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-비전공자 SW기초 교육을 위한 디자인씽킹
기반의 SW교육 프로그램 개발 사례 연구
신희성†․ 서응교††․ 오경선†††․ 정혜진†††․ 박소현†††
†단국대학교 응용컴퓨터학과․ ††단국대학교 교양학부
†††단국대학교 SW중심대학사업단
A Study on the Development of Software Education
Program Based on Design Thinking for Nonmajors SW Basic
Education
HeeSeong Shin†․ EungKyo Suh
††
․ KyungSun Oh†††
․ Haejin Chung†††
․ Sohyun Park†††
†Applied Computer Engineering ††School of General Education, Dankook University
†††SW-Centric University Project Group, Dankook University
요 약
본 연구는 지능 정보화시대에서 요구하는 역량을 길러내기 위해 소프트웨어 교육 내용을 제안하는 데 그 목적이 있다. 특히 비전공자 대상의 SW 기초교육의 개선점을 제공하고자 한다. 연구 방법은 수도권 소재 D대학교 SW 기 초교육의 사례 통해 핵심 역량을 신장하기 위한 디자인씽킹과 소프트웨어 교육을 접목하여 개발한 1단계 SW 기 초교육 내용을 알아보았다. 연구 결과는 1단계 SW 기초교육은 SW 교육의 필요성을 인식할 충분한 기회를 제공하 도록 한다. 그뿐만 아니라 팀 과제와 팀 활동을 통해 협업의 기회를 제공하고, 의사소통과 창의력이 향상되도록 한 다. 본 연구의 시사점은 SW 기초교육에서 SW 교육의 필요성을 체득할 수 있는 활동의 기회를 제공하고, 컴퓨팅 사고뿐 아니라 미래핵심역량의 준비도 함께 되어야 함을 이야기하고 있다. 본 연구는 향후 체계화된 SW 기초교육 의 밑거름이 될 것으로 기대한다.1. 서 론
4차 산업혁명을 맞이한 교육현장은 매우 빠르게 변 화하고 있으며 소프트웨어(Software:SW)의 중요성이 강조되고 있다. 올해부터 적용하고 있는 15개정 교육 과정 내용에는 초등학교와 중학교에서 소프트웨어 교 육을 의무화하고 있다. 또한, 비전공자 대상의 SW 기 초교육을 필수 과목으로 지정하여 이수하도록 하는 대 학이 점차 확대되고 있다. 이러한 교육에서의 변화는 자신의 영역에서 아이디어를 컴퓨팅으로 내재화하는 능력이 요구되는 사회의 흐름을 반영한 결과이다. 더 SW 개발은 SW 전공자들의 전유물이 아니다. 특히 직 업과 직접 연계된 대학에서는 다가올 미래에 필요한 경쟁력을 갖춘 개인의 역량을 높이기 위해 전교생 대 상의 SW 기초교육을 하고 있다. 단순히 SW 기초 소 양으로 접근하기보다는 미래의 핵심 역량인 협업, 창 의력, 문제해결력과 의사소통, 컴퓨팅 사고력에 중점을 두고 SW 기초 과목을 통해 배울 수 있도록 하는 것을 목표로 할 필요가 있는 것이다. 그러나 현재 대학의 SW 기초교육 상황을 보면 컴퓨팅 사고력과 문제해결 력에 중점을 두고 있어 이에 대한 대비가 부족한 상태 이다. 본 연구는 교양과목으로 학부생들이 미래핵심역 량을 기를 수 있도록 SW 기초교육 프로그램을 개발하 여 적용한 사례를 제시한다.2. 이론적 배경
2.1 소프트웨어(SoftWare:SW) 교육
SW 교육이란, 컴퓨터를 단순히 활용하는 방법을 익 히는 교육이 아니라 컴퓨터과학적 원리를 적용하여 창 의적으로 문제를 해결하는 일련의 사고력 교육이라 할 수 있다[1]. 이러한 관점으로 2015 개정 교육과정에서 제시한 소프트웨어 교육의 목적을 살펴보면 ‘컴퓨팅 사고 력 함양’과 ‘협업적 문제 해결 과정’이다. 즉, 다양한 문제 를 해결하기 위해 창의적이고 효율적으로 정보를 처리하 는 ‘컴퓨팅 사고력’을 함양하고, ‘협업적 문제 해결’ 과정을 통해 의사소통 능력과 공동체 참여 능력을 신장시켜야 함 을 뜻한다. 최근 SW 중심대학으로 선정된 대학들은 IT 비 전공 학부생들을 대상으로 필수 과목으로 SW 기초교육을 진행하고 있다. 이러한 SW 기초교육은 컴퓨터과학적 원리로 코딩으로 구현하기 위해 특정 프로그래밍 언어(예: Python,2018년 한국컴퓨터교육학회 하계 학술발표논문지 제22권 제2호
