1. 연구의 필요성 및 목적
세계경제포럼(이하 WEF)은 2016년 다보스포럼을 통해 인공지능(이하 AI), 기계 학습(ML), 로봇공학, 나노기술, 3D프린팅과 유전학, 생명공학기술과 같이 이전에는 서로 단절되어 있던 분야들의 경계가 파괴되고 융·복합을 통해 발전해나가는 ‘기술 혁신’의 패러다임인 4차 산업혁명 시기에 접어들었다고 강조했다. 이러한 변화의 중심에는 소프트웨어(이하 SW)가 있으며 미래창조과학부(2014)는 ‘SW가 혁신과 성장, 가치창출의 중심이 되고 개인·기업·국가의 경쟁력을 좌우하는 SW중심사회가 도래하였다’라고 선언하였다.
SW가 중심이 되는 산업의 융·복합은 일자리의 변화를 야기한다. WEF은 2018년 미래 일자리를 전망한 보고서에서 전통적인 사무직 관련 직업은 감소하고 AI 및 데이터, 정보 보안 등 최신 기술을 이해하고 활용하는 인력에 대한 수요가 크게 증 가할 것이라고 보고하였다. 이는 곧 4차 산업혁명을 주도할 미래인재상의 변화를 뜻한다. WEF는 미래인재가 가져야할 핵심 역량으로 비판적 사고력과 문제해결력 (Critical thinking/problem solving), 창의력(Creativity), 의사소통능력 (Communication), 협업능력(Collaboration)인 4C를 강조하였다. 이러한 핵심역량 을 갖춘 미래인재를 양성할 교육으로 SW교육이 주목받고 있다. SW교육의 목표는 컴퓨터 과학의 기본 개념과 원리를 기반으로 다양한 문제를 창의적이고 효율적으 로 해결하는 컴퓨팅 사고력을 기르는 교육(교육부, 2015)으로, 우리나라는 2015개 정 교육과정을 통해 SW교육의 중요성을 강조하며 초·중등학교에서 단계적으로 소 프트웨어 교육을 의무화 하였다.
SW교육의 중요성이 커짐에 따라 SW교육의 목적인 컴퓨팅 사고력을 어떻게 함 양하고 평가할 것인가는 중요한 문제로 대두되었다. 컴퓨팅 사고력은 2006년 Jeannette Wing의 ‘Computational Thinking’이라는 논문에서 주목받기 시작했 다. Wing은 컴퓨팅 사고력이 컴퓨터 과학 분야의 기술을 활용하여 현실 문제의 효
과적인 해결책을 찾아내는 사고력이며, 3R(읽기, 쓰기, 셈하기)과 더불어 모든 사 람이 갖추어야 할 기초 역량이라고 주장하였다. 즉, 컴퓨팅 사고력은 단순히 코딩, 프로그래밍 능력을 기르는 것이 아니라 컴퓨터를 기반으로 한 문제 해결 능력이다 (교육부, 2015). 이러한 컴퓨팅 사고력을 함양시키기 위한 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있지만, 컴퓨팅 사고력을 어떻게 평가할 것인가에 대한 연구는 비교적 부 족한 실정이다.
평가는 자신의 학습수준을 파악하고 자기성찰을 통해 부족한 부분을 보완, 개선 하는 관점에서 매우 중요한 영역이다. 최근 평가의 방향은 단순히 학습자의 지식이 나 기능의 정도를 측정하는 형태의 평가에서 벗어나 학습자의 인지 구조 변화나 이해 수준을 진단하고 촉진하여 평가 자체가 경험이 되도록 ‘과정’에 초점을 두는 평가 방식으로 변화하고 있다(전경희, 2016). 교육부는 최근 평가의 패러다임에 발 맞춰 2015개정교육과정 총론에서 ‘학습의 과정을 중시하는 평가를 강화하여 학생 이 자신의 학습을 성찰하도록 하고, 평가 결과를 활용하여 교수·학습의 질을 개선’
하도록 표기하여 평가를 학습 도구로써 활용하도록 하였다. 최근 평가 패러다임은 컴퓨팅 사고력의 이상적인 평가 방향과도 같다. 컴퓨팅 사고력은 컴퓨터를 기반으 로 해결하고자 하는 문제를 효과적이고 효율적으로 해결하는 절차적 능력으로(이영 준 외, 2014) 문제 해결을 위한 일련의 사고 과정에서 발휘되는 역량이다. 따라서 학습자가 문제를 해결해 나가는 과정에서 평가가 이루어져야 한다. 기존의 컴퓨팅 사고력 평가를 위한 평가 도구는 대부분 지필 또는 결과물 위주의 전통적인 평가 에 기반을 두고 인지적인 측면에서의 평가가 이루어지고 있다. 이는 문제 해결을 위한 컴퓨팅 사고력의 일련의 사고과정을 종합적으로 평가하는 데에 어려움이 있 다. 지필 또는 결과 중심의 평가 방식에서 벗어나, 학습자의 문제 해결 과정을 평 가하는데 적합한 최근의 평가 방향으로 변화하여야 한다.
