컴퓨팅 교육

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로봇공학 프로그램에서 코딩을 하는 초등학생 아이들

컴퓨터 과학 교육 또는 컴퓨팅 교육은 컴퓨터 과학의 학문인 [1][2][3][4][5][6]컴퓨터 사고를 가르치고 배우는 분야입니다.[7][8][9] 컴퓨터 과학 교육 분야는 기초 프로그래밍 기술부터 고급 알고리즘 설계 및 데이터 분석에 이르기까지 광범위한 주제를 포함합니다. 학생들이 컴퓨팅 능력을 필요로 하는 기술 산업 및 기타 분야의 진로를 준비하는 데 필수적인 빠르게 성장하고 있는 분야입니다.[10]

컴퓨터 과학 교육은 학생들이 21세기 노동력을 준비하는 데 필수적입니다. 기술이 사회의 모든 측면에 점점 더 통합됨에 따라 숙련된 컴퓨터 과학자에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 노동 통계국에 따르면, 컴퓨터와 정보 기술 직종의 고용은 "2021년부터 2031년까지 21퍼센트 성장"할 것으로 예상되는데, 이는 모든 직종의 평균보다 훨씬 빠른 속도입니다.[11]

컴퓨터 과학 교육은 학생들이 기술 산업의 진로를 준비하는 것 외에도 비즈니스, 의료 및 교육을 포함한 많은 분야에서 가치가 있는 컴퓨팅 사고력을 촉진합니다. 알고리즘적으로 사고하고 체계적으로 문제를 해결하는 방법을 배움으로써 학생들은 보다 효과적인 문제 해결자, 비판적 사고를 할 수 있습니다.

배경

컴퓨터 과학 교육의 역사는 프로그래밍이 주로 과학자와 수학자에 의해 이루어졌던 컴퓨팅 초기로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 컴퓨터가 산업과 정부에서 더 널리 사용됨에 따라 숙련된 프로그래머의 필요성이 커졌고, 대학들은 컴퓨터 과학 과정을 제공하기 시작했습니다.[citation needed]

컴퓨터 과학(CS) 교육은 과학 교육과 수학 교육에 비해 훨씬 젊은 분야입니다.[12] 컴퓨팅의 역사에서 디지털 컴퓨터는 아날로그 컴퓨터가 발명된 이래로 수세기 동안 계산이 되어 왔지만, 1940년대 경부터 겨우 만들어 [13]졌습니다.

컴퓨터 과학 교육의 또 다른 차별화 요소는 최근까지 주로 대학 수준에서만 교육되어 왔다는 점이며, 1980년대 영국의 컴퓨터 과학 교육의 일부로 이스라엘, 폴란드 및 영국에서 BBC Micro와 함께 주목할 만한 예외가 있습니다.[6][14] 컴퓨터 과학은 수십 년 동안 몇몇 국가에서 14세 또는 16세부터 학교 교육 과정의 일부였지만 일반적으로 선택 과목으로 사용되었습니다.

초중등 컴퓨터 과학 교육은 전문적 고립, 제한된 CS 전문성 개발 자원, 낮은 수준의 CS 교수 자기 효능감 등 CS 수업을 통합하는 데 장애물에 직면한 많은 K-12 CS 교사들로 인해 미국에서 비교적 새로운 교육입니다.[15][16][17] 2021년 보고서에 따르면 미국 고등학교의 51%만이 컴퓨터 과학을 제공합니다.[18] 특히 초등 CS 교사들은 중고등학교 동료들에 비해 CS 교수 효능감이 낮고 CS를 수업에 적용할 기회가 적습니다.[15] 가상 실천 공동체와 같은 방법을 사용하여 CS 교사를 자원 및 동료와 연결하는 것은 CS 및 STEM 교사의 교수 자기 효능감 향상과 CS 주제를 학생 수업에 구현하는 데 도움이 되는 것으로 나타났습니다.[15][16]

