원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정설계
배영권*, 최해원**, 문교식*
대구교육대학교 컴퓨터교육과*, 경운대학교 컴퓨터공학과**
요 약
최근 교육과학기술부에서는 컴퓨터 활용 위주의 정보통신기술교육과정을 컴퓨터 과학 교육 측면을 반 영하여 개정된 정보통신기술교육과정을 발표한 바 있다. 이와 같은 변화는 컴퓨터 교육을 실시하는데 있 어 응용 소프트웨어의 활용이나 단순한 컴퓨터의 사용방법에 대한 학습보다는 컴퓨터에 대한 심도 있는 이해와 원리를 파악하는 것이 보다 학생들의 사고력을 자극하고 창의력 위주의 교육을 실시할 수 있기 때문이다. 이에 본 논문에서는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정을 설계하고 제시함으로써 초․중등 컴퓨 터 교육을 실시하는데 있어 학생들이 보다 양질의 컴퓨터 교육을 받도록 하는데 작은 밑거름을 제시하고 자 한다.
키워드 : 원리학습, 컴퓨터 교육과정설계, 컴퓨터과학교육
Design of a Computer Curriculum based on Principle Learning
Youngkwon Bae*, Hae-Won Choi**, Gyo Sik Moon* Deagu National University of Education*, Kyungwoon University**
ABSTRACT
Recently, the Ministry of education science and technology announced a revised information and communication technology curriculum, emphasizing aspects of computer science education rather than application of computer softwares. This change would benefit students to stimulate their thinking ability and facilitate creativity learning through in-depth understanding of principles of computer science, compared to the previous curriculum of computer education mainly focused on the skills of utilizing application softwares. Thus, the paper presents the design of a computer education curriculum based on the principles of computer science education, which would lead to trigger constructive ideas for improvements on the subject so that students may experience better education in the area.1)
Keywords:Principle learning, Computer Curriculum Design, Computer Science Education 논문투고 : 2010-07-13
논문심사 : 2010-08-02 심사완료 : 2010-08-11
1. 서론
지식정보화 사회라고 일컬어지는 21세기에서는 국가와 개개인의 정보화의 정도가 국가의 발전과 개인의 경쟁력 향상을 결정하는 큰 지표 중 하나로 여겨지고 있다[7].
최근 들어 컴퓨터 교육학계에서는 컴퓨터 교육에 대한 보다 확실한 학문적인 기반을 조성하고 미래지향적인 컴 퓨터 교육을 실시하기 위하여 컴퓨터 과학 교육 (Computer Science Education)을 강조하고 있다. 이와 같은 변화에는 기존에 초․중등 컴퓨터 교육에서 들어나 는 문제점들을 개선하고자 하는 측면도 반영된 사항이 다. 기존에 컴퓨터 교육에서 들어나는 주요한 문제점은 초․중등 컴퓨터 교육이 컴퓨터의 활용 위주로 실시되고 있다는 점과 컴퓨터의 특정 기능을 따라하기식의 교육이 대부분을 차지한다는 점이다[2]. 그러한 교육은 21세기 사회에서 요구하고 지향하고 있는 총체적인 교육목표인 창의성 교육에 크게 못 미치는 교육이다. 이에 관련 학 계에서는 컴퓨터 교육을 통하여 학생들의 사고력을 자극 하고 보다 창의적인 학습이 이루어질 수 있도록 컴퓨터 과학 교육을 강조하고 있다[4][5][8].
본 논문에서는 이와 같은 취지에서 컴퓨터 원리 학습을 반영한 컴퓨터 교육과정을 제시함으로써 학생들이 보다 창의적인 교육을 받을 수 있도록 하는데 기여하고자 한다.
구체적인 연구 방법에 있어서는 먼저 기초적인 문헌연구 를 실시하고 이를 바탕으로 컴퓨터 교육과정의 실태와 외 국의 교육과정의 사례를 분석하였다. 또한 공동연구를 통 해 도출한 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정을 전문가 검 증을 통해 내용타당도를 검증받았다.
궁극적으로 본 연구를 통해 미래지향적인 컴퓨터 교육과 정을 구축해나가는데 있어 많은 논의의 단초를 제시하고 자 한다.
2. 컴퓨터 원리학습
컴퓨터 원리학습에 대해 알아보기 위해 본 논문에서는 기존의 원리학습에 대한 정의와 교육학에서 논의하는 원
리학습의 근원적인 측면을 살펴보고 그러한 측면을 고려 하여 컴퓨터 교육의 원리학습에 대하여 알아보고자 한다.
2.1 원리학습
일반적으로 원리를 안다는 것은 실제 경험하지 못한 여러 상황에서 원리를 적용하는 능력과 관계된다[3]. 그 러므로 학습자가 원리를 제대로 학습하였는지의 여부는 학습자의 단순한 응답을 통해서 이루어지는 것이 아니라 학습자가 유사한 상황이나 문제에 부딪혔을 때 원리를 적용하여 과제를 해결하는지를 보고 알 수 있을 것이다.
2.2 컴퓨터 원리학습
컴퓨터 원리학습은 컴퓨터 영역에 해당하는 원리를 학 습하는 것을 말한다. 컴퓨터 원리학습에는 컴퓨터에서 중요시하는 주요 내용인 컴퓨터 프로그래밍, 데이터구조, 데이터베이스, 파일처리론, 운영체제, 컴퓨터구조, 컴퓨터 시스템, 컴퓨터네트워크, 논리회로, 알고리즘분석, 프로그 래밍언어구조론 등[6]에 대한 원리를 학습한다.
또한 컴퓨터의 원리학습을 적용할 때에는 학습자가 적 극적으로 문제를 탐구하고 해결방안을 발견하도록 하는 것[9]이 바람직할 것이다.
3. 컴퓨터 교육과정 3.1 컴퓨터 교육과정 실태
3.1.1 초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 실태
초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 개정안의 중요 개선점은 정보통신윤리 교육과 원리 중심의 컴퓨터 과학 교육을 강화하였다. 교육목표 측면에서는 창의적 문제 해결력, 논리적 사고력 등 고등 사고 능력을 함양 을 중시하고, 원리, 개념 등 컴퓨터 과학 교육을 강화하 였으며, 교육 내용 간의 연계성과 계열성을 확보하도록
원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정설계
배영권*, 최해원**, 문교식*
대구교육대학교 컴퓨터교육과*, 경운대학교 컴퓨터공학과**
요 약
최근 교육과학기술부에서는 컴퓨터 활용 위주의 정보통신기술교육과정을 컴퓨터 과학 교육 측면을 반 영하여 개정된 정보통신기술교육과정을 발표한 바 있다. 이와 같은 변화는 컴퓨터 교육을 실시하는데 있 어 응용 소프트웨어의 활용이나 단순한 컴퓨터의 사용방법에 대한 학습보다는 컴퓨터에 대한 심도 있는 이해와 원리를 파악하는 것이 보다 학생들의 사고력을 자극하고 창의력 위주의 교육을 실시할 수 있기 때문이다. 이에 본 논문에서는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정을 설계하고 제시함으로써 초․중등 컴퓨 터 교육을 실시하는데 있어 학생들이 보다 양질의 컴퓨터 교육을 받도록 하는데 작은 밑거름을 제시하고 자 한다.
