인공지능시대, 모든 교사를 위한 SW교육
- 교실 속 SW교육(초등) -
2015 개정 교육과정 속 초등 SW교육
교실 속 초등 SW교육의 실제
1 2015 개정 교육과정 속 초등 소프트웨어 교육
1) 2015 개정 교육과정의 기본 방향과 소프트웨어교육의 목표
ㅇ 2015 개정 교육과정의 비전은 크게 ‘미래 사회가 요구하는 창의융합형 인재 양성’과
‘학습 경험의 질 개선을 통한 행복한 학습 구현‘ 요약 할 수 있습니다. 인문학적 상상 력, 과학기술 창조력을 갖추고 바른 인성을 겸비하여 새로운 지식을 창조하고 다양한 지 식을 융합하여 새로운 가치를 창출할 수 있는 사람, 즉 창의 융합형 인재를 길러내는 것 이 기본 방향이라고 할 수 있습니다. 이러한 2015 개정 교육과정에서 가장 핵심적인 변화 중 하나는 국가·사회적 요구로서 소프트웨어교육을 크게 강조한 것이라고 할 수 있습니 다. 기존의 실과 교과 안에서 이루어지던 ICT 활용 중심의 정보 내용을 SW 기초 소양 중 심으로 내용을 전환하였고, 2019년부터 초등 SW 교육이 필수화되었습니다.
ㅇ 2015 개정 교육과정의 특징 중에 하나로, 학습자로부터 역량 중심을 기대한다는 점입니다.
실과 교과의 6가지 역량 중에서 소프트웨어교육과 관련 있는 역량을 뽑자면 아래와 같습 니다. 4개의 역량으로 실천적 문제해결 능력, 기술적 문제해결 능력, 기술시스템 설계 능 력, 기술 활용 능력입니다. 학생들의 실제적인 문제해결 능력을 강조하며 소프트웨어를 활 용한 컴퓨팅으로 문제를 해결하는 능력을 길러 주는 것입니다. 초등에서의 이러한 역량은 중등의 정보 교과의 역량인 컴퓨팅사고력, 정보문화 소양, 협력적 문제해결력의 3개 역량 으로 이어지게 됩니다.
영역 핵심
개념 일반화된 지식 내용 요소
초등학교(5~6학년) 기능
기술
시스템 소통
통신 기술은 정보를 생산, 가공하여 다양한 수단과 장치를 통하여 송수 신하여 공유한다.
• 소프트웨어의 이해
• 절차적 문제해결
• 프로그래밍 요소와 구조
• 탐색하기
• 활용하기
• 적용하기
• 설계하기 (이하 생략) 기술 활용 혁신
문제 해결 과정에서의 발명과 기술 개발에서의 표준은 국가와 사회의 혁신과 발전에 기여한다.
• 개인 정보와 지식 재산 보 호
• 로봇의 기능과 구조
<소프트웨어 교육과 관련 있는 역량>
ㅇ 2015 개정 교육과정에서 소프트웨어교육은 실과 교과 안에 단원으로 편제되어 있어 많은 영역이 실과 교육과정을 따르고 있습니다. 실과 교육의 총괄 목표는 가정생활에 대한 지 식, 능력, 가치 판단력을 함양하여 실천적 문제 해결을 통해 자립적인 삶을 영위하는 것.
또한, 기술에 대한 실천적 학습 경험을 통해 기술적 지식, 기능, 태도를 함양하고 기술적 능력을 높여 현재와 미래의 행복하고 건강한 가정생활과 창조적인 기술의 세계를 주도적 으로 영위할 수 있도록 하는 것입니다. 내용 체계를 좀 더 상세히 살펴보면 2015 개정 실
과 교육과정 내용 체계 중 기술시스템 영역에 소프트웨어 교육 17차시의 내용이 포함되어 있습니다. 일반화된 지식인 통신 기술은 정보를 생산, 가공하여 다양한 수단과 장치를 통 하여 송수신하여 공유하는 것을 의미합니다. 3가지 내용 요소인 소프트웨어의 이해, 절차 적 문제해결, 프로그래밍 요소와 구조를 핵심개념인 소통을 중심으로 다음의 기능과 연결 하여 기를 수 있도록 구성되어 있습니다. 또한 기술 활용 영역은 로봇과 정보 윤리가 주 를 이루는 영역으로 소프트웨어 교육 17차시에는 포함되어 있지 않으나, 부족한 시수를 확보하거나 좀 더 넓은 의미에서의 소프트웨어 교육을 지도와 연계하여 교육할 수 있습니 다.