교육과정

컴퓨터 과학 교육을 위한 교육 과정은 교육 수준과 국가에 따라 다릅니다. 초등학교와 중학교 수준에서 컴퓨터 과학 교육은 보통 루프, 조건, 변수와 같은 기본적인 프로그래밍 개념을 사용하여 스크래치나 파이썬과 같은 블록 또는 시각적 프로그래밍 언어에 중점을 둡니다.[19] 고등학교 수준에서 학생들은 웹 개발, 네트워킹 및 데이터 분석뿐만 아니라 보다 발전된 프로그래밍 개념과 알고리즘을 배울 수 있습니다.[citation needed]

대학 및 대학원에서 컴퓨터 과학 교육은 인공 지능, 기계 학습, 데이터 과학 및 컴퓨터 그래픽과 같은 주제의 과정을 포함할 수 있습니다. 많은 컴퓨터 과학 프로그램은 또한 컴퓨터 아키텍처, 운영 체제 및 컴퓨터 네트워크 과정을 제공합니다.[citation needed]

교수법

컴퓨터 과학 교육에서의 교육 방법은 교육 수준과 프로그램의 목표에 따라 다양합니다. 초등학교와 중학교 수준에서 컴퓨터 과학 교육은 프로그래밍 개념을 가르치기 위한 대화형 게임과 퍼즐에 초점을 맞출 수 있습니다. 고등학교와 대학에서, 컴퓨터 과학 교육은 학생들이 그들의 지식을 실제 문제에 적용할 수 있도록 하는 강의, 실험실 및 실습 프로젝트를 포함할 수 있습니다.[citation needed]

온라인 학습 플랫폼과 코딩 부트캠프도 컴퓨터 과학 기술을 가르치는 인기 있는 방법이 되었습니다. 이러한 프로그램은 컴퓨터 과학이 실용성과 실제 응용에 더 가깝기 때문에 스스로 진행하는 학습을 제공하고 인터넷 연결이 있는 모든 곳에서 액세스할 수 있습니다.

컴퓨팅 교육 연구

컴퓨터 교육 연구(CER) 또는 컴퓨터 과학 교육 연구(Computer Science Education Research)는 컴퓨터 과학의 교수 및 학습을 연구하는 데 중점을 둔 학제 간 분야입니다.[5][20] 컴퓨터 과학과 교육 연구의 하위 분야이며, 컴퓨터 과학이 K-12 학교, 대학, 온라인 학습 환경 등 다양한 환경에서 어떻게 교육되고 학습되고 평가되는지 이해하는 데 관심이 있습니다.[citation needed]

배경

컴퓨터 과학 교육 연구는 1970년대에 연구자들이 컴퓨터 프로그래밍을 가르치는 데 있어 다양한 접근 방식의 효과를 탐구하기 시작하면서 연구 분야로 부상했습니다. 이후 이 분야는 교육과정 설계, 평가, 교육학, 다양성과 포괄성 등 컴퓨터 과학 교육과 관련된 광범위한 주제를 포괄할 정도로 성장했습니다.[citation needed]

연구주제

컴퓨터 과학 교육 연구의 주요 목표 중 하나는 컴퓨터 과학의 교수 학습을 향상시키는 것입니다. 이를 위해 연구자들은 다음과 같은 다양한 주제를 연구합니다.

