SW교육으로 만들어가는 미래학교
(학교관리자를 위한)
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4차 산업혁명 변화(AI, 빅데이터, 사물인터넷(IoT))
21세기 핵심역량과 SW교육
1 4차 산업혁명 변화(AI, 빅데이터, 사물인터넷(IoT))
1. 4차 산업혁명의 이해
1) 인류의 발전과 혁명
‘혁명’은 급진적이고 근본적인 변화를 의미합니다. 역사 속 혁명은 신기술과 새로운 세계관이 경제체제와 사회구조를 완전히 변화시킬 때 발생했습니다.
약 1만 년 전, 수렵과 채집 생활을 하던 인류는 농경 생활이라는 첫 번째 큰 변화를 맞았습니다. 몇몇 동물을 가축으로 키우면서 시작된 일이었습니다. 농업혁명은 생산, 운송, 의사소통을 목적으로 한 인간과 가축의 노력이 맞물려 발생했습니다. 점차 식량 생산이 나아지면서 인구도 늘어나 많은 사람이
정착하게 되었고 도시화가 이루어지고 여러 도시들이 생겨났습니다.
농업혁명 이후, 18세기 중반부터 일련의 산업혁명이 발생했습니다. 이 때문에 인간의 노동력이 기계의 힘으로 옮겨가는 엄청난 변화가 일어났습니다. 그 혁명이라고 불리는 엄청난 변화는 100명이 하던 일을 한 명이 해도 되는 것과 같은 우리의 노동력과 생산성에 대한 변화입니다. 이는 노동 시장에 커다란 영향을 끼쳐가며 우리 생황을 바꾸어 나갔습니다. 이는 다시, 오늘날 또 한 번 인간의 생산성을 증대시키는 4차 산업혁명으로 진화하고 있습니다.
출처) 클라우스 슈밥(2016). 클라우스 슈밥의 4차 산업혁명. 새로운현재.
2) 산업혁명의 과정
1760~1840년경에 걸쳐 발생한 1차 산업혁명은 철도 건설과 증기 기관의 발명을 바탕으로 기계에 의한 생산을 이끌었습니다. 주로 농경사회와 농촌 사회에서 산업과 도시로 전환되었으며 철강 산업은 증기 엔진의 개발과 함께 산업 혁명에서 핵심적인 역할을 수행했습니다.
2차 산업혁명은 1차 세계 대전 직전인 1870년에서 1914년 사이에 일어났습니다. 기존 산업의 성장기였고 철강, 석유 및 전기 분야와 같은 신규 산업의 확장과 대량 생산을 위해 전력을 사용했습니다. 이 기간 동안 주요 기술 진보는 모터, 전화, 전구, 축음기 및 내연 기관을 포함하며, 전기와 생산 조립 라인의 출현으로 대량 생산을 가능하게 했습니다. 석유와 전기가 대중화된 것은 2차 산업혁명 덕분이며 이로 인하여 전자공학, 중화학 공업이 크게 발전하였습니다.
3차 산업혁명 또는 디지털 혁명은 아날로그 전자 및 기계 장치에서 현재 이용 가능한 디지털 기술에 이르는 기술의 발전을 말합니다. 1970년대에 시작된 이 시대는 계속되고 있으며 개인용 컴퓨터, 인터넷 및 정보 통신 기술(ICT)가 포함됩니다.
출처) 위키백과.
3) 4차 산업혁명의 개념과 특징
4차 산업혁명은 클라우스 슈밥(Klaus Schwab)이 의장으로 있는 2016년 1월 스위스 다보스에서 열린 세계 경제 포럼(World Economic Forum, WEF)에서 처음 소개된 용어입니다. 이후 이 말이 전 세계를 뜨겁게 달구고 있으며 세계 각국은 4차 산업혁명이 가져올 변화에 대비하기 위해 다양한 정책과 기술
개발 계획을 앞 다퉈 발표하고 있습니다.
