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3 일러두기 2015 개정교육과정에따라 2018 년부터중학교에서는정보과목을필수로배우게됩니다. 또한 2019 년부터는초등학교 5~6 학년학생들도실과과목에서소프트웨어교육을받게됩니다. 이는지능정보사회를살아가기위해우리아이들에게필수적으로요구되는컴퓨팅사고력, 협력적문제해결력, 창의 융합역량을함양하고자하는시대적요구이자정책적노력의일환입니다. 이에 2017 년부터전국의모든초등학교선생님들을대상으로 학교로찾아가는소프트웨어교육연수 가진행되고있습니다. 이연수는초등학교선생님들이소프트웨어교육에대하여기본적인이해를높이는데목표를두고있습니다. 따라서연수교재는선생님들이쉽고재미있게소프트웨어교육에다가갈수있도록구성되어있습니다 년도에개발 보급된교재는선생님들의소프트웨어교육에대한개념이해에초점을맞춘것으로 개념편 에해당합니다. 2017년교재 ( 개념편 ) : 개념전달과개념이해를위한내용으로구성 I. 소프트웨어교육의필요성 2015개정교육과정의소프트웨어교육이해. 소프트웨어교육의체험. 소프트웨어교육의실제. 소프트웨어교육참고사이트및자료 그리고 2018 년에개발 보급되는교재는선생님들이직접체험을통해서소프트웨어교육을이해할수있 도록 체험편 으로구성하였습니다. 이교재에서는선생님들이학생입장이되어소프트웨어교육을체험해보고 체험하기, 수업에적용하기 를통하여수업시간에가르쳐야할때고려해야할성취수준, 학습요소, 교수 학습방법, 평가방법을생 각해볼수있게하였습니다. 일러두기 3

4 2018 년교재 ( 체험편 ) : 학생이나교사의입장에서직접체험할수있는주제모듈로구성 I. 언플러그드활동 프로그래밍활동. 로봇활용소프트웨어교육활동 [ 부록 1] 소프트웨어교육참고사이트및자로 각학교에서는선생님의수준과요구에따라 2017 년과 2018 년의연수프로그램 ( 연수교재 ) 에서원하는주제를선택하여연수를구성할수있습니다. 두교재모두연수교재와강의용자료 (PPT) 를함께배포하고있으므로학교에서강의를하시는선생님들은강의용자료 (PPT) 를활용하여연수를진행하실수있고, 연수를받으시는선생님들도강의용자료 (PPT) 를참고하시면실제수업시에도움이되실수있을것입니다 년체험편교재는소프트웨어교육을처음접하는선생님들도쉽고재미있게참여할수있도록구성하였습니다. 각영역별로 3개씩의활동들은난이도를조금씩달리하여모듈형태로구성하였습니다. 따라서기초적인체험을원하는경우는각영역별로첫번째활동주제를선택하고, 그이상의수준을원하는경우는영역별로 2~3 번째주제를선택할수있습니다. 또한초등학교에서는언플러그드활동을통하여컴퓨터없이절차적사고를배우는활동이강조되고있으므로언플러그드활동만으로도연수를구성할수도있습니다. 이교재를통하여소프트웨어교육에익숙하지않은선생님들도즐거운체험을통하여소프트웨어교육에 대한관심과이해를높여우리아이들에게창의와협력이가치를발하는소프트웨어교육의장을활짝열 어주시기바랍니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

5 차례 Ⅰ 개요 학습지활용언플러그드활동 도구활용언플러그드활동 신체활동중심언플러그드활동 35 Ⅱ 개요 기초프로그래밍활동 문제를해결하는프로그래밍활동 입력, 처리, 출력에관한프로그래밍활동 71 Ⅲ 개요 순차알고리즘으로로봇움직이기 반복알고리즘으로동요연주하기 선택알고리즘으로안전주행자동차만들기 102 v 1. 소프트웨어교육참고사이트및자료 소프트웨어교육관련연수안내 에듀넷소프트웨어교육관련자료안내 112 차례 5

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7 왜소프트웨어교육인가요? 자동차는이제기름이아니라소프트웨어로달린다. - 디터제체 ( 메르세데스 - 벤츠 CEO) 지난 20 년동안지속된정보기술 (IT) 시대가저물고앞으로 30 년간데이터기술 (Data Technology) 시대가열린다. - 마윈 ( 알리바바 CEO) 이나라에살고있는모든사람은컴퓨터프로그래밍을배워야한다. 프로그래밍은생각하는방법을가르쳐주기때문이다. - 스티브잡스 ( 애플창업자 ) 내가대학생으로돌아간다면 AI, 에너지, 생명공학을공부하고싶다. 젊은이들도적극검토해보시라. - 빌게이츠 ( 마이크로소프트창업자 ) 모두가컴퓨터과학을배워야합니다. 비디오게임을사지만말고직접만드세요. 새로나온어플리케이션을다운로드만하지말고디자인하세요. 휴대폰을가지고놀지만말고프로그램을만드세요. - 버락오바마 ( 전미국대통령 )

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9 CHAPTER Ⅰ 언플러그드활동 언플러그드활동이란컴퓨터없이컴퓨터과학의원리를학습하거나컴퓨팅사고력을키울수있는활동을의미합니다. 언플러그드활동은프로그램을만들기전에문제를이해하고, 분석하며, 알고리즘을도출하는과정에서주로활용됩니다. 그밖에도활동지또는구체물을이용하여학습하는것이효과적일때, 신체활동으로흥미와집중을유발하는것이필요할때등학습상황에따라언플러그드활동을도입하기도합니다 개정교육과정에서는절차적사고의지도방법으로서언플러그드활동을강조하고있으며, 컴퓨터없이문제를해결할수있는방법과절차를이해할수있게지도하도록방법을제시하고있습니다.

10 특징및유의점 Ÿ 소프트웨어교육의경험이없는학생들에게도쉽게적용이가능하며, 컴퓨터활용이제한되는저학년학생들을대상으로도교육을실시할수있다. Ÿ 흥미나게임자체에목적이있는것이아니며, 반드시소프트웨어교육과정속에서학습하고자하는요소와연결되어야한다는점에유의해야한다. 관련성취기준 Ÿ [6실 04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. 절차적사고란문제를효율적으로해결하기위해문제를작은단위로나누고, 각각의문제를단계별로처리하는사고과정으로, 일상생활속의사례들을찾아보고절차적사고과정을문제해결에적용한다. 언플러그드활동 관련된교수 학습방법 Ÿ 강의, 실습 Ÿ 문제해결학습 Ÿ 협동학습 적용가능한평가방법 Ÿ 관찰평가, 체크리스트 Ÿ 동료평가, 자기평가등 Ÿ 보고서평가 언플러그드활동의유형 Ÿ 이야기기반 Ÿ 학습지기반 Ÿ 도구기반 Ÿ 신체활동기반 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

11 1 학습지활용언플러그드활동 생각열기 최근로봇에대한소식을들어본적이있나요? 유명요리사의요리를그대로따라하고, 24시간창고정리도하고, 심지어는피아노도친다고합니다. 그런데로봇안에는이런일들을가능하게해주는소프트웨어가있다고하는데요, 어떻게명령을내려야로봇이원하는대로움직일까요? 이번시간에는컵쌓기로봇이되어명령을직접수행하고, 로봇에게내릴명령도만들어보면서소프트웨어가가진특징들을탐구해봅시다. 활동목표 1. 컵쌓기활동을이해하고, 체험할수있다. 2. 알고리즘의특징과순차구조의의미를이해할수있다. 활동개요 본활동은 2 인 1 조로진행되며한명은명령을작성하고, 다른한명은로봇이되어그명령을실행하는역할을맡게됩니다. 그과정에서명령을어떻게작성해야하고또, 어떤순서로명령을내려야하는지를탐구합니다. CHAPTER I. 언플러그드활동 11

12 02 02 체험하기 1 2인 1조로팀을구성합니다. 팀별로활동지와필기구, 컵 10개를준비합니다. 2 각자원하는형태로컵이쌓인모양을그립니다. 그림예시 3 그린모양대로컵이쌓이도록명령을작성합니다. 명령기호예시 컵 1 개높이만큼위로움직입니다. 컵 1 개너비의절반만큼왼쪽으로움직입니다. 컵을왼쪽으로 90 도회전합니다. 컵 1 개높이만큼아래로움직입니다. 컵 1 개너비의절반만큼오른쪽으로움직입니다. 컵을오른쪽으로 90 도회전합니다. 그곳에컵을놓습니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

13 4 명령지를팀원끼리서로바꾼후, 팀원이작성한명령대로실행합니다. 5 완성된모습과팀원이그린컵쌓기그림과일치하는지비교합니다. [ 컵쌓기완성된모습 ] CHAPTER I. 언플러그드활동 13

14 컵쌓기활동지 절취선 " 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

15 03 03 수업에적용하기 이활동의목표는구조화된문제속에서 [ 절차적사고 ] 를적용하는과정을통해소프트웨어의특징을탐구하는것입니다. 학습자는그림과같이컵을쌓기위해서어떠한순서로명령을내려야하는지고민하게됩니다. 이과정속에서명령의작성과실행을 [ 자기평가 ] 하며 [ 절차적사고 ] 의특징을정리합니다. 실제수업에서완성된컵모양을학습자가직접그리는것이어려울수있기때문에예시카드중에서선택하거나컵모양카드를활용하는것으로수정하는것도좋습니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표및학습주제와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 강의 실습 이야기기반 학습지기반 도구기반 신체활동기반 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 수행평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 자기평가 체크리스트 기타 ( ) CHAPTER I. 언플러그드활동 15

16 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 2 인 1 조모둠활동 생각열기 5 분활동하기 30 분정리하기 5 분 일반교실 교사용 PPT 활동지그림예시카드컵 1 인당 10 개 수업흐름 생각열기 로봇의사례를살펴보고, 소프트웨어에대해생각해봅니다. 영상자료 창고정리로봇영상 : 활동하기 활동방법을안내하고, 명령어에사용되는기호를살펴본뒤실제활동을전개합니다. 설명자료컵쌓기활동지 정리하기 활동속순차구조의의미를정리하고, 활동결과를통해자기평가를실시합니다. 정리자료자기평가지 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