최근 평가의 패러다임인 과정중심평가는 암기위주나 정답 찾기 등 결과 중심의 평가 방식에서 문제 해결 과정을 중시하는 평가로 전환해야 한다는 의미를 가지고 있으며(김순남 외, 2013), 결과 중심에서 발생하는 한계를 극복하고 ‘학습을 위한 평가’, ‘학습으로써의 평가’로 확장된 평가 패러다임이다. 과정중심평가는 교육과정 에 해당하는 성취기준을 기반으로 평가 계획을 세우고 교수·학습과 평가가 연계되 어 교수·학습 과정에서 학생의 인지적, 정의적인 평가가 이루어지고 평가 과정에서
적절한 피드백을 주어 학습의 질을 개선하기 위해 사용된다(임은영, 2017). 또한 기존 지필평가에서 벗어나 수행 중심의 평가가 강조되고 있다. 수행 중심의 능동적 평가를 수행평가라 하며 이는 개인이 습득한 지식을 실제 문제나 평가 상황에서 얼마나 잘 수행하는지, 어떻게 수행하는지 관찰, 서술 등 다양한 방법을 통해 판단 하는 평가 방법이다. 이러한 평가 패러다임에 발맞춰 학습자의 문제 해결 과정 중 심의 컴퓨팅 사고력 평가를 위해 과정중심 수행평가를 활용하여 평가를 진행한다 면 학습자의 문제 해결 과정을 중점적으로 컴퓨팅 사고력을 평가함과 동시에 적절 한 피드백을 통한 컴퓨팅 사고력 향상을 기대할 수 있을 것이다.
2. 연구의 내용
본 연구의 목적은 학습자의 문제 해결 과정에서 발현되는 컴퓨팅 사고력 역량을 평가하기 위해 과정중심평가를 이용하여 컴퓨팅 사고력 평가 모델을 제안하고자 한다. 이를 위한 연구의 주요 내용 및 방법은 다음과 같다.
첫째, 2015개정 정보교과 교육과정과 컴퓨팅 사고력 기반의 문제 해결 과정 선 행 연구를 분석하여 ‘문제 해결 과정’ 정의한다.
둘째, 성취기준을 바탕으로 평가를 구성하는 과정중심평가를 적용하기 위해 2015개정 중등 정보교과 교육과정에서 제시하고 있는 컴퓨팅 사고력 관련 성취기 준을 분석하여 ‘문제 해결 과정 성취기준’을 재구성하여 정의한다.
셋째, 학습자의 문제 해결 과정에서 학습자의 수준을 다방면으로 수집하고 객관 적인 평가가 이루어지기 위해, 앞서 정의한 성취기준을 분해하여 교수·학습 과정에 서 활용할 ‘평가 요소’를 추출하여 제시한다.
넷째, 학습자의 성취기준 도달 여부를 알려주는 실제적인 기준을 제공하기 위하 여 ‘평가 기준’을 제시한다.
다섯째, 앞서 제시한 컴퓨팅 사고력 기반의 ’문제 해결 과정’, ‘문제 해결 과정 성취기준’, ‘평가 요소’, ‘평가 기준’을 전문가 델파이 과정을 거쳐 수정 및 보완하 고, 학습자의 문제 해결 과정 중심 컴퓨팅 사고력 평가 모델을 제시한다.