ㅇ 다음으로는 초등 소프트웨어교육과 관련된 목표와 성취기준을 상세히 살펴보도록 하겠습 니다. 우선 초등 소프트웨어교육의 목표는 SW 기초 소양 함양에 있습니다. 이를 위해 교 육 내용을 알고리즘 체험과 프로그래밍 체험으로 상세화하고 있습니다. 이는 중학교로 연 계되어 컴퓨팅사고력 함양을 통한 실생활의 문제해결 목표로 알고리즘 이해와 표현, 프로 그래밍 기초로 이어집니다. 마지막으로 고등의 경우 컴퓨팅사고력 적용을 통한 다양한 학 문 분야의 문제 해결 목표와 함께 알고리즘 설계와 분석 프로그래밍 심화의 교육 내용으 로 이어지는 연계성을 가지고 있습니다.
ㅇ 교과에서 가장 중요시하게 될 목표와 맞닿아 있는 성취기준을 자세히 살펴보도록 하겠습 니다. 2015 개정 교육과정의 ‘성취기준’은 학생들이 교과를 통해 배워야 할 내용과 이 를 통해 수업 후에 할 수 있거나 할 수 있기를 기대하는 능력을 결합하여 나타낸 수업 활 동의 기준으로, 교과 역량을 내용 체계의 핵심개념을 기준으로 구체화하여 ‘내용 요소 + 기능’의 형태로 기술되었습니다. 아래 그림은 개정 교육과정에서 소프트웨어 교육 관련 성취기준 중 [6실04-08]이 내용 체계의 요소와 기능을 바탕으로 기술된 사례입니다. 절차 적 문제해결이라는 내용 요소와 적용하기라는 기능이 합쳐져서 “절차적 사고에 의한 문 제해결의 순서를 생각하고 적용한다”라는 성취기준으로 완성되었습니다. 나머지 성취 기 준 또한 이러한 체계로 구성되어 있습니다.
2) 초등 소프트웨어교육 관련 성취 기준
ㅇ 실과 교과의 다양한 성취 기준 중 소프트웨어교육과 관련 된 성취기준은 아래와 같이 5가 지입니다.
[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.
[6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.
[6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다.
[6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.
[6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이 해한다.
ㅇ 성취기준 해설을 중심으로 각각을 함께 상세히 살펴보도록 하겠습니다. 첫 번째 “성취기 준인 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.”는 것 은 컴퓨터에 사용된 소프트웨어 이외에도 휴대폰, 가전제품, 사물인터넷 제품까지 여러 상 황에서 사용된 소프트웨어를 탐색해 보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해하는 것입니다.
생활 속에서 소프트웨어가 다양하게 사용되는 점을 중심으로 미치는 영향을 이해하도록 하고 있습니다.
ㅇ 두 번째 성취기준인 “절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다.”에는 새로운 개념인 ‘절차적 사고’라는 단어가 등장하게 됩니다. 이것은 앞서 살펴본 컴퓨팅 사고력과 밀접하게 연계되어 있는 개념으로 추상화의 문제 핵심요소 추출과 문제 분해, 알고리즘과 관련되어 있습니다. 교육과정에서는 “절차적 사고를 효율적으로 해결하기 위 해 문제를 작은 단위로 나누고 각각의 문제를 단계별로 처리하는 사고 과정으로, 일상생 활 속의 사례들을 찾아보고 절차적 사고 과정을 문제 해결에 적용한다.”라고 제시하고 있습니다. 학생들이 복잡한 문제를 단계별로 접근하여 해결할 수 있도록 만듭니다.
