☞ 1판 1쇄 : 2016-02-29
머리말
세계는 너무도 빠른 속도로 움직이고 있다. 제4차 산업혁명의 중심인 인공지능, 로봇공학, 사물인터넷을 비롯해 자율주행차량, 3D프린팅, 나노기술, 바이오기술 등과 같은 새로운 기술들이 혁명적인 변화를 일으키고 있다. 레이 커즈와일이 수확 가속의 법칙을 통해 예견한 특이점(singularity)이 나타날지는 지켜봐야
알 일이지만 기술의 발달 속도가 하루가 다르게 빨라지고 있음은 분명하다. 인터넷을 통해 생산 및 유통되는 정보량도 어마어마한 수준이다. 2015년 기준 페이스북에는 하루에 27억 개의 ‘좋아요’와 댓글, 2억 5,000만 개의 새로운 사진이 올라오고 있다.
기술적 변화를 주도하는 것은 인간의 창조적 욕구와 지적 능력의 결합이다. 인간은 기존의 기술을 개선하거나 새로운 것을 만들어내려는 욕구가 있다. 이러한 욕구하에서 인간 고유의 사유 능력이 작용하여 새로운 기술적 환경을 조성하고 창조적인 결과를 산출한다. 여기에는 고도화된 인간의 내적 능력의 외적 산
물 중 하나인 소프트웨어가 핵심적인 역할을 한다. 인지 과정이 마비된 인간의 몸이 아무것도 할 수 없는 것처럼 소프트웨어가 없는 하드웨어가 할 수 있는 일은 없다. 3D 프린터가 인공 장기를 출력하는 것은 소프트웨어 모델링을 통해서 가능한 것이고, 자율주행차량이 도로 상황을 이해하여 안전하게 운행하는 것도
미리 프로그래밍된 소프트웨어의 역할이다. 프로그래밍되어 있지 않은 로봇은 단순 반복 운동을 하는 기계 장치에 불과하다. 제4차 산업혁명의 혁명적 변화는 소프트웨어에서 비롯된다. 우리는 이제 소프트웨어 없이 할 수 있는 일이 거의 없는 세상에서 살고 있다.
소프트웨어는 인간의 사고 과정과 문제 해결 절차를 기계가 이해할 수 있는 형태로 만든 것이다. 소프트웨어가 하는 일은 인간이 하는 일과 다름없다. 즉, 소프트웨어는 인간 사고 행위의 대리자인 셈이다. 인간이 어떤 일을 하는 과정에서 수없이 많은 순간에 조건의 참, 거짓을 식별하여 적절한 판단을 내리는 것이 문제 해결의 성패를 결정하는 것처럼 인간의 생각을 옮겨 놓은 소프트웨어도 동일한 메커니즘을 갖는다. 따라서 문제 해결의 결과를 결정짓는 1차적 요인은 인간의 사고력, 즉 생각하는 힘이다.
인간의 사고력은 성장 과정에서 주변 환경의 영향을 받으면서 자연스럽게 발달하지만, 특정한 시기에 의도적 교육 행위를 통해 구체적인 틀을 갖추게 된다. 교육 현장에서 사고력의 발달은 인지적 교육 목표로써 매우 큰 비중을 차지하고 있다. 특히, 창의성과 문제 해결력은 사고력의 핵심 역량으로써 강조되고 있다.
교과교육 차원에서 각 교과 고유의 내용 및 방법적 특성이 적용된 사고력 신장교육이 활발하게 행해지고 있다.
정보통신기술과 디지털 문화가 모든 영역의 기반인 현 사회에서 필요한 사고력은 컴퓨팅 기술을 적절히 이용하여 문제를 창의적으로 해결하는 능력, 즉 컴퓨팅 사고력이다. 컴퓨팅 사고는 인간이 잘하는 능력과 컴퓨터가 잘하는 능력을 최적의 비율로 혼합하는 사고 모델이다. 컴퓨팅 사고력은 창의적 문제 해결과정에 컴퓨팅 기술이 적절히 접목됨으로써 나타날 수 있다. ICT 리터러시, 프로그래밍 기술, 컴퓨터과학 지식 등은 컴퓨팅 사고력의 기본 재료이다. 이 재료들의 특성을 파악하여 최적의 방법으로 맛있고 영양 많은 요리, 즉 창의적 문제 해결 결과를 만들어내는 것이 컴퓨팅 사고력의 역할이다. 의사소통력, 창의력, 문제 해결력, 정보 리터러시, 대인관계능력 등과 더불어 컴퓨팅 사고력은 21세기의 핵심 역량이다.