키워드 : 원리학습, 컴퓨터 교육과정설계, 컴퓨터과학교육
Design of a Computer Curriculum based on Principle Learning
Youngkwon Bae*, Hae-Won Choi**, Gyo Sik Moon* Deagu National University of Education*, Kyungwoon University**
ABSTRACT
Recently, the Ministry of education science and technology announced a revised information and communication technology curriculum, emphasizing aspects of computer science education rather than application of computer softwares. This change would benefit students to stimulate their thinking ability and facilitate creativity learning through in-depth understanding of principles of computer science, compared to the previous curriculum of computer education mainly focused on the skills of utilizing application softwares. Thus, the paper presents the design of a computer education curriculum based on the principles of computer science education, which would lead to trigger constructive ideas for improvements on the subject so that students may experience better education in the area.1)
Keywords:Principle learning, Computer Curriculum Design, Computer Science Education 논문투고 : 2010-07-13
논문심사 : 2010-08-02 심사완료 : 2010-08-11
1. 서론
지식정보화 사회라고 일컬어지는 21세기에서는 국가와 개개인의 정보화의 정도가 국가의 발전과 개인의 경쟁력 향상을 결정하는 큰 지표 중 하나로 여겨지고 있다[7].
최근 들어 컴퓨터 교육학계에서는 컴퓨터 교육에 대한 보다 확실한 학문적인 기반을 조성하고 미래지향적인 컴 퓨터 교육을 실시하기 위하여 컴퓨터 과학 교육 (Computer Science Education)을 강조하고 있다. 이와 같은 변화에는 기존에 초․중등 컴퓨터 교육에서 들어나 는 문제점들을 개선하고자 하는 측면도 반영된 사항이 다. 기존에 컴퓨터 교육에서 들어나는 주요한 문제점은 초․중등 컴퓨터 교육이 컴퓨터의 활용 위주로 실시되고 있다는 점과 컴퓨터의 특정 기능을 따라하기식의 교육이 대부분을 차지한다는 점이다[2]. 그러한 교육은 21세기 사회에서 요구하고 지향하고 있는 총체적인 교육목표인 창의성 교육에 크게 못 미치는 교육이다. 이에 관련 학 계에서는 컴퓨터 교육을 통하여 학생들의 사고력을 자극 하고 보다 창의적인 학습이 이루어질 수 있도록 컴퓨터 과학 교육을 강조하고 있다[4][5][8].
본 논문에서는 이와 같은 취지에서 컴퓨터 원리 학습을 반영한 컴퓨터 교육과정을 제시함으로써 학생들이 보다 창의적인 교육을 받을 수 있도록 하는데 기여하고자 한다.
구체적인 연구 방법에 있어서는 먼저 기초적인 문헌연구 를 실시하고 이를 바탕으로 컴퓨터 교육과정의 실태와 외 국의 교육과정의 사례를 분석하였다. 또한 공동연구를 통 해 도출한 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정을 전문가 검 증을 통해 내용타당도를 검증받았다.
궁극적으로 본 연구를 통해 미래지향적인 컴퓨터 교육과 정을 구축해나가는데 있어 많은 논의의 단초를 제시하고 자 한다.
2. 컴퓨터 원리학습
컴퓨터 원리학습에 대해 알아보기 위해 본 논문에서는 기존의 원리학습에 대한 정의와 교육학에서 논의하는 원
리학습의 근원적인 측면을 살펴보고 그러한 측면을 고려 하여 컴퓨터 교육의 원리학습에 대하여 알아보고자 한다.
2.1 원리학습
일반적으로 원리를 안다는 것은 실제 경험하지 못한 여러 상황에서 원리를 적용하는 능력과 관계된다[3]. 그 러므로 학습자가 원리를 제대로 학습하였는지의 여부는 학습자의 단순한 응답을 통해서 이루어지는 것이 아니라 학습자가 유사한 상황이나 문제에 부딪혔을 때 원리를 적용하여 과제를 해결하는지를 보고 알 수 있을 것이다.
2.2 컴퓨터 원리학습
컴퓨터 원리학습은 컴퓨터 영역에 해당하는 원리를 학 습하는 것을 말한다. 컴퓨터 원리학습에는 컴퓨터에서 중요시하는 주요 내용인 컴퓨터 프로그래밍, 데이터구조, 데이터베이스, 파일처리론, 운영체제, 컴퓨터구조, 컴퓨터 시스템, 컴퓨터네트워크, 논리회로, 알고리즘분석, 프로그 래밍언어구조론 등[6]에 대한 원리를 학습한다.
또한 컴퓨터의 원리학습을 적용할 때에는 학습자가 적 극적으로 문제를 탐구하고 해결방안을 발견하도록 하는 것[9]이 바람직할 것이다.
3. 컴퓨터 교육과정 3.1 컴퓨터 교육과정 실태
3.1.1 초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 실태
초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 개정안의 중요 개선점은 정보통신윤리 교육과 원리 중심의 컴퓨터 과학 교육을 강화하였다. 교육목표 측면에서는 창의적 문제 해결력, 논리적 사고력 등 고등 사고 능력을 함양 을 중시하고, 원리, 개념 등 컴퓨터 과학 교육을 강화하 였으며, 교육 내용 간의 연계성과 계열성을 확보하도록
하였으며, 급별 및 과목별 교육내용이 중복되는 것을 최 소화하고 체계적인 교육이 되도록 교육내용을 구성하도 록 하였다[1].
또한 과거의 정보통신기술 교육과정과 비교해 보면, 영역면에서 2000년도의 경우, 정보의 이해와 윤리, 컴퓨 터 기초, 소프트웨어의 활용, 컴퓨터 통신, 종합활동이었 고, 개정된 2005년도 교육과정에서는 정보 사회의 생활, 정보기기의 이해, 정보처리의 이해, 정보가공과 공유, 종 합활동으로 구성되어 있다.