ㅇ 세 번째 성취기준인 “프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한 다”는 블록 기반의 교육용 프로그래밍 도구를 활용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체 험하고 자신만의 간단한 프로그램을 만들어 보도록 제시하고 있습니다. 프로그래밍 도구 들이 일반적으로 영어를 집적 입력해야 하는 방식이었다면 교육용으로 나온 블록기반 프 로그래밍 도구들은 그래픽 중심으로 설계되어 있어 사용자들이 간단하게 드래그 앤드 드 롭으로 프로그래밍 할 수 있는 장점이 있습니다. 주로 교육용 프로그래밍 언어에 익숙해 지는 데 초점을 둔 성취 기준이 되며, 이를 통해 도구로서의 프로그래밍 언어의 전반적인 사용법을 익히게 됩니다.
ㅇ 특히 블록기반 프로그래밍 도구로 많이 활용되는 것으로 ‘엔트리’와 ‘스크래치’ 두 가지가 있습니다. 두 언어는 블록 언어라는 큰 형태는 동일하지만 조금씩 지향하는 바가 다릅니다. 우선 스크래치는 MIT media lab에서 개발된 언어로 학생들이 자기 생각을 놀이 하듯이 프로그래밍 언어로 표현하기 위한 목적으로 설계되었습니다. 전 세계 많은 사람이 활용하고 있어 커뮤니티가 잘 발달 되어있고 많은 작품이 있다는 점등이 장점이 될 수 있 습니다. 엔트리의 경우 우리나라에서 개발한 언어로 프로그래밍 환경과 함께 소프트웨어 교육을 지원하기 위한 플랫폼 역할을 하고 있습니다. 이에 다양한 교육자료를 탑재하고 수업 환경에서 활용할 수 있는 학습자 관리 시스템을 제공하고 있다는 장점이 있습니다.
ㅇ “자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한 다.” 네 번째 성취 기준은 많은 내용을 포함하고 있습니다. 수치 값을 입력하여 덧셈이나 뺄셈의 결과를 출력하거나, 복수의 문자열을 입력하여 두 문자열을 서로 연결한 결과를 출력하는 프로그램을 만들어 봄으로써 소프트웨어의 입력·처리·출력 과정을 이해하도록 돕습니다. 학생들이 덧셈이나 뺄셈, 문자열 즉 단어나 문장과 같은 문자들의 모임을 서로 합쳐보는 간단한 프로그램을 직접 프로그래밍하면서 입력 처리 출력의 컴퓨터의 기본적인 정보의 처리 과정을 익히는 것입니다.
ㅇ 다섯 번째 성취 기준은 “문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.”입니다. 이 중 ‘순차’는 명령문을 위에서 아래로 하나씩 순차적 으로 수행하는 과정이며, ‘선택’은 주어진 조건에 따라 명령문을 선택적으로 수행하는 과정을 뜻합니다. 또한 ‘반복’은 명령문을 특정 횟수만큼 반복하거나, 주어진 조건이 만 족할 때까지 반복하는 과정을 의미합니다. 이와 같은 일상의 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 기초 과정을 통해 위 프로그램의 3가지 구조를 이해해 나갈 수 있습니다. 순차, 선 택, 반복은 프로그램의 기본적인 구조로 학생들이 문제를 해결하는 과정에서 3가지 구조 를 활용하는 프로그램을 개발하도록 제시하고 있습니다.
3) 초등 소프트웨어교육의 교수학습 평가 방법 및 유의 사항
ㅇ 초등 소프트웨어교육의 목표는 프로그래밍 도구의 사용법을 익히거나 프로그래밍 언어의 전문가를 양성하는 것이 아닙니다. 그렇기 때문에 교육과정의 교수학습 방법 및 유의 사 항에도 ‘절차적 사고를 적용할 수 있는 일상생활 속의 사례들을 찾아보고, 놀이 중심의 신체 활동, 퍼즐 등의 다양한 활동을 통해 절차적인 문제해결 과정을 이해하도록 한다.’
라고 상세히 안내하고 있습니다. 단순히 교육용 프로그래밍 언어인 엔트리나 스크래치를 잘하는 학생을 기르는 것이 아닌 그 도구를 활용해서 문제를 해결해 나갈 수 있는 컴퓨팅 사고력을 가진 학생을 기르는 것이 소프트웨어 교육의 목표입니다. 특히 도구에 집중 되 다 보면 도구의 문법학습에 치중하게 되는데, 교육용 언어는 그 구조가 굉장히 직관적이
기 때문에 학생들에게 상세히 설명하기보다는 학생들 스스로 알아 갈 수 있게 많은 시간 을 주고 유도해주는 것이 필요합니다.