17 교사는활동하기, 정리하기단계에서 [ 관찰평가 ] 를수행할수있습니다. 평가요소 Pass 채점기준 Fail 명령지작성 명령의수행 기호를이용하여제시한그림에알맞은명령을작성할수있다. 제시된명령에맞게순서대로수행할수있다. 기호의의미를이해하지못하거나그림과관련없는명령을작성한다. 제시된명령을고려하지않고활동을진행한다. 정리하기단계에서는다음과같은평가지를활용하여 [ 자기평가 ] 를수행할수있습니다. 평가요소항목평가 명령지작성 컵쌓기그림에맞는명령을작성할수있습니다. 제시된명령어를보고알맞게실행할수있습니다. 순차구조에대해설명해보세요. CHAPTER I. 언플러그드활동 17

18 04 04 수업참고자료 순차구조는순서대로실행되는프로그램의제어구조를뜻하며, 모든프로그램이가지고있는특징입니다. 이에따라소프트웨어교육에서는명령어의순서를중요하게다루고있습니다. 어떤문제를해결할때순서를고려한다면더효율적으로해결할수도있고, 복잡한문제를작은단위로나누어생각하면서해결방법을보다쉽게찾을수있기때문입니다. 또한최종적으로만드는프로그램은순차구조안에서동작하기때문에해결방법을생각할때부터순차구조를고려해야합니다. 본활동에서는컵을쌓을때먼저아래층을쌓아야한다는점, 컵을쌓기위해명령어를작성할때그순서를고려해야한다는점에서순차구조와연관성이있습니다. 또한로봇이되어명령어를실행할때제시된순서대로실행한다는점에서도순차구조의개념을찾을수있습니다. 정리활동에서이전활동들을다시상기시키고, 그속에있는순차구조의개념을설명한다면학습자들이어렵지않게이해할수있을것입니다. 학습자들이컵쌓기그림을그리기어려워한다면다음카드를준비하여활용할수있습니다. 카드를미리잘라서준비하고, 임의로뽑은뒤활동을진행합니다. 코드닷오알지, My Robotic Friends 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

19 컵쌓기활동지작성예시 절취선 " CHAPTER I. 언플러그드활동 19

20 2 도구활용언플러그드활동 생각열기 운동장에서땅따먹기게임을해본경험이있나요? 이번시간에는로봇을활용한땅따먹기게임을해보려합니다. 로봇에게명령을내려움직이게하고, 로봇이지나간곳은내땅이되는게임입니다. 로봇은앞으로이동과회전을할수있고, 반복카드도사용할수있습니다. 어떻게명령을내려야더많은땅을차지할수있을까요? 다함께땅따먹기게임에도전해봅시다! 학습목표 1. 땅따먹기보드게임의규칙을이해하고, 게임에참여할수있다. 2. 순차구조와반복구조를적용하여문제를해결할수있다. 활동개요 이활동은보드게임을통해소프트웨어의학습요소를적용하여문제를해결하는활동입니다. 한게임은 4 명이진행하며, 게임자체가순차구조와반복구조를이용하여문제를해결하도록구조화되어있습니다. 따라서학습자는게임속에서자연스럽게소프트웨어학습요소를적용하며그의미를내면화하는기회를갖게됩니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

21 02 02 체험하기 1 4 인 1 조로그룹을구성하고, 다음내용들을준비합니다. 보드게임판 1 개 게임말 4 개 1 인당이동카드 4 개씩준비여기까지반복카드 1 개씩준비 반복카드 8 장잘섞어뒤집어놓기색연필또는싸인펜 4 개 ( 색깔이다르게 ) CHAPTER I. 언플러그드활동 21

22 2 가위바위보로색깔과순서를정합니다. 3 정해진색깔에맞춰색연필을준비합니다. 색연필또는싸인펜준비 4 자신의색깔에맞춰말을놓습니다. ( 처음에보는방향은자신이정할수있습니다.) 회색으로된곳은갈수없는장애물칸입니다. 4 자신의차례에반복카드를잘섞은뒤한장을뽑습니다. 반복카드한장뽑기 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

23 5 자신이가진이동카드와뽑은반복카드를활용해명령어를생각합니다. 이동카드뽑은카드 ( 예시 ) 명령조립예시 모든카드를꼭써야하는것은아닙니다. CHAPTER I. 언플러그드활동 23

24 6 명령어를조립한대로움직입니다. 명령어실행예시 7 움직인자리를자신의색으로색칠합니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

25 이동할때다음의규칙을준수해야합니다. 규칙 1 다른사람이색칠한곳은이동할수없습니다. 명령을실행하다가 다른사람이색칠한 곳으로이동하게되면 명령어실행을중단하고 그자리에멈춥니다. 그리고다음순서로넘어갑 니다. 규칙2 제자리에 3번머물면패합니다. 자신의차례가 3번진행될동안앞으로 1칸이동카드를쓰지않고, 제자리에서회전만한다면바로탈락합니다. 규칙3 사용한반복카드는다시카드더미에넣고섞습니다. 매번자신의차례가되면반복카드를뽑고시작합니다. 명령어를실행한뒤사용한반복카드는다시반복카드더미에넣고잘섞어둡니다. 8 모든곳이색칠될때까지게임을진행합니다. 9 게임이끝나고, 가장많은칸을색칠한사람이승리합니다. 활동 TIP Ÿ 게임의이야기흐름을바꾸어청소하는로봇게임으로변형해도좋습니다. 로봇이지나간길을표시하는것은로봇이그길을청소했다는의미로해석할수있습니다. 따라서더효과적으로청소하는명령어를만들어보는게임으로도활용할수있습니다. CHAPTER I. 언플러그드활동 25

26 03 03 수업에적용하기 이활동은 [ 절차적사고 ] 를이용해해결할수있는문제를담은보드게임을활용한언플러그드활동입니다. 친숙한게임을도입하여학습동기를유발하며, 보드게임의규칙을알아보고, 그속의문제를해결하는활동으로구성되어있습니다. 학습자가가장효과적인명령어를조립하고, 적용하는활동에는문제를작은단위로나누고, 그해결방법의순서를생각해보는과정이담겨있습니다. 교사는학생들이효과적으로명령어를조립하고있는지, 어떻게문제를분석했기에그런명령어를내게되었는지등을확인하면서 [ 절차적사고 ] 에대한 [ 관찰평가 ] 를실시할수있습니다. 수업을진행할때는학습자의수준을고려하여 2명을한팀으로구성하는방법도활용할수있습니다. 또한반복카드를활용하는다양한예시를제시하면서반복구조의이해를도울수있습니다. 학습자의수준에따라심화수업을전개하고자할경우에는이동카드를더많이제시할수있습니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표및학습주제와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 문제기반학습 이야기기반 학습지기반 도구기반 신체활동기반 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 수행평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 자기평가 체크리스트 기타 ( ) 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

27 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 4 인 1 조 ( 상황에따라 8 인 1 조가능 ) 도입활동 5 분게임설명 10 분실제활동 20 분정리활동 5 분 일반교실 교사용 PPT 보드게임세트 수업흐름 도입 게임과관련된경험을떠올리고, 게임의목표를확인합니다. 설명자료 문제이해 보드게임의규칙과진행방법을살펴보고, 주어진상황과조건및핵심요소를파악합니다. 설명자료 보드게임활동하기 효율적으로해결하는방법을생각하고적용하는과정을반복해서수행하면서목표에도달하는최적의방법을고민합니다. 보드게임 정리하기 문제를해결하는방법을서로나누고, 공부한점을정리합니다. 정리자료 CHAPTER I. 언플러그드활동 27

28 교사는보드게임활동하기단계에서 [ 관찰평가 ] 를수행할수있습니다. 효율적으로명령내리기 더많은영역을넓힐수있는방법을생각하여명령어를효과적으로작성한다. 영역을넓힐수있는길을찾고, 그대로움직이도록명령어를작성한다. 이동하는길을생각하지못하고, 비효율적인명령을작성한다. 반복구조활용하기 반복카드의역할을이해하여효과적으로활용하고, 명령어대로정확하게움직인다. 문제해결에반복카드를이용하고, 명령어대로정확하게움직인다. 반복카드의역할을이해하지못하며, 게임에활용하지않는다. 정리하기단계에서는다음과같은평가지를활용하여 [ 자기평가 ] 를수행할수있습니다. 효과적으로명령내리기 땅을많이차지하는효과적인길을생각할수있다. 가지고있는카드를활용해명령을내릴수있고, 명령대로움직일수있다. 반복카드에대해설명해보세요 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

29 04 04 수업참고자료 땅따먹기보드게임에서는두가지의소프트웨어교육요소를찾아볼수있습니다. 첫번째는순차구조입니다. 이동카드를이용해명령어를조립하고, 실제로말을움직이는과정은차례대로실행되는순차구조를담고있습니다. 두번째는반복구조입니다. 반복카드는사이에조립된명령어를반복하여실행하는기능을가지고있습니다. 이는동일한내용을반복하는반복구조와같습니다. 따라서무엇을반복시켜야할것인지생각하게되고, 이는반복구조를활용한활동으로볼수있습니다. 땅따먹기보드게임은아래에다운로드링크가제공되어있습니다. 4명당 1팀으로보고, 학급의학생수에맞게출력하여활용할수있습니다. 한학급이활용할분량을준비하고, 다른반과함께활용하면효과적입니다. 땅따먹기보드게임자료링크 : 보드게임을활용한소프트웨어교육은흥미와집중을높일수있다는점에서큰장점이있습니다. 소프트웨어교육용보드게임에는다양한종류가있으며, 각수업의성취기준과학습목표를고려하여선택후활용하는것이좋습니다. 일반검색포털에서무료로배포되는것도있고인터넷쇼핑몰에서검색하면쉽게찾아볼수있습니다. CHAPTER I. 언플러그드활동 29

30 땅따먹기보드게임활동지 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

31 말카드는실선을모두자르고점선부분을접습니다. 게임을할때는 [ 보기 ] 처럼세 워서사용합니다. (1 인당 1 개필요 ) [ 보기 ] 이동카드는실선으로잘라준비합니다.( 색깔별 4 장한세트씩준비 ) ㅁ CHAPTER I. 언플러그드활동 31

32 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

33 반복카드는실선으로잘라준비합니다. CHAPTER I. 언플러그드활동 33

34 여기까지반복카드는실선으로잘라서준비합니다.( 색깔별로가져갑니다.) 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

