미국 컴퓨터교육 프레임워크 분석을 통한 Computational Thinking의 개념과 교육과정 편성의 시사점 분석 The Concept of Computational Thinking through Analysis of Computer Education Framework in the United States and its Implications for the Curriculum of Software Education원문보기
본 연구에서는 우리나라의 소프트웨어 교육과정 편성과 Computational Thinking에 대한 개념정립을 위하여 미국의 K12CS에서 제시한 컴퓨터교육 프레임워크를 분석함으로써 시사점을 도출하고자 하였다. 첫 번째로 우리나라에서 Computational Thinking에 대한 용어를 컴퓨팅 사고력으로 사용하는 부분에 대해서 미국의 교육과정에 제시된 개념과 비교하여 살펴보았으며, 컴퓨팅 사고력과 Computational Thinking은 문제 해결의 초점과 범위가 다름을 살펴볼 수 있었다. 두 번째로, 우리나라의 소프트웨어 교육과정은 학교급 및 학년에 따른 위계가 고려되지 않는다는 점을 고려하여 미국의 K12CS에서 제시하고 있는 핵심 역량을 토대로 재구성하여 교육과정 체계를 제시하였다.
본 연구에서는 우리나라의 소프트웨어 교육과정 편성과 Computational Thinking에 대한 개념정립을 위하여 미국의 K12CS에서 제시한 컴퓨터교육 프레임워크를 분석함으로써 시사점을 도출하고자 하였다. 첫 번째로 우리나라에서 Computational Thinking에 대한 용어를 컴퓨팅 사고력으로 사용하는 부분에 대해서 미국의 교육과정에 제시된 개념과 비교하여 살펴보았으며, 컴퓨팅 사고력과 Computational Thinking은 문제 해결의 초점과 범위가 다름을 살펴볼 수 있었다. 두 번째로, 우리나라의 소프트웨어 교육과정은 학교급 및 학년에 따른 위계가 고려되지 않는다는 점을 고려하여 미국의 K12CS에서 제시하고 있는 핵심 역량을 토대로 재구성하여 교육과정 체계를 제시하였다.
In this study, we conducted to derive some implications by analyzing the computer education framework proposed by K12CS in the United States in order to organize the software curriculum and conceptualization of computational thinking in Korea. First, we discussed the use of the term Computational Th...
In this study, we conducted to derive some implications by analyzing the computer education framework proposed by K12CS in the United States in order to organize the software curriculum and conceptualization of computational thinking in Korea. First, we discussed the use of the term Computational Thinking as a Computing Thinking in Korea and compare it with the concept presented in the US curriculum. we derived that Computing Thinking and Computational Thinking are different in the focus and scope of problem solving. Second, considering the fact that Korean software curriculum does not consider the hierarchy according to the school and the grade, we reconstructed the curriculum based on the core practices and concepts which were suggested by the organization of K-12 Computer Science in the United States.
In this study, we conducted to derive some implications by analyzing the computer education framework proposed by K12CS in the United States in order to organize the software curriculum and conceptualization of computational thinking in Korea. First, we discussed the use of the term Computational Thinking as a Computing Thinking in Korea and compare it with the concept presented in the US curriculum. we derived that Computing Thinking and Computational Thinking are different in the focus and scope of problem solving. Second, considering the fact that Korean software curriculum does not consider the hierarchy according to the school and the grade, we reconstructed the curriculum based on the core practices and concepts which were suggested by the organization of K-12 Computer Science in the United States.
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문제 정의
Computational Thinking의 개념이 미국에서 처음 시작되어 전 세계로 확산되었다는 것을 고려할 때 미국의 교육과정을 분석함으로써 우리나라의 소프트웨어 교육과정을 보완할 수 있는 방안을 모색하고 제언하고자 하였다.
본 연구에서는 미국의 사실상 국가수준의 소프트웨어 교육과정이라고 할 수 있는 컴퓨터교육 연합체(K-12 Computer Science)에서 개발한 소프트웨어 교육과정의 체계와 세부 내용[7]을 살펴보고 Computational Thinking의 개념정립과 관련 활동에 대한 내용들의 분석을 통해 우리나라 교육과정에서 활용가능한 시사점을 도출하고 학교 급별 학년 및 학년 군에 따른 구체적인 교육과정 편성 안을 제시함으로서 발전적인 소프트웨어 교육의 제도적인 개선이 이루어질 수 있는 방안을 모색하고자 한다.