ㅇ 절차적 사고를 적용할 수 있는 일상생활 속의 사례들을 찾아보고, 놀이 중심의 신체 활동, 퍼즐 등의 다양한 활동을 통해 절차적인 문제해결 과정을 이해하도록 하도록 안내하고 있 습니다. 특히 초등에서는 컴퓨터를 활용한 활동 이외에도 컴퓨터 없이 문제를 해결할 수 있는 방법과 절차를 이해할 수 있도록 지도하는 것을 강조하고 있는 것을 볼 수 있습니 다. 또한 학생들이 신체 활동을 통해 컴퓨팅 사고력을 체득할 수 있도록 다양한 활동을 제공하는 것이 중요합니다. 특히 놀이 중심 활동 및 언플러그드 활동 시에는 학생들이 단 순한 놀이 활동으로 끝나지 않도록 컴퓨팅사고력 혹은 학습 내용을 계속 상기 시켜 올바 른 학습이 이루어질 수 있도록 합니다.
ㅇ 소프트웨어교육의 목표가 컴퓨팅 사고력의 신장에 있는 만큼 실생활 속에서 일어나는 문 제 상황을 학생들이 직접 해결해볼 수 있는 경험을 제공하는 것이 중요합니다. 학생들의 생활과 연결되지 않은 지식은 쉽게 익혀지지 않을뿐더러 학생들에게 유의미하게 다가가지 않는 경우 들이 많습니다. 컴퓨팅으로 해결하기 적절한 생활의 다양한 문제를 제공하는 것이 중요합니다. 그리고 실과 교과 이외에 국어, 사회, 수학, 과학 등 다양한 교과와 연계 해서 수업을 진행한다면 주제의 폭을 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 다양한 문제 해결의 경험 을 제공할 수 있습니다.
ㅇ 교육과정에서는 다양한 평가 도구를 활용하여 소프트웨어 교육을 통한 컴퓨팅 사고력의 향상 정도를 측정할 수 있도록 평가방법 및 유의사항을 제시하고 있습니다. 소프트웨어교 육은 실습이 많고 2015 개정교육과정에서 과정 중심 평가를 강조하고 있는 만큼 실습의 결과만을 평가하는 것이 아닌 학생들의 문제 해결 과정을 면밀히 분석할 수 있는 수행평 가를 통해 학생 개별 평가를 하는 것을 권장하고 있습니다.
정리하기
1) 2015개정 교육과정에서 가장 핵심적인 변화 중 하나는 국가 사회적 요구로서 소프트웨어교육을 크게 강조한 것입니다.
2) 초등 소프트웨어교육은 SW 기초 소양 함양에 있습니다. 이에 교육 내용은 알고리즘 체험과 프로그래밍 체험으로 상세화 하고 있습니다.
3) 2015 개정교육과정의 ‘성취기준’은 학생들이 교과를 통해 배워야할 내용과 이를 통해 수업 후 할 수 있거나 할 수 있기를 기대하는 능력을 결합하여 나타낸 수업 활동의 기준으로, 교과 역량을 내용 체계의 핵심개념을 기준으로 구체화하여 ‘내용요소 + 기능’의 형태로 기술되었습니다.
4) 2015개정 교육과정에서 SW교육의 성취기준과 함께 교수학습방법 및 주의점, 평가 방법 등을 상세히 안내함
2 교실 속 초등 SW교육의 실제
1) 2015 개정 교육과정 속 초등 소프트웨어교육 내용 살펴보기
ㅇ 2019년 초등 소프트웨어교육이 시작되면서 실과 교과 안에 17차시 단원으로 들어오게 되 었습니다. 소프트웨어교육이 각 단원에서 어떠한 형태로 학생들에게 다가가고 있는지 성 취기준을 중심으로 실제 사례와 함께 살펴보도록 하겠습니다.