4차 산업혁명은 기존의 2차 산업 혁명에 이은 물리적 공간과 3차 산업혁명에 의해 생긴 디지털 공간을 서로 통합하였습니다. 이는 빅데이터를 기반으로 이루어 졌으며, 다양한 신기술에 의해 통합됨으로써 경제 및 산업 등 모든 분야에 영향을 미치고 있습니다. 물리적 공간과 가상 공간의 통합은 온라인과 오프라인의 결합을 통해 수행되고, 생물학적 세계에서는 인체의 정보를 디지털 세계에 접목하는 기술인 스마트워치나 스마트 밴드를 이용하여 모바일 헬스케어를 구현할 수 있습니다. 또한 가상현실(VR)과 증강현실(AR)도 물리적 세계와 디지털 세계의 접목에 해당될 수 있습니다.
이 혁명의 핵심은 빅데이터 분석, 인공지능, 로봇공학, 사물인터넷, 무인 운송 수단, 3차원 인쇄, 나노 기술과 같은 6대 분야에서 새로운 기술 혁신입니다.
이러한 4차 산업혁명은 3차 산업혁명에 비해 10배 큰 파급효과를 가져올 것으로 예상됩니다. 현실과 사이버 세계의 경계가 모호해지면서 산업계에만 영향을 미치는 것이 아니라 사회, 경제, 산업, 정부, 개인 등 전반에 걸쳐 큰 파급효과를 불러올 것입니다.
4차 산업혁명은 정보통신 기술(ICT)의 융합으로 이루어낸 혁명 시대를 말합니다.
출처) 위키백과.
2. 지능정보기술의 특징과 산업 환경의 변화
1) 4차 산업혁명과 지능정보기술
4차 산업혁명이란 AI(인공지능), 빅데이터 등 디지털 기술로 촉발되는 초연결*기반의 지능화
혁명입니다. 역사적으로 돌이켜 보면, 우리는 범용기술*에 의해 3차례의 산업혁명을 경험하였습니다.
그리고 현재 AI, 빅데이터 등 지능정보 기술로 촉발된 새로운 세상, 4차 산업혁명 시대를 만들어가고 있습니다.
* 초연결: 사람, 사물, 공간 등 모든 것들이 인터넷으로 서로 연결돼, 모든 것에 대한 정보가 생성 및 수집되고 공유·활용되는 것
* 범용기술(GPT, General Purpose Technology): 산업·사회 대부분에 범용으로 영향을 미치는 기술(증기 기관, 전기, 컴퓨터 인터넷 등)
지능정보기술이란 인공지능 기술과 데이터 활용기술을 융합하여 기계에 인간의 고차원적 정보처리 능력을 구현하는 기술로 4차 산업혁명 시대의 핵심요소입니다.
인공지능 기술은 인간 정보처리 활동의 원리를 분석하는 기초 기술과 ICT를 통해 이를 구현하는 인공지능 SW 및 HW 기술을 말합니다. 현재는 특정 영역에서 인간의 인지능력 일부를 모사하는 약한 인공지능을 의미하며 인간의 모든 지적 업무를 창조적으로 학습·수행하는 강한 인공지능은 아닙니다.
데이터 활용기술은 인공지능의 빠른 성능 향상과 보급·확산을 위한 핵심 기반은 데이터를
수집·전달·저장·분석하는 필수적인 ICT기술을 말합니다. 각종 데이터를 수집하고 실시간으로 전달하며, 수집된 데이터를 효율적으로 저장하고 그 의미를 분석합니다.
지능정보기술은 다양한 분야에 활용될 수 있는 범용기술 특성을 보유하고 사회 전반에 혁신을 유발하고 광범위한 사회·경제적 파급력을 가지고 있습니다.
기존 인간의 육체노동을 대체 하여 동력이 필요한 산업·생활 전반에 도움이 되었던 기술의 발달과 비교 하여 지능정보기술은 인간의 지적노동을 대체하여 판단이 필요한 산업·생활 전반에 도움을 줍니다.
지능정보기술은 알고리즘의 변형·확장 및 다양한 유형의 데이터 학습을 통해 적용 분야가 지속적으로 확대되고 있으며 다양한 기술 및 산업과 융합하여 생산성과 효율성을 획기적으로 높이는 중심 역할을 합니다. 지능 정보기술과 타 산업·기술의 융합은 다음과 같습니다.
지능정보기술은 과거 기계가 진입하지 못한 다양한 산업 분야에 기계가 진입하여 생산성을 높이고 산업 구조의 대대적 변화를 촉발함에 따라 경제·사회 전반의 ‘혁명적 변화’를 초래할 전망입니다.