본 연구에서는 실질적인 미국의 국가수준 교육과정이라고 할 수 있는 컴퓨터교육 연합체(K-12 Computer Science)에서 제시한 교육과정 편성과 세부 내용을 살펴봄으로써 우리나라의 소프트웨어 교육 안착과 교육과정 편성 및 Computational Thinking에 대한 시사점을 도출하고자 한다.
본 연구에서는 우리나라의 소프트웨어 교육과정 편성과 Computational Thinking에 대한 개념정립을 위하여 미국의 K12CS에서 제시한 컴퓨터교육 프레임워크를 분석함으로써 시사점을 도출하고자 하였다. 우리나라의 소프트웨어 교육은 2018년부터 중학교 과정에 34차시 분량으로 필수독립교과로 반영이 되었고, 2019년부터 초등학교 5∼6학년에 17차시의 내용으로 실과교과에 내용이 편성되어 운영이 된다.
미국에서는 기존의 CSTA와 ISTE에서 2011년 제시한 Computational Thinking에 대한 개념[4]을 토대로 문제해결력 중심의 Computational Thinking을 향상시킬 수 있는 교육과정의 편성을 완료하여 미국 전역으로 적용하기 위한 노력을 기울이고 있다는 점을 고려하였을 때 우리나라의 소프트웨어 교육에 대한 시사점을 도출할 수 있을 것이다. 특히 Computational Thinking에 대한 지속적인 논의와 개념정립 및 교육과정 편성에 대한 연구가 이루어지고 있음을 고려하여 Computational Thinking을 향상시키기 위한 세부적인 활동 및 학년별 성취 기준 등에 대한 내용에 대한 분석을 통해 우리나라에서 적용 가능한 시사점을 살펴볼 수 있을 것이다.
가설 설정
넷째, 추상화 능력의 개별과 활용이다. 문제 상황에서 공통적으로 발견되는 일반적인 특징을 추출하여 문제 해결을 위한 아이디어 설계과정에 기존의 공학적 기능들을 활용할 수 있는지를 판단하고 다양한 문제 상황에 적용하여 복잡성을 줄일 수 있는 문제해결의 모듈을 만들 수 있도록 한다.
일곱째, 컴퓨팅에 관해 의사소통하기 이다. 컴퓨팅을 통해 계산적 절차와 해결방법에 대해 적절한 용어를 활용하여 설명하고 저작권을 고려하여 문제해결의 적절한 아이디어를 제시할 수 있도록 한다.
제안 방법
셋째, Computational problems의 인식과 정의이다. 계산적으로(computationally) 해결할 수 있는 문제를 발견하도록 하며, 실생활의 복잡한 문제를 해결할 수 있는 형태로 분해하여 계산적으로 해결하는 것이 적절하고 실현가능 한지를 판단할 수 있도록 한다.
두 번째로, 우리나라의 소프트웨어 교육과정은 학교급 및 학년에 따른 위계가 고려되지 않는다는 점을 고려하여 미국의 K12CS에서 제시하고 있는 핵심 역량을 토대로 재구성하여 교육과정 체계를 제시하였다. 독립교과로서의 정보교과는 현재 중학교에만 편성이 되어 있고, 초등학교의 경우 실과교과의 한 개 영역으로 17차시로만 반영됨에 따라 교과간의 연계 및 위계를 고려한 교육과정 편성에서 제한이 나타난다.
넷째, 추상화 능력의 개별과 활용이다. 문제 상황에서 공통적으로 발견되는 일반적인 특징을 추출하여 문제 해결을 위한 아이디어 설계과정에 기존의 공학적 기능들을 활용할 수 있는지를 판단하고 다양한 문제 상황에 적용하여 복잡성을 줄일 수 있는 문제해결의 모듈을 만들 수 있도록 한다.
첫 번째로 우리나라에서 Computational Thinking에 대한 용어를 컴퓨팅 사고력으로 사용하는 부분에 대해서 미국의 교육과정에 제시된 개념과 비교하여 살펴보았다. 컴퓨팅(Computing)은 문제 해결의 사고과정 보다는 컴퓨터를 활용하는 것에 초점을 두고 있는 광범위한 개념으로서 하위 요소로서 컴퓨터 과학(Computer Science)를 두고 있는 의미를 갖고 있음을 알 수 있고, 컴퓨터 과학의 기저 사고 전략이 Computational Thinking이라는 것을 고려할 때 컴퓨팅 사고력과 Computational Thinking은 문제 해결의 초점과 범위가 다름을 살펴볼 수 있었다.