개정된 교육과정의 영역별 목표에서는 정보 사회의 생활 영역에서는 정보통신윤리를 강조하고 정보 기기의 이해 영역에서는 정보 기기의 동작 원리, 작동 방법, 사 이버 공간의 이해를 중시하였다. 정보 처리의 이해 영역 에서는 문제해결력, 알고리즘적 사고, 프로그램 작성 능 력을 정보 가공과 공유 영역은 사이버 공간의 교류, 활 용을 주요 목표로 하였다. 마지막으로 종합 활동에서는 프로젝트 수행을 통한 창의력, 문제해결력을 강조했다[1].
그리고 학습 내용의 양이 과거의 정보통신기술 교육 운영지침보다 많아졌으나, 상대적으로 재량활동시간에 차지하는 비중은 감소되었다. 그래서 학교 현장에서 개 정된 교육 운영지침에 충실하게 운영하기 어려움이 있다.
더불어 다루고 있는 영역이 확장되었는데 어느 정도 의 수준에서 가르쳐야 하는지에 대한 모호하고, 정보통 신기술에 대한 원리, 개념 등 컴퓨터 과학 측면의 교육 을 강화하였지만, 구체적인 사항에 대한 체계성이 부족 하다. 또한, 구체적인 교육 내용의 작성이 부족하고 컴퓨 터 원리 교육을 실시하기 위해 필요한 세부적인 사항들 에 대한 진술이 부족하다. 학생들의 발달 정도에 맞는 교육 내용 제시가 제대로 이루어지고 있지 않다. 학생들 의 발달수준에 맞도록 컴퓨터 과학의 핵심적인 사항을 체계적으로 진술할 필요가 있다. 지식의 선수 개념에 대 한 짜임새 있는 연계가 부족하다.
제시되는 영역별 내용과 구체적인 학습 요소들 간의 관련성이 떨어진다. 개정된 정보통신기술 교육과정은 브 루너(J.S.Bruner)의 지식의 구조의 측면에서 교육을 실시 할 필요가 있다. 원리나 개념을 습득하면 다른 학습에
대한 전이를 할 수 있다는 측면에서 원리 중심의 컴퓨터 과학 교육을 중시하였다고 볼 수 있다.
컴퓨터의 주요 원리를 초등학생의 수준에서 이해할 수 있도록 학습의 요소를 교육할 필요가 있으나 이와 같 은 내용들이 반영되어 있지 않다. 각 단계별 종합활동의 내용은 여전히 응용 소프트웨어의 활용에 치우친 경향이 있다. 컴퓨터의 원리를 이해하여 문제를 해결하는 측면 의 내용은 찾아보기 힘들다. 특히, 초등의 경우, 원리 측 면의 컴퓨터 과학 교육이 아니라 단순한 개념 이해 수준 의컴퓨터 과학 교육을 제시하고 있다.
3.1.2 초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 고찰
초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 개정안을 고 찰해보면 다음과 같다.
전체적으로 살펴보았을 때 학교급별 목표에 있어서, 초등학교에는 컴퓨터의 구성, 동작에 대한 원리 교육이 없다는 문제점이 있다. 초등학교에서도 알고리즘 교육이 가능하며 필요한데, 논리적 사고력 증진 정도로 모호하 게 목표를 설정해 두고 있다. 초등에서 원리 교육이 제 대로 이루어지지 않은 상황에서 중학교에서 컴퓨터의 구 성과 동작원리를 배우고, 알고리즘을 배운다.
그래서 고등학교에서 컴퓨터의 구성과 동작원리, 알고 리즘과 같은 컴퓨터과학 분야와 연결이 되지 않는다. 또 한 기존에 제시된 목표는 컴퓨터과학 교육의 연계성이 미약하다. 중학교 수준의 컴퓨터과학 지식으로 끝나버리 는 오류를 범하고 있다. 그러므로 본 연구에서는 이와 같은 문제점의 해결 방안으로 다음과 같은 측면을 고찰 해 보고자 한다.
먼저, 각 영역을 학교급에 맞게 골고루 포함한다. 예를 들면, 초등학교에서도 컴퓨터의 구성, 동작원리, 알고리 즘, 운영체제 등과 같은 컴퓨터과학의 내용을 골고루 포 함한다. 물론, 수준에 맞는 내용으로 구성한다. 중학교에 서도 각 영역을 골고루 포함하고, 고등학교에서도 마찬 가지이다. 이렇게 할 때, 학교급별 연계성이 자연적으로 이루어지고, 학생들의 지적 성장과 아울러 학습 내용도
그 수준 또는 난이도를 높여가는 것이 자연스럽다.
둘째, 영역별 목표측면에서 정보 기기의 이해영역은 정보 기기의 동작 원리, 작동 방법, 사이버 공간의 이해 로 설정되어 있다. 그러나 위의 영역에서는 컴퓨터 과학 의 내용이 더 설정될 필요가 있다. 또한, 사이버공간에 대한 내용은 영역에 적절하지 않다고 본다. 그런 측면에 서 하나의 해결 방안으로 여기에서 사이버 공간의 이해 에 대한 부분은 성격상 '정보 사회의 생활' 또는 '정보 가공과 공유'에 더 적합할 것으로 여겨진다.
셋째, 내용 체계측면에서 '정보 사회의 생활' 영역, '정보 기기의 이해' 영역, '정보 처리의 이해' 영역의 각 단계별 연계관계가 미약하다고 여겨진다. 그러므로 학습 영역별 목표 달성을 위한 학습요소들을 도출하고, 학습 요소들 상호간의 상호관련성, 연계성을 고려하여 재구성 할 필요가 있다. ‘정보 가공과 공유' 영역과 '종합 활동' 영역의 경우, ‘정보 사회의 생활'과 ‘정보가공과 공유' 영역의 구분이 모호하다. 그러므로 ‘종합 활동'은 프로젝 트를 중심으로 이루어지는데, 만약 프로젝트가 문제해결 력 분야라면 ‘정보 처리의 이해'에서 다룰 수 있고, 만약 프로젝트가 정보를 활용하여 정보의 가공, 발표를 하는 것이라면 ‘정보 가공과 공유' 영역에서 다룰 수 있다. 즉, '종합 활동'은 다른 영역과 경계가 모호하다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 영역별 내용을 재구성 할 필요가 있다.
넷째, 학습요소들 간의 연계가 불명확하고 미약하다.