ㅇ 첫 번째 성취기준인 “[6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치 는 영향을 이해한다.”는 모든 교과서에서 비슷한 형태로 나타나고 있습니다. 소프트웨어 의 정의를 학생들에게 안내하고 생활 속에서 소프트웨어가 사용된 사례와 그 소프트웨어 가 미치는 영향을 다루고 있습니다. 소프트웨어의 정의를 안내할 때 하드웨어와의 다른 점을 강조하기도 하고 생활 속에서 볼 수 있는 다양한 소프트웨어를 통해 그 정의를 유추 하도록 안내하는 교과서도 있습니다. 소프트웨어의 정의에 관한 한가지 예를 들자면 정보 통신 용어사전에서는 “소프트웨어를 컴퓨터를 동작시키고 컴퓨터에 어떤 일을 처리할 순 서와 방법을 지시하는 명령어의 집합인 프로그램과 프로그램의 수행에 필요한 절차, 규칙, 관련 문서 등의 총칭. 보통 프로그램과 같은 의미로 쓰인다. 컴퓨터 시스템을 구성하는 요 소 중에서 형체를 가진 하드웨어를 제외한 보이지 않는 무형의 부분을 소프트웨어라고 할 수 있다.”라고 정의하고 있습니다. 생활 속 소프트웨어의 사례의 경우 보통 가정에서 찾 을 수 있는 사물인터넷이나 스마트홈 시스템, 학교에서는 자동 출결 시스템이나 AR VR 등의 실감형 콘텐츠, 자율주행 자동차 등 현재 체험할 수 있거나 다가올 미래 사회에 경 험할 수 있는 기술 등을 주로 다루고 있습니다. 교과서별로 특장점을 살펴보자면 일부 교 과서에서는 소프트웨어가 미치는 영향을 다룰 때 긍정적인 면을 강조해서 다루되 부정적 인 측면이 있다면 극복할 방안을 함께 다루도록 하고 있습니다. 또한 직업적 측면을 다루 어 소프트웨어와 관련 있는 미래의 직업을 학생들이 찾도록 안내하고 있습니다.
ㅇ 두 번째 성취기준인 “[6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용 한다.” 경우 모든 교과서가 절차적 사고의 정의를 교육과정에 있는 정의를 사용하고 있 습니다. 그리고 공통적으로 문제 상황을 나누어 순서대로 나열하는 데 초점을 맞추고 있 습니다. 다만 그 문제 상황의 경우 다양한 형태로 제시되고 있는데 대부분의 교과서가 간 단한 생활 속의 문제, 예를 들면 소화기를 작동시키는 법이나 음식을 만드는 방법, 학교 사물함을 정리하는 방법 등의 상황을 통해 절차적 사고의 필요성을 느끼고 간단한 개념을 익히도록 한 뒤에 실제로 생활 속 문제를 해결하는 경험을 갖도록 합니다. 특히 언플러그 드 활동을 제시하기도 하고 신체를 활용하거나 간단한 도구를 활용한 놀이 활동 등을 통 해서 학생들이 절차적 사고를 체험하고 학습할 수 있도록 하고 있습니다. 그리고 나아가 주어진 정보를 분석하여 놀이 공원에서의 동선을 계획한다거나, 현장체험학습의 일정을 계획하기 등의 활동을 통해 절차적 사고를 활용해 실제 생활 속의 문제를 직접 해결해보
는 경험을 갖도록 하고 있습니다. 절차적 사고의 경우 문제 분해, 핵심요소 추출, 알고리 즘의 내용을 포함하고 있으며 초등교육 내용 중 핵심내용이라 많은 교과서들이 2~3차시 이상의 시간을 배정하고 있습니다.
ㅇ 세 번째 성취 기준은 “[6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정 을 체험한다.”는 부분을 반영해 대부분 교육과정에서 블록형 교육용 프로그래밍 도구인 엔트리를 활용하고 있으며 엔트리 프로그램의 간단한 UI와 사용 방법을 안내하고 있습니 다. 일방적인 사용법 안내가 아닌 자기 소개하기 등의 간단한 활동을 통해 블록을 옮겨 보거나 블록의 내용을 바꿔보거나 블록의 삭제해보는 경험을 갖도록 합니다. 학생들이 부 담을 갖지 않는 범위 안에서 익숙해질 수 있도록 하는 활동들이 주를 이루고 있습니다.