35 3 신체활동중심언플러그드활동 생각열기 청소로봇을관찰해본경험이있나요? 청소로봇은부착된센서를이용하여장애물을피해이동합니다. 장애물이없으면그대로직진을하지만장애물이앞에있다면없는쪽으로움직이도록되어있습니다. 이렇게조건에따라명령을선택하여실행하는구조를선택구조라고합니다. 이번시간에는조건카드게임을통해선택구조에대해알아보도록합시다. 학습목표 1. 조건카드게임활동을이해하고, 체험할수있다. 2. 선택구조의의미를이해할수있다. 활동개요 이활동은선택구조를학습할수있는신체활동중심의언플러그드활동입니다. 4 명을한팀으로만들고학습지와카드를준비합니다. 카드를뒤집었을때나오는수와모양에따라해야할행동을정합니다. 번갈아가며카드를뒤집고, 해당조건에알맞은행동을해야합니다. 만약조건과다른행동을했거나아무행동을하지않았다면그동안뒤집은카드를모두가져와야합니다. 자신의카드를제일먼저모두버리는사람이승리하는게임입니다. 신체적활동은높은흥미도와집중을유발합니다. 따라서이활동을통해학습자는선택구조의개념과의미를보다효과적으로이해할수있습니다. 또한블록형프로그래밍에서선택구조를어떻게표현하는지미리경험해보기때문에후속학습에도도움을줄수있습니다. CHAPTER I. 언플러그드활동 35

36 02 02 체험하기 1 4 인 1 조로팀을구성하고, 다음과같은준비물을준비합니다. 2 조건카드를한장뽑아학습지에적습니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

37 3 해당조건에서해야할행동을생각하여적습니다. 4 돌아가며정한행동을설명하고, 다른사람이정한행동을학습지에정리합니다. 5 카드를골고루섞은뒤똑같이나누어각자앞에뒤가보이도록놓습니다. 6 순서를정하고, 자신의차례가되면앞의카드를뒤집어중앙에놓습니다. 앞카드와헷갈리지않도록중앙에놓을때는겹치게놓아야합니다. CHAPTER I. 언플러그드활동 37

38 ➆ 조건에맞는카드가나올경우해당되는행동을합니다. 8 아무런행동을하지않거나다른행동을할경우중앙에놓은카드를모두가져갑니다. 8 앞에카드가없는사람이나올때까지게임을진행합니다. 활동 TIP Ÿ 조건에따른행동은실제가능한것으로도덕적으로문제가없어야합니다. 활동을안내할때어떤행동 이가능한것인지예시를들어주는것이좋습니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

39 조건카드게임학습지 CHAPTER I. 언플러그드활동 39

40 조건카드 Ÿ 조건카드를오려서준비합니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

41 03 03 수업에적용하기 이활동은프로그램을만드는과정에서 [ 선택구조 ] 를이해하는활동으로구성되었습니다. 이활동에적용되는성취기준은프로그래밍활동중심의성취기준이지만수준에따라언플러그드활동을도입하여그개념을효과적으로학습하도록수업을진행할수있습니다. 학습자는선택구조로구성된블록에규칙을적고, 게임에적용함으로써선택구조의의미를이해할수있으며, 교사는그과정에서게임이제대로진행하는지를 [ 관찰평가 ] 하여학습자의이해도를확인할수있습니다. 우리주변에서선택구조를찾아보는활동에서는 [ 동료평가 ] 를실시하여서로의이해를점검하고, 개념형성에서부족한부분을피드백하여학습의효과를높일수있습니다. 수업을진행할때는게임규칙의예를제시하고, 선택구조의의미를파악하는시범을먼저보여줌으로써선택구조에대한충분한이해가선행되도록해야합니다. 또한카드자체를모르는학생을위해서무늬와숫자, 알파벳도설명해줄필요가있습니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표및학습주제와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수 학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 강의 실습 이야기기반 학습지기반 도구기반 신체활동기반 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 수행평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 동료평가 체크리스트 기타 ( ) CHAPTER I. 언플러그드활동 41

42 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 3~4 인 1 조 생각열기 5 분활동하기 30 분정리하기 5 분 일반교실 교사용 PPT 활동지트럼프카드 수업흐름 생각열기 청소로봇의움직임을보고, 선택구조에대해생각해봅니다. 영상자료 영상링크 : 진화하는로봇청소기, 활동하기 활동방법을안내하고, 학습지를작성하는방법을살펴본뒤실제활동을전개합니다. 설명자료조건카드게임학습지 정리하기 활동속선택구조의의미를정리하고, 활동결과를통해자기평가를실시합니다. 정리자료동료평가지 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

43 교사는활동하기, 정리하기단계에서관찰평가를수행할수있습니다. 선택구조작성 제시된조건을활용하여명령어를작성할수있다. 조건과명령의관계를이해하지못하며, 명령어를작성하지못한다. 명령어실행 정해진조건과명령을이해하고, 게임에참여하여상황에맞는행동을할수있다. 게임에서상황에맞는행동을하지못한다. 정리하기단계에서는다음과같은평가지를활용하여 [ 동료평가 ] 및 [ 글쓰기 ] 평가를수행할수있습니다. 학년반번이름 : 평가기준 선택구조의예를알맞게들었는가? 내용설명이선택구조의의미와일치하는가? CHAPTER I. 언플러그드활동 43

44 04 04 수업참고자료 조건카드게임은학생들이어려워하는 선택구조 에대한개념을학습할수있는활동입니다. 처음소프트웨어교육을접하는학습자의경우선택구조가낯설고, 개념을이해하기어려워할수있으므로신체적움직임과게임요소를담고있는언플러그드활동을도입하여설명한다면교육적효과를높일수있습니다. 특히학생들이활용하는블록형프로그래밍언어의블록을그대로제시하였기때문에후속학습의이해도를높일수있다는측면이있습니다. 조건카드게임은한가지방법만있는것이아니라다양하게응용할수있습니다. 두조건이겹치는상황이왔을때어떻게실행되는지알아보려면조건카드를바꾸어중첩되도록할수있습니다. 또한 만일 ~ 라면 ~, 아니면 ~ 블록을도입하여선택구조를깊이있게생각해볼수도있습니다. 활동의중점은선택구조를이해하는데있으며, 세부적인규칙이나내용은교실상황에맞춰적용하는것이좋습니다. ~ ~ ~ 천대건외, 언플러그드를활용한 SW 교육 (2017), KERIS 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

45 조건카드게임학습지 (39 쪽 ) 작성예시 장애물이앞에있다면오른쪽으로피해가라이렇게되어있을것같다. 아파트에들어갈때차량의번호를읽고, 알맞은번호면차단기가열린다. CHAPTER I. 언플러그드활동 45

46 MEMO 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

47 CHAPTER Ⅱ 프로그래밍활동 프로그래밍활동이란컴퓨터의프로그램을만드는과정을통해소프트웨어교육의목표인컴퓨팅사고력을함양하는활동을의미합니다 개정교육과정에서는수업에서프로그래밍도구를사용하여기초프로그래밍과정을체험하고, 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는간단한프로그램을설계하며, 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해하도록제시하고있습니다.

48 특징및유의점 Ÿ 초등학교수준에서는프로그래밍활동에서블록형태의교육용프로그래밍언어 ( 프로그래밍도구 ) 를활용할수있다. Ÿ 예시로주어진몇개의블록명령을활용하여간단한미션을해결하는활동또는자유롭게프로그램을설계하고작성하는활동을할수있다. - 미션형도구 : 코드닷오알지, 엔트리, 구글어린이코딩등 관련성취기준 Ÿ [6실 04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. Ÿ [6실 04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. Ÿ [6실 04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. - 자유형도구 : 엔트리, 스크래치등 프로그래밍활동 관련된교수 학습방법 Ÿ 강의, 실습 Ÿ 문제기반학습 Ÿ 프로젝트학습 Ÿ 협동학습등 응용소프트웨어의사용법이나프로그래밍언어의문법학습을최소화하고, 문제해결에필요한프로그래밍을통한컴퓨팅사고력신장에초점을맞춘다. 실생활속에서일어나는문제상황을중심으로학생들이컴퓨팅사고를활용할수있도록지도한다. 적용가능한평가방법 Ÿ 관찰평가, 체크리스트 Ÿ 포트폴리오평가 Ÿ 프로젝트보고서평가 Ÿ 동료평가, 자기평가등 다양한평가도구를활용하여소프트웨어교육을통한컴퓨팅사고력의향상정도를측정할수있도록한다. 인지적, 정의적영역의균형있는평가와과정중심의평가가이루어질수있도록한다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

49 1 기초프로그래밍활동 생각열기 여러분은컴퓨터의소프트웨어 ( 프로그램 ) 를어떻게만드는지알고있나요? 컴퓨터의소프트웨어는여러명령어들을작성자가원하는순서대로기록하여만들수있습니다. 이러한과정을프로그래밍이라고합니다. 프로그래밍은블록모양의명령어들을조립하여수행할수도있습니다. 몇가지프로그래밍도구를활용한미션을수행하면서기초프로그래밍을어떻게하는지알아봅시다. 활동목표 1. 블록기반의프로그래밍도구를활용하여간단한프로그래밍을수행할수있다. 2. PC 또는모바일기기를활용하여기초프로그래밍을수행할수있다. 활동개요 이활동은개별활동으로, 강의 실습활동을통해블록기반의프로그래밍도구를처음으로접하는학습자가기초적인프로그래밍의과정을체험해보게됩니다. 이를위해선택활동으로미션형프로그래밍도구인 code.org, 엔트리의학습하기, 구글어린이코딩을수행해보고자유형프로그래밍도구인엔트리의만들기등을수행해보게됩니다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 49

50 02 02 체험하기 1 PC의크롬브라우저나모바일기기의인터넷앱을실행시키고주소입력창에 code.org 를입력합니다. ( 모바일기기의경우가로모드를권장합니다 ) 2 하단의네가지링크중에서 학생들 을선택합니다. 활동 TIP Ÿ 모바일기기의 네이버앱 에서는실행이되지않습니다. 모바일기기의기본인터넷앱이나크롬을활용 하세요. 3 컴퓨터과학기초메뉴중초등 5, 6 학년을기준으로 과정 3 이나, 빠른과정 을선택합니다. ( 수준에 따라과정 1, 2 도선택가능합니다 ) 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

51 4 레슨이름의 미로 레슨에서 1 단계 를선택합니다. 5 왼편에제시된문제를해결하기위해블록모음에있는명령블록을블록조립소로드래그 & 드롭하여조립합니다. 6 위그림과같이명령블록들의조립이모두끝나면실행버튼을눌러프로그램을실행합니다. 7 제대로실행이되었다면, 2단계와 3단계도수행해보도록합니다. 문제블록모음블록조립소 CHAPTER II. 프로그래밍활동 51