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-스크래치, 앱인벤터, C)와 컴퓨터 과학의 내용으로 구성하여 진행하고 있다. 특히 프로그래밍 언어의 경우 코딩 문법 학 습과 문법의 적용을 확인하기 위한 예제풀이가 대다수이다. 하지만 IT 비전공자 학생들이 SW 교육에 있어서 어려움을 느끼는 사고(Thinking)는 프로그래밍 언어교육을 통해 더욱 심화한다. 비전공자 대상의 효과적인 SW 교육에 관한 연구 가 필요한 실정이다[2][3].2.2 디자인씽킹
허버트 사이몬(Herbert Simon)은 주변의 모든 문제를 융합적인 방법을 통해 디자인의 문제 해결 능력과 연결하 여 해결하는 과정이라고 하였다[4]. 스탠퍼드 대학교에서 는 ‘교육자에게 디자인씽킹이란 교실, 학교, 지역 사회에서 의미 있는 해결책을 설계하는 것’이라고 정의하였다[5]. 이 러한 디자인 사고의 특성을 종합하여 홍성용(2017년)은 디자인 사고를 ‘모든 사람이 일상의 주변 문제를 다양한 분야 간의 융합 혹은 협업을 통해 해결하는 경험을 통한 사고 과정(process)’으로 정의하였다[6]. 디자인씽킹의 프 로세스는 5단계로 ‘문제발견, 문제 정의, 아이디어발견 및 선택, 모형제작, 테스트’이다. 이러한 디자인 씽킹의 창의적 문제해결과정으로써 디자 인 사고과정(Design Thinking Process)의 적용이 창의적 성향에 긍정적인 영향을 주고 있다.[7][8][9][10]3. 디자인씽킹 기반의 SW 교육
비전공자 학부생 대상의 SW 교육 목적은 다양한 문제들 가운데 창의적인 사고를 바탕으로 아이디어를 만들고 논리적 수렴과정을 거쳐 아이디어를 구체적으 로 ‘코딩’을 통해 구현할 수 있는 사고의 신장이다. 다 시 말해, 다양한 문제를 해결하기 위해 창의적이고 효 율적으로 정보를 처리하는 ‘컴퓨팅 사고력’을 함양하고, ‘협업적 문제 해결’ 과정을 통해 의사소통 능력과 공동 체 참여 능력을 신장하는 것이 SW 교육 목적이다. 이 러한 목적을 신장할 수 있는 SW 교육 프로그램을 개 발하려면 가장 먼저, 학습자를 분석한다. 학습자 분석 은 학습자들의 상태를 파악하여 계열별 수준을 달리하 여 SW 교육에 접근할 수 있도록 한다. 학습자 분석 후에 디자인씽킹 기반의 SW교육내용을 가지고 SW 기초교육을 한다. 이때, 디자인씽킹 과정을 통해 협업 과 의사소통능력을 신장할 수 있는 다양한 방법을 활 용한다. 협업을 통해 문제 해결을 하는 과정에서 아이 디어를 SW로 구현할 수 있는 경험을 체득할 수 있도 록 한다. 이로써 미래핵심 역량이면서 SW 교육 목적 인 ‘컴퓨팅 사고력’을 함양하고, ‘협업적 문제해결력’ , ‘의사소통 능력’을 신장하도록 한다.3.1 SW 기초 교육 교육과정
수도권 소재 D대학교에서 비전공자 SW 기초교육 사례를 가지고 교육과정과 내용과 방법을 구체적으로 제안하고자 한다.3.1.1 디자인씽킹 기반의 1단계 SW 기초교육
비전공자의 SW 흥미 유발과 전문성 개발을 위하여 창의적 사고와 코딩, 대학기초 SW 입문, 전공별 SW 활용의 3단계 교육방식을 채택하여 제공한다. [그림 1] 3단계 SW 기초교육 3단계 중 1단계에 해당하는 ‘창의적 사고와 코딩’교 과목은 디자인씽킹 기반의 SW사고 기초를 정립하고 창의성과 상상력 그리고 흥미를 유발하여 자신의 생활 과 관련한 문제를 해결하는 과정에서 SW로 구현한다. SW 기초교육에서 시작은 SW 교육의 필요성 인식 에 대한 충분한 경험이라 할 수 있다. 또한, SW 기초 교육을 통해 미래핵심 역량을 신장할 수 있도록 구성 할 필요가 있다. 따라서 디자인씽킹 프로세스에 코딩 으로 아이디어를 구현할 수 있는 과정으로 [창의적 사 고와 코딩] 교과목을 1학기 동안 진행할 수 있도록 구 성하였다. 1)[그림 2] 1단계 SW 기초교육 디자인씽킹의 관점에서 일상생활에서 불편한 점을 찾아 문제의 원인을 파악하는 데부터 시작한다. 문제 의 원인을 파악했다면 목표 상태로 도달하기 위한 아 이디어를 만들 수 있도록 한다. 특히 아이디어를 만들 기만 하는 것이 아니라 SW로 구현이 가능한 아이디어 인지 끊임없이 논의하고 고민하도록 한다. 자신이 생 각한 아이디어가 SW로 구현할 수 있다면 실제적으로 코딩을 작성하여 실행한다. 특히 SW 교육의 필요성을 1) 창의・컴퓨팅사고 교육 내용 기본 설계 연구(2018)2018년 한국컴퓨터교육학회 하계 학술발표논문지 제22권 제2호