출처) 4차 산업혁명에 대응한 지능정보사회 중장기 종합대책(2016). 정부 관계부처 합동.
2) 4차 산업혁명의 핵심 기술
4차 산업혁명의 핵심 기술은 빅데이터, 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT)이 대표적입니다. 앞으로 위 세 가지 핵심 기술의 특징에 대하여 알아보겠습니다.
① 빅데이터
빅데이터란 기존 데이터베이스 관리도구의 능력을 넘어서는 대량의 데이터로부터 가치를 추출하고 결과를 분석하는 기술입니다.
또한 인공지능을 중심으로 한 소프트웨어와 방대한 데이터를 처리하는 빅데이터 기술, 최신 로봇 기술이 합쳐져 근로 형태가 혁신적으로 변화하는 것을 의미하기도 합니다. 그러므로 빅데이터 통계분석 즉, 많은 양의 데이터가 4차 산업혁명의 기본입니다.
출처) 위키백과.
1970~90년대 최고의 시가총액을 가진 기업은 로열 더치 쉘, 엑슨 모빌과 같은 석유 회사였습니다.
그러나 4차 산업혁명 시대에 가장 기본이 되는 자원은 무형의 빅데이터입니다.
따라서 현재 시가 총액 최고를 달리고 있는 기업은 거대한 빅데이터를 다루고 있는 구글과 아마존입니다.
얼마 전까지 사람들이 알지도 못했던 기업 넷플릭스가 무서운 속도로 시장을 잠식하고 있는 이유도 빅데이터를 활용하고 있기 때문입니다.
민간 드론 시장에서 왜 민간 드론 시장에서 신생 기업들이 DJI를 꺾지 못하는 이유는 DJI가 엄청난 드론 비행에 대한 데이터를 축적하고 있는 이유입니다.
이와 같이, 빅데이터를 가지고 있는 기업, 국가가 눈에 띄게 발전할 것이고, 빅데이터를 가지고 있는 것만이 아니라 이 데이터로 수요자의 요구에 맞는 맞춤 서비스를 제공하는 기술이 중요합니다.
출처) 최진기(2018). 한권으로 정리하는 4차 산업혁명. 이지퍼블리싱.
② 인공지능(AI)
인공지능에 대한 대표적인 정의는 “기계를 인간 행동의 지식에서와 같이 행동하게 만드는 것” 혹은 인공적인 장치들이 가지는 지능으로 인간처럼 사고하는 시스템, 인간처럼 행동하는 시스템, 이성적으로 사고하는 시스템, 이성적으로 행동하는 시스템 이라는 4가지 종류로 분류됩니다.
출처) 위키백과.
2016년 3월 구글이 개발한 프로그램 알파고(AlphaGo)는 한국에서 세계 최고의 바둑 선수인 이세돌과 맞붙어서 다섯 판 가운데 네 판을 이기면서 승리를 거뒀습니다. 이 승리는 분명 중대한 기술적 성과였으며 인공지능에 대한 많은 관심을 불러일으키기 시작했습니다.
인공지능이 어느 정도까지 발전할 수 있을까? 라는 의문이 점차 늘어나기 시작할 때 스탠퍼드 인공지능 연구소장 페이페이 리는 뉴욕타임스 기사에서 다음과 같이 이야기 했습니다.
“(인공지능의 발달이) 제가 보기에는 전혀 놀랄 일이 아니에요. 생각해 보세요. 자동차가 인간보다 더 빨리 달리는 것을 놀랍게 여기는 사람이 어디 있나요?”
자동차가 인간보다 빨리 가는 것이 당연하듯이 인공지능이 사람의 생각보다 빠르고 정확한 결과를 제시하는 것이 당연한 세상이 오게 된 것입니다.
인공지능 연구는 일반적이지만 해결하기 쉽지 않은 현실 문제들을 다루거나 서로 다른 도구와 기술을 적용해야 하는 여러 하위 분야로 나뉩니다. 그 중 가장 잘 알려진 분야로는 로봇 공학, 컴퓨터 비전, 음성인식 등이 있습니다. 간단하게 각 분야에 대하여 알아보겠습니다.
