[논문 리뷰] The Importance of Computing Education Research

Steve Cooper, J. M. Forbes외 4명|arXiv (Cornell University)|2016. 04. 12.

Teaching and Learning Programming참고 문헌 14인용 수 4

한 줄 요약

이 화이트페이퍼는 다양한 학생 집단을 대상으로 증가하는 컴퓨팅 교육 수요에 대응하기 위해 컴퓨팅 교육 연구(CER)가 컴퓨터 과학 분야의 기초 연구 분야가 되어야 한다고 주장한다. 이는 CS 학과가 CER 이니셔티브를 주도함으로써 교수법과 기술을 향상시켜 점점 더 다양한 학습자들에게 효과적이고 포용적인 지도를 보장해야 한다는 것을 의미한다.

ABSTRACT

Interest in computer science is growing. As a result, computer science (CS) and related departments are experiencing an explosive increase in undergraduate enrollments and unprecedented demand from other disciplines for learning computing. According to the 2014 CRA Taulbee Survey, the number of undergraduates declaring a computing major at Ph.D. granting departments in the US has increased 60% from 2011-2014 and the number of degrees granted has increased by 34% from 2008-2013. However, this growth is not limited to higher education. New York City, San Francisco and Oakland public schools will soon be offering computer science to all students at all schools from preschool to 12th grade, although it will be an elective for high school students. This unprecedented demand means that CS departments are likely to teach not only more students in the coming decades, but more diverse students, with more varied backgrounds, motivations, preparations, and abilities. This growth is an unparalleled opportunity to expand the reach of computing education. However, this growth is also a unique research challenge, as we know very little about how best to teach our current students, let alone the students soon to arrive. The burgeoning field of Computing Education Research (CER) is positioned to address this challenge by answering research questions such as, how should we teach computer science, from programming to advanced principles, to a broader and more diverse audience? We argue that computer science departments should lead the way in establishing CER as a foundational research area of computer science, discovering the best ways to teach CS, and inventing the best technologies with which to teach it. This white paper provides a snapshot of the current state of CER and makes actionable recommendations for academic leaders to grow CER as a successful research area in their departments.

연구 동기 및 목표

• 컴퓨터 과학에 대한 관심 증가로 인해 K-12 및 고등교육 분야에서 컴퓨팅 교육에 대한 수요가 증가하고 있는 데 대응하기 위해.
• 다양한 배경, 동기 및 준비 수준을 가진 점점 더 다양해지는 학생들을 가르치는 데 도전에 대응하기 위해.
• 컴퓨팅 교육 연구(CER)를 컴퓨터 과학 학과 내 기초 연구 분야로 정립하기 위해.
• 교수법의 효과를 높이고 컴퓨팅 교육에 대한 광범위한 접근을 지원하기 위한 혁신적인 교수 기술 개발을 위해.
• 학술 리더들이 CER를 지속 가능한 연구 분야로 성장시키고 정착시키기 위한 실천 가능한 권고안을 제공하기 위해.

제안 방법

• CER의 현재 상태를 종합적으로 검토하여 격차와 기회를 파악하기 위해.
• 2014년 CRA Taulbee 설문 조사의 등록 추세를 분석하여 컴퓨팅 전공자 수와 학위 수여 수의 급증을 정량화하기 위해.
• 뉴욕, 샌프란시스코, 오클랜드와 같은 도시의 K-12 이니셔티브를 검토하여 컴퓨팅 접근성을 확대하기 위한 체계적 노력을 평가하기 위해.
• CER를 다양한 교육 수준과 학습자 집단에서 컴퓨터 과학을 가장 효과적으로 가르치는 방법을 해결하는 연구 분야로 프레임워크화하기 위해.
• CS 학과가 CER를 연구 목표에 통합하기 위한 기관 전략을 제안하기 위해(채용, 자금, 커리큘럼 개발 포함).
• 학술 리더들이 CER를 핵심 연구 분야로 정착시키기 위한 근거 기반 권고안을 제시하기 위해 화이트페이퍼 형식을 사용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 컴퓨터 과학 학과는 점점 더 다양하고 급격히 증가하는 학생 집단을 가르치기 위해 어떻게 최선을 다할 수 있는가?
• RQ2 기초 프로그래밍부터 고급 이론적 개념까지 컴퓨터 과학을 가르치는 데 가장 효과적인 교수법은 무엇인가?
• RQ3 어떻게 새로운 기술을 개발하고 통합하여 컴퓨팅 교육의 접근성과 효과성을 향상시킬 수 있는가?
• RQ4 컴퓨팅 교육 연구(CER)를 컴퓨터 과학 분야의 기초 연구 분야로 정착시키기 위해 필요한 기관적 구조와 인centives는 무엇인가?
• RQ5 CER는 K-12 및 고등교육 제도 전반에서 컴퓨팅 교육에 대한 접근성을 어떻게 확대할 수 있는가?

주요 결과

• 미국의 박사 학위 수여 학과에서 2011년부터 2014년까지 학부 컴퓨팅 전공자 수가 60% 증가했고, 2008년부터 2013년까지 수여된 학위 수는 34% 증가했다.
• 뉴욕, 샌프란시스코, 오클랜드와 같은 도시에서는 놀이터에서 12학년까지 컴퓨터 과학 교육을 제공하는 도시 전역의 K-12 컴퓨팅 교육 이니셔티브를 시행하고 있다.
• 수요가 증가하고 있음에도 불구하고, 배경과 준비 수준이 다양한 학습자들에게 효과적으로 컴퓨팅을 가르치는 방법에 대한 이해는 아직 부족한 상황이다.
• 교육적 과제의 규모에 비해 컴퓨팅 교육 연구(CER) 분야는 여전히 개발이 부족하여 심각한 연구 격차가 존재한다.
• 학술 리더들은 전략적 채용, 자금 지원, 학과 목표에의 통합을 통해 CER를 정착시키기 위해 촉구받고 있다.
• CER는 근거 기반의 교수법과 혁신적인 교육 기술 개발을 통해 컴퓨팅 교육을 혁신적으로 변화시킬 잠재력을 지닌다.