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-체득할 기회를 제공하기 위해 일상적인 문제를 해결하 는 데 있어서 자신의 아이디어를 모형으로 제작하는 단계에 가장 많이 집중할 필요가 있다.3.1.2 교육내용 및 방법
교육내용 요소는 3차례에 걸친 전문가 조사를 통해 단과대학별로 추출하고, 단과대학별 적합한 EPL을 채 택하였다[11]. 인문계열의 경우 추출한 교육내용 요소 가 포함될 수 있도록 내용을 구성한 결과 [표3]과 같 다. 디자인씽킹의 문제 해결 개념과 아이디어를 실제 로 구현하기 위한 3주 차 정도의 코딩 교육으로 구성 한다. 특히, 코딩 문법에 시간을 할애하는 것이 아니라 직관적으로 구현할 수 있도록 EPL(교육용 프로그래밍 언어)을 사용하여 일상적인 예제를 통해 함께 표현하 는 교육을 한다. 또한, 협업적 문제해결력을 향상하기 위해 팀 과제로 모든 수업을 진행한다. 2시간 수업 중 50%는 교수자가 진행하고 50%는 교재의 활동과제를 수행할 수 있도록 한다. 팀별 과제를 수행만 하는 것 이 아니라 발표를 통해 아이디어를 공유할 수 있도록 한다. 차시 교육 내용 활동 비고 1 창의적 사고와 코딩이란? 과정 개요 2 소프트웨어와 ADD Thinking 창의적 소프트웨어 개발을 위한 ADD Thinking 3 창의적 사고로 문제 해결하기 사용자 경험과 디자인 사고 프로세스 디자인씽킹 - 창의적 문제 해결 4 디자인씽킹 -공감과 문제 정의 사용자 경험 중심으로 문제 정의하기 5 디자인씽킹 -Ideate&Protype& Test 사용자 경험 중심의 문제해결안 제시하기 6 디자인씽킹으로 코딩하기 사용자 경험 중심의 애플리케이션개발과 디자인 사고 디자인씽킹 -SW 문제 해결 과정의 이해 7 스크래치로 처음 코딩하기 스크래치와 전공별 특성에 맞춘 애플리케이션 사례 SW 구현을 위한 코딩 8 나만의 코딩 만들기 스크래치와 전공별 애플리케이션의 활용 9 생활 속 이야기로 문제 정의하기 생활 속 이야기로 문제 정의하여 아이디어 제안하기 디자인씽킹 -SW 문제 해결 적용 10 생활 속 문제 해결 모형 만들기 애플리케이션 모형제작 11 일상생활과 디자인씽킹 코딩 나의 애플리케이션 만들기 12 창의적 사고로 다시 돌아보기 나의 애플리케이션 확장실습 13 팀별 활동발표 1 팀별 활동발표 1 14 팀별 활동발표 2 팀별 활동발표 2 15 기말고사 기말고사 [표 1] 인문계열 [창의적 사고와 코딩] 앱 구현 아이디어 만들기 모형제작 [표 2] [창의적 사고와 코딩] 활동결과물4. 결론 및 논의
본 연구는 비전공자 대상의 SW 기초교육을 위해 필요한 역량을 신장하면서 SW 교육의 필요성을 체득 할 방법으로 실제 디자인씽킹을 적용한 사례를 알아보 았다. ‘컴퓨팅 사고력’과 ‘문제해결력’을 증진하기 위해 컴퓨터 과학원리와 프로그래밍 문법에 대학 학습을 하 기 전에 학습자들에게 왜 SW 교육을 해야 하는지 설 득할 수 있는 단계가 필요하다. ‘WHY’에 대한 대답을 스스로 할 수 있을 때 학습자들은 노력하고 몰입할 수 있기 때문이다. 그뿐만 아니라 문제 해결하는 데 있어 서 협업할 기회와 자신의 생각과 아이디어를 표현할 수 있는 능력은 미래핵심 역량에 신장할 수 있다. 이 와 관련한 사례로 수도권 소재 D대학학교 1단계 SW 기초교육으로 ‘창의적 사고와 코딩’ 교과목 개발 및 교 육 진행 과정을 살펴보았다. 본 연구는 대학 교육현장 에서 SW 기초교육 운영 방향 정립에 기초자료로 활용될 것으로 기대한다. 앞으로 본 연구의 사례를 적용한 결과, 학 습자들의 변화와 효과를 검증할 수 있는 후속 연구가 필요하 다. 더 나아가 2단계 SW 기초교육의 내용개발에 관한 연구 를 통해 단계별 SW 기초교육의 체계를 제공하여 실질적인 SW 교육에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.Acknowledgement
This research was supported by the MIST(Ministry of Science and ICT), Korea, under the National Program for Excellence in SW supervised by the IITP(Institute for Information & communications Technology Promotion)(2017-0-00091)
2018년 한국컴퓨터교육학회 하계 학술발표논문지 제22권 제2호
