Designing Content Elements of the Programming Curriculum as a Instrumental Subject for Gifted Science High School

과학영재 고등학교 도구교과로서의 프로그래밍 교육과정 내용요소 설계

In this study, contents of programming curriculum were designed as instrumental subjects for scientifically gifted students, not for IT gifted ones. Firstly, the programming curriculum consisted of 3 sections; Programming Understanding, Object-Oriented Programming, and Simulation Programming as a result of two semesters. Then, the lectures including project-based and problem-solving tasks were given to scientifically gifted students in a high school during one semester to verify whether they could apply the contents to studies and researches in math or science or not. As a result of this study, the students could improve numerical analysis and simulation program development capabilities in math or science as well as the problem-solving ability based on computational thinking. Moreover, it was proved that the students changed their perception about programing learning. They started to think that programing learning was necessary to studies and researches in math or science. The results of this study propose guideline to design programming curriculum as instrumental subjects for scientifically gifted students.

본 연구에서 프로그래밍 교육과정의 내용 요소는 정보과학 영재가 아닌 과학영재학생들을 위한 도구교과로 설계되었다. 먼저, 도구교과로써의 프로그래밍 교육과정은 2학기 동안의 수업 결과를 바탕으로, 프로그래밍의 이해, 객체지향 프로그래밍, 시뮬레이션 프로그래밍의 3영역으로 구성하여 내용요소를 설계하였다. 그 후, 과학영재 고등학교 학생들에게 수학, 과학 수업이나 연구에서 활용 가능 여부 확인을 위해, 한 학기동안 수업 및 프로젝트과제, 문제해결과제를 수행하였다. 연구 결과를 통해, 학생들이 Computational thinking 기반의 문제해결능력 뿐 아니라 수학, 과학 분야에서의 수치 해석 및 시뮬레이션 프로그램 개발 역량이 향상됨을 알 수 있었다. 또한, 학생들은 프로그래밍 학습이 과학, 수학 공부나 연구를 하는데 필요한 도구교과라는 생각으로 바뀐 것을 알 수 있었다. 본 연구결과가 과학영재학교에서 도구교과 성격으로서의 정보 교과의 프로그래밍 교육과정을 설계하는데 가이드라인을 제시할 수 있을 것이라 기대한다.