52 1 PC의크롬브라우저나모바일기기의인터넷앱을실행시키고주소입력창에 google.com 을입력합니다. ( 모바일기기의경우가로모드를권장합니다 ) 2 검색창에 구글어린이코딩 이라고검색어를입력한후해당링크에접속합니다. 3 어린이코딩프로그래밍도구에서시작 ( ) 버튼을눌러프로그래밍을시작합니다. 1) 구글어린이코딩 50 주년기념프로그래밍로고, 크롬브라우저 / 모바일브라우저접속 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

53 4 튜토리얼 ( 사용방법설명 ) 을확인한후, 제시된문제를해결하기위해화면아래에있는블록모음의블 록을화면가운데블록조립소로옮겨프로그램을작성한후실행합니다. 문제 블록조립소 블록모음 1 PC의크롬브라우저나모바일기기의인터넷앱을실행시키고주소입력창에 playentry.org 를입력합니다. ( 모바일기기의경우가로모드를권장합니다 ) 2 화면위쪽의메뉴중에서 학습하기-엔트리학습하기 를선택합니다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 53

54 3 학년별학습과정에서초등 5~6 학년을선택하고, 엔트리봇의전기자동차 미션을선택합니다. ( 학생 수준에따라 3-4 학년과정도선택가능합니다 ) 4 왼편에제시된문제를해결하기위해블록모음에있는명령블록을블록조립소로드래그 & 드롭하여조립합니다. 5 위그림과같이명령블록들의조립이모두끝나면실행버튼을눌러프로그램을실행합니다. 제대로실행이되었다면, 2단계와 3단계도수행해보도록합니다. 문제블록모음블록조립소 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

55 1 PC 의크롬브라우저로 playentry.org 에접속한후, 화면위쪽의메뉴중에서 만들기 - 교과용만들기 를선택합니다.( 수준에따라작품만들기도선택가능합니다.) 2 오브젝트추가하기버튼을클릭하여여러가지오브젝트들을추가할수있습니다. 3 다양한블록을이용하여나만의프로그램을만들수있습니다. 4 시작하기버튼을클릭하여프로그램을실행할수있습니다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 55

56 03 03 수업에적용하기 이활동은 [ 기초프로그래밍 ] 을학습요소로하여이를프로그래밍도구를통해체험해나가는과정을학습하는것입니다. 강의 실습활동에필요한 [ 설명자료 ] 를미리만들어제공하고, 학생들이활동하는과정을 [ 관찰 ] 하면서오류를수정해나가는과정을평가합니다. [ 자기평가 ] 활동을통하여활동과정을통해경험한프로그래밍도구를활용한기초프로그래밍에대해스스로생각해볼수있는기회를제공합니다. 이활동을하는과정에서모바일기기를활용하는경우크롬앱을설치하여, 가로모드로각프로그래밍도구를실행할것을권장합니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표및학습주제와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수 학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 강의 실습 시연중심모델 2) 등 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 수행평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 자기평가 체크리스트 기타 ( ) 2) 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW 교육교수학습모형개발연구 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

57 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 1~2 인 1 조 생각열기 5 분활동하기 30 분정리하기 5 분 컴퓨터실 / 무선인터넷이가능한교실 PC( 노트북 ) 또는모바일기기 수업흐름 ( 강의 실습 ) 생각열기 소프트웨어 ( 프로그램 ) 를어떻게만들고, 실행할수있는지생각해보도록합니다. 설명자료, 판서 활동하기 [ 선택활동 1~3] 의활동중에서 1 개를택하고, 강의및실습을통해활동을수행합니다. 설명자료, PPT, 관찰평가 정리하기 활동속순차구조의의미를정리하고, 활동결과를통해자기평가를실시합니다. 정리자료, 판서, 자기평가지 CHAPTER II. 프로그래밍활동 57

58 교사는활동하기단계에서 [ 관찰평가 ] 를수행할수있습니다. 기초프로그래밍수행하기 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍을할수있다. 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍을할수없다. 정리하기단계에서는다음과같은 [ 자기평가지 ] 를활용하여자기평가를수행할수있습니다. 기초프로그래밍수행하기 수업시간에활용한프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍을할수있습니다. PC 나모바일기기를활용하여기초적인프로그래밍을할수있습니다. 오늘수업시간에프로그램을작성해본소감을적어봅니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

59 04 04 수업참고자료 프로그래밍은소프트웨어교육의핵심요소라할수있습니다. 인간이만든알고리즘을컴퓨터가이해하고실행할수있게하려면프로그래밍언어를사용하여프로그램 ( 소프트웨어 ) 을만들어야합니다. 일반적인프로그래밍언어를익히기위해서는기본문법및구조에대한이해과정이필요합니다. 일반적인프로그래밍언어의대부분은영어텍스트를기반으로이루어져있으며복잡한문법체계를가지고있습니다. 그러므로처음프로그래밍을배우는학생들에게는어려움이있어교육용프로그래밍언어가만들어졌습니다. 교육용프로그래밍언어를활용하면, 블록을조립하거나단순한텍스트를사용하여프로그래밍할수있습니다. 그래서일반적인프로그래밍언어에비해누구나쉽게익히고자신만의프로그램을만들고결과를바로확인할수있는장점이있습니다. 교육용프로그래밍언어는형식에따라텍스트기반의프로그래밍언어와블록기반프로그래밍언어로구분할수있습니다. 블록기반교육용프로그래밍언어는텍스트가아닌주어진명령블록을드래그 & 드롭하여손쉽게프로그램을제작할수있어서초등학교학생들의수업에서활용하기에적합합니다. 현재가장널리사용되고있는블록기반의교육용프로그래밍언어에는스크래치 (Scratch, 와엔트리 (Entry, 가있습니다. 스크래치는 MIT 미디어랩에서개발되었고, 벡터형식의이미지처리, 멀티미디어자료입력및편집, 리믹스를통한프로젝트재활용등이가능합니다. 엔트리는국내에서개발되었으며, 학습하기를통한미션수행, 탭형태로손쉽게페이지추가, 학급만들기를통한학습관리 (LMS) 등이가능합니다. 블록기반의교육용프로그래밍언어는미션형과자유형으로재분류할수있습니다. 미션형언어는기초프로그래밍방법과프로그래밍구조인 순차, 반복, 선택 등과같은개념을학습하는데중점을둔언어이며, 간단한미션을해결하는게임형식으로구성되어있습니다. 미션을해결하는데필요한블록들만제공된다는것이특징입니다. 자유형언어는많은블록들로자유롭게프로그래밍을할수있는환경을제공합니다. 오브젝트, 다양한명령블록등상세한프로그래밍언어요소들을활용할수있다는점이특징입니다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 59

60 교육용프로그래밍언어를선택할때는먼저미션형에서기초적인프로그래밍의방법과개념을습득한 다음미션형에서습득한내용을토대로자유형에서다양한지식과경험의변형과확장을이끌어내는것을 권장합니다. 교육부 (2015) 개정실과과교육과정 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW교육교수학습모형개발연구 코드닷오알지, 구글어린이코딩, ( 크롬브라우저로접속 ) 엔트리, 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

61 2 문제를해결하는프로그래밍활동 생각열기 여러분은컴퓨터의그림판프로그램을사용해본이있나요? 그림판프로그램에서는마우스포인터를따라다니는펜도구를움직여서그림을그릴수있습니다. 그렇다면이러한마우스포인터를따라다니는그림도구는어떻게만들수있을까요? 엔트리프로그래밍도구를활용하여마우스포인터를따라다니는그림도구를만들어봅시다. 학습목표 1. 마우스포인터를따라다니는그림도구프로그램을만들수있다. 2. 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서반복구조를이해할수있다. 활동개요 이활동은개별활동으로, 학습자는문제기반학습활동을통해마우스포인터를따라다니는그림도구프로그램을만드는과정에서반복구조를이해하고활용하게됩니다. 이를위해주어진문제상황이무엇인지생각해보고, 문제를해결하는방법을찾아이를프로그램으로만들어해결해보는과정을거치게됩니다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 61

62 02 02 체험하기 무엇을만들어야하나요? 이프로그램이다음에제시된연필모양의오브젝트를활용한다면, 이오브젝트는어떤기능이있어 야할까요? 이프로그램에사용되는연필오브젝트가크게다음과같은세가지기능을가지고있다고할때, 각 각어떤순서로작동하는지생각해보고다음표를완성해봅시다. 마우스포인터위치로이동하기마우스를클릭했을때선을그린다스페이스키를누르면그림을지운다 프로그램을시작한다. 마우스포인터위치로이동한다. 번을 ( ) 마우스를클릭하면 선을그린다 스페이스키를누르면 그림을지운다 마우스포인터위치로이동하기 기능의작동순서에서, 3 번의괄호안에기록한것과같은과정이 왜필요한가요? 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

63 컴퓨터에서크롬브라우저를실행시키고다음주소에접속하여보세요. 코드보기 를클릭하여, 아래와같은엔트리프로그램작성화면을확인하고프로그램을완성해봅 시다. 이전단계에서작성했던다음의작동순서를엔트리프로그램으로작성하여보세요. 프로그램을시작한다. 마우스포인터위치로이동한다. 번을계속반복한다 ( 힌트 ) 블록모음의, 블록모음의 CHAPTER II. 프로그래밍활동 63

64 [ 예시 ] 완성한프로그램을실행하여보고, 계속반복하기 명령블록의역할을설명해보세요. 활동 TIP Ÿ 체험하기의내용을재구성하여수업중활동지로활용할수있습니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

65 03 03 수업에적용하기 이활동은 [ 사칙연산 순차 선택 반복명령 ], [ 프로그램설계와제작 ] 을학습요소로하여문제를해결하는프로그램을만드는과정에서반복구조를학습하도록하는것입니다. 문제기반학습활동에필요한 [ 설명자료 ] 및 [ 활동지 ] 를미리만들어제공하고, 반복구조를활용하여문제를해결하도록하면서학생들의활동을 [ 관찰 ] 하고학생들이기록한활동지및결과물에대한 [ 포트폴리오 ] 평가를실시합니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표및학습주제와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수 학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 문제기반학습 개발중심모델 3) 등 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 수행평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 자기평가 체크리스트 기타 ( ) 3) 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW 교육교수학습모형개발연구. CHAPTER II. 프로그래밍활동 65