교육과정설계

컴퓨터 과학 교육의 연구원들은 학생들에게 효과적이고 매력적인 커리큘럼을 설계하려고 합니다. 여기에는 다양한 프로그래밍 언어의 효과를 연구하거나 능동적인 학습을 촉진하는 새로운 교육학적 접근법을 개발하는 것이 포함될 수 있습니다.[citation needed]

평가

컴퓨터 과학 교육 연구원들은 학생들의 학습 결과를 평가하는 효과적인 방법을 개발하는 데 관심이 있습니다. 여기에는 학생의 지식이나 기술에 대한 새로운 척도를 개발하거나 다양한 평가 방법의 효과를 평가하는 것이 포함될 수 있습니다.[citation needed]

교육학

컴퓨터 과학 교육의 연구자들은 다양한 교육 방법과 수업 전략을 탐색하는 데 관심이 있습니다. 여기에는 강의, 온라인 튜토리얼 또는 피어 투 피어 학습의 효과를 연구하는 것이 포함될 수 있습니다.[citation needed]

다양성과 포용성

컴퓨터 과학 교육 연구자들은 컴퓨터 과학 교육의 다양성과 포함을 촉진하는 데 관심이 있습니다. 여기에는 컴퓨터 과학에서 특정 그룹의 과소 대표에 기여하는 요인을 연구하고 포괄성과 형평성을 촉진하기 위한 개입을 개발하는 것이 포함될 수 있습니다.[citation needed]

연구 공동체

컴퓨터 기계 협회(ACM)는 2018년 창립 50주년을 기념한 SIGCSE로 알려진 컴퓨터 과학 교육에 관한 특별 관심 그룹(SIG)을 운영하여 가장 오래되고 오래 운영되는 ACM 특별 관심 그룹 중 하나로 만들었습니다.[21] 컴퓨터 교육 연구의 결과는 파슨스 문제입니다.[citation needed]

컴퓨터 과학 교육에서의 성별 관점

많은 나라에서 컴퓨터 과학 교육에 있어서 상당한 성별 차이가 있습니다. 2015년 미국에서 비박사학위 수여기관을 졸업하는 컴퓨터공학과 학생의 15.3%가 여성이었고 박사학위 수여기관은 16.6%[22]였습니다. 미국의 여성 박사학위 취득자 수는 2018년 19.3%였습니다.[23] 세계 거의 모든 곳에서 컴퓨터 과학 졸업생의 20% 미만이 여성입니다.[24]

이 문제는 주로 초등학교 단계부터 컴퓨터를 시작하는 여학생들의 관심 부족으로 인해 발생합니다. 이 분야의 여성 비율을 높이기 위해 특별히 고안된 프로그램들의 수많은 노력에도 불구하고, 큰 개선은 관찰되지 않았습니다. 게다가, 지난 수십 년 동안 여성의 참여가 감소하는 추세가 눈에 띄었습니다.[25]

이 프로그램들이 실패한 주된 이유는 거의 대부분이 고등학교 이상의 학력을 가진 여학생들에게 초점을 맞추었기 때문입니다. 연구원들은 그때쯤이면 여성들이 이미 결심을 굳혔고 컴퓨터 과학자들에 대한 고정관념이 형성되기 시작했다고 주장합니다. 컴퓨터 과학은 남성이 지배하는 분야로 인식되며, 괴짜이고 사회성이 부족한 사람들에 의해 추구됩니다.[25] 이 모든 특성들은 남성에 비해 여성에게 더 해가 되는 것 같습니다. 그러므로, 이러한 고정관념을 깨고 더 많은 여성들이 컴퓨터 과학에 참여하기 위해서는, 중학교 단계부터 여학생들에 대한 관심을 키우고 그들이 하드 사이언스를 향한 학문적 궤도에 오를 수 있도록 준비하기 위해 고안된 특별한 지원 프로그램이 있는 것이 중요합니다.[24]

분명히, 아시아와 아프리카에는 이러한 고정관념이 존재하지 않고 여성들이 초등학교 수준에서 시작하여 과학 분야에서 경력을 쌓도록 장려되어 사실상 존재하지 않는 성별 격차가 발생하는 국가가 몇 개 있습니다. 2011년에 여성들은 말레이시아에서 컴퓨터 과학 학위의 절반을 받았습니다.[26] 2001년 가이아나 컴퓨터 과학 졸업생의 55%가 여성이었습니다.[27]

참고문헌

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