규성을 확보하고 있는지 확인하기 위하여 컴퓨팅 사고력 사전 검사결과로 Shapiro-Wilks 정규성 검정을 실시하였고 그 결과를 <표 Ⅳ-11>에 제시하였다.
<표 Ⅳ-11> 2차 개선 프로그램 컴퓨팅 사고력 사전 정규성 검정 기술 통계량 (인원: 30)
t p
평균 표준편차 최대값 최소값
10.68 3.41 17 4 .955 .516
*p<.05
컴퓨팅 사고력에 대한 Shapiro-Wilks 정규성 검정을 실시한 결과 유의도가 유 의수준 α=0.05보다 높게 나타나 정규분포임이 확인되었다.
② 사전·사후 검사결과 집단 내 비교(대응표본 t 검정)
2차 개선 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그램의 사전·사후 검사결과 컴퓨팅 사고 력의 변화를 확인하기 위해 <표 Ⅳ-12>와 같이 모수통계인 대응표본 t 검정을 실시하였다. 사후 대응표본 t-검정을 실시한 결과 <표 Ⅳ-12>와 같이 유의도 p=0.004로 유의수준 α=0.01에서 유의한 차이를 나타냈다.
<표 Ⅳ-12> 2차 개선 프로그램 컴퓨팅 사고력 사전·사후 검사결과
투입 시기 사례수 평균 표준편차 t p
사전 30 10.68 3.41
-3.01 .004**
사후 30 13.94 2.21
*p<.05, **p<.01
위 결과와 같이 본 연구에서 개발한 2차 개선 퍼즐 기반 컴퓨터 교육 프로그 램(교사 발문 개선)은 초등학생 4∼6학년 학생들의 컴퓨팅 사고력을 유의미하게 상승시킨다는 것을 확인할 수 있다.
하위 요소 대상 기술 통계량