66 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 1~2 인 1 조 문제이해 5 분문제해결방법찾기 15 분문제해결하기 20 분 컴퓨터실 / 무선인터넷이가능한교실 PC( 노트북 ) 수업흐름 ( 문제기반학습 ) 문제이해 주어진문제상황을살펴보고, 해결해야할문제가무엇인지이해합니다. 설명자료, 활동지 문제해결방법찾기 프로그램의기능이어떤순서로작동되고, 이과정에서반복구조가필요한이유를생각해봅니다. 활동지, 관찰평가 문제해결하기 프로그램의작동순서대로프로그래밍해보고반복구조의특징을설명합니다. 설명자료, 관찰평가, 포트폴리오평가 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

67 교사는문제해결방법찾기, 문제해결하기단계에서 [ 관찰평가 ] 를수행할수있습니다. 마우스포인터를따라다니는프로그램제작하기 프로그래밍도구를사용하여혼자의힘으로마우스포인터를따라다니는프로그램을제작할수있다. 프로그래밍도구를사용하여교사나동료의도움을받아마우스포인터를따라다니는프로그램을제작할수있다. 프로그래밍도구를사용하여마우스포인터를따라다니는프로그램을제작하지못한다. 반복구조이해하기 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서반복구조를이해하고그역할을설명할수있다. 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서반복구조를이해하나그역할을명확히설명하지못한다. 반복구조를이해하지못한다. 수업종료후교사는학생활동지와프로그램작성결과물을통해 [ 포트폴리오평가 ] 를수행할수 있습니다. 완성도 활동지의작성내용이논리적이고, 프로그램결과물도논리적으로오류가없다. 활동지와프로그램결과물을완성하였으나, 작성된내용이다소논리적이지못하다. 활동지와프로그램작성을완성하지못하였다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 67

68 04 04 수업참고자료 프로그램은일련의흐름에따라자료를처리합니다. 이러한프로그램의흐름을조정하는방법이나명령어의구조를프로그램구조또는제어구조라고합니다. 이러한프로그램구조에는순차구조, 선택구조, 반복구조등이있습니다. 프로그램은특별한제약사항이없다면, 작성된순서에따라위에서아래로하나씩순차적으로실행되는데, 이러한과정을순차구조라고합니다. 다음은일상활에서순차조가적용된사례와순차조로작성된프로그램의예시 ( 도레미파솔라시도 ) 를차례대로연주하는프로그램입니다. 순서대로투표하기 순차구조로작성된프로그램예시 프로그램에서주어진조건에따라명령문을선택적으로수행하는과정을선택조라고합니다. 다음은일상생활에서선택구조가적용된사례와선택구조로작성된프로그램의예시 ( 숫자를입력받아 10보다큰수인지, 작은수인지출력하는프로그램 ) 입니다. 자판기에서음료선택하기 선택구조로작성된프로그램예시 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

69 프로그램에서동일한작업이여러번반복될때에는반복구조를사용할수있습니다. 반복구조는반복되는부분을묶어서 ~번반복하기 와같이명령문을특정한횟수만큼반복하도록할수도있으며, ~까지반복하기 와같이주어진조건이만족할때까지반복하도록할수도있습니다. 다음은일상생활에서반복구조가적용된사례와반복구조로작성된프로그램의예시 ( 이동방향으로 10만큼씩 10번반복하여이동하는프로그램 ) 입니다. 연필깎이손잡이를반복하여돌리기 반복구조로작성된프로그램예시 교육부 (2015) 개정실과과교육과정. 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW교육교수학습모형개발연구. 에듀넷티클리어, 2015 개정교육과정교수 학습자료 ( 초등학교실과 ) CHAPTER II. 프로그래밍활동 69

70 체험하기 (62 쪽 ) 활동지작성예시 무엇을만들어야하나요? 마우스포인터를따라다니는그림도구 이프로그램이다음에제시된연필모양의오브젝트를활용한다면, 이오브젝트는어떤기능이있어 야할까요? 마우스포인터를따라움직인다. 그림을그린다. 그림을지운다. 등 이프로그램에사용되는연필오브젝트가크게다음과같은세가지기능을가지고있다고할때, 각 각어떤순서로작동하는지생각해보고다음표를완성해봅시다. 마우스포인터위치로이동하기마우스를클릭했을때선을그린다스페이스키를누르면그림을지운다 프로그램을시작한다. 마우스포인터위치로이동한다. 번을 ( 계속반복한다. ) 마우스를클릭하면 선을그린다 스페이스키를누르면 그림을지운다 마우스포인터위치로이동하기 기능의작동순서에서, 3 번의괄호안에기록한것과같은과정이 왜필요한가요? 계속반복하지않으면, 마우스포인터위치로한번만이동하기때문에 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

71 3 입력, 처리, 출력에관한프로그래밍활동 생각열기 여러분은길이를측정하는단위인 인치 (inch) 에대해서들어본적이있나요? 인치단위는컴퓨터의모니터나 TV의크기등을이야기할때주로사용합니다. 그값을살펴보면 1인치는약 2.54 센티미터 (cm) 라고합니다. 이밖에도우리생활속에서는다양한단위들을사용합니다. 모둠별로아래에제시된단위들중하나를선택하여그내용을조사하고, 단위를변환해주는프로그램을만들어봅시다. 길이 넓이 무게 인치 (inch) 센티미터 (cm) 마일 (mile) 킬로미터 (km) 평 제곱미터 ( ) 아르 (a) - 제곱미터 ( ) 톤 (t) 킬로그램 ( ) 학습목표 1. 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을만들수있다. 2. 모둠원과함께협력하여프로젝트를계획하고실행할수있다. 활동개요 이활동은모둠활동으로, 학습자는프로젝트활동을통해자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을만들게됩니다. 이를위해모둠별로주제 ( 문제 ) 를정하고역할을분담하여문제를해결하기위한계획을세우며, 서로협력하여프로그램설계및제작을수행하는과정을거치게됩니다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 71

72 02 02 체험하기 우리모둠에서는어떤문제를해결할것인가요? 위와같은문제를선택한이유는무엇인가요? 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

73 문제해결을위해필요한자료를조사해봅시다. 만들고자하는프로그램을설계하여봅시다. 프로그램을시작한다. 프로그램이동작하는순서에맞게코딩하여보고, 결과를캡처하여붙여봅시다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 73

74 활동 TIP Ÿ 체험하기의내용을재구성하여수업중활동지 ( 보고서 ) 로활용할수있습니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

75 03 03 수업에적용하기 이활동은 [ 사칙연산 순차 선택 반복명령 ], [ 프로그램설계와제작 ] 을학습요소로하여자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는것으로, 단순한프로그램의설계및제작을학습하도록하는것입니다. 프로젝트활동에필요한 [ 설명자료 ] 및 [ 보고서 ] 양식을미리만들어제공하고, 모둠별로협력하여문제를해결하도록하면서학생들의활동을 [ 관찰 ] 하고학생들이기록한 [ 보고서 ] 및결과물에대한평가를실시합니다. 활동을마친후에는각모둠별결과물에대한 [ 동료평가 ] 를실시할수있습니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표및학습주제와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수 학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 프로젝트학습 컴퓨팅사고력기반창의적문제해결 (CT-CPS) 모델 4) 등 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 수행평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 자기평가 체크리스트 기타 ( 동료평가 ) 4) 전용주 (2017) 새로운교육과정을위한컴퓨팅사고력기반창의적문제해결 (CT-CPS) 수업모형의개발및적용. 박사학위논문. 한국교원대학교대학원. CHAPTER II. 프로그래밍활동 75

76 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 2~4 인 1 조 목적설정 10 분계획 10 분실행 50 분평가 10 분 (2 차시블록 ) 컴퓨터실 / 무선인터넷이가능한교실 PC( 노트북 ) 수업흐름 ( 프로젝트학습 ) 목적설정 주어진문제상황을살펴보고, 각모둠별로해결할문제를정합니다. 설명자료, 보고서 계획 모둠별로문제를해결하기위한프로젝트활동계획을세웁니다. 보고서 ( 프로젝트활동계획서 ) 실행 프로그램을만들기위한자료를수집하고, 설계안을만든후, 코딩합니다. 보고서 ( 자료조사, 설계, 구현 ) 평가 프로그램을실행해보고, 입력, 처리, 출력의과정을확인합니다. 동료평가를실시합니다. 정리자료, 동료평가지 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

77 교사는수업종료후, 학생들이작성한프로젝트 [ 보고서 ] 를평가할수있습니다. 프로젝트계획 프로젝트의주제를스스로설정하고, 팀원의역할을적절히분담하여실행계획을세울수있다. 교사의도움으로프로젝트의주제를설정하고, 팀원의역할을분담하여실행계획을세울수있다. 프로젝트의주제를설정하지못한다. 프로그램설계 입력, 처리, 출력의과정을바르게이해하고, 곱셈연산과문자열연결하기를활용하여프로그램을적절히설계할수있다. 선택한주제를곱셈연산을사용하여설계할수있다. 프로젝트의주제를바탕으로프로그램을설계하지못한다. 프로그램구현 설계된내용을바탕으로프로그램을오류없이구현할수있다. 설계된내용을바탕으로프로그램을구현할수있으나, 다소오류가있다. 프로그램구현을수행하지못한다. 교사는수업의전반적인과정에서학생들의협력에대한 [ 관찰평가 ] 를수행할수있습니다. 모둠원과협력하여프로젝트활동하기 모둠안에서주어진역할을능동적으로수행하며, 모둠원들과적극적으로협력하여프로젝트활동을수행할수있다. 모둠원들과협력하여프로젝트활동을수행할수있다. 모둠원들과협력하여프로젝트활동을수행하지못한다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 77

78 학생들은평가단계에서다음과같은 [ 동료평가지 ] 를활용할수있으며, 교사는이결과를본차시의 산출물평가에반영할수있습니다. 모둠잘된점개선할점종합평가 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

