[논문]고등학교 정보과학의 2015 개정 교육과정에 대한 분석 및 개선 방안: 정보윤리와 멀티미디어를 중심으로

정승도; 조정원

doi:10.5762/kais.2016.17.8.208

고등학교 정보과학의 2015 개정 교육과정에 대한 분석 및 개선 방안: 정보윤리와 멀티미디어를 중심으로
Analyzation and Improvements of the Revised 2015 Education Curriculum for Information Science of Highschool: Focusing on Information Ethics and Multimedia 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.17 no.8, 2016년, pp.208 - 214

정승도 (상명대학교 정보통신공학과) , 조정원 (제주대학교 컴퓨터교육과)

초록
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인공지능과 빅데이터 기술을 기반으로 하는 지능 정보 기술에 대한 관심이 높아지고 있고, 미국, 영국, 일본 등 주요 선진국을 비롯한 세계 각국은 소프트웨어 산업을 중심으로 하는 제4차 산업혁명에 대비하기 위한 국가적 투자를 아끼지 않고 있다. 우리나라도 뒤늦게나마 소프트웨어에 대한 중요성을 인식하고 초중등 정보교과를 위한 2015년 개정 교육과정을 고시 하였다. 본 논문에서는 고등학교 정보과학의 새로운 교육과정을 살피고, 정보윤리와 멀티미디어를 중심으로 개선방안에 대해 제시한다. 고등학교 정보과학은 우리나라 과학기술을 이끌어나갈 전국의 20여개 과학고 및 영재학교에서 주로 적용되어 지고 있다. 정보기술의 의존도가 더욱 커져갈 앞으로의 인공지능 시대에 그동안의 역기능 중심의 정보윤리 교육과는 다른, 인공지능 시스템을 만들고 주도적으로 활용해나갈 과학영재를 위한 정보윤리교육이 반드시 필요하다. 또한, 실생활에서 흔히 사용하는 이미지와 사운드, 동영상 등의 디지털원리와 압축 기술을 중심으로 하는 멀티미디어 교육은 교육과정에 추가될 필요가 있으며, 컴퓨터과학의 기본 개념과 원리, 기술을 바탕으로 실생활 및 다양한 학문 분야의 문제를 창의적이고 효율적으로 해결하는 능력을 키우고자하는 2015 개정 교육과정의 목표를 더 공고히 할 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

With the rising interest in intelligence information technology built on artificial intelligence and big data technologies, all countries in the world including advanced countries such as the United States, the United Kingdom, Japan and so on, have launched national investment programs in preparation for the fourth industrial revolution centered on the software industry. Our country belatedly recognized the importance of software and initiated the 2015 revised educational curriculum for elementary and secondary informatics subjects. This paper thoroughly analyzes the new educational curriculum for information science in high schools and, then, suggests improvements in the areas of information ethics and multimedia. The analysis of the information science curriculum is applied to over twenty science high schools and schools for gifted children, which are expected to play a leading role in scientific research in our country. In the future artificial intelligence era, in which our dependence on information technology will be further increased, information ethics education for talented students who will play the leading role in making and utilizing artificial intelligence systems should be strongly emphasized, and the focus of their education should be different from that of the existing system. Also, it is necessary that multimedia education centered on digital principles and compression techniques for images, sound, videos, etc., which are commonly used in real life, should be included in the 2015 revised educational curriculum. In this way, the goal of the 2015 revised educational curriculum can be achieved, which is to encourage innovation and the efficient resolution of problems in real life and diverse academic fields based on the fundamental concepts, principles and technology of computer science.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 2015년에 고시된 고등학교 정보과학의 새로운 교육과정을 살피고, 정보윤리와 멀티미디어 영역을 중심으로 개선방안에 대해 제시하였다.
본 논문에서는 2015년에 고시된 고등학교 정보과학의 새로운 교육과정을 살피고, 정보윤리와 멀티미디어 영역을 중심으로 개선방안에 대해 제시한다.

