러플과 함께하는 파이썬 & 햄스터 - 컴퓨팅 사고력 CT을 활용한 -

파이선 프로그램을 쉽게 배울 수 있도록 먼저 러플의 작은 가상 로봇으로 놀이하듯이 주어진 문제를 해결하면서 프로그래밍에 필요한 기능들을 익히고, 실생활과 연관된 다양한 프로젝트를 해결하면서 파이선을 정복해 나갑니다. 더 나아가 ‘햄스터 로봇’을 파이선과 연계하여 컴퓨터 외부의 정보를 다양한 센서로 입력받아 프로그램으로 처리한 결과를 소리나 동작으로 나타내는 과정을 직접 체험해 봄으로써 융합적 사고력과 문제 해결력을 키울 수 있습니다.

러플과 파이선으로 프로그래밍의 기본을 배우고
 실생활과 연관된 다양한 프로젝트를 해결하면서
 러플 & 파이선을 정복하고
 햄스터 로봇으로 미션을 수행하는 피지컬
 컴퓨팅 실습까지 한 권으로 끝낸다!

이 책은 프로그램을 처음 접하는 초보자나 학생들에게 소프트웨어가 재미있고 유익한 것임을 알려준 경험을 토대로 구성하였습니다. 소프트웨어는 문제 해결을 위해 여러분이 머릿속에서 상상한 것을 컴퓨터와 같은 정보 기기의 도움을 받아 논리적으로 표현해 주는 도구입니다. 스크래치나 엔트리와 같은 블록 기반의 프로그래밍 도구는 명령 블록, 캐릭터, 소리 등으로 구성된 멀티미디어 자료를 프로그래밍에 이용할 수 있어 프로그래밍을 보다 쉽고 친숙하게 배울 수 있습니다.
하지만, 블록 기반의 프로그래밍 도구는 조금 더 복잡한 생각이나 사고 과정을 논리적으로 표현하기에는 다소 부족합니다. 이러한 필요성이 느껴지면 C, Java, Python 등 텍스트 기반의 프로그래밍 도구로 한 단계 업그레이드해야 합니다. 그런데 프로그래밍 초보자나 학생들은 철자, 문법 오류로 인해 텍스트 기반의 프로그래밍 도구 사용에 많은 부담을 느끼기도 합니다. 이 책에서는 이러한 고충을 덜어 주기 위해 문법을 중심으로 설명하는 책이 아닌, 프로그래밍에 흥미를 좀 더 느끼고 쉽게 접근할 수 있도록 문제 해결 과정을 중심으로 사고하는 방법에 초점을 두었습니다.

저자들은 고민 끝에 여러 텍스트 기반 프로그래밍 언어 중 파이선(python)을 선택하였습니다. 파이선은 다양한 플랫폼에서 사용할 수 있고 풍부한 라이브러리(모듈)를 제공하는 등의 장점을 가진 언어로, 2010년 이후부터 인기가 급상승하여 대학, 연구기관, 산업체 등에서 널리 사용되고 있습니다. 파이선 역시 문법 학습에 대한 부담이 있으므로 PART 1에서 파이선으로 프로그래밍을 쉽게 배울 수 있도록 러플(RUR-PLE)의 작은 가상 로봇인 리보그(Reborg)로 문제를 놀이하듯이 해결하면서 파이선의 기초를 다질 수 있도록 하였습니다. 그리고 실생활 프로젝트를 통해 알고리즘, 빅 데이터 등의 최신 문제를 다룬 후에 다양한 센서를 내장한 귀여운 햄스터 로봇으로 미션을 해결하면서 피지컬 컴퓨팅까지 경험할 수 있도록 하였습니다.

이 책은 다음과 같이 문제를 해결하기 위해 다양한 프로그래밍 학습 도구를 이용하였습니다.

PART 1 러플 문제 해결에 필요한 작업을 가상의 로봇으로 수행하면서 기본 명령뿐 아니라 제어 구조, 리스트, 함수 등의 프로그래밍을 익힐 수 있도록 하였습니다. 더 나아가 자연스럽게 텍스트 기반의 프로그래밍 언어의 기초를 다지고, 실생활에서 접할 수 있는 다양한 문제 상황을 분석한 후 나만의 프로그램을 만드는 경험을 통해 컴퓨팅 사고력, 문제 해결력 등을 기를 수 있도록 하였습니다.

PART 2 파이선 본격적으로 파이선 프로그래밍을 경험하는 파트로 프로그램 문법에 치중하기보다는 문제 해결 방법을 익히는 데 초점을 두어 누구나 쉽게 기본 예제들을 따라 하면서 프로그래밍 학습 능력을 키울 수 있도록 하였습니다.

PART 3 햄스터 햄스터 로봇을 이용하여 빛, 거리 등 컴퓨터 외부의 정보를 다양한 센서로 입력받아 프로그램으로 만든 결과를 소리나 동작으로 보여주는 과정을 통해 실생활 문제를 컴퓨팅 시스템으로 구현하는 방법을 익힐 수 있도록 하였습니다.