79 04 04 수업참고자료 프로그램은프로그램안에주어진자료를처리할뿐만아니라, 프로그램의외부에서다양한입력장치나센서등을통해자료를입력받아처리한후결과를출력하기도합니다. 이것은사람이눈, 코, 입, 귀, 피부등으로감각이라는자료를받아들이고, 그것에대한생각이나반응등의결과를얼굴, 손, 발, 성대등의신체기관으로표현하는것과같은원리라고할수있습니다. 컴퓨터에는키보드, 마우스, 마이크, 각종센서등의입력장치와모니터, 스피커, 프린터등출력장치를연결하여사용할수있습니다. 프로그램에서는입력을담당하는명령과출력을담당하는명령이있어서그역할을각각수행합니다. 이러한입력및출력명령은프로그램에따라그형태가다를수있습니다. 프로그램은입력된자료를연산하여처리합니다. 프로그램이수행하는연산은산술적인계산 ( 산술연산 ), 자료의비교 ( 비교연산 ), 논리적인연결 ( 논리연산 ) 등으로분류할수있는데, 각연산의분류마다다음과같은역할을수행하는세부적인연산들이있습니다. 산술연산비교연산논리연산 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기등사칙연산크다, 작다, 같다, 같지않다등그리고, 또는, ~ 이아니다등 이러한연산에사용되는기호들을연산자라고하는데, 연산자는프로그래밍언어에따라다르게표현될 수있습니다. 예를들어파이썬 (Python) 등과같은텍스트기반의언어와엔트리와같은블록기반의언 어에서연산자는다음과같이다른모습으로표현됩니다. CHAPTER II. 프로그래밍활동 79

80 파이썬등텍스트언어 엔트리 +, -, *, / 산술연산자 >, <, <=, >=, == ( 같다 ),!= ( 같지않다 ) 비교연산자 &&( 그리고 ), ( 또는 ),! (~ 가아니다 ) 논리연산자 초등학교교육과정에서는, 연산과관련하여산술연산자에해당하는사칙연산을학습요소로다루고있으며, 성취기준해설에서는 수치값을입력하여덧셈이나뺄셈의결과를출력하거나, 복수의문자열을입력하여두문자열을서로연결한결과를출력하는프로그램을만들어봄으로써, 소프트웨어의입력, 처리, 출력과정을이해한다. 라고제시하여관련학습을할수있도록안내하였습니다. 교육부 (2015) 개정실과과교육과정. 전용주 (2017). 새로운교육과정을위한컴퓨팅사고력기반창의적문제해결 (CT-CPS) 수업모형의개발및적용. 박사학위논문. 한국교원대학교대학원. 김태영외 (2018). 중학교정보교과서. 서울 : 원교재사. 엔트리, 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

81 체험하기 (72 쪽 ) 활동지작성예시 우리모둠에서는어떤문제를해결할것인가요? 3 평과제곱미터단위를변환하는프로그램 위와같은문제를선택한이유는무엇인가요? 집의넓이를설명할때 ~ 평으로설명하는것을들은적이있는데, 그값이어떻게되는지 궁금하기때문에 팀원이름 ( ) 모둠의프로젝트활동계획서 넓이 ( 평 - 제곱미터 ) 단위변환프로그램만들기 공통 김 00 프로그램수정, 이 00 설계및제작시박 00 전 00 협력 역할분담개인별팀장, 역할분담, 결과발표자료조사, 기록프로그램설계코딩 컴퓨터실, 도서관, 스마트폰, 선생님등 주제정하기자료조사하기프로그램설계하기코딩하기결과정리하기 CHAPTER II. 프로그래밍활동 81

82 문제해결을위해필요한자료를조사해봅시다. 평은땅넓이의단위. 한평은여섯자의제곱으로 1 평 = 약 3.3 제곱미터 ( m2 ) ( 출처 : 00 백과사전 ) 만들고자하는프로그램을설계하여봅시다. 프로그램을시작한다. 2 몇평인지물어보고값을 대답 블록에입력받는다. 3 [ 대답 3.3 ] 의값을계산한다. 4 3번에서계산한결과와 제곱미터 문자열을연결한다. 5 4번에서처리한결과를화면에출력한다. 프로그램이동작하는순서에맞게코딩하여보고, 결과를캡처하여붙여봅시다. 1 프로그램을시작한다. 2 몇평인지물어보고값을 대답 블록에입력받는다. 3 [ 대답 3.3 ] 의값을계산 1 한다. 4 3번에서계산한결과와 제곱미터 문자열을연결한다. 5 4번에서처리한결과를화면에 출력한다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

83 CHAPTER Ⅲ 로봇활용소프트웨어교육활동 로봇을활용한소프트웨어교육활동에서는구체적조작기에있는초등학생이자신이만든프로그램을로봇에적용 실행하는과정을통해효과적으로컴퓨팅사고력을신장시킬수있습니다. 하드웨어조립, 동력전달과정, 엑추에이터의구동원리등로봇기능, 제어원리에초점을둔수업을지양하고, 문제해결을위한관찰, 자료수집, 알고리즘작성및프로그래밍, 디버깅활동에집중하여수업이이루어질수있도록해야합니다.

84 특징및유의점 Ÿ 자신이개발한프로그램이현실세계에서동작하기때문에높은몰입도와흥미를유도할수있다. Ÿ 컴퓨팅사고력을현실세계로확장할수있다. Ÿ 하드웨어원리, 조립등로봇교육을지양하며 SW교육에서문제해결과정에중점을두어야한다. 개정교육과정과의관계 Ÿ [6실 04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. Ÿ [6실 04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. Ÿ [6실 04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 로봇활용소프트웨어교육활동 관련된교수학습방법 Ÿ 강의, 실습 Ÿ 문제기반학습 Ÿ 프로젝트학습 Ÿ 협동학습등 로봇을활용하여문제상황을해결하기위한컴퓨팅사고력신장에초점을맞춘다. 소프트웨어를활용하여로봇을작동시켜소프트웨어와로봇을연계하여지도하도록한다. 적용가능한평가방법 Ÿ 관찰평가, 체크리스트 Ÿ 포트폴리오평가 Ÿ 프로젝트보고서평가 Ÿ 동료평가, 자기평가등 로봇을활용하여알고리즘을설계하고적용하는과정을관찰하고, 학생들의컴퓨팅사고력신장에초점을맞추어피드백하고평가한다. 실행결과 ( 정확한제어와실행값 ) 에만초점을두기보다문제해결과정에서의협력과소통도평가할수있도록한다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

85 1 순차알고리즘으로로봇움직이기 생각열기 로봇에게이동명령을순서대로실행하여, 출발지점에서정해진길을따라도착지점까지로봇 을움직이려고합니다. 로봇을움직일수있는명령의순서를생각해봅시다. 활동목표 1. 로봇을이동시키는알고리즘을순차알고리즘구조로설계할수있다. 2. 문제를분해하여생각하고절차적으로문제를해결하는태도를가진다. 활동개요 이활동은 2~4 인 1 조의모둠활동으로, 로봇을활용하여순서대로명령을내려로봇을이동시켜봄으로써소프트웨어는명령받은대로, 순서대로작동한다는것을알게해주는활동입니다. 로봇이도착지점까지도착하도록순서대로움직임명령알고리즘을만들고, 실행과수정하는과정을통해순차구조와절차적문제해결과정을체득할수있습니다. CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 85

86 02 02 체험하기 모터움직이기 활동 TIP Ÿ 로봇교구와로봇프로그래밍도구에따라로봇의움직임을제어하기위한명령이각각다릅니다. 다음의로봇제어명령은엔트리를이용하여로봇을제어하는명령의예시입니다. Ÿ 로봇교구에해당하는엔트리제어명령을다양하게적용할수있습니다. STEP 1 로봇을 1초이동하기 를세번활용하여 3초전진시키시오. STEP 2 로봇을 3초동안전진, 3초동안후진시키시오 STEP 3 로봇을 2초동안전진한다음 삐 소리를내고정지시키시오. STEP 4 로봇을 2 초동안전진한다음 삐 소리를 1 초동안내고, 다시로봇을 2 초동안후진한다음 삐 소리를내시오. STEP 5 로봇을 2 초동안전진, 1 초동안좌회전, 2 초후진, 1 초우회전시키시오. [ 예시 ] STEP 1,2 STEP 3 STEP 4 STEP 5 활동 TIP Ÿ 활동모듈에대한내용을학생활동지로출력하여학생들이로봇을활용한수업활동을지원할수있습 니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

87 활동 TIP 출발 도착 Ÿ 수업참고자료에있는활동판 1 과비슷한다른경로를활용하여로봇을출발지점에서도착지점까지이동시킬수있습니다. Ÿ 정확하게길을따라로봇을움직이는것에만중점을두기보다순서대로움직임명령 [ 순차알고리즘 ] 을활용하여로봇을이동시키는다양한체험에즐겁게몰입할수있도록합니다. 로봇이동시간에따른이동거리, 회전각도탐구하기 ( 활동판2 활용 ) 시간 1초 2초 3초 4초 5초 거리 ( 센티미터 ) 각도 ( 도 ) 로봇이동알고리즘작성하고프로그래밍하기 1 앞으로 ( ) 초이동하기 2 오른쪽으로 ( ) 초돌기 3 앞으로 ( ) 초이동하기 4 오른쪽으로 ( ) 초돌기 5 앞으로 ( ) 초이동하기 [ 예시 ] 작성한이동알고리즘으로로봇프로그래밍을해보고수정 보완하는활동을해봅시다.! CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 87

88 03 03 수업에적용하기 이활동은 [ 절차적사고 ] 와 [ 순차구조알고리즘 ] 을학습요소로하여로봇을움직여도착지까지이동하게하는 [ 문제해결 ] 과정활동입니다. 학생들이로봇을움직이기위해절차를만들고프로그래밍하는활동과정을 [ 관찰 ] 합니다. 학생들은서로협력하여프로그래밍의오류를수정해나가는과정을통하여기초프로그래밍방법을배웁니다. 문제를해결하기위해로봇을프로그래밍하고움직임을실행시키는디버깅과정에서학생들상호간의협력적문제해결활동을장려합니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수 학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 강의 실습 시연중심모델 5) 등 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 수행평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 자기평가 체크리스트 기타 ( ) 5) 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW 교육교수학습모형개발연구 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

89 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 2~4 인 1 조 생각열기 5 분활동하기 30 분정리하기 5 분 일반적인교실 로봇활동판 1,2 수업흐름 생각열기 로봇을움직이는방법을순서대로생각할수있도록합니다. 문제상황이해 문제이해 다양한방법으로로봇을움직이는명령블록을탐색하고이해합니다. 제어명령이해 해결방법탐색 / 해결 순차명령을활용한미션활동및이동알고리즘으로문제를해결합니다. 활동학습지 공유및확산 길을이동하는다양한로봇움직임알고리즘을토의하고공유합니다. 토의및공유 CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 89