그러므로 학습요소들에 대한 학습 우선순위도 (precedence graph)를 작성하여 단계별 구성을 할 필요 가 있다. 단계별 지도내용에 있어 현재는 1단계는 초등 학교 1-2학년, 2단계는 3-4학년, 3단계는 5-6학년, 4단계 는 중학교1,2,3학년, 5단계는 고등학교1학년으로 편성되 어 있으나, 학교급별 목표와 내용체계의 학습내용이 맞 지 않고 있다. 왜냐하면 각 단계는 모든 영역의 내용을 포함하고 있으나 학교급별 학습목표에 따르면, 학교급별 로 배우는 중점영역이 다르기 때문이다. 그러므로 각 단 계에 모든 영역을 다 포함하여 내용 체계를 다시 설계할 필요가 있다.
다섯째, 현재 무학년제 운영을 허용하고 있으나, 초등 학교학생들이 같이 입학하여 중학교, 고등학교를 같은 학교에 같이 다니고 같이 졸업하지 않는다면, 무학년제 는 의미가 없다. 일반적으로 중학교에서는 단계별 지도 를 받아온 학생들도 있을 것이고, 무학년제로 지도를 받 은 학생들이 섞여 있을 것이다. 출발점이 다른 학생들을 지도해야하는 문제점이 나타난다. 따라서 무학년제 운영 은 적용하지 않는 것이 바람직하다.
3.2 외국의 교육과정 사례
선진국의 경우, 다른 교과뿐만 아니라 컴퓨터 교육에서 도 기초적이며, 원리적인 것을 중요하게 여기는 사례를 많이 볼 수 있다[11][12][13]. 본 논문에서는 여러 사례 중 미국의 AAAS(American Association for the Advancement of Science)에서 기술, 과학, 수학 분야에 서 학생들이 기본적으로 알아야 할 분야에 대해 Project 2061이라는 타이틀로 연구된 결과물[10]의 일부를 중점 적으로 제시하고자 한다. 컴퓨터와 관련하여 통신 기술 에 대하여 원리 교육을 체계적으로 실시하기 위하여 구 상된 내용은 다음 (그림 1)과 같다. 그리고 제시된 내용 에 따르면 K-12(유치원에서부터 고등학교)에 이르기까 지 통신 기술의 원리에 대하여 체계적으로 교육을 실시 하기 위하여 내용의 위계를 조직적으로 제시하였음을 알 수 있다.
K-2
(그림 1) 통신기술관련 원리교육측면단계별 조직도
하였으며, 급별 및 과목별 교육내용이 중복되는 것을 최 소화하고 체계적인 교육이 되도록 교육내용을 구성하도 록 하였다[1].
또한 과거의 정보통신기술 교육과정과 비교해 보면, 영역면에서 2000년도의 경우, 정보의 이해와 윤리, 컴퓨 터 기초, 소프트웨어의 활용, 컴퓨터 통신, 종합활동이었 고, 개정된 2005년도 교육과정에서는 정보 사회의 생활, 정보기기의 이해, 정보처리의 이해, 정보가공과 공유, 종 합활동으로 구성되어 있다.
개정된 교육과정의 영역별 목표에서는 정보 사회의 생활 영역에서는 정보통신윤리를 강조하고 정보 기기의 이해 영역에서는 정보 기기의 동작 원리, 작동 방법, 사 이버 공간의 이해를 중시하였다. 정보 처리의 이해 영역 에서는 문제해결력, 알고리즘적 사고, 프로그램 작성 능 력을 정보 가공과 공유 영역은 사이버 공간의 교류, 활 용을 주요 목표로 하였다. 마지막으로 종합 활동에서는 프로젝트 수행을 통한 창의력, 문제해결력을 강조했다[1].
그리고 학습 내용의 양이 과거의 정보통신기술 교육 운영지침보다 많아졌으나, 상대적으로 재량활동시간에 차지하는 비중은 감소되었다. 그래서 학교 현장에서 개 정된 교육 운영지침에 충실하게 운영하기 어려움이 있다.
더불어 다루고 있는 영역이 확장되었는데 어느 정도 의 수준에서 가르쳐야 하는지에 대한 모호하고, 정보통 신기술에 대한 원리, 개념 등 컴퓨터 과학 측면의 교육 을 강화하였지만, 구체적인 사항에 대한 체계성이 부족 하다. 또한, 구체적인 교육 내용의 작성이 부족하고 컴퓨 터 원리 교육을 실시하기 위해 필요한 세부적인 사항들 에 대한 진술이 부족하다. 학생들의 발달 정도에 맞는 교육 내용 제시가 제대로 이루어지고 있지 않다. 학생들 의 발달수준에 맞도록 컴퓨터 과학의 핵심적인 사항을 체계적으로 진술할 필요가 있다. 지식의 선수 개념에 대 한 짜임새 있는 연계가 부족하다.
제시되는 영역별 내용과 구체적인 학습 요소들 간의 관련성이 떨어진다. 개정된 정보통신기술 교육과정은 브 루너(J.S.Bruner)의 지식의 구조의 측면에서 교육을 실시 할 필요가 있다. 원리나 개념을 습득하면 다른 학습에
대한 전이를 할 수 있다는 측면에서 원리 중심의 컴퓨터 과학 교육을 중시하였다고 볼 수 있다.
컴퓨터의 주요 원리를 초등학생의 수준에서 이해할 수 있도록 학습의 요소를 교육할 필요가 있으나 이와 같 은 내용들이 반영되어 있지 않다. 각 단계별 종합활동의 내용은 여전히 응용 소프트웨어의 활용에 치우친 경향이 있다. 컴퓨터의 원리를 이해하여 문제를 해결하는 측면 의 내용은 찾아보기 힘들다. 특히, 초등의 경우, 원리 측 면의 컴퓨터 과학 교육이 아니라 단순한 개념 이해 수준 의컴퓨터 과학 교육을 제시하고 있다.
3.1.2 초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 고찰
초․중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 개정안을 고 찰해보면 다음과 같다.
전체적으로 살펴보았을 때 학교급별 목표에 있어서, 초등학교에는 컴퓨터의 구성, 동작에 대한 원리 교육이 없다는 문제점이 있다. 초등학교에서도 알고리즘 교육이 가능하며 필요한데, 논리적 사고력 증진 정도로 모호하 게 목표를 설정해 두고 있다. 초등에서 원리 교육이 제 대로 이루어지지 않은 상황에서 중학교에서 컴퓨터의 구 성과 동작원리를 배우고, 알고리즘을 배운다.
