새로 도입된 피지컬컴퓨팅 교육을 통해 학생들이 창의적으로 문제를 해결하거나 다양한 창조적 결과를 산출할 수 있도록 교사들이 어떻게 체계적으로 수업 준비 및 진행을 할 것인지에 대한 실제적인 안내가 필요하다. 이를 위해 본 연구는 초·중등 학생들의 창의적 문제해결을 위한 피지컬컴퓨팅 수업 설계원리를 개발하고 수업현장에 적용하고자 하였다. 우선, 현존 문헌 및 사례를 분석결과를 유목화하고 구조화하여 초기 구성요소 및 설계원리를 도출한 다음, 학계, 교사, 현업 전문가 5인의 전문가 검토를 거쳐 수정·보완하였다. 수정된 구성요소인 협력적 학습환경 설계, 실제적 문제 설계 및 정보·교구 분석, 창의적 사고도구 활용, 프로토타입 기법 적용 및 다각적 평가 및 성찰·공유 촉진은 각 2-3개의 설계원리를 포함한다. 5개의 구성요소와 11개의 설계원리를 반영하여 8주차 16차시로 구성된 피지컬컴퓨팅 교육프로그램을 설계한 다음, 중학교 방과 후 수업에 적용하여 참여 학생들의 반응으로 창의적 자아효능감을 평가하였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 피지컬컴퓨팅을 포함한 소프트웨어 교육을 위한 시사점을 도출하였고 추후 실증적 연구를 통해 개발된 설계원리의 효과성을 검증할 필요가 있음을 제시하였다.
본 논문은 초·중등 학생들의 창의적 문제해결을 위한 피지컬컴퓨팅 수업 설계원리를 개발하고 수업현장에 적용하였다. 기존 문헌과 사례의 분석결과를 유목화하고 구조화하여 초기 구성요소 및 설계원리를 도출한 후 학계, 교사, 현업 전문가 5인의 전문가 검토를 거쳐 수정하고 보완하였다.