90 교사는문제해결방법탐색 / 해결단계에서관찰평가를실시할수있습니다. 순차구조이해하고적용하기 로봇이동을위한프로그래밍과정에서순차구조를이해하고도착지까지로봇을이동시킬수있다. 로봇을이동하는프로그래밍과정에서순차구조를이해하고있으나로봇을이동하는과제수행이어렵다. 순차구조를이해하지못하고로봇을이동하는과제수행이어렵다. 문제해결에대한태도 로봇이동을위한문제분해및프로그래밍과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 와협력하는태도가지속된다. 도착지까지로봇을이동하는과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 가협력적으로이루어지지않는다. 도착지까지로봇을이동하는과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 와협력하는태도를보이지않는다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

91 04 04 수업참고자료 2015 개정교육과정의로봇관련부분에서교수ㆍ학습방법및유의사항부분을살펴보면 소프트웨어를활용하여로봇을작동시켜소프트웨어와로봇을연계하여지도하도록한다. 라는부분을통해 SW교육과로봇과의연계방안을제시하고있습니다. 학습요소 성취기준 성취기준해설 교수ㆍ학습방법및유의사항 로봇의작동원리, 로봇의활용 [6 실 05-06] 생활속에서로봇활용사례를통해작동원리와활용분야를이해한다. [6 실 05-07] 여러가지센서를장착한로봇을제작한다. [6실05-07] 로봇에사용되는센서와인체구조를비교하여이해하고, 센서를장착한로봇을제작하여구동시켜봄으로써로봇의작동원리를강조한다. 소프트웨어를활용하여로봇을작동시켜소프트웨어와로봇을연계하여지도하도록한다 개정교육과정에서는기존실과영역의로봇교육의로봇을작동하는부분에서소프트웨어와연계를추구하도록되어있습니다. 로봇교육은로봇을제작하고로봇의작동원리를파악한뒤, 생활속로봇활용사례를살펴보는활동이주가됩니다. 반면, 로봇활용소프트웨어교육은로봇을활용하여소프트웨어교육에서추구하는문제해결절차를경험하거나알고리즘의구성요소에맞게교육용프로그래밍을작성하고로봇의동작을구현해보는활동에초점이있습니다. 즉, 로봇활용소프트웨어교육이소프트웨어교육에서학습하고자하는내용요소를로봇을이용하여더쉽고재미있게학습하도록하는활동이라면로봇교육은로봇자체를가르치는것이주목적인교육활동이라고할수있습니다. 따라서선생님은로봇을활용한수업을할때는수업의목적이로봇교육에있는지, 아니면로봇을활용한소프트웨어교육에있는지를명확하게구분한뒤사전에학습활동을설계하는것이필요합니다. CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 91

92 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

93 0 도 CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 93

94 2 반복알고리즘으로동요연주하기 생각열기 로봇은소리를낼수있습니다. 순서대로계이름을연주하도록명령을내려보고, 반복되는계이 름이있다면하나의명령으로묶을수있는방법을생각해봅시다. 학습목표 1. 계이름을연주하는프로그램을반복알고리즘구조로설계할수있다. 2. 문제를분해하여생각하고절차적으로해결하려는태도를가진다. 활동개요 이활동은 2~4 인 1 조의모둠활동으로, 로봇을활용하여순서대로명령을반복알고리즘구조로로봇을제어해보는활동입니다. 순서대로하나씩명령을내리는과정에서자연스럽게반복되는명령을찾아반복명령알고리즘을만들고그것을실행하고수정하는과정을통해반복구조와절차적문제해결과정을체득할수있습니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

95 02 02 체험하기 Buzzer 제어 1 솔 음을선택하여연속하여순서대로 5 번을소리내도 록하는프로그램을작성한다. 2 프로그램을실행시켜 솔 음이 5 회반복하여연주되는 지확인합니다. 활동 TIP Ÿ 반복명령블록을설명하고이를바로적용시켜보는시연중심의수업형태보다같은명령블록을여러번사용할때불편한점과이를해결하기위한명령어블록을함께찾아보는수업형태로진행하면좋습니다. CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 95

96 반복되는계이름을반복명령블록으로만들고실행시켜보기 반복되는여러개의음을찾아반복명령블록으로만들고실행시켜보기 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

97 03 03 수업에적용하기 이활동은 [ 반복구조알고리즘 ] 을학습요소로하여로봇이계이름을연주하도록하는 [ 문제해결 ] 과정활동입니다. 학생들은계이름에맞춰소리를내게하는명령어를활용하여프로그래밍하게됩니다. 이과정을 [ 관찰 ] 하면서학생들이오류를수정해나가는과정을평가합니다. 본활동에서문제를해결하기위해로봇이계이름을연주하는프로그래밍및실행에서디버깅과정에서학생들상호간의협력적문제해결활동을장려합니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수 학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 강의 실습 시연중심모델 6) 등 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 수행평가 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 자기평가 체크리스트 기타 ( ) 6) 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW 교육교수학습모형개발연구. CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 97

98 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 2~4 인 1 조 생각열기 5 분활동하기 30 분정리하기 5 분 일반적인교실 로봇 수업흐름 생각열기 반복되는명령어를간단하게표현할수있는방법에대해생각할수있도록합니다. 문제상황이해 문제이해 소리를내는다양한명령을이해합니다. 제어명령이해 해결방법탐색 / 해결 순차명령으로계이름연주활동과반복명령으로리듬을만들어동요를연주합니다. 문제탐색및해결 공유및확산 동요를연주하는프로그램의알고리즘에대해친구들과생각과의견을정리 공유합니다. 토의및공유 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

99 교사는문제해결방법탐색 / 해결단계에서관찰평가를실시할수있습니다. 반복구조이해하고적용하기 계이름을연주하는로봇프로그래밍과정에서반복구조를이해하고계이름연주할수있다. 계이름을연주하는로봇프로그래밍과정에서반복구조를이해하고있으나계이름연주실행이어렵다. 반복구조를이해하지못하고계이름연주실행이어렵다. 문제해결에대한태도 계이름연주를위한문제분해및프로그래밍과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 와협력하는태도가지속된다. 계이름을연주하는로봇을구현하는과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 가협력적으로이루어지지않는다. 계이름을연주하는로봇을구현하는과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 와협력하는태도를보이지않는다. CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 99

100 04 04 수업참고자료 로봇을움직이기위해서는다양한구조의프로그램이이용되는데, 기본적인순차구조이외에도반복구조로이루어진프로그램이자주사용됩니다. 로봇이어떤일을하기위해서는그일을분석하여작은단위의일로나눈다음순서대로실행해야하고, 똑같은일을계속하기위해서는동일한명령을반복적으로실행해야합니다. 이러한기본적인순차와반복구조를바탕으로추가적인명령을더하면복잡한동작을단순화하여프로그램을작성할수있고이를통해로봇을제어할수있게됩니다. 반복구조는일정한횟수를반복하는유한반복 ( 횟수반복 ) 과무한히반복하는무한반복, 선택명령과연결되어일정한조건이충족될때까지반복이이루어지는조건반복구조도있습니다. 유한반복구조무한반복구조조건반복구조 반복명령중유한반복 ( 횟수반복 ) 명령을이용하여사각형을 2 회반복해서그리는명령 반복명령중무한반복명령을이용하여사각형을그리는명령 반복명령중조건반복명령을이용하여사각형을그리는명령. 로봇의앞에손이나장애물이감지될때까지사각형을그리면서이동 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

101 CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 101

102 3 선택알고리즘으로안전주행자동차만들기 생각열기 안전주행자동차는어떻게장애물을피하여목적지로안전하게움직일까요? 장애물을피해움직 이는자동차로봇의움직임을작은단위로나누어생각해봅시다. 학습목표 1. 센서를활용한선택알고리즘으로안전하게주행하는로봇알고리즘을설계할수있다. 2. 문제를이해하고컴퓨팅사고를통해해결하는태도를가진다. 활동개요 이활동은 2~4 인 1 조의모둠활동으로, 순차 반복알고리즘으로로봇을제어하는활동을충분히경험한학생들을대상으로합니다. 만약 장애물을만난다면 이라는조건을추가하여스스로판단하여움직이는로봇알고리즘을설계하고실행합니다. 본활동에서장애물은로봇이충분히센서값을나타낼수있는다양한생활주변의물체 ( 종이상자, 종이컵등 ) 를활용할수있습니다. 순차 반복 선택알고리즘구조와절차적문제해결과정을체득할수있습니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

103 02 02 체험하기 길따라걷기 장애물발견 ( 확인 ) 하기 장애물피하면서이동하기 장애물확인하면서이동하기 초음파센서를통해앞에있는물체가감지되면모터의속도를멈춘다. 왼쪽으로 1초간회전한다. 앞으로 2초이동한다. 오른쪽으로 1초간회전한다. 앞으로 5초이동한다. 오른쪽으로 1초간회전한다. 앞으로 2초이동한다. 왼쪽으로 1초간회전한다. 감지되지않으면앞으로계속이동한다. 활동 TIP Ÿ 장애물을피해가는로봇의이동움직임을다양한방법 ( 그림, 글등 ) 으로나타내고학습자상호간에문제해결에대한다양한알고리즘을수정 보완할수있도록하는과정이중요합니다. 만약 이라면 선택구조알고리즘으로프로그래밍 을하려면, 먼저로봇의센서로들어오는값을확인할 수있어야합니다. 로봇의센서값으로판단기준을정하여로봇의움직 임을제어할수있습니다. CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 103

104 엔트리에서로봇을연결하여장애물거리에따른센서값을확인하기 활동 TIP Ÿ 로봇교구와로봇프로그래밍도구에따라서다양한센서를활용할수있습니다. 실시간으로변하는센서값을정확하게관찰할수있도록합니다. 장애물이가까워질때, 멀어질때의값을파악하여장애물을피하기위한센서의기준값을찾을수있도록합니다. 로봇이직진하는프로그램만들기 초음파센서의값으로장애물을감지하는프로그램만들기 활동 TIP Ÿ 센서값을정확하게확인하여이를판단하는기준값으로왜, 어떻게설정하는지를학생들이협력적문제 해결과정으로스스로찾아낼수있도록안내합니다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

105 장애물을피해가는프로그램만들기 로봇이장애물을피하는동작을순서대로명령블록을구성해프로그램을만들도록하고, 다음과정 으로학생들이반복되는블록을찾아반복구조로만들어보도록안내합니다. 로봇전체동작프로그램만들기 로봇을동작시켜보고동작이정확하게이루어지는지확인한후, 다시프로그래밍을수정하는과정을 꼭거치도록합니다. CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 105