ㅇ 네 번째 성취기준부터 본격적인 프로그래밍 활동에 들어가게 됩니다. “[6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.”는 기 준은 교과서마다 다루는 내용이 조금씩 달라집니다. 성취기준을 달성하기 위해 컴퓨터과 학의 개념 중 변수의 개념을 직접적으로 제시하고 사용하는 교과서도 있으며, 특정 교과 서는 사용은 하되 개념적으로 접근하지 않는 교과서도 있습니다. 중요한 것은 학생들이 컴퓨터의 기본적인 처리 과정인 입력과 처리 출력 과정을 직접 프로그래밍해보는 데 있으 며, 정보를 직접 다루어서 처리하는 과정을 설계하고 프로그래밍해보는 것이 중요합니다.
특정 교과서들은 학교에서 일어날 수 있는 문제 상황을 예로 들어 제시하고 있습니다. 광 복절을 주제로 잡아 광복 몇 주년인지 계산해주는 프로그램을 만들거나 사용한 용돈을 입 력하면 남은 용돈을 계산해주는 프로그램, 이름을 묻고 이야기하거나 계산기 프로그램을 만들기도 합니다.
ㅇ 마지막 성취기준인 “문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.”는 항목은 교과서마다 다양한 형태로 나타나고 있습니다. 제시된 프로 그램을 따라 만드는 과정에서 학생들에게 순차, 선택, 반복 등의 과정을 직접적으로 제시 하는 교과서도 있으며 놀이 활동을 통해 순차, 선택, 반복 등의 개념을 몸으로 익히고 그 형태를 프로그램으로 표현하는 교과서도 있습니다. 그러나 모든 교과서가 엔트리라는 도 구로 기본적인 프로그램의 구조를 익히는 것은 동일합니다. 또한 각각의 구조를 익혔다면 더 나아가 일상생활의 문제를 직접 해결해보는 경험을 제공하기도 합니다. 교실 상황의 문제를 해결하기 위한 행복 저금통 프로그램 만들기 활동이나 전자 잠금장치 프로그램, 운동을 도와주는 프로그램 등을 만들어 지금까지 배운 여러 가지 개념을 활용 할 수 있도 록 합니다. 현실 세계의 문제 해결 활동을 통해 컴퓨팅사고력을 직접 활용해보는 경험을 가질 수 있게 됩니다.
ㅇ 정규 수업 시간 이외에도 다양한 수업들이 이루어지고 있습니다. 특히 도형 그리기 활동과 무늬 그리기 활동 같은 ‘미션형 수업’을 통해 학생들이 교과서에서 배운 개념을 심화시 키거나 수업 시간의 추가적인 활동으로 제시하고 있습니다. 교사는 학생들에게 미리 만들 어 둔 사각형을 프로그램을 제시하고 학생들이 프로그램을 직접 조작할 수 있도록 합니 다.
학생들은 자연스럽게 순차의 개념을 활용하여 위에서 아래의 순서로 주어진 코드를 분석 하고 사각형을 그리기 위한 조건 등을 탐색하게 됩니다. 첫 번째로 사각형의 프로그램을 수정하여 삼각형을 그리도록 미션을 제시합니다. 학생들은 자신이 평소에 가지고 있던 수 학적 지식으로 문제가 풀리지 않는다는 점을 깨닫게 되고
문제를 해결하기 위해 다양한 시도를 하게 됩니다. 학생들은 많은 실패 속에서 명령어들 이 어떻게 동작하는지 체득하며 정삼각형을 그리게 됩니다.
교사는 학생들의 수준에 맞게 미션을 일찍 해결한 학생이 있다면 다른 종류의 다각형을 제시하여 다양한 다각형들 사이의 변의 개수와 각의 개수 회전 각도의 규칙성을 찾을 수 있도록 유도합니다.