그래서 고등학교에서 컴퓨터의 구성과 동작원리, 알고 리즘과 같은 컴퓨터과학 분야와 연결이 되지 않는다. 또 한 기존에 제시된 목표는 컴퓨터과학 교육의 연계성이 미약하다. 중학교 수준의 컴퓨터과학 지식으로 끝나버리 는 오류를 범하고 있다. 그러므로 본 연구에서는 이와 같은 문제점의 해결 방안으로 다음과 같은 측면을 고찰 해 보고자 한다.
먼저, 각 영역을 학교급에 맞게 골고루 포함한다. 예를 들면, 초등학교에서도 컴퓨터의 구성, 동작원리, 알고리 즘, 운영체제 등과 같은 컴퓨터과학의 내용을 골고루 포 함한다. 물론, 수준에 맞는 내용으로 구성한다. 중학교에 서도 각 영역을 골고루 포함하고, 고등학교에서도 마찬 가지이다. 이렇게 할 때, 학교급별 연계성이 자연적으로 이루어지고, 학생들의 지적 성장과 아울러 학습 내용도
그 수준 또는 난이도를 높여가는 것이 자연스럽다.
둘째, 영역별 목표측면에서 정보 기기의 이해영역은 정보 기기의 동작 원리, 작동 방법, 사이버 공간의 이해 로 설정되어 있다. 그러나 위의 영역에서는 컴퓨터 과학 의 내용이 더 설정될 필요가 있다. 또한, 사이버공간에 대한 내용은 영역에 적절하지 않다고 본다. 그런 측면에 서 하나의 해결 방안으로 여기에서 사이버 공간의 이해 에 대한 부분은 성격상 '정보 사회의 생활' 또는 '정보 가공과 공유'에 더 적합할 것으로 여겨진다.
셋째, 내용 체계측면에서 '정보 사회의 생활' 영역, '정보 기기의 이해' 영역, '정보 처리의 이해' 영역의 각 단계별 연계관계가 미약하다고 여겨진다. 그러므로 학습 영역별 목표 달성을 위한 학습요소들을 도출하고, 학습 요소들 상호간의 상호관련성, 연계성을 고려하여 재구성 할 필요가 있다. ‘정보 가공과 공유' 영역과 '종합 활동' 영역의 경우, ‘정보 사회의 생활'과 ‘정보가공과 공유' 영역의 구분이 모호하다. 그러므로 ‘종합 활동'은 프로젝 트를 중심으로 이루어지는데, 만약 프로젝트가 문제해결 력 분야라면 ‘정보 처리의 이해'에서 다룰 수 있고, 만약 프로젝트가 정보를 활용하여 정보의 가공, 발표를 하는 것이라면 ‘정보 가공과 공유' 영역에서 다룰 수 있다. 즉, '종합 활동'은 다른 영역과 경계가 모호하다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 영역별 내용을 재구성 할 필요가 있다.
넷째, 학습요소들 간의 연계가 불명확하고 미약하다.
그러므로 학습요소들에 대한 학습 우선순위도 (precedence graph)를 작성하여 단계별 구성을 할 필요 가 있다. 단계별 지도내용에 있어 현재는 1단계는 초등 학교 1-2학년, 2단계는 3-4학년, 3단계는 5-6학년, 4단계 는 중학교1,2,3학년, 5단계는 고등학교1학년으로 편성되 어 있으나, 학교급별 목표와 내용체계의 학습내용이 맞 지 않고 있다. 왜냐하면 각 단계는 모든 영역의 내용을 포함하고 있으나 학교급별 학습목표에 따르면, 학교급별 로 배우는 중점영역이 다르기 때문이다. 그러므로 각 단 계에 모든 영역을 다 포함하여 내용 체계를 다시 설계할 필요가 있다.
다섯째, 현재 무학년제 운영을 허용하고 있으나, 초등 학교학생들이 같이 입학하여 중학교, 고등학교를 같은 학교에 같이 다니고 같이 졸업하지 않는다면, 무학년제 는 의미가 없다. 일반적으로 중학교에서는 단계별 지도 를 받아온 학생들도 있을 것이고, 무학년제로 지도를 받 은 학생들이 섞여 있을 것이다. 출발점이 다른 학생들을 지도해야하는 문제점이 나타난다. 따라서 무학년제 운영 은 적용하지 않는 것이 바람직하다.
3.2 외국의 교육과정 사례
선진국의 경우, 다른 교과뿐만 아니라 컴퓨터 교육에서 도 기초적이며, 원리적인 것을 중요하게 여기는 사례를 많이 볼 수 있다[11][12][13]. 본 논문에서는 여러 사례 중 미국의 AAAS(American Association for the Advancement of Science)에서 기술, 과학, 수학 분야에 서 학생들이 기본적으로 알아야 할 분야에 대해 Project 2061이라는 타이틀로 연구된 결과물[10]의 일부를 중점 적으로 제시하고자 한다. 컴퓨터와 관련하여 통신 기술 에 대하여 원리 교육을 체계적으로 실시하기 위하여 구 상된 내용은 다음 (그림 1)과 같다. 그리고 제시된 내용 에 따르면 K-12(유치원에서부터 고등학교)에 이르기까 지 통신 기술의 원리에 대하여 체계적으로 교육을 실시 하기 위하여 내용의 위계를 조직적으로 제시하였음을 알 수 있다.
K-2
(그림 1) 통신기술관련 원리교육측면단계별 조직도
영역 주요내용
정보의 저장과 표현자료구조, 데이터베이스, 멀티미 디어, 발표자료제작, 웹문서제작 컴퓨터의 구조와
동작원리 논리회로, 컴퓨터 구조, 운영체제 알고리즘적 문제해결문제의 이해와 서술, 문제해결
방법론, 프로그래밍, 알고리즘 컴퓨터 통신과
사이버 문화
컴퓨터 통신, 정보통신윤리, 사이 버 문화
<표 2> 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정의 영역
<표 1>에서는 AAAS에서 제시한 단계별 세부 지식 의 학습 목표를 제시하였다.
통신 기술의 단계별 세부 지식 단
계 NO 학습 목표
K ~ 2
A1사람들은 항상 서로 통신하기를 원한다. 이를 위한 첫 번째 수단이 기호화 된 언어이다.
A2메시지를 기록하는 초기 형식은 나무나 돌을 이 용해 표시되었다.
A3장치는 메시지를 빠르고 정확하게 보내고 받는 데 사용될 수 있다.
A4
정보는 다양한 방식에 의해서 보내고 받을 수 있다. 각 방식에는 장․단점이 있으며, 정보의 송 신에 대한 응답은 있을 수도 있고 없을 수도 있 다.
