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23. SW과목 초중고 정규 필수과목 도입에 대해
박주봉 2017-02-01 14:46:26
조회: 422 공감: 0
http://www.edupang.com/community/64731

2015년부터 SW과목이 초중고 필수과목으로 도입됐습니다. 프로그램 코딩과 CT가 주된 교육목표인데요…. 이중 CT에 대해 살펴보겠습니다. CPS의 컴퓨터 교육적용 버전을 CT라고 보면 될 것 같은데요…. 길더라도 읽어보세요.

 

 

 컴퓨터 과학에서 가장 중요한 것은 “새롭지만 근본적인 사고의 방법과 문제해결 역량”을 키우는 것입니다. 이러한 역량을 요즘 컴퓨터적 사고(Computational Thinking)이라고 하는데, 앞으로 어떤 직업을 가지든 간에 이 사고는 큰 영향을 미치게 될 것으로 봅니다. 혹자는 현대 교육에서 읽기, 쓰기, 수학처럼 반드시 배워야 할 핵심 역량이라고 주장하는 전문가들도 생겨나고 있지요. Computational Thinking이라는 용어는 미국 카네기 멜론 대학교 컴퓨터공학과의 재닛 윙 교수가 만든 용어로 알려져 있습니다. 그래서 미국 마이크로 소프트는 카네기멜론 대학교에 수백만 달러의 자금을 들여 컴퓨터과학에서 중요한 이 분야의 연구를 지원하고 있으며, 이는 여타 다른 과학을 변화시키는데도 중요한 역할을 할 것이라고 예상하고 있습니다.

 

 

Computational Thinking은 21세기의 사고기법이라고들 말하는데 그것을 간략히 정의해보면 컴퓨팅의 본질을 연구하면서 나오는 문제해결적 상황을 다루는 다양한 기법들의 모둠이라고 생각하면 되겠네요. 좀더 구체적으로 주제를 발전시키는 능력, 창조성, 의사소통 능력, 팀웍과 같은 요소들인데, 이는 논리적, 알고리즘, 또는 재귀적으로 생각하는 능력으로써 특정한 문제해결능력과 관련이 깊습니다. 컴퓨터적 사고 기번의 중요한 요소들을 5가지로 추려 정리해보았습니다. 




 1. 논리적 사고
 
CT의 가장 기본적인 요소의 하나가 논리적으로 생각하는 능력입니다. 컴퓨터는 연산을 하는데 논리를 사용하지만, 이것이 CT에서 ‘논리적으로 생각한다는 것’과 완전히 일치하지는 않는다. 컴퓨터는 논리적 인과관계를 따르도록 프로그래밍돼 있을 뿐, 컴퓨터 자체가 논리적으로 생각하는 것은 아니기 때문이지요. 논리적 사고란 확인할 수 있는 작은 정보단위들에서 새로운 정보를 추론해내는 것입니다. 이때 새로운 정보는 반드시 확실한 규칙을 따라서 얻어져야 하며, 이 확실한 규칙을 세우는 능력은 논리적 사고와 연결돼 있습니다.
 
예를 들어 스도쿠 퍼즐을 보면 몇 개의 셀(칸)에 주어져 있는 숫자라는 작은 정보들을 이용하여 나머지 비어 있는 칸에 숫자값을 찾아내는 것이다. 이때 아주 작은 논리 과정의 실수라도 있다면 그 퍼즐은 풀리지 않습니다. 단서를 확실한 규칙 체계 안으로 넣기 위해서는 확실한 인과성이 있어야 하지요. 이 확실한 인과성을 찾아내는 역량이 논리적 사고 능력입니다. 따라서 퍼즐은 이런 역량을 만드는데 매우 중요한 사고훈련 도구라고 CT관련 학자들이 주장하는 이유입니다. 물론 다수의 논문고 발표되고 있고요.
 
확대하여 실행활을 가정하자. 컴퓨터가 실제 생활에서 필요한 다양한 연산을 한다면, 이 실생활에 흩어진 정보를 끌어 모아 확실한 인과성에 따라 재조합할 때 새로운 정보가 탄생하고, 이 정보에 따라 컴퓨터가 연산하도록 만드는 것(컴퓨터용어로 코딩함)이 사람이 할 수 있는 컴퓨팅적 사고라 할 수 있습니다.

