컴퓨팅 사고력을 위한 소프트웨어 교육 방법

저 : 한선관 

한선관 교수는 2002년부터 경인교육대학교에서 컴퓨터 교육을 가르치고 있다. 경인교육대학교 교육학사로 졸업하여 초등학교 교사로 근무하며, 컴퓨터 교육학 석사와 컴퓨터 공학 박사를 취득하였다. 초·중등 교육과 컴퓨터 교육 그리고 컴퓨터 공학을 아우르며 교육과 공학의 크로스 오버 분야를 개척하였다. 현재 경인교육대학교 미래인재연구소 소장과 정보교육학회 이사로 활동하고 있다.
2007년부터 ‘스크래치 데이’ 한국 행사를 주도하며 미래창조과학부와 함께 SW 창의캠프 행사, 온라인 SW 교육 사이트 운영 등 우리나라의 초·중등 소프트웨어 교육을 확산시키는 주역으로 정열을 쏟고 있다. 특히 ‘2015 개정 교육과정’에 따른 중학교 정보 교과서를 집필하여 창의성 있는 소프트웨어 인재 양성에 책임을 다하고 있다.
저서로는 《소프트웨어 교육》(생능출판사, 2016), 《창의컴퓨팅 가이드북, 워크북》(생능출판사, 2015), 《스크래치 마법 레시피》(성안당, 2015), 《정보교육방법의 실제》(학술정보, 2007), 《놀이로 풀어보는 암호세상 1, 2》(이치사이언스, 2011) 등이 있다.

저 : 류미영 

류미영 선생은 초등학교 교사로 근무하며 컴퓨터 교육 박사과정을 이수하고 있다. 미래인재연구소 일원으로 초·중등 학생들의 미래를 위한 교육의 체계를 잡기 위해 SW 교육과 융합 교육을 중심으로 연구와 개발에 전념하고 있다.
2012년부터 STEAM(융합인재) 교육을 주도하며, 컴퓨팅 사고(Computational Thinking)를 중심으로 하는 SW 융합 교육을 실천하고 있다. 미래창조과학부와 함께 SW 창의캠프 행사, 주니어 온라인 SW 교육 사이트 운영, ‘스크래치 데이’ 한국 행사 등의 다양한 활동에 매진하고 있다. 특히 ‘2015 개정 교육과정’에 따른 중학교 정보 교과서를 집필하여 창의성 있는 소프트웨어 인재 양성에 책임을 다하고 있다.
저서로는 《소프트웨어 교육》(생능출판사, 2016), 《창의컴퓨팅 가이드북, 워크북》(생능출판사, 2015), 《언플러그드 컴퓨팅 교육》(미래인재연구소, 2015) 등이 있다.

Part 1 소프트웨어 교육과 교육 방법

Chapter 01 소프트웨어 교육의 개요
 소프트웨어 교육의 이해
 소프트웨어 교육의 내용
Chapter 02 소프트웨어 교육을 위한 교육 방법
 소프트웨어 교육 방법의 필요성
 소프트웨어 교육 방법의 이해
 소프트웨어 교육의 수업 모형
 소프트웨어 교육의 교수·학습 전략
Chapter 03 소프트웨어 교육을 위한 교수 설계
 소프트웨어 교육을 위한 교수 설계의 이해
 소프트웨어 교육을 위한 교수 설계의 실제