3~
5 A5
정보를 기록하는 수단으로 잉크와 종이, 플로피 디스크와 같은 도구를 발명했다. 이와 같은 도 구들은 많은 양의 정보를 저장하고 검색할 수 있도록 했다.
A6
통신기술은 빠르고, 저렴하고, 확실하게 그리고 원거리로 정보를 전달하고 받는 것을 가능하게 만든다.
A7
통신은 정보를 부호화하고 해독하는 것을 필요 로 한다. 이때 정보를 보내고 받는 주체는 서로 코딩기법을 알고 있어야 하며, 이는 사적인 통 신을 가능하게 한다.
6~
8 A8
정보는 소리, 빛을 포함한 다양한 미디어를 통해 전달된다. 현대에는 전자기파, 광통신, 유․무선통 신 등을 이용해 메일과 사운드를 매우 빠른 속 도로 전송할 수 있다
A9
정보의 가공과 해석 그리고 전송과정에서 에러 가 발생한다. 이와 같은 에러를 체크하는 수단 이 필요하다.
9~
12 A10
대부분의 정보는 전자적인 신호로 전송된다. 이 때 약한 전자신호는 강하게 만들어주는 것과 같 이 빛, 소리, 전자 파형 등의 신호를 적절히 제 어할 수 있어야 한다.
A11
정보의 디지털 코딩(0과 1을 사용하는 이진처 리)은 보다 신뢰성 있는 정보의 전송, 저장, 처 리를 가능하게 한다.
A12기술을 이용해서 통신의 사생활 침해 문제를 개선할 수 있다.
A13통신의 질은 잡음에 관련된 신호 강도에 의해 결정된다.
A14
비록 비용이 증가하지만, 통신에러는 내부외부 잡 음의 차단, 정보 전송 시 에러검출, 신호 집중 등 에 의해 감소할 수 있다.
<표 1> 통신 기술의 단계별 세부 지식
4. 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정
본 연구에서는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정으 로 다음의 <표 2>와 같은 영역을 새롭게 제안하고자 한다.
또한 본 연구에서 제시하고자 하는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정은 전문가 검증을 통해 내용타당도를 검증 받았다.
전문가는 컴퓨터 교육과 교수 3명과 컴퓨터 공학과 교수 및 박사 2명, 컴퓨터교육을 전공하고 있는 현장교 사 7명을 대상으로 e-mail과 전화, 직접 방문을 통해 전문가 검증을 받았다.
전문가 12명은 본 연구에서 제시하는 원리학습 중심 의 컴퓨터 교육과정의 각 영역에 대하여 내용타당도를 Likert 5단계 척도로 매우 그렇다 5, 그렇다 4, 보통 3, 그렇지 않다 2, 전혀 그렇지 않다 1에 항목별로 체크하 도록 하였다.
평가 결과 평균이 3.0 미만, 전문가의 6명 이상이 ‘그 렇지 않다’ 또는 ‘전혀 그렇지 않다’라는 의견이 있는 내용은 수정하도록 하였다.
그 결과 제시하고자 하는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정은 아래와 같다.
영역 학습 목표
정보의 저장과 표현
1. 실세계의 정보가 디지털로 표현되는 원리 와 컴퓨터에 저장되는 원리를 이해한다.
2. 다양한 정보를 표현하는 원리를 이해하고 디지털 표현 방법을 학습하여 실세계의 정 보를 표현한다.
3. 효율적인 정보의 조직화와 관리의 원리를 이해한다.
컴퓨터의 구조와
동작 원리
1. 컴퓨터의 논리체계를 이해한다.
2. 컴퓨터의 계산원리를 이해한다.
3. 컴퓨터의 구조와 동작원리를 이해한다.
알고리 즘적 문제 해결
1. 문제에 대한 디지털 표현력을 기른다.
2. 알고리즘적 사고력을 기른다.
3. 프로그래밍을 사용하는 문제해결력을 기 른다.
컴퓨터 통신과 사이버 문화
1.컴퓨터통신의 개념이해와 응용력을 기른다.
2.정보의 교환에 필요한 사이버 문화를 이해 한다.
<표 3> 영역별목표
더불어 본 연구에서 새롭게 제안한 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정의 영역별 목표를 제시하면 다음 <표 3>과 같다.
본 논문에서 제안하는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육 과정의 세부 내용은 다음과 같다.
4.1 정보의 저장과 표현 영역
원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정에서 정보의 저장 과 표현 영역에 대한 단계별 교육 내용은 <표 4>와 같다.
정보의 저장과 표현 단
계 NO 교육 내용
1 A1 생활에서 데이터 찾기와 이해 A2 데이터의 수집과 정리 2 A3 데이터의 바이너리 표현
A4 데이터의 종류, 특징, 활용 A5 멀티미디어의 활용(발표자료, 웹문서) 3
A6 멀티미디어편집,제작(초급)-발표자료,웹문서 A7 정보의 분석, 관리(초급)
A8 데이터의 조직화 초급(배열, 표) 4
A9 멀티미디어편집,제작(중급)-발표자료,웹문서 A10 정보의 분석, 관리, ERD, DBMS(중급) A11 데이터의 조직화(리스트, 큐, 스택) 5
A12 멀티미디어편집, 제작(고급)-발표자료,웹문서 A13 정보의 분석, 관리, ERD, DBMS(고급) A14 데이터의 조직화 고급(트리, 그래프)
<표 4> 정보의 저장과 표현 영역 단계별 세부지식
또한 <표 4>에서 제시한 정보의 저장과 표현 영역 에 대한 단계별 세부지식을 조직도 형식으로 나타내면 (그림 2)와 같다.
(그림 2) 정보의 저장과 표현에 관련한 원리 교육 측면의 단계별 조직도
영역 주요내용
정보의 저장과 표현자료구조, 데이터베이스, 멀티미 디어, 발표자료제작, 웹문서제작 컴퓨터의 구조와
동작원리 논리회로, 컴퓨터 구조, 운영체제 알고리즘적 문제해결문제의 이해와 서술, 문제해결
방법론, 프로그래밍, 알고리즘 컴퓨터 통신과
사이버 문화
컴퓨터 통신, 정보통신윤리, 사이 버 문화
<표 2> 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정의 영역
<표 1>에서는 AAAS에서 제시한 단계별 세부 지식 의 학습 목표를 제시하였다.
통신 기술의 단계별 세부 지식 단
계 NO 학습 목표
K ~ 2
A1사람들은 항상 서로 통신하기를 원한다. 이를 위한 첫 번째 수단이 기호화 된 언어이다.