 
2. 알고리즘 사고

컴퓨터 과학에서 매우 중요한 사고요소로 알고리즘 사고라는 것이 있습니다. 컴퓨터 사고가 무엇인가를 특징짓는 요소이기도 하지요. 알고리즘 사고는 문제를 해결하는 방법으로서 알고리즘의 관점에서 생각하는 능력으로, 이는 컴퓨터 프로그래밍에서 반드시 배우고 개발해야 할 핵심 기법입니다. 알고리즘 사고는 특별히 생각하지 않더라도 다음 단계로 수행해야 할 일이 결정되도록 하는 일련의 규칙들의 조합이라고 볼 수 있습니다. 컴퓨터 전문가들은 이 규칙의 조합을 알고리듬이라고 부르지요. CPS의 사고기법으로 보면 패턴화,정형화가 이 알고리즘과 관련돼 있습니다.
 
택택토와 같은 퍼즐게임에서 항상 이길 수 밖에 없는 전략을 찾아냈다면, 그리고 그것을 컴퓨터에 프로그래밍을 해 두었다면 컴퓨터는 항상 이길 수 밖에 없습니다. 어른과 아이가 게임을 하는데 어린 아이에게 이 알고리듬을 알려주었다면 어린 아이라도 항상 이길 수 밖에 없지요. 반드시 그렇게 흘러가는 단위의 규칙을 알고리듬이라고 한다면 이것을 찾아내 문제를 해결하는 능력을 알고리즘 사고라 할 수 있습니다. 이는 복잡한 정보를 단순화하여 처리하고 행동목표를 설정해주는 요소로서 현대처럼 과잉정보와과잉경쟁의 실생활에서 매우 중요합니다. 




3. 효율성
 
효율적이라는 것은 비용이 적다는 의미도 있고 최소한의 투입으로 성과를 내는 것이라는 의미도 있습니다. 컴퓨팅적 사고에서는 일을 완성하기 위해 얼마만큼의 자원을 썼느냐를 의미합니다. 자원은 여러가지가 있겠지만, 컴퓨팅에서는 ‘시간’이 가장 중요하지요. 따라서 코딩을 할 때 문제정의부터 문제해결, 솔루션에 이르는 과정에서 가장 적은 단계를 적용하여 결과를 내는 것이 가장 중요합니다.
 
많은 퍼즐들은 이러한 효율성의 요소를 가지고 있습니다. 루빅스 퍼즐과 같은 오브제 퍼즐을 풀든, 전함배치 등과 같은 페이퍼퍼즐을 풀든 퍼즐에서 중요한 것은 실마리를 어디에서 찾느냐에 따라 풀어내는 속도에 차이가 납니다. 가장 빠르게 푸는 방법을 찾기 위해 빠르게 머리를 써야 하는 것이지요. 공식을 써서 수학 문제를 빠르게 푸는 것은 일종의 알고리듬화된 효율성과 관련이 있기는 한데, 공식을 외우는 것이 아니라 그 공식을 발견해내는 것이 컴퓨팅적 사고에서 중요한 것입니다.
 
 
4. 논증(과학)
 
컴퓨터 과학도 과학의 한 분야로 봐야 한다. 엔지니어링처럼 다른 과학 요소를 끌어다 쓰기 때문에 순수과학은 아닐지라도 과학은 과학입니다. 따라서 과학적 사고는 당연히 CT의 중요한 사고요소의 하나일 수 밖에 없습니다. 과정이 없는 결론, 증거가 없는 결론은 있을 수 없다는 것, 항상 증거와 증명이 필요하다는 것은 자명하지요. 과학적 사고 훈련을 위한 중요한 도구는 궁극적으로는 관찰과 논증입니다. 관찰과 논증 훈련은 다른 것을 통해서도 가능하지만, 퍼즐에서도 얼마든지 탄탄한 훈련을 할 수 있습니다.
 

5. 창의성
 
영어단어에 인벤터(발명자, inventer)와 이노베이터(혁신자, innovator)가 있습니다. 발명자는 아이디어를 만드는 사람이라면 혁신자는 아이디어를 현실화시키는 사람이라고 볼 수 있지요. 한 사람이 발명자이자 혁신자가 될 수 있고, 컴퓨터에서는 더욱 더 밀접해질 가능성이 있습니다. 여기에는 문제해결적 과정이 상당히 중요한 의미를 갖습니다. 아이디어 생성, 조사, 팀 스킬, 아이디어를 현실화하기 위한 기술적 요소, 남을 설득할 수 있는 소통능력 등이 그것이지요. 또한 개인적 역량으로는 세밀한 관찰, 가정에의 도전, 창의성 등이 필요합니다.
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