2018년에 수립된 제4차 영재교육진흥계획에서는 영재교육원의 역할을 특수 분야 재능계발을 위한 심화 및 사사(Research & Education, 이하 R&E) 과정 운영으로 정립하였다. 영재교육원이 영재교육을 성공적으로 수 행하기 위해서는 적절한 수준의 R&E 교육프로그램을 제공할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 정보과학 영재들의 창의적 사고력과 문제해결능력을 향상시키기 위해 컴퓨터 게임을 직접 개발하는 R&E 교육프로그램을 제안한다. 컴퓨터 게임은 화면에 그래픽을 출력하는 기술, 캐릭터와 배경을 움직이는 애니메이션 기술, 캐릭터 간의 충돌 감지 기술, 사운드 출력, 동영상 출력, 사용자가 편리한 인터페이스 기술 등의 다양한 요소를 포함한 분야이다. 따라서 컴퓨터 게임을 직접 개발해 봄으로써 다양한 게임 요소들을 배우고 정보과학적 개념과 자료구조 등을 활용하여 알고리즘을 익힐 수 있다. 본 논문에서는 Python과 PyGame을 이용하여 켈러의 ARCS 모델에 기반한 교육용 게임을 개발하는 R&E 교육프로그램을 제안하였고, 실제 영재교육원의 중학교 정보과학반 학생들의 R&E 수업에 적용하였다. 학생들은 게임 개발 R&E 수업을 통해 실제 프로그래머들의 프로그램 개발 과정을 체험할 수 있었고, 주어진 문제 상황들이 프로그램에 의해 어떻게 표현되고 해결되는지를 탐구하였다. 또한, 학생들이 그동안 게임의 수요자로서 단순히 게임을 즐기기만 했다면, 본 R&E 수업을 통해 게임의 공급자로써 사용자의 흥미와 동기를 증가시킬 수 있는 방법을 스스로 고안하고 도입할 수 있는 기회를 얻게 되었다.

본 연구는 초등 정보융합영재를 위한 computational thinking기반의 실생활 문제해결 수업콘 텐츠를 개발하고, 이를 사이버 교수학습에 적용하여 학생들의 정보과학적 창의적 성향 및 창의 성에 미치는 영향을 분석해 그 효과성을 검증하는 데 목적이 있다. 이를 위해 computational thinking(CT)과 융합인재교육(STEAM)에 대한 선행 연구를 바탕으로 ‘CT기반의 정보융합 인 재’라는 개념을 정립하였다. 이를 바탕으로 융합형 문제해결 설계과정, 실생활의 문제 상황, CT 의 9가지 주요 개념과 능력, 실제 초등학교 교육과정과도 연관성의 4가지 원칙에 따라 수업 콘 텐츠를 개발하였다. 이에 따라 “우리집의 전기요금 절약하기”라는 주제로 문제중심형 e-PBL수 업 모형과 반응형 웹 기반 스마트러닝 시스템을 활용해 운영하였다. 개발한 수업 콘텐츠를 초등학교 5, 6학년 학생들을 대상으로 사이버 교수학습에 적용한 후에 결과를 분석하였다. 통제 집단은 융합인재교육 기반의 실생활 문제해결 수업콘텐츠를, 실험 집 단은 CT기반의 실생활 문제해결 수업콘텐츠를 각각 적용하였고 결과에 대해 독립표본 t-검정 과 대응표본 t-검정을 실시하였다. 그 결과 정보과학 창의적 성향의 하위 요소 중 정보과학에 대한 흥미와 창의성 부문에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 결론적으로, CT기반 실생활 문제해결 수업콘텐츠는 사이버 교수학습 과정에서 초등 정보융합영재 학생들의 정보과학에 대 한 흥미와 창의성에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 밝혔다.

본 연구의 목적은 정보영재교육이 정보영재교육을 수료한 학습자들의 진로 선택에 미치는 영향을 분석하고 그 시사점을 제시하는 데 있다. 이를 위하여 영재교육기관에서 정보영재교육을 이수한 학습자들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문 문항은 학습자들이 선택한 진로, 학습자 내적 요인(정보영재교육에 대한 흥미, 교육 내용에 대한 난이도, 자기주도적인 학습 태도)과 학습자 외적 요인(정보영재교육의 교육 운영 방법, 주변 인물, 교육 내용)이 진로 선택에 미친 영향을 묻는 문항으로 구성되어 있다. 학습자 내적 요인은 진로 선택에 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다. 학습자 외적 요인의 경우, 교육 운영 방법에서는 방학 중 집중 교육과 학기 중 교육이 많은 영향을 미친 반면 원격 교육이나 대회 출전의 경우는 진로 선택에 영향을 크게 주지 못했다. 주변 인물로는 교수자가, 교육 내용의 경우 정보 분야의 진로를 선택한 학습자들에게는 프로그래밍 언어와 알고리즘, 다른 분야의 진로를 선택한 학습자들에게는 프로그래밍 언어와 응용소프트웨어가 진로 선택에 가장 많은 영향을 준 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 학습자들의 진로 선택과 자아실현, 국가 경쟁력 확보를 위한 인력 양성 측면에 있어 정보영재교육이 어떤 방향으로 진행되어야 하는지를 제시하였다. 본 연구의 결과를 토대로 정보영재교육을 이수한 학습자들이 실제 성인이 되었을 때 선택한 진로는 무엇인지, 현재 희망하는 진로와 연계가 되었는지를 파악함으로써 보다 장기적인 관점에서 정보영재교육이 학습자의 진로에 미치는 영향을 분석할 필요가 있다.