A2메시지를 기록하는 초기 형식은 나무나 돌을 이 용해 표시되었다.
A3장치는 메시지를 빠르고 정확하게 보내고 받는 데 사용될 수 있다.
A4
정보는 다양한 방식에 의해서 보내고 받을 수 있다. 각 방식에는 장․단점이 있으며, 정보의 송 신에 대한 응답은 있을 수도 있고 없을 수도 있 다.
3~
5 A5
정보를 기록하는 수단으로 잉크와 종이, 플로피 디스크와 같은 도구를 발명했다. 이와 같은 도 구들은 많은 양의 정보를 저장하고 검색할 수 있도록 했다.
A6
통신기술은 빠르고, 저렴하고, 확실하게 그리고 원거리로 정보를 전달하고 받는 것을 가능하게 만든다.
A7
통신은 정보를 부호화하고 해독하는 것을 필요 로 한다. 이때 정보를 보내고 받는 주체는 서로 코딩기법을 알고 있어야 하며, 이는 사적인 통 신을 가능하게 한다.
6~
8 A8
정보는 소리, 빛을 포함한 다양한 미디어를 통해 전달된다. 현대에는 전자기파, 광통신, 유․무선통 신 등을 이용해 메일과 사운드를 매우 빠른 속 도로 전송할 수 있다
A9
정보의 가공과 해석 그리고 전송과정에서 에러 가 발생한다. 이와 같은 에러를 체크하는 수단 이 필요하다.
9~
12 A10
대부분의 정보는 전자적인 신호로 전송된다. 이 때 약한 전자신호는 강하게 만들어주는 것과 같 이 빛, 소리, 전자 파형 등의 신호를 적절히 제 어할 수 있어야 한다.
A11
정보의 디지털 코딩(0과 1을 사용하는 이진처 리)은 보다 신뢰성 있는 정보의 전송, 저장, 처 리를 가능하게 한다.
A12기술을 이용해서 통신의 사생활 침해 문제를 개선할 수 있다.
A13통신의 질은 잡음에 관련된 신호 강도에 의해 결정된다.
A14
비록 비용이 증가하지만, 통신에러는 내부외부 잡 음의 차단, 정보 전송 시 에러검출, 신호 집중 등 에 의해 감소할 수 있다.
<표 1> 통신 기술의 단계별 세부 지식
4. 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정
본 연구에서는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정으 로 다음의 <표 2>와 같은 영역을 새롭게 제안하고자 한다.
또한 본 연구에서 제시하고자 하는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정은 전문가 검증을 통해 내용타당도를 검증 받았다.
전문가는 컴퓨터 교육과 교수 3명과 컴퓨터 공학과 교수 및 박사 2명, 컴퓨터교육을 전공하고 있는 현장교 사 7명을 대상으로 e-mail과 전화, 직접 방문을 통해 전문가 검증을 받았다.
전문가 12명은 본 연구에서 제시하는 원리학습 중심 의 컴퓨터 교육과정의 각 영역에 대하여 내용타당도를 Likert 5단계 척도로 매우 그렇다 5, 그렇다 4, 보통 3, 그렇지 않다 2, 전혀 그렇지 않다 1에 항목별로 체크하 도록 하였다.
평가 결과 평균이 3.0 미만, 전문가의 6명 이상이 ‘그 렇지 않다’ 또는 ‘전혀 그렇지 않다’라는 의견이 있는 내용은 수정하도록 하였다.
그 결과 제시하고자 하는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정은 아래와 같다.
영역 학습 목표
정보의 저장과 표현
1. 실세계의 정보가 디지털로 표현되는 원리 와 컴퓨터에 저장되는 원리를 이해한다.
2. 다양한 정보를 표현하는 원리를 이해하고 디지털 표현 방법을 학습하여 실세계의 정 보를 표현한다.
3. 효율적인 정보의 조직화와 관리의 원리를 이해한다.
컴퓨터의 구조와
동작 원리
1. 컴퓨터의 논리체계를 이해한다.
2. 컴퓨터의 계산원리를 이해한다.
3. 컴퓨터의 구조와 동작원리를 이해한다.
알고리 즘적 문제 해결
1. 문제에 대한 디지털 표현력을 기른다.
2. 알고리즘적 사고력을 기른다.
3. 프로그래밍을 사용하는 문제해결력을 기 른다.
컴퓨터 통신과 사이버 문화
1.컴퓨터통신의 개념이해와 응용력을 기른다.
2.정보의 교환에 필요한 사이버 문화를 이해 한다.
<표 3> 영역별목표
더불어 본 연구에서 새롭게 제안한 원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정의 영역별 목표를 제시하면 다음 <표 3>과 같다.
본 논문에서 제안하는 원리학습 중심의 컴퓨터 교육 과정의 세부 내용은 다음과 같다.
4.1 정보의 저장과 표현 영역
원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정에서 정보의 저장 과 표현 영역에 대한 단계별 교육 내용은 <표 4>와 같다.
정보의 저장과 표현 단
계 NO 교육 내용
1 A1 생활에서 데이터 찾기와 이해 A2 데이터의 수집과 정리 2 A3 데이터의 바이너리 표현
A4 데이터의 종류, 특징, 활용 A5 멀티미디어의 활용(발표자료, 웹문서) 3
A6 멀티미디어편집,제작(초급)-발표자료,웹문서 A7 정보의 분석, 관리(초급)
A8 데이터의 조직화 초급(배열, 표) 4
A9 멀티미디어편집,제작(중급)-발표자료,웹문서 A10 정보의 분석, 관리, ERD, DBMS(중급) A11 데이터의 조직화(리스트, 큐, 스택) 5
A12 멀티미디어편집, 제작(고급)-발표자료,웹문서 A13 정보의 분석, 관리, ERD, DBMS(고급) A14 데이터의 조직화 고급(트리, 그래프)
<표 4> 정보의 저장과 표현 영역 단계별 세부지식
또한 <표 4>에서 제시한 정보의 저장과 표현 영역 에 대한 단계별 세부지식을 조직도 형식으로 나타내면 (그림 2)와 같다.