제안 방법

둘째, 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 사례로부터 원리를 도입한 후 점차 추상적 사고 단계를 거쳐 원리를 학습할 수 있도록 교육과정을 설계한다.
프로그래밍을 통해 문제를 해결하기 위해서는 변수와 상수, 연산자를 이용하여 프로그램을 작성할 수 있어야 한다. 따라서 변수와 상수, 다양한 연산자를 활용하여 간단한 수학, 과학 문제를 해결하는 프로그램을 구현한다.
프로그램의 생산성과 가독성을 높이기 위해 프로그램을 기능 단위로 모듈화한 프로그램을 작성할 수 있어야 한다. 따라서 변수의 적용 범위를 이해하고 문제 해결을 위해 적합한 함수를 활용하여 프로그램을 구현한다.
문제를 효율적으로 해결하기 위해서는 자료의 종류와 특성에 맞게 자료를 저장하여 프로그램을 작성할 수 있어야 한다. 따라서 효율적인 자료 저장을 위해 적합한 자료형을 선택하거나 정의하여 사용하고, 다차원 배열을 활용한 프로그램을 구현한다.
컴퓨팅 시스템의 탐색 능력을 기반으로 해를 찾는 알고리즘을 설계한다. 또한 탐색 공간을 줄임으로써 알고리즘의 효율성을 높이는 방법을 이해하고 프로그래밍을 통해 구현한다.
로봇이 인간을 대체하게 될 인공지능 시대에 필요한 정보윤리에 대해 학습한다. 단순한 이용자 관점에서의 역기능과 같은 부작용을 줄이기 위한 내용보다는 시스템 개발, 생산자에게 필요한 정보윤리를 다룬다.
본 논문에서는 피아제와 비고츠키의 인지발달이론을 근거로, ACM(Association for Computing Machinery) A Model Curriculum for K-12 Computer Science 보고서[3][4][5][6]에서 제안한 컴퓨터과학 교육과정 모델을 참조하여, 교육과정 개정안의 개선 방향을 다음과 같이 제시하였다.
효율적인 문제 해결을 위해서는 문제와 알고리즘의 특성을 이해하고 분석할 수 있어야 한다. 이를 위해 계산의 관점에서 문제를 분석하고, 알고리즘의 성능을 수행 시간의 관점에서 비교하고 효율성을 분석한다.
실세계 및 다양한 학문 분야의 융합 문제들을 해결하기 위해서는 시뮬레이션 프로그램을 작성할 수 있어야 한다. 이를 위해 근사, 난수, 시각화 등의 개념을 이해하고 프로그래밍을 통해 구현한다.
실세계 및 다양한 학문 분야의 융합 문제들을 해결하기 위해서는 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구현할 수 있어야 한다. 이를 위해 마이크로프로세서와 다양한 입출력 장치로 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구성하고 프로그래밍을 통해 구현한다.
자료들 간의 관계는 선형 또는 비선형적으로 구조화할 수 있다. 이를 위해 스택, 큐, 리스트와 같은 선형 자료구조와 트리, 그래프와 같은 비선형 자료구조의 개념을 이해하고 프로그래밍을 통해 구현한다.
효율적인 문제 해결을 위해서는 컴퓨터 내부의 자료 처리를 위한 정렬, 탐색 방법을 문제해결에 활용할 수 있다. 이를 위해 정렬, 탐색 알고리즘의 개념을 이해하고 프로그래밍을 통해 구현한다.
실세계의 다양한 문제들 중에는 해가 될 수 있는 대상들을 주어진 조건에 따라 단계적으로 탐색하는 과정을 통해 해결 가능한 문제들이 있다. 컴퓨팅 시스템의 탐색 능력을 기반으로 해를 찾는 알고리즘을 설계한다. 또한 탐색 공간을 줄임으로써 알고리즘의 효율성을 높이는 방법을 이해하고 프로그래밍을 통해 구현한다.

성능/효과

셋째, 다양한 학문 분야의 복잡한 문제를 해결하기 위한 효율적인 알고리즘을 설계하고 구현하는 능력을 기른다.
셋째, 학습 범위와 수준을 파악하여 이전의 학습이 이후 학습에 도움이 되도록 학습 위계에 따라 교육과정을 설계함으로써 학습자의 학습 부담을 최소화한다.

후속연구

그러나 그렇다고 해서 인공지능, 로봇 등으로 정보기술의 의존도가 더욱 커져갈 미래를 대비하는 정보윤리에 대한 교육적인 고민은 더 이상 선택의 영역이 될 수 없다. 또한 멀티미디어의 디지털표현과 압축방법 등을 교육과정에 포함시킴으로써 일상생활과 밀접한 사례를 통해 컴퓨팅의 원리를 학습할 수 있으며, 소프트웨어 교육의 필요성을 자연스럽게 전달할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	정보과학 교육의 목적은?	따라서 정보과학 교육은 정보과학에 대한 깊이 있는 이해를 통해 디지털 사회에서 발생하는 다양하고 복합적인 문제들을 분석하여 구조화하고, 효율적인 문제해결을 위해 알고리즘을 설계하며 이를 프로그래밍을 통해 해결하는 창의적인 문제해결 역량을 신장시킨다. 또한 이러한 역량을 바탕으로 하여 실세계나 타학문 분야의 융합 문제들을 컴퓨팅 기반의 시뮬레이션이나 피지컬 컴퓨팅을 통해 해결할 수 있는 창의적인 인재를 양성하는 데 있어 필수 과목이며 다음과 같은 기능을 가진다.
	정보과학 과목에 대한 특징은?	여기서 주목할 만한 사항은 정보교육이 추구하는 핵심역량인 ‘컴퓨팅 사고력’을 컴퓨터과학의 기본 개념과 원리 및 컴퓨팅 시스템을 활용하여 실생활 및 다양한 학문분야의 문제를 이해하고 창의적으로 해법을 구현하여 적용할 수 있는 능력으로 정의하였고, 추상화 능력과 프로그래밍으로 대표되는 자동화 능력을 포함하여 설명하였다. 추상화는 문제의 복잡성을 제어하기 위해 사용하는 기법으로 핵심요소 추출, 모델링, 문제 분해, 분류, 일반화 등의 과정으로 이루어지며, 추상화 과정을 통해 간소화된 모델과 문제 상황은 프로그래밍 과정을 통해 자동화된다.
	정보과학 과목의 내용은 어떻게 구성되었는가?	고등학교 ‘정보’ 과목과는 달리, 정보과학 과목의 내용은 ‘프로그래밍’, ‘자료처리’, ‘알고리즘’, ‘컴퓨팅 시스템’ 영역으로만 구성하였으며, 모두 컴퓨팅 사고력을 기반으로 실생활 및 다양한 학문분야의 복잡한 문제를 해결하는 능력에 중점을 두도록 강조하고 있다.

참고문헌 (15)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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