본 연구의 목적은 정보영재교육이 학생의 인지적 영역에 미친 영향을 살펴봄으로써 정보영재교육의 효과를 진단하고 앞으로의 방향을 제시하고자 하는 데 있다. 인지적 영역에 미치는 요소를 교육기관의 목표와 내용, 정보영재교육의 난이도, 정보영재학생의 지식습득 정도, 학습자 핵심 역량 향상, 학습 전이 정도로 구분하고 영재학급, 교육청 산하 영재교육원, 대학부설 과학영재교육원, 과학고등학교 총 9곳의 교육 목표와 내용을 분석하고 이 기관의 학생 171명을 대상으로 설문을 실시하였다. 분석 결과 교육기관의 목표와 내용은 21세기 사회가 요구하는 창의적 문제해결력, 논리적 사고력 등 다양한 핵심 역량을 강화시키기 위한 방향으로 구성되어 있었으며 학생들은 정보영재교육을 통해 대체적으로 긍정적인 영향을 받았다고 응답하였다. 그러나 기관별로 학습자간 습득한 지식 범위와 수준의 차이로 인해 학습자간 역량 차이가 심화될 가능성이 있음이 나타났으며, 난이도나 학습 속도의 부적절함, 자기주도학습능력, 의사소통능력, 학습의 전이 정도에 대한 상대적으로 부정적인 응답률은 이에 대한 개선이 필요함을 의미한다.

본 연구의 목적은 STEAM 기반의 로봇 학습이 초등 정보영재의 창의성 신장에 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 이를 위하여 초등 정보영재의 창의성을 향상시키기 위한 방법으로 STEAM 기반의 학습을 설계하였고, 설계된 수업을 현장에 적용하였다. 연구를 위해 경기도에 소재한 초등학교 부설 정보영재 학급 6학년 20명을 실험집단(10명)과 비교집단(10명)으로 선정하였고, 개발된 STEAM 기반의 로봇 수업을 5주 동안 15차시에 걸쳐 실험집단에 적용하였으며, 비교집단에는 전통적인 로봇 프로그래밍 수업을 실시하였다. 실험에 앞서 두 집단의 동질성을 알아보기 위한 사전 검사를 실시하였다. 수업 진행 후 창의성 신장에 관한 효과를 측정하기 위하여 사후검사를 실시하였다. 적용 결과 실험집단 학생의 창의적 특성이 통계적으로 유의한 수준에서 향상되었다. 본 연구 결과 STEAM 기반의 로봇 학습이 초등 정보영재의 창의적 특성 향상에 효과적임이 입증되었다.

스마트 기기의 폭발적인 보급에 힘입어 이를 교실 현장에 적용하려는 스마트 교육 움직임이 크게 일어나고 있다. 그러나 이를 실제로 적용하기에는 몇 가지 선행되어야할 조건이 있다. 그 중 하나가 스마트 기기에 교육자료를 탑재하여 실제 교육에 적용하였을 경우 일반 수업에 비하여 얼마나 효과적이겠는가라는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 초등 정보과학 영재학생들을 위한 스마트 앱 교수학습 자료를 개발하고 스마트 교육 수업을 실시하였다. 그리고 그 결과로 수업 만족도를 측정하여 활동지를 사용하는 전통적 수업과의 차이를 분석하였다.

본 연구는 CPS기반 가상 로봇 시뮬레이션 프로그래밍 교육이 중등 정보과학영재 학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 분석하여 그 효과성을 검증하는 데 목적이 있다. 이를 위해 본 연구에서는 중등 정보과학영재의 창의적 문제해결력 향상에 기여할 수 있는 CPS 모형과 가상 로봇 시뮬레이션 프로그래밍 교육을 이용하여 IT융합시대에 적합한 새로운 로봇 교수-학습 자료를 개발하여 그 효과성을 분석하였다. 본 연구의 검증을 위해 중학교 2학년 정보과학영재를 대상으로 전통적인 물리 로봇 프로그래밍 수업을 실시한 통제집단과 CPS기반 가상 로봇 프로그래밍 수업을 실시한 실험집단으로 구분하여 사전 사후 t-검증을 실시하였다. 그 결과 실험집단의 창의적 문제해결력에 통계적으로 유의미한 변화가 있음을 나타내었다.