이러한 컴퓨팅 사고력 교육은 소프트웨어 교육을 통해서 가장 잘 이루어질 수 있다. 2015 개정 교육과정에서 소프트웨어 교육이 필수화됨에 따라 모든 학생이 컴퓨팅 사고력 교육을 받을 수 있게 됨은 무척 의미 있는 일이다. 소프트웨어 교육을 통해 아동과 청소년들의 머릿속에 잠재되어 있는 호기심과 에너지를 자극
하여 분출시켜야 한다. 그들이 성인이 되어서도 경직된 생각을 갖지 않도록 유연한 사고 습관을 길러줘야 한다. 우리는 한국의 미래를 이끌어가는 소프트웨어 인재를 길러내야 한다. 영국, 미국, 핀란드의 소프트웨어 교육을 더 이상 부러운 눈으로만 볼 필요는 없다. 한국적 소프트웨어 교육과정을 통해 우리만의 정체성
을 만들어야 한다.
이 책은 이러한 바람에 조금이나마 보탬이 되고자 집필되었다. 책의 순서는 2015 개정 교육과정의 소프트웨어 교육 내용 체계에 준하여 총 7장으로 구성하였다. 제1장 소프트웨어와 우리 생활에서는 소프트웨어의 개념, 소프트웨어와 우리 생활과의 관련성 등을 다루었다. 제2장 알고리즘과 문제 해결에서는 컴퓨팅 사고력과 다양한 알고리즘에 대해서 소개하였다. 제3장 소프트웨어 교육과정에서는 초, 중, 고 소프트웨어 교육과정과 소프트웨어 교육 모델, 소프트웨어 교육 평가 방안에 대해서 논의하였다. 제4장 프로그래밍의 실제에서는 엔트리를 중심으로 재미있는 프로그래밍 실습 과제 5개를 제시하였다. 이 내용은 실제 프로그래밍 실습수업에서 그대로 활용할 수 있다. 제5장 피지컬 컴퓨팅은 기존의 브레드보드를 직관적으로 이해하기 쉽게 개발한 자석 연결형 브레드보드를 이용하여 피지컬 컴퓨팅 실습 과제를 구성하였다. 제6장 로봇 활용 소프트웨어 교육에서는 레고 마인드스톰 EV3를 이용한 로봇 프로그래밍의 사례를 소개하였다. 제7장 정보 윤리는 사이버 세계의 정보 윤리와 네티켓, 저작권 등으로 구성하였다.
이 책을 완성하는데 자료 수집과 실습 과제 구성에 도움을 주신 이경식 선생님, 송상수 선생님, 신성민 군에게 감사의 뜻을 전달한다. 그 외에도 소프트웨어 교육의 정착을 위하여 애쓰고 계시는 초, 중, 고 교육 현장의 선생님들과 학계의 학자들께도 감사를 드린다. 정부 부처와 시도교육청의 소프트웨어 교육 관계자들과 소프트웨어 교육 관련 업체 관계자들의 노력에도 감사를 표한다. 그들이 산출한 다양한 현장 교육 자료, 이론, 교육 정책, 실습 교구 등이 있었기에 이책을 완성할 수 있었다.
우리 사회에 큰 파장을 주는 혁신적 트렌드가 등장할 때마다 교육에서도 새로운 수업 방법이 유행처럼 번졌다가 점차 약화되는 현상이 반복되고 있다. 소프트웨어 교육은 이러한 트렌드 교육의 전철을 밟지 않도록 해야 한다. 이는 상명하달식의 개혁 운동이 아니라 교육 현장에 있는 교사들의 주도적이고 자발적인 참여를 통해서 가능한 일이다. 현장 교사들이 소프트웨어 교육의 중요성과 필요성을 깨닫고 적극적으로 참여할 수 있도록 외부의 많은 지원이 필요하다. 교육구성원들이 소프트웨어 교육의 소극적 지지 그룹이나 반대 그룹에서 벗어나 적극적 수용 그룹에 속하고, 나아가 주도 그룹을 형성하는 데 이 책이 작은 씨앗이 되기를 소망해 본다.