ㅇ 정다각형 그리기가 끝났다면 이제 교사는 학생들에게 원을 그릴 수 있도록 안내합니다. 이 또한 학생들에게 충분한 시간을 주어서 다양한 시도를 할 수 있도록 안내합니다. 정다각 형의 각이 많아지면 원에 가까워진다는 점을 활용해서 분절적으로 도형을 생각하고, 반복 의 개념을 활용해서 원을 그릴 수 있도록 유도합니다.
반복의 개념을 교사가 직접 제시하기 보다는 도형을 반복적으로 실행하는 상황 즉, 원을 그리기 위해서 어쩔 수 없이 많은 블록을 반복적으로 사용해야 하는 상황을 통해서 반복 블록의 필요성을 느낄 수 있도록 합니다. 이러한 과정을 통해 학생들은 자연스럽게 배운 반복 블록을 찾아 원을 그릴 수 있게 됩니다.
ㅇ 마지막으로 교사는 학생들에게 사각형을 반복해서 무늬를 그린 사례를 제시하고 학생들에 게 지금까지 배운 도형을 반복해서 자신만의 무늬를 그려 볼 수 있는 창작의 시간을 제공 합니다. 이때도 학생들이 그리기 위한 무늬의 알고리즘을 먼저 작성하고 그 알고리즘을 통해 나올 무늬를 상상해서 그린 다음, 실제 프로그래밍 결과와 비교해봅니다. 학생들은 여러 미션을 해결하는 활동 속에서 문제를 해결하는 컴퓨팅사고력을 기를 수 있게 되고, 창작활동을 통해 자신의 생각을 컴퓨팅으로 풀어내는 경험을 할 수 있게 됩니다.
2) 초등 SW교육 현장 인터뷰
질문 : 현장 교사가 생각하시는 소프트웨어 교육은 무엇인가요?
답변 : 컴퓨팅사고력을 기르기 위한 교육입니다. 컴퓨터라는 도구를 활용하고 프로그래밍 언어를 활용하는 수업이다 보니 특정 도구들을 배우기 위한, 도구가 목적이 되는 수업이라고 오해하기 쉽습니다. 하지만 소프트웨어교육은 컴퓨팅 파워 즉 컴퓨터 의 뛰어난 계산 능력을 활용하여 현실세계의 문제를 해결해 나갈 수 있는 창의적 인 문제 해결력을 키우는 것입니다. 학생들이 남들이 만든 알고리즘을 활용하는 것이 아닌 문제를 해결하기 위한 자신만의 알고리즘을 설계하고 프로그래밍 하며 더 나은 효율적인 프로그램을 만들어 내는 창의적인 모습을 보여줄 때 이 소프트 웨어 교육은 사고력 교육이구나 문제 해결력 교육이라는 것을 다시한번 더 느끼게 됩니다.
질문 : 학생들의 반응은 어떤가요?
답변 : 앞서 보신 도형그리기 수업을 할 때는 많은 학생들이 머리를 부여 잡고 고민하는 모습을 볼 수 있습니다. 문제가 해결 되었다고 소리를 지르는 학생들도 있구요.무 엇보다도 실패를 두려워 하지 않고 다양한 시도를 할 수 있어서 학생들은 소프트웨 어교육 시간을 좋아 하는 것 같습니다. 컴퓨터라는 공간안에서는 얼마든지 실패하 도 괜찮으니깐요. 그리고 학생들의 반응은 무늬 그리기의 영상을 보시면 좋을 듯 합니다. 이 수업에서 학생들은 딱 두 가지 이야기만 하게 됩니다. (영상 재생) 우와!
이거 어떻게 한거야? 학생들은 자신이 만든 알고리즘 대로 실행 되는 모습을 보고 성취감을 느끼고 다른 친구들의 작품을 보며 알고리즘을 궁금해 하게 됩니다. 교사 의 특별한 지시가 없이도 학생들은 친구가 그린 무늬의 알고리즘을 보고 자신의 알 고리즘을 수정하고 더 나은 무늬를 만들기 위해 노력합니다. 이 모든 것들이 교사 의 가이드 안에서 학생들의 의사대로 자유로운 분위기에서 일어나는 수업 상황이니 너무 보기 좋지 않나요?
질문 : 초등 소프트웨어 교육의 문제점은 무엇인가요?