106 03 03 수업에적용하기 이활동은 [ 선택구조알고리즘 ] 을학습요소로하여로봇이장애물을피해움직이면서 [ 문제해결 ] 을해나가는과정이핵심활동입니다. 다양한움직임명령으로로봇이장애물을피하도록하는프로그래밍과이를실행시켜보는과정을 [ 관찰 ] 합니다. 프로그래밍한로봇의움직임에대한오류를수정해나가는과정을평가하는활동을통해컴퓨팅사고력에서강조되는테스트와디버깅과정등을생각해볼수있는기회를제공합니다. 본활동에서문제를해결하기위해장애물을피하는프로그래밍및실행과디버깅과정에서학생들상호간의협력적문제해결활동을장려합니다. 성취기준및관련학습요소설정하기 : 학습목표와연계됩니다. [6실04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6실04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6실04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6실04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6실04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 소프트웨어가생활에미치는영향 기초프로그래밍 절차적사고 사칙연산 순차 선택 반복명령 프로그램설계와제작 교수 학습방법고려하기 : 수업의절차및활동과연계됩니다. 시연중심모델 개발중심수업모형 7) 평가고려하기 : 과정중심의평가를어떻게수행할지고려합니다. 지필평가 수행평가 선다형 진위형 연결형 조합형 단답형 서술형 기타 ( ) 관찰 면담 포트폴리오 보고서 글쓰기 자기평가 체크리스트 기타 ( ) 7) 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW 교육교수학습모형개발연구 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

107 수업실행준비하기 활동형태 활동시간 실습환경 준비물 2~4 인 1 조 생각열기 5 분활동하기 30 분정리하기 5 분 일반적인교실 로봇장애물 ( 종이상자등 ) 수업흐름 생각열기 안전하게운전하는안전주행자동차에대해다양한의견을나누어봅니다. 문제상황이해 문제이해 장애물을피하는과정을순서대로생각해보고다양한방법으로알고리즘을표현해봅니다. 문제탐색 해결방법탐색 / 해결 순차 반복 선택알고리즘으로안전주행프로그래밍하고디버깅활동협력하여수행합니다. 문제탐색및해결 공유및확산 장애물을피해가는알고리즘에대해친구들과다양한생각과의견을정리 공유합니다. 토의및공유 CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 107

108 교사는문제해결방법탐색 / 해결단계에서관찰평가를실시할수있습니다. 선택구조이해하고적용하기 센서를활용하여로봇프로그래밍과정에서선택구조를이해하고장애물을피하는로봇의움직임을구현한다. 센서를활용하여로봇프로그래밍과정에서선택구조를이해하고있으나장애물을피하는로봇의움직임을명확하게수행하지못한다. 선택구조를이해하지못하고장애물을피하는로봇의움직임구현이어렵다. 문제해결에대한태도 장애물을피하기위한문제분해및프로그래밍과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 와협력하는태도가지속된다. 장애물을피하기위한문제해결과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 가협력적으로이루어지지않는다. 장애물을피하기위한문제해결과정에서다양한시도 ( 수정 보완 ) 와협력하는태도를보이지않는다 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

109 04 04 수업참고자료 로봇을움직이기위한기본적인구조로순차와반복구조가있습니다. 이외에도로봇은센서를이용하여어떠한상황에처했을때판단에따라서각기다른명령이실행될수있도록선택구조로이루어진프로그램에따라동작을할수있습니다. 이를위해서는외부의상황을로봇이판단할수있도록센서 ( 감지기 ) 를활용하여야합니다. 센서를활용하면길이에따라다른동작을하기, 빛의값에따라조건별로행동하기등과같이로봇이가지고있는센서의값을이용한다양한프로그램이가능해지게됩니다. 즉, 로봇에서선택구조에서의판단의기준을위해로봇의센서값을불러와서비교한다음활용해야합니다. ~ 할때까지반복하기만일 ~ 라면만일 ~ 라면, 아니면 ~ ~ 할때까지반복이되면서, 특정한조건에따라동작이바뀌기때문에선택구조의한예시 센서에손이닿았다면앞으로 1 초동안이동하라는선택구조프로그램의예시 센서에손이닿았다면앞으로 1 초이동하고, 아니면정지하라는선택구조프로그램예시 교육부 (2015) 개정실과과교육과정 한국교육학술정보원 (2017). SW 교육선도교원연수교재. 엔트리, CHAPTER III. 로봇활용소프트웨어교육활동 109

110 부록 1 소프트웨어교육참고사이트및자료 참고사이트및자료 언플러그드 프로그래밍 로봇활용 기타 SW 중심사회포털 소프트웨어 (SW) 교육워크북과교사용지도서등의각종교재 ( 뿐만아니라온라인코딩파티등 SW 교육에직접적인도움이되는자료탑재 에듀넷 소프트웨어교육 소프트웨어교육연구선도학교계획서, 운영결과보고서, 수업영상등의산출물, 각종교재와연수자료등의수업자료제공 EBS 소프트웨어 소프트웨어교육관련다큐멘터리, 영상콘텐츠, 방송프로그램등다양한콘텐츠제공 주니어소프트웨어 초, 중, 고등학교학생대상의무료온라인 SW 교육사이트 소프트웨어야놀자 네이버에서진행하고있는 SW 교육캠페인 소프트웨어야놀자 사이트로서다양한교육자료제공 초등컴퓨팅교사협회 국내 SW 교육을연구하는현직초등학교선생님들이함께운영하는사이트 CODE.ORG 단계별미션해결을통해자기주도적으로학습할수있는소프트웨어교육플랫폼 엔트리 블록형코딩 ( 프로그래밍 ) 소프트웨어교육플랫폼으로, 다양한교육자료 ( 제공 스크래치 블록형코딩 ( 프로그래밍 ) 소프트웨어교육플랫폼 플레이봇 국내고등학교현직교사가직접개발한텍스트형코딩 ( 프로그래밍 ) 소프트웨어교육플랫폼 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

111 부록 2 소프트웨어교육관련연수안내 찾아가는연수 ( 초등 ) 원격연수 기본연수 심화연수 ( 시도주관 ) 15 전문연수 45 핵심교원연수 30 선도연수 30 [ 모든초등교사대상, 소프트웨어교육입문 ] - 17 년, SW 교육및교육과정이해, 언플러그드, 프로그래밍, 로봇체험및수업실제 ( 기초내용 ) 중선택 - 18 년, 언플러그드활동, 교육용프로그래밍체험중심 [ 소프트웨어교육에대한이해기초, CT 중심 SW 교육에대한기본소양함양, 교수학습능력증진 ] -SW 교육과교육과정이해, 컴퓨팅사고력, 도구와저작권, 알고리즘체험 ( 언플러그드포함 ), 프로그래밍체험, 수업사례 [ 소프트웨어교육에대한이해심화, SW 교육관련기초개념숙지, SW 융합교과지도능력중진 ] - SW 교육과교육과정이해주요활동이해 : 놀이중심활동, EPL 과 SW 교육, 로봇과피지컬컴퓨팅활용 SW 교육체험과수업사례수업설계전략, 수업방법, 수업사례 SW 교육평가의이해, 평가방법 [ 실과교과의 SW 교육수업역량강화, 2015 교육과정 ( 실과 ) 이해 + 교과지도역량배양 ] - SW 교육과교육과정이해및컴퓨팅사고력지식및이해 - 언플러그드활동 - 스크래치, 엔트리등 EPL 활동 - 소프트웨어교육연계 로봇 활용활동 [SW 교육교육과정재구성, 교육과정설계, 학생활동중심수업실행, 과정중심평가역량제고 ] - 스크래치, 엔트리등 EPL - 언플러그드 - 소프트웨어교육연계 로봇 등 [SW 교육전문성강화, 연수강사경력을가진교사를대상으로필요한전문과정제공 ( 희망자 )] 컨설팅, 코칭, 교사학습공동체구성및운영, 수업관찰및분석 - 교수학습방법적용 SW 교육수업전략 - 교육과정설계및현장적용, SW 융합교과지도 - 수업에활용가능한수업자료개발 - 교육과정우수사례공유및토론 [ 각학교에서 SW 교육을주도할수있는교원양성 ] - 학교별 1~2 명연수, 배치계획 - 현재하고있는 SW 교육의실제수업을새롭게, 한단계업그레이드할수있는능력함양 - 학생참여수업과정중심평가설계, 그에따른수업시연 [ 시 도교육청의 SW 담당교원역량강화연수의강사교원양성 ] - SW 교육과교육과정이해강의전략 - 컴퓨팅사고력이해및강의전략 - 언플러그드활동및강의전략 - 스크래치, 엔트리등 EPL 활동및강의전략 - 소프트웨어교육연계 로봇 활용활동및강의전략소프트웨어수업설계 ( 교수학습모델및평가 ) 학교 시 도교육청한국과학창의재단 시 도교육청한국교육학술정보원 시 도교육청 한국과학창의재단 한국교육학술정보원한국과학창의재단 한국교육학술정보원 부록 111

112 부록 3 에듀넷소프트웨어교육관련자료안내 소프트웨어교육서책형교재 지도서 교재명소프트웨어와함께하는창의력여행대상학생 [ 교재 ] 교사 [ 지도서 ],[ 가이드 ] 학생 [ 교재 ( 상 )],[( 하 )] 교사 [ 지도 ( 상 )],[ 지도 ( 하 )], [ 가이드 ] 소프트웨어교육디지털교재 교재명소프트웨어 (SW) 교육첫걸음대상학생 [ 교재 ] 학생 [ 교재 ] 소프트웨어교육수업자료 교재명언플러그드를활용한 SW교육 / 스마트기기를활용한 SW교육대상교사 [ 언플러그드 ] 교사등 [ 스마트기기 ] 교사 [ 언플러그드 ] 교사 [ 스마트기기 ] 연구학교수업사례 교재명 2016년도소프트웨어교육연구학교우수자료대상 [ 학생 ] [ 교사 ] [ 학생 ] [ 교사 ] 교사 [ 동영상 ][ 과정안 ] 교원연수교재 연수명 선도교원 일반연수 찾아가는연수 선도교원 일반연수 대상 교사 [ 연수 ] 교사 [ 연수 ] 교사 [ 연수 ] 교사 [ 연수 ] 교사 [ 연수 ] 소프트웨어교육연구자료 자료명 [ 해외 SW 교육동향 ] [SW 교육교수학습모델개발연구 ] [ 연구학교컨설팅가이드 ] [SW 교육운영지침보고서 ] [ 교육용언어선택전략 ] [ 연구학교운영방안 ( 초, 중 )] 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수

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