- 로봇 공학
로봇 공학은 물리적인 과업을 수행하는 기계를 만드는 과정입니다. 로봇이라고 하면 사람들은 대부분 사람의 형상을 본뜬 기계를 상상하지만 로봇이 반드시 사람 모습을 해야 하는 것은 아니며, 개발하려는 기기가 보다 일반적인 임무에 투입할 수 있는 기계를 만드는 것에 중점을 둡니다. 인공지능 기술을 이용하면 사람이 할 수 있는 일 뿐만 아니라 사람이 할 수 없는 일에 로봇을 투입할 수 있기 때문에 앞으로 경제적 측면에서 완전히 새로운 기회가 열릴 것입니다. 예를 들면 해저 광산 채취나 해저 농경, 특정 곤충을 제거하는 포식자 로봇으로 농해충 제거하기, 산업 재해 근절하기 등의 사람이 하기에는
너무 위험하거나 비용이 많이 드는 모든 종류의 일에서 대단한 가치를 발휘할 것입니다.
- 컴퓨터 비전
컴퓨터 비전은 컴퓨터가 보는 능력을 갖춰서 시각 이미지를 해석할 수 있게 만드는 데 중점을 둡니다.
최근 컴퓨터 비전 연구가 발전하면서 정해진 구조가 따로 없는 실세계 환경에서의 물리적인 과업도 기계가 수행할 수 있게 되었고, 사진이나 동영상을 활용하여 컴퓨터로 검색을 할 수 있게 되었습니다.
대표적으로 구글에서 이미지 검색을 하여 사진 자체를 검색할 뿐만 아니라 사진에 붙은 제목이나 설명을 검색할 수 있게 되었고, 얼굴 인식 프로그램을 통해 국가 안보부터 페이스북에서 까지 이미지를 해석하고 분류하는 기술로 발전하였습니다.
- 음성인식
음성인식은 최근 우리 생활에서 쉽게 경험할 수 있습니다. 가전제품의 동작을 음성인식을 활용하여 제어할 수 있으며, 자동차 내비게이션, 음악 검색, 스마트폰 명령 등 다양한 분야에서 적용이 되고 있습니다. 비록 현재 나와 있는 최첨단 컴퓨터 음성인식 기술은 인간에 비하면 분명히 능력이
떨어지지만 스마트폰에 탑재된 구글 보이스, 애플의 시리처럼 제한된 영역에서 활용되는 사례를 보면 음성인식 기술의 효용성은 앞으로 더욱 다양한 범위에서 볼 수 있을 것으로 기대됩니다.
출처) 제리 카플란(2017). 제리 카플란 인공지능의 미래. 한스미디어.
③ 사물인터넷(IoT)
사물인터넷(Internet of Things)은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술을 의미합니다. 즉, 무선 통신을 통해 각종 사물을 연결하는 기술입니다.
즉, 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 주고받아 스스로 분석하고, 학습한 정보를 사용자에게 제공하거나 사용자가 이를 원격 조정할 수 있는 인공지능 기술입니다.
출처) 위키백과.
지금까지 4차 산업혁명의 핵심 기술인 빅데이터, 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT)에 대하여
알아보았습니다. 4차 산업혁명은 이미 시작되었고 그 어느 산업혁명보다도 빠르게 진행되고 있습니다.
4차 산업혁명의 특징에 대하여 이해하고, 이를 바탕으로 교육에도 빠르고 적절하게 적용하도록 해야 할 것입니다.
2 21세기 핵심역량과 SW교육
1. 4차 산업혁명 시대 핵심역량
1) 4차 산업혁명 시대 핵심역량 순위
4차 산업혁명이 우리 삶에 미칠 변화와 영향은 그 무엇보다 무궁무진합니다. 그리고 그러한 변화를 이 끌 창의적 인재가 지금 우리에게는 필요합니다. 새로운 시대에는 구체적으로 어떤 능력을 갖춘 인재가 필요할까요?
2016년 1월 세계경제포럼은 ‘일자리의 미래’ 보고서를 통해 4차 산업혁명이라는 신조어를 선포하면서 마찬가지로 4차 산업혁명 시대에 어떤 인재가 필요한지도 발표했습니다. 이 보고서는 2015년의 인재상 과 2020년의 인재상을 비교함으로써 3차 산업혁명 시대에서 4차 산업시대로 이동하면서 요구되는 인재 상의 변화를 명확히 보여주었습니다.