2016년 2월
소복이 쌓이는 흰눈을 바라보며 석수동 연구실에서
미래 사회를 주도하는 소프트웨어 강국, 한국을 위하여
대표저자 이철현 씀
목차
머리말
Chapter 01 소프트웨어와 우리 생활제1절 소프트웨어의 개념과 유형
1. 소프트웨어의 개념
2. 소프트웨어의 유형
제2절 소프트웨어와 우리 생활
1. 가정생활과 소프트웨어
2. 산업과 소프트웨어
3. 교육과 소프트웨어
4. 소프트웨어 관련 직업
Chapter 02 알고리즘과 문제 해결제1절 컴퓨팅 사고력과 알고리즘
1. 컴퓨팅 사고력
2. 알고리즘
제2절 언플러그드 컴퓨팅
1. 언플러그드 컴퓨팅의 개념
2. 언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 방법
3. 언플러그드 컴퓨팅 적용 사례
Chapter 03 소프트웨어 교육과정제1절 왜 소프트웨어 교육인가?
1. 소프트웨어 환경의 변화
2. 소프트웨어 교육의 중요성
제2절 소프트웨어 교육과정
1. 초등 소프트웨어 교육과정의 변천 과정
2. 2015 개정 초등 소프트웨어 교육과정
3. 중등 소프트웨어 교육과정의 변천 과정
4. 2009 개정 정보 교육과정
5. 2015 개정 정보 교육과정
6. 외국의 소프트웨어 교육과정
제3절 소프트웨어 교육 모델
1. 소프트웨어 교육의 목적
2. 소프트웨어 교육의 영역
3. 소프트웨어 교육의 실천 조건
4. 소프트웨어 교육 모델
제4절 소프트웨어 교수·학습 방법
1. 소프트웨어 교수·학습 모형
2. 소프트웨어 교수·학습 방법 관련 선행연구
제5절 소프트웨어 교육의 평가
1. 소프트웨어 교육과정/교육 운영 지침의 평가
2. 컴퓨팅 사고력의 평가 방안
Chapter 04 프로그래밍의 실제제1절 프로그래밍의 개요
1. 프로그래밍의 역사
2. 프로그래밍 교육의 필요성
3. 프로그래밍 교육의 접근 방안
4. 프로그래밍 도구
5. 교육용 프로그래밍 언어 소개
제2절 프로그래밍의 기초
1. 순차 구조 프로그래밍
2. 반복 구조 프로그래밍
3. 선택 구조 프로그래밍
4. 연산자 활용 프로그래밍
제3절 재미있는 프로그램 만들기
1. 갈림길에 선 탐험가
2. 박쥐 잡는 용
3. 복불복 추첨하기
4. 아니, 내 새 차에 날계란이!
5. 카레이서가 되어보자!
저자 소개
■ 이 철 현(경인교육대학교 교수)
한국교원대학교 수학교육과 (교육학 학사)
한국교원대학교 컴퓨터교육과 (교육학 석사)
한국교원대학교 컴퓨터교육과 (교육학 박사)
한국실과교육학회, 한국실과교육연구학회 이사
한국정보교육학회, 한국컴퓨터교육학회 종신회원
저서 : ICT교육론, 놀이로 풀어보는 암호세상, 게임 중독 힐링 가이드 외 다수
■ 김 석 희(호암초등학교 교사)
서울교육대학교 초등교육과 (교육학 학사)
고려대학교 전자공학과 (공학 학사)
고려대학교 컴퓨터교육학과 (교육학 석사)
고려대학교 컴퓨터교육학과 (이학 박사)
한국컴퓨터교육학회 이사
저서 : 우리아이 이공계 보내기, 스팀 길라잡이
■ 김 동 만(부현초등학교 교사)
대구교육대학교 컴퓨터교육과 (교육학 학사)
경인교육대학교 생활과학교육과 (교육학 석사)
경인교육대학교 소프트웨어교육실습 강사