우리는 급격하게 변화하는 세상에서 미래를 준비해야 합니다. 이러한 환경에서 내가 성장하기 위해서는 즐겁고 행복한 일을 찾는 것입니다. 소프트웨어, 스마트폰 앱, 로봇, 사물 인터넷 등에 관심이 있는 친구들이라면 이 책을 통해 흥미롭고 재미있는 다양한 소재로 구성된 문제를 접하면서 소프트웨어가 무엇인지 또 우리 삶에 어떤 변화를 줄 수 있을지를 생각해 보는 시간이 되길 기대합니다.

이 책의 구성과 특징은 다음과 같습니다.

첫째, 따라 하면서 배우기 다양한 실습 문제로 프로그래밍에 필요한 명령들을 직접 손으로 입력하고 결과를 확인하는 과정을 따라 하면서 쉽게 프로그래밍 능력을 키울 수 있도록 하였습니다. 아울러 학습한 내용 을 제대로 이해했는지 간단한 ‘해보기’를 통해 스스로 확인할 수 있도록 하였습니다.

둘째, 실생활 프로젝트 해결하기 주어진 문제를 분석하여 알고리즘을 설계하고, 이를 바탕으로 프로그래밍하여 그 결과를 확인하는 과정을 통해 컴퓨팅 사고력, 문제 분석력, 문제 해결력 등을 기를 수 있도록 하였습니다.

셋째, 궁금해요/실력 쌓기 문제 해결 과정에서 필요한 명령을 ‘궁금해요’에서 해하고 바로 프로그래밍에 적용할 수 있도록 하였습니다. 또한 ‘CHAPTER’와 ‘실생활 프로젝트’가 끝날 때마다 심화 문제인 ‘실력 쌓기’를 두어 스스로 문제를 해결하면서 프로그래밍 실력을 향상할 수 있도록 하였습니다.

지은이 : 서성원 
 현) 마포고등학교 정보 교사
활동) SW교육 일반/추수/심화/핵심 교원 연수 강사, 삼성전자 미래 교사단 FT_Schooler 팀장, 대한민국로봇봉사단 이사, Bebras Korea 위원
저서) 2015 개정교육과정 중학교 정보 교과서 집필, 비상 출판사
2007, 2009 개정교육과정 고등학교 정보 교과서 집필, 형설 출판사
　　 중학교 문제 해결과 프로그래밍 인정교과서 집필, 한국과학창의재단, 2018

지은이 : 홍성준 
현) 은평문화예술정보학교 정보 교사
활동) 2017스마트교육지원단, 2015~2017 NCS컨설팅지원단, 2018 SW교육 선도학교 운영
저서) 2015 개정교육과정 중학교 정보 교과서 집필, 두배의 느낌 출판사
2015 개정교육과정 고등학교 컴퓨터 시스템 일반 교과서 집필, 이오북스

지은이 : 김형기  

현) 인하사대부속중학교 정보 교사
활동) 교육부 SW 교육 선도 요원, 커넥트 티쳐, 삼성 미래교사단
저서) 2015개정교육과정 중학교 정보 교과서 집필, 비상 출판사
 로봇 활용 SW 교육 집필, YBM 출판사, 2016

코딩 한 권으로 끝내기 집필, 비상 출판사, 2018 

PART 1. 러플
CHAPTER 01 러플로 프로그램 이해하기
1. 러플 시작하기
2. 러플 기본 익히기
3. 미션 따라 하면서 명령문 익히기
CHAPTER 02 러플로 실생활 프로젝트 해결하기
1. 보물찾기
2. 달리기 경주
3. 구구단으로 계단 오르기
4. 두 자리 숫자 덧셈하기
5. 로또 번호 생성하기
6. 신문 배달하기
7. 제비뽑기
8. 효율적인 엘리베이터
9. 호텔 객실 정리하기
10. 순서대로 배치하기


PART 2. 파이선
CHAPTER 01 파이선 기본 익히기
1. 파이선 시작하기
2. 자료형과 입력문 이해
3. 리스트와 딕셔너리 자료형 이해
4. 제어문 이해
CHAPTER 02 파이선으로 실생활 프로젝트 해결하기
1. 우리들만의 메시지를 전달하라
2. 최소 화폐 매수로 거스름돈을 전달하라
3. GUI 계산기를 만들자
4. 인터넷의 정보를 활용해 보자


PART 3. 햄스터
CHAPTER 01 햄스터 기본 익히기
1. 햄스터 시작하기
2. 햄스터 움직이기
3. 바닥 센서를 이용한 라인 트레이싱
4. 근접 센서를 이용한 장애물 피하기
5. LED, 소리, 빛 센서 활용하기
CHAPTER 02 다양한 센서로 실생활 프로젝트 해결하기
1. 햄스터를 원하는 곳으로 움직이기
2. 햄스터의 움직임으로 패턴 디자인하기
3. 키보드 방향키로 햄스터를 조종하기
4. 우수법과 좌수법을 이용한 미로 탈출
5. 격자 미로 탈출
6. 햄스터로 도로 주행 연습하기
7. 햄스터로 연주하는 주크박스