(그림 2) 정보의 저장과 표현에 관련한 원리 교육 측면의 단계별 조직도
컴퓨터 구조와 동작원리 단
계 NO 교육 내용
1 B1 Binary의 이해 B2 True/False 이해
2
B3 컴퓨터에서 데이터의 표현(1) B4 논리연산(AND,OR,NOT)의 이해 B5 기본적인 DATA 입력/출력 동작 B6 정보기기의 종류와 용도 B7 정보기기의 활용 B8 운영체제의 개요와 필요성 B9 운영체제 기능과 서비스 3
B10컴퓨터 계산 원리(1): 덧셈 B11컴퓨터 구조(1): 기초 B12운영체제 시스템 종류
4
B13컴퓨터에서 데이터의 표현(2) B14컴퓨터 계산 원리(2): 뺄셈 B15컴퓨터 구조(2): 심화
B16컴퓨터 연산기능(1): High Level 명령어 처리 B17컴퓨터 제어기능
B18운영체제 관리기능-스케줄링
5
B19데이터 검색 원리
B20컴퓨터 연산기능(2): 레지스터 레벨 명령어 처리 B21다양한 컴퓨터의 응용
B22논리회로와 디지털 집적회로, 마이크로 프 로세서
B23고성능 컴퓨터의 현재와 미래 B24고성능 운영체제
B25모바일 운영체제와 운영체제의 미래
<표 6> 컴퓨터의 구조와 동작 원리 영역 단계별 세부지식
더불어 정보의 저장과 표현 영역의 각 단계별 학 습 목표를 제시하면 다음 <표 5>와 같다.
정보의 저장과 표현 단
계 NO 학습 목표
1 A1 실세계의 데이터를 인지한다
A2 데이터의 생성 원리를 체험하고 이해한다
2
A3 디지털 표현 원리를 이해한다 A4 다양한 디지털 표현의 차이를 이해한다.
A5 멀티미디어 자료를 활용하여 다양한 정보의 표현을 체험한다
3
A6 멀티미디어 자료를 활용하여 발표자료와 웹 문서 제작의 기초를 배운다
A7
실세계로 부터 데이터를 분석하고 스프레드 시트에 의한 저장과 관리를 통해 정보의 분 석과 관리에 대한 기초적 이해를 습득한다 A8 배열과 표에 의한 데이터의 조직 원리와 활
용 방법을 이해한다.
4
A9 멀티미디어 자료를 제작하고 편집하여 발표 자료와 웹문서 제작에 활용한다
A10
ERD를 통한 정보의 분석과 DBMS에 구현 및 GUI기반 질의 처리의 기초적 체험을 통 해 정보의 조직화와 관리를 이해한다 A11 리스트,큐,스택에 의한 데이터의 조직 원리
와 활용 방법을 이해한다.
5 A12
고급의 멀티미디어 편집 기능을 활용하여 발표자료와 웹문서를 제작하고 구조적 설계 방법을 학습한다
A13
정보의 분석과 관리를 전체적으로 체험할 수 있는 소규모의 프로젝트를 통하여 정보 의 조직화와 관리를 이해한다
A14 트리와 그래프에 의한 데이터의 조직 원리 와 활용 방법을 이해한다
<표 5> 정보의 저장과 표현 영역 단계별 학습목표
4.2 컴퓨터의 구조와 동작 원리 영역
원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정에서 컴퓨터의 구 조와 동작 원리 영역에 대한 단계별 교육 내용은 <표 6>과 같다.
또한 <표 6>에서 제시한 컴퓨터의 구조와 동작 원 리 영역에 대한 단계별 세부지식을 조직도 형식으로 나 타내면 (그림 3)과 같다.
컴퓨터 구조와 동작원리 단
계 NO 단계별 학습 목표
1 B1 실세계의 이진데이터 형식을 인지한다 B2 실세계의 True/False 형식을 인지한다
2
B3 컴퓨터에서 이진 데이터를 저장하는 원리를 이해한다.
B4 논리연산을 통한 정보의 변환을 이해한다 B5 데이터의 입력과 처리 그리고 출력의 필요
성과 절차를 이해한다
B6 실세계의 다양한 정보기기의 종류와 용도를 이해하고 체험한다
B7 정보기기를 이용한 과거, 현재의 활용을 학 습하고, 이를 통해 미래를 예측해본다.
B8 정보기기기의 동작에 필수적인 운영체제의 필요성과 개요를 이해한다.
B9 운영체제의 다양한 기능과 서비스를 체험한다.
<표 7> 컴퓨터의 구조와 동작원리 영역 단계별 학습목표
(그림 3) 컴퓨터의 구조와 동작 영역에 관련한 원리 교육 측면의 단계별 조직도
더불어 컴퓨터의 구조와 동작 원리 영역의 각 단 계별 학습 목표를 제시하면 다음 <표 7>과 같다.
3
B10컴퓨터 데이터 표현방식의 이해를 기반으로 덧셈 계산 원리를 이해한다.
B11데이터를 처리하는 매커니즘에 근거하여 컴 퓨터 구조의 기초 원리를 이해한다.
B12
네트워크에 대한 이해를 바탕으로 다중처 리, 분산처리 등의 기초적인 운영체제 시스 템의 필요성과 종류를 이해한다.
4
B13문자와 십진수 등 다양한 데이터를 컴퓨터 에 저장하는 원리를 이해한다.
B14컴퓨터에서 뺄셈 계산 원리를 이해한다.
B15컴퓨터 기초구조에서 발전하여 데이터 처리 의 효율성 향상을 위한 심화구조를 이해한다.
B16컴퓨터가 High Level 단계에서 명령어를 처리하는 과정을 이해한다.
B17데이터를 연산하는 데 필요한 제어 메커니 즘을 이해한다.
B18운영체제가 메모리, 입출력, 프로세서를 스 케줄링하는 원리를 이해한다.
5
B19문자와 숫자 등의 데이터를 검색하는 원리 를 이해한다.
B20컴퓨터가 명령어를 처리하는 과정을 레지스 터 레벨에서 이해한다.
B21메가트로닉스, 로봇 등 다양한 분야에 활용 된 컴퓨터를 학습한다
B22
IT기기를 구성하는 논리회로와 디지털 집 적회로, 마이크로 프로세서의 동작원리를 학습한다.
B23
병렬처리와 슈퍼 컴퓨터 등 고성능 컴퓨터 에 대해서 학습하고 미래 컴퓨터의 활용에 대해 이해한다
B24분산처리, 다중처리 등 고성능 운영체제의 기능과 원리에 대해 이해한다.
B25모바일 IT기기에 사용되는 운영체제의 특징 을 이해하고 미래의 운영체제를 예측해본다.
4.3 알고리즘적 문제해결영역
원리학습 중심의 컴퓨터 교육과정에서 알고리즘적 문제해결 영역에 대한 단계별 교육 내용은 <표 8>과 같다.
또한 <표 8>에서 제시한 알고리즘적 문제해결 영역 에 대한 단계별 세부지식을 조직도 형식으로 나타내면 (그림 4)와 같다.