답변 : 제가 6년 전에 겪었던 문제가 있습니다. 저는 6년전에 소프트웨어 수업을 할 때 완 전 도구에 초점을 맞춘 수업을 했습니다. 학생들에게 도구 사용법을 알려주는데만 수업 시간의 80%이상을 활용했었습니다. 그 결과 학생들은 컴퓨터실에 가는 것을 싫어 하는 일까지 생기게 되었습니다. 프로그래밍 도구 즉 엔트리나 스크래치를 자꾸 하나하나 가르칠려고 하지 말고 학생들 스스로 알아 갈 수 있도록 허용적인 분위기와 충분한 조작의 기회를 제공해주시면 좋을 것 같습니다. 그리고 많은 초 등 교사들이 프로그래밍 수업을 조금 하다보면 본인들이 질려서 성취기준을 넘어 서거나 피지컬 컴퓨팅 도구를 중심으로 한 수업으로 방향을 바꾸기도 합니다. 가 장 중요한 것은 성취기준에 맞는 수업을 해야 한다는 것입니다. 그리고 학생들에 게 다양한 프로그래밍 환경을 제공 한다면 충분히 컴퓨팅사고력을 기를 수 있는
수업을 운영 할 수 있습니다. 학생들 수준에 맞는 환경에 맞는 다양한 활동 및 필 요하다면 교과서의 내용을 재구성 할 수 있도록 해야 합니다. 놀이 중심의 활동의 경우 놀이 그자체로 끝나 버리는 경우가 많습니다. 특히 보드게임 등의 교구를 사 용한 놀이중심 활동의 경우, 교사의 철저한 설계가 없이는 그저 재미있는 놀이 활 동으로 끝나버리기가 쉽습니다. 우리의 목적인 컴퓨팅사고력을 기를 수 있는 놀이 활동인지 면밀히 분석하여 학생들과 함께 계속 염두해두고 활동해야 할 것입니다.
마지막으로 소프트웨어교육이 컴퓨터를 사용한다는 이유로 어렵다고 생각하는 교 사들이 많습니다. 우리가 학생들 보다 그림을 잘 못그릴 수도 있고 달리기를 잘 못 할 수도 있지만 수업은 누구보다 잘 할 수 있는 교사라는 점을 기억하고 있으 시면 됩니다. 학생들이 우리보다 컴퓨터를 잘하더라도 우리는 훨씬 더 잘 가르칠 수 있습니다. 사실 요즘 학생들은 컴퓨터 보다는 스마트폰을 더 잘합니다. 선생님 들이 생각하시는 것 보다 학생들은 컴퓨터를 잘 못 다룰지도 모릅니다
질문 : 소프트웨어 교육이 필수화가 되었는데, 앞으로는 방향은 어떻게 되어야 한다고 생각하시나요?
답변 : 먼저 학생들은 즐겁게 참여 해주시기만 하면 됩니다. 이 교육은 어려운게 아닙니 다. 그리고 외워야 하는 것이 아닙니다. 초등에서는 즐겁게 게임 하듯이 놀이 하듯 이 문제를 해결하고 참여 하다 보면 어느새 컴퓨팅 사고력을 가진 학생이 될 수 있을 것입니다. 정답만을 찾으려고 하지마세요. 컴퓨팅사고력은 생활속의 문제를 컴퓨터로 해결 할 때 길러질 수가 있습니다. 프로그래밍을 가까이 했으면 합니다.
저는 컴퓨팅사고력이 앞으로 30년 이상을 살아갈 우리 학생들에게 꼭 필요한 역량 이라고 생각하고 있습니다. 우리 학생들이 어디서나 양질의 소프트웨어교육을 받 을 수 잇도록 많은 사람이 함께 노력 했으면 좋겠습니다.
정리하기
1) 초등 소프트웨어교육은 실과 교과안에 17차시 단원으로 들어와 있습니다.
2) 초등 소프트웨어교육은 크게 소프트웨어의 이해, 적차적사고 문제해결, 프로그래밍 체험 및 문제해결로 나눌 수 있습니다.
3) 교과서에는 각각의 성취기준을 달생하기 위해 다양한 활동과 실생활의 문제 해결을 제시 하고 있습니다.