‘일자리의 미래’ 보고서에서는 4차 산업혁명 시대의 인재가 갖추어야 할 10가지 역량을 다음과 같이 제 시했습니다.
<4차 산업혁명과 3차 산업혁명 인재 역량 비교>
순위 2020년 2015년
1 복합 문제 해결 능력 복합 문제 해결 능력
2 비판적 사고 능력 협업 능력
3 창의력 인적 자원 관리 능력
4 인적 자원 관리 능력 비판적 사고 능력
5 협업 능력 협상 능력
6 감성 능력 품질 관리 능력
7 판단 및 의사 결정 능력 서비스 지향성
8 서비스 지향성 판단 및 의사 결정 능력
9 협상 능력 적극적 경청 능력
10 인지적 유연성 창의력
두 가지 인재상을 비교하면서 발견할 수 있는 점은 복합 문제 해결 능력은 3차 산업혁명 시대와 4차 산 업혁명 시대에 모두 부동의 1위 자리를 고수하고 있다는 것입니다. 또 한 가지 특이한 점은 3차 산업혁 명 시대에 요구되던 품질 관리 능력과 적극적 경청 능력이 순위에서 사라지고 감성 능력과 인지적 유연 성이 4차 산업혁명 시대의 인재가 갖춰야 할 역량에 새롭게 포함되었다는 것입니다.
2) 4차 산업혁명 시대 핵심역량 알아보기
① 복합 문제 해결 능력
복합 문제 해결 능력은 복잡한 현실 세계 상황에서 발생할 수 있는 새롭고 불분명한 문제를 해결하는 능력이라고 정의하고 있습니다. 복합 문제 해결 능력은 3차 산업혁명 시대와 4차 산업혁명 시대 모두에 서 인재들에게 가장 필요한 역량으로 선정되었습니다. 그 이유는 “새롭고 불분명한 문제를 해결하는 능 력”이라는 정의를 통해 알 수 있습니다. 최근 세상에서 우리에게 주어지는 문제는 모두 “새롭고 불분명 한” 문제이기 때문에 이미 정해진 답이 있는 문제를 암기하여 짧은 시간에 많이 맞추는 능력이 아니라 정답이 없는 문제를 다양한 시각과 시도로 풀면서 가장 적합한 해답을 찾아 나가는 능력이 가장 첫째가 는 핵심역량으로 선정된 것입니다.
② 비판적 사고 능력
비판적 사고 능력은 논리와 추론을 이용해 주어진 문제에 대한 다양한 해결 방안이나 문제 접근 방식의 장단점을 비교·분석할 수 있는 능력이라 정의하고 있습니다. 3차 산업혁명 시대에는 4위였던 비판적 사 고 능력이 각각 2위와 3위였던 협업 능력과 인적 자원 능력을 제치고 두 계단 올라갔다는 점이 흥미로 운데요. 물론 4차 산업혁명시대에도 협업 능력과 인적 자원 능력이 중요한 핵심역량이지만 4차 산업혁 명 시대에 우리가 해결해야 하는 문제가 대부분 기존에 존재하지 않았던 전혀 새로운 문제이기 때문에 이 문제를 해결하기 위해 제시되는 여러 해결방안이나 접근 방식을 보다 체계적이고 논리적으로 분석해 최적의 해결책을 제시하는 능력이 요구 되는 것입니다.
③ 창의력
4차 산업혁명 시대에 필요한 핵심 역량 가운데 주목해야할 역량은 창의력입니다. 창의력은 3차 산업혁 명 시대에는 10위였지만 4차 산업혁명 시대에는 무려 일곱 계단이나 올라가 3위로 선정되었기 때문입 니다. 창의력은 일정한 주제나 상황이 주어졌을 때 기발한 아이디어를 도출해내거나 문제를 해결하는 과정에서 창의적 방법을 제안하는 능력을 말합니다.
※ 여기서 중요한 사실은 세계경제포럼이 제시한 4차 산업혁명 시대의 인재가 갖춰야 할 3대 핵심 역량 인 복합 문제 해결 능력, 비판적 사고 능력, 창의력 모두 새로움에 대한 역량으로 귀결된다는 것입니다.