일곱째, 컴퓨팅에 관해 의사소통하기 이다. 컴퓨팅을 통해 계산적 절차와 해결방법에 대해 적절한 용어를 활용하여 설명하고 저작권을 고려하여 문제해결의 적절한 아이디어를 제시할 수 있도록 한다.
성능/효과
여섯째, 계산적 산출물(computational artifacts)의 테스트와 개선하기이다. 문제해결과정의 모든 상황을 고려하여 산출물을 체계적으로 테스트하여 오류를 보완하여 신뢰성과 유용성 등을 향상한다.
후속연구
또한 우리나라의 소프트웨어 교육 운영 지침을 비롯하여 영국, 핀란드, 에스토니아 등 소프트웨어 교육을 필수 교육과정으로 운영하는 국가에서는 미국의 CSTA 및 ISTE에서 주도한 교육과정 편성을 국가수준교육과정 편성에 참고하고 있다는 점을 고려한다면 최근에 개정 및 완성된 미국의 소프트웨어 교육과정 편성에 대한 내용을 살펴본다면 우리나라의 향후 소프트웨어 교육과정 운영과 개선에 필요한 시사점을 도출할 수 있을 것이다.
소프트웨어 교육은 현재 전 세계적으로 개념과 교육과정 편성에 대한 논의가 지속적으로 이루어지고 있으나, 공통점은 Computational Thinking기반의 위계를 고려한 학년단위의 교육과정이 편성되어 있다는 점이다. 정답이 있다고 할 수는 없으나, 학습자의 발달단계와 학년성을 고려한 교육과정이 구체적으로 제시된다면 창의적인 문제해결력을 지닌 인재양성에 기여할 수 있을 것이며, 향후 교육과정 관련 연구 및 개정과정에 반영되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
소프트웨어 교육의 핵심 사고전략은 무엇인가?
소프트웨어 교육의 핵심 사고전략은 컴퓨팅 사고력으로 일컬어지는 Computational Thinking이며, 이는 문제해결력을 의미하는 체계적인 사고과정이다[11][12]. 우리나라의 교육과정에서도 문제해결력을 기반으로 하는 Computational Thinking을 향상시키기 위한 교수학습체제가 구성이 되어있고 교수학습모형이 안내가 되어 있으나, 처음 교육과정으로 도입이 되는 교과이며 관련 개념과 프레임워크 등이 정립이 되어가는 단계라는 점을 고려하여 볼 때, 컴퓨터교육과정이 이미 편성되어 운영되고 있는 해외의 다양한 사례를 살펴본다면 우리나라의 교육과정 편성과 추후 개정교육과정에 반영해야할 요소와 시사점을 도출할 수 있을 것이다.
CMC(Computer Masti Curriculum)이란 무엇인가?
인도는 세계적으로 IT강국이라고 불리며 전 세계의 소프트웨어 관련 주요 핵심 인력을 배출하는 소프트웨어 교육의 우수 국가 중 하나로 일컬어진다. 인도의 컴퓨터 교육과정은 CMC(Computer Masti Curriculum)이라고 불리며 즐거운 컴퓨터 교육과정이라는 의미를 갖는다. 인도의 컴퓨터 교육과정은 학년별로 범위와 내용이 정해져 있으며, 세부 내용은 아래의
과 같이 나타난다[16][20].
미국에서 컴퓨터교육과 관련된 국가수준의 교육과정의 부재를 보완하기 위해 하는 것은 무엇인가?
미국의 경우 연방국가라는 점을 고려하여 우리나라나 영국 등과 같이 국가수준의 교육과정을 제시하지 않기 때문에 교과교육과 관련하여 국가수준의 지침을 제시할 뿐 세부적인 교육과정 편성 및 영역에 대한 내용은 제시하지 않고 주(State)별로 세부 내용을 편성하여 교육과정을 구성하고 있다. 이에 따라 미국에서는 컴퓨터교육과 관련된 연합체(K-12 Computer Science)1)가 구성이 되어 미국의 전체 지역에 지침이 될 수 있는 교육과정을 편성하고 보급함으로써 각 주의 교육부에 참고가 될 수 있도록 제시하고 있다[7]. 교육과정 설계의 단계에서 14개의 주와 4개의 교육청이 참여하고 국가수준의 연구기관이 주도함으로써 실질적인 국가수준의 교육과정 지침으로써 내용이 편성되어 있다[7].
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