Part 2 소프트웨어 교육을 위한 수업 모형

Chapter 04 직접교수 모형
 직접교수 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 직접교수 모형
사례
 직접교수 모형의 수업 예시
 직접교수 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 응용 소프트웨어 활용 방법에 대한 교육
(2) 저작권 표기와 같은 명확한 기초 지식에 대한 교육
(3) 코딩 명령어에 대한 사용 방법 교육
Chapter 05 선행조직자 모형
 선행조직자 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 선행조직자 모형
사례
 선행조직자 모형의 수업 예시
 선행조직자 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 생활의 여러 현상과 빗대어 설명한 데이터 구조 및 원리에 대한 교육
(2) 컴퓨터 과학 용어의 개념과 원리를 쉽게 이해하기 위한 교육
(3) 코딩의 문법과 명령에 대한 의미를 이해하기 위한 교육
Chapter 06 개념형성 모형
 개념형성 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 개념형성 모형
사례
 개념형성 모형의 수업 예시
1. IP의 개념 수업
2. 운영체제의 개념 수업
3. 미디(MIDI)의 개념 수업
 개념형성 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 게임 등의 다양한 활동을 이용한 속성 파악으로 개념형성
(2) 생활에서의 경험과 연관 지어 지도하는 개념형성
(3) 코딩의 함수에 대한 개념을 학습하기 위한 교육
Chapter 07 발견학습 모형
 발견학습 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 발견학습 모형
사례
1. 암호 알고리즘의 발견학습
2. 데이터 오류 검사를 위한 패리티비트의 발견학습
3. 정렬 알고리즘
 발견학습 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 컴퓨터의 동작 원리 및 데이터 처리 과정을 발견하는 교육
 고대 시대의 원통형 암호의 원리를 발견하는 수업
(2) 컴퓨터의 동작 원리 및 데이터 처리 과정을 발견하는 교육
 인공지능의 깊이우선 탐색과 너비우선 탐색의 원리를 발견하는 수업
(3) 컴퓨터의 동작 원리 및 데이터 처리 과정을 발견하는 교육
 자료구조에서 제시되는 정렬의 원리를 발견하는 수업
(4) 코딩을 이용하여 수학적 원리를 발견하기 위한 교육
Chapter 08 문제해결 모형
 문제해결 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 문제해결 모형
사례
 문제해결 모형의 수업 예시
 문제해결 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 컴퓨터의 동작 원리 및 자료 처리의 원리 문제에 관한 교육
(2) 일상생활에서 컴퓨터를 활용하여 문제를 해결하는 교육
(3) 코딩을 이용하여 게임 개발 시 발생하는 문제를 해결하는 교육
Chapter 09 창의성계발 모형
 창의성계발 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 창의성계발 모형
사례
 창의성계발 모형의 수업 예시
1. 일반화된 창의성
2. 문제 기반 창의성(창의적 문제해결)
창의성계발 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 기반 기술의 이해를 바탕으로 하여 미래 사회 예측 교육
(2) 새롭게 설계하거나 프로그래밍하여 작품을 제작하는 교육
(3) 피지컬 교구를 이용하여 다양한 아이디어를 산출하는 교육
Chapter 10 팀티칭 모형
 팀티칭 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 팀티칭 모형
사례
 팀티칭 모형의 수업 예시
 팀티칭 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 두 가지 이상의 개념이나 원리를 전문가들이 동시에 지도하기
(2) 다양한 기능을 효과적으로 익히기 위한 교육
(3) 미술-수학-코딩을 팀으로 나누어 가르치는 교육
Chapter 11 전문가협력학습 모형
 전문가협력학습 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 전문가협력학습 모형
사례
 전문가협력학습 모형의 수업 예시
1. 논리게이트
 전문가협력학습 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 개별 책임 부여를 통해 동시에 여러 개의 활동 주제에 대해 탐구하고 협력 학습을 하기 위한 교육
(2) 같은 주제를 학습하거나 조사한 학생들의 좀 더 깊이 있는 학습을 돕기 위한 교육
(3) 주제에 대한 특징을 이해하고 서로 비교해 보기 위한 교육
(4) 교육용 프로그래밍 언어의 명령 문법을 서로 탐구하고 협력하여 교육
Chapter 12 온라인토론 모형
 온라인토론 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 온라인토론 모형
사례
 온라인토론 모형의 수업 예시
 온라인토론 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 주제에 대한 여러 대안을 찾는 주제 토론 학습을 위한 교육
(2) 두 가지 이상의 쟁점을 두고 토론하는 찬반 토론을 위한 교육
(3) 정보기술의 이해를 토대로 한 토론
(4) 기계가 인간의 직업에 미치는 영향에 대해 토론하는 교육
Chapter 13 프로젝트학습 모형
 프로젝트학습 모형의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 온라인 프로젝트학습 모형
사례
 프로젝트 모형의 수업 예시
1. 센서 통합형 보드를 이용하여 실생활 물건 구현하기
2. 피지컬 교구를 이용한 협력 문제 해결 프로젝트
 프로젝트학습 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 컴퓨터 과학의 지식을 프로젝트학습으로 조사하기
(2) 피지컬 컴퓨팅 교구를 이용하여 협력 프로젝트 진행하기

Part 3 소프트웨어 교육을 위한 교수·학습 전략

Chapter 14 컴퓨팅 사고 기능 신장을 위한 교수·학습 전략
DMM 교수·학습 전략
UMC 교수·학습 전략
DDD 교수·학습 전략
NDIS 교수·학습 전략
DPAA(P) 교수·학습 전략
사례
 아름다운 꽃 그리기
 낚시 게임 재구성하기
 청소 로봇 개발하기
 사물인터넷 가정 만들기
Chapter 15 컴퓨터 과학의 개념을 이용한 교수·학습 전략
 정보보호 교수·학습 전략
 사례
 바이러스에 대해 알고 피해 예방하기
 디지털소통 교수·학습 전략
 사례
 디지털소통 교수·학습 유형
 알고리즘 교수·학습 전략
 사례
 알고리즘 교수·학습 전략의 수업 예시
 알고리즘 교수·학습 전략의 실제
1. 이진 탐색 알고리즘
2. 상자에 책 정리하기
 디지로그 교수·학습 전략
 제약기반 교수·학습 전략
 사례기반 교수·학습 전략
Chapter 16 언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략
 언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략의 개요
 언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략의 이해
 언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략의 유형
사례
 카드놀이로 이진수와 비트 이해하기
 수로 이해하는 이미지
Chapter 17 플립러닝 교수·학습 전략
 플립러닝 교수·학습 전략의 개요
 소프트웨어 교육을 위한 플립러닝 교수·학습 전략
사례
 피지컬 컴퓨팅 실습 프로젝트
Chapter 18 융합교육 교수·학습 전략
 융합교육 교수·학습 전략 개요
 소프트웨어 교육을 위한 융합교육 교수·학습 전략
사례
 피지컬 컴퓨팅으로 마음 소통하기
 교실 안의 메이커 운동

Part 4 소프트웨어 교육 교수·학습 모형의 실제

1 소프트웨어 교육 수업 모형 실제
 직접교수 모형
 선행조직자 모형
 개념형성 모형
 발견학습 모형
 문제해결 모형
 창의성계발 모형
 팀티칭 모형
 전문가협력학습 모형
 온라인토론 모형
 프로젝트학습 모형
2 소프트웨어 교수·학습 전략 사례
 정보보호 교수·학습 전략
 디지털소통 교수·학습 전략
 디지로그 교수·학습 전략
 제약기반 교수·학습 전략
 사례기반 교수·학습 전략
 객체지향 교수·학습 전략
 언플러그드 교수·학습 전략
 사례
1. 이진수 배우기
2. 압축의 원리