4차 산업혁명 시대에 새로운 아이디어 하나가 기술 또는 정보라는 재료를 지구상에 존재하지 않았던 전 혀 새로운 형태로 재창조해 선보일 수 있는 시대인 것입니다. 따라서 비판적 사고 과정을 통해 창의적 인 해결방안을 모색해 복합 문제를 해결해 나갈 수 있는 인재를 누가 더 많이 확보하느냐가 이시대의 성공 요인이 될 것입니다.
④ 인적 자원 관리 능력과 협업 능력
인적 자원 관리 능력은 특정 업무에 가장 잘 맞는 사람을 선별하여 체계적이고 효율적인 관리를 통해 최대의 업무 성과를 거둘 수 있도록 관리하는 능력으로 3차 산업혁명 시대에도 3위에 선정된 핵심 역량 입니다.
협업 능력은 상대방의 행동에 따라 자신의 행동을 조절하는 능력으로 3차 산업혁명 시대에 두 번째로 중요한 핵심 역량으로 선정되었습니다. 인적 자원 관리 능력과 협업 능력이 4차 산업혁명 시대에도 인 재가 갖춰야 할 핵심 역량으로 선정되었다는 것은 3차 산업혁명 시대와 마찬가지로 4차 산업혁명 시대 에도 개인의 성취에만 집중하는 독불장군형 인재보다 주변과 함께 어우러져 공동의 가치를 최대화 할 수 있는 융합형 인재가 요구된다는 것을 의미합니다.
⑤ 그 외 나머지 5가지 핵심 역량은 간단히 표로 정리해보겠습니다.
6. 감성 능력 상대의 반응을 인지하고 상대방이 왜 그렇게 반응했는지 이해하는 능력
7. 판단과 의사 결정 능력 특정 상황이나 문제에 대한 비용과 이익을 분석해 가장 합리적인 판단과 결정을 내릴 수 있는 능력
8. 서비스 지향성 남을 돕기 위해 적극적으로 방법을 모색하는 능력
9. 협상 능력 생각이나 이익에 차이를 보이는 당사자들을 한자리에 모아 그 차이를 줄 이기 위해 노력하는 능력
10. 인지적 유연력 여러 가지 일을 다양한 방법으로 재배열하고 재구성하기 위해 다양한 종 류의 규칙이나 원리를 적용할 수 있는 능력
정리하면 4차 산업혁명 시대에 인재들에게 요구되는 10대 핵심 역량은 주로 사회적 기술과 인지적 능력 으로 이루어진 것으로 나타났습니다. 사회적 기술로는 협업 능력, 감성 능력, 서비스 지향성, 협상 능력 이 속하고, 인지적 능력으로는 창의력과 인지적 유연력이 속합니다. 또한 인적 자원 관리 능력은 원래 자원 관리 기술 영역으로 분류 되지만 사람을 관리하는 능력이므로 넓은 의미에서 사회적 기술 영역에 도 포함된다고 볼 수 있습니다.
즉, 4차 산업혁명 시대에는 비판적 사고를 갖고 사회적 기술과 인지적 능력을 토대로 다양한 방식으로 복합 문제를 해결할 수 있는 융복합형 인재가 필요하다는 것입니다.
출처) 류태호(2018). 4차 산업혁명 교육이 희망이다. 경희대학교 출판문화원.
2. SW교육의 배경과 효과
1) SW교육 배경
소프트웨어는 컴퓨터가 세상에 등장한 이후로 정치, 경제, 사회, 문화, 예술, 교육 등 다양한 분야에서 복잡한 문제들을 해결하고 새로운 산출물을 생산하고나 혁신의 도구로 디지털 창조 경제 시대의 핵심도 구로 부각되고 있습니다. 정보화 사회가 정보화, 디지털화를 통해 산업 사회의 생산성을 높인 사회라면 소프트웨어 중심 사회는 소프트웨어가 혁신과 성장, 가치 창출의 중심이 되고 개인·기업·국가의 경쟁력을 좌우하는 사회라고 할 수 있습니다. 따라서 우리 사회 전반에 전문적인 소양을 갖춘 소프트웨어 인력의 중요성과 요구가 크게 높아졌습니다. 그러므로 소프트웨어 중심사회에서는 컴퓨터 과학의 원리와 기술 을 학습하여 창의적이고 효율적으로 문제를 해결하는 능력을 지닌 인재가 필요합니다. 이에 정부는 급
변하는 세계 교육의 흐름에 맞추어 미래 사회에서 요구되는 컴퓨팅 사고력*을 지닌 인재를 양성하기 위 한 목적으로 2015 개정 교육과정을 통해 초,중,고에 SW교육을 도입하였습니다.
출처) 신재한(2018). 4차 산업혁명 시대 창의융합형 인재 양성을 위한 소프트웨어 교육의 이론과 실제.
교육과학사.
* 컴퓨팅 사고력이란?
컴퓨터과학의 기본 개념과 원리 및 컴퓨팅 시스템을 활용하여 실생활과 다양한 학문 분야의 문제를 이 해하고 창의적으로 해법을 구현하여 적용할 수 있는 능력을 말합니다.
출처) 교육부(2015b). 실과(기술 가정)/정보과 교육과정. 교육부 고시 제2015-74호[별책10], 교육부.
2) 4차 산업시대의 SW교육의 효과
① 의사소통과 협업을 촉진시킬 수 있습니다. 컴퓨팅 사고력은 인간의 사고를 직접적으로 다루고 있으 며 실생활의 문제를 탐색하고 해결책을 모색하는 과정에서 문제 해결을 위한 도구로 컴퓨팅 사고력을 활용하게 되면서 타인과의 협업, 의사소통이 이루어지게 합니다.
② 문제 해결에 있어 적절한 도구와 전략을 선택하고 활용하도록 합니다. 컴퓨팅 사고력은 문제 해결을 위한 적절한 전략을 수립하고 이 전략을 바탕으로 컴퓨팅 시스템이 문제를 해결하도록 적절한 자동화 도구를 사용하는 것을 포함하기 때문에 실생활이나 다양한 학문 분야에서의 문제 해결에 있어 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
③ 학습자들이 정보화 사회, 디지털 사회에 잘 적응할 수 있도록 합니다. SW교육은 현대 사회에서 컴퓨 팅 사고력의 역할을 이해하게 하고, 습득한 배경 지식을 적재적소에 어떤 방식으로 효과적으로 사용하 도록 할 것인지, 어떤 지식을 갖추어야 하는지 그 필요성과 중요성을 깨닫게 합니다.
④ 컴퓨팅 사고력의 향상은 문제 해결 능력의 향상입니다. 컴퓨팅 사고력은 필요한 정보를 효과적으로 수집하는 능력, 수집한 자료들의 패턴을 분석하는 능력, 문제 해결에 필요한 필수 요소를 걸러내는 능력, 문제 해결 과정을 절차적으로 설계하는 능력, 문제 해결을 위하여 정보 과학적 시스템을 활용하는 능력 을 기르도록 함으로써 궁극적으로는 학습자들의 창의적 문제해결능력을 향상시키도록 합니다.
⑤ 학습의 향상을 가져다줍니다. 컴퓨팅 사고력은 기초 학문 분야에서 학습한 개념과 원리를 공학적 측 면에서 실천하도록 하여 학습자로 하여금 학습한 지식들이 왜 필요한지, 어떻게 만들어졌는지를 이해하 도록 하며, 단편적인 개념이나 원리를 서로 연계시켜주거나 인간의 사고가 갖는 한계에 의해 발생하는 사고의 오류들을 수정해줌으로써 인지 구조의 확장이 가능하도록 합니다.
출처) 신재한(2018). 4차 산업혁명 시대 창의융합형 인재 양성을 위한 소프트웨어 교육의 이론과 실제.
교육과학사.
그러므로 SW교육을 통해 컴퓨팅 사고력을 함양하게 함으로써 복잡하고 모호한 문제를 분석해 구체적인 문제로 바꾸고, 이를 해결하기 위해 필요한 정보를 찾아 모델을 만들어 답을 얻어내는 능력을 기르도록 합니다. SW교육을 통해 4차 산업혁명 시대의 핵심 역량인 복합 문제 해결 능력과 비판적 사고 능력, 창 의력과 판단 및 의사결정 능력, 인지적 유연력 등의 역량을 강화시킬 수 있습니다. 4차 산업혁명 시대가 요구하는 인재를 길러내기 위하여 SW교육이 필요하다는 것을 실감할 수 있는 부분입니다.
출처) 류태호(2018). 4차 산업혁명 교육이 희망이다. 경희대학교 출판문화원.
