목 차 학교로찾아가는소프트웨어 (SW) 교육연수 교재 소프트웨어중심사회와소프트웨어교육 소프트웨어교육의목표와방향 2015 개정교육과정과소프트웨어교육 초등학교소프트웨어교육의이해 소프트웨어교육의방법 언플러그드활동 프로그래밍 로봇활용교육 언플러그드활동 프로그래밍 로봇활용교육 ( 시도교육청으로교체가능 )
Ⅰ. 소프트웨어교육의필요성 1 소프트웨어중심사회와소프트웨어교육 1.1 정보기술의발달이개인과사회에미치는영향가. 소프트웨어중심사회와정보기술 [ 그림 Ⅰ-1] 정보기술의발달과우리생활의변화 1) 2016 년 1 월스위스다보스에서개최된제 46 회세계경제포럼에서는정보혁명에의한 4 차산업혁명이개인과사회의미래에어떠한변화를초래할지에관한논의가진행되기도하였습니다. 최근에는이러한 4 차산업혁명사회를소프트웨어가혁신과성장, 가치창출의중심이되고개인, 기업, 국가의경쟁력을좌우하게되는 소프트웨어중심사회 라는용어로설명하고있습니다. [ 그림 Ⅰ-2] 2006 년과 2016 년세계 10 대기업의변화 2) 2) 출처 : World Economic Forum (2017). These are the world's 10 biggest corporate giants https://www.weforum.org/agenda/2017/01/worlds-biggest-corporate-giants/ - 1 - - 2 -
나. 소프트웨어중심사회와직업의변화 [ 그림 Ⅰ-3] 알파고, 자율주행자동차, 로봇공학등인공지능기술의발달 < 표 Ⅰ-1> 미래에직업이사라질가능성 ( 출처 : 고용의미래 보고서번역 ) 번사라질번사라질번사라질직업직업직업호확률호확률호확률 1 텔레마케터 99.00% 35 기계기술자 65.00% 69 작가 3.80% 2 화물, 창고관련업무종사자 99.00% 36 도서관사서 65.00% 70 법률가 3.50% 3 시계수선공 99.00% 37 시장조사전문자 61.00% 71 산업엔지니어 2.90% 4 스포츠경기심판 98.00% 38 마시지치료사 54.00% 72 엔지니어 ( 컴퓨터제외 ) 2.50% 5 모델 98.00% 39 치과조무사 51.00% 73 프로듀서, 감독 2.20% 6 캐시어 ( 계산원 ) 97.00% 40 법원속기사 50.00% 74 인테리어디자이너 2.20% 7 전화교환원 97.00% 41 컴퓨터프로그래머 48.00% 75 패션디자이너 2.10% 8 리셉셔니스트 ( 호텔등접수담당자 ) 96.00% 42 역사학자 44.00% 76 사진작가 2.10% 9 자동차엔지니어 96.00% 43 경제학자 43.00% 77 재료과학자 2.10% 10 카지노딜러 96.00% 44 법원서기 41.00% 78 환경엔지니어 1.80% 11 레스토랑요리사 96.00% 45 판사 40.00% 79 우주항공엔지니어 1.70% 12 회계, 감사 94.00% 46 통 번역가 38.00% 80 최고경영임원 1.50% 13 웨이터, 웨이트리스 94.00% 47 배우 37.00% 81 홍보관련업무종사자 1.50% 14 정육업자 93.00% 48 지리학자 25.00% 82 멀티미디어아티스트 1.50% 15 소매업자 92.00% 49 설문조사전문가 23.00% 83 음악감독, 작곡가 1.50% 16 보험판매원 92.00% 50 금융전문가 23.00% 84 생명과학자 1.50% 17 교통감시요원 90.00% 51 통계전문가 22.00% 85 세일즈매니저 1.30% 18 제빵사 89.00% 52 소방수 17.00% 86 미생물학자 1.20% 19 버스기사 89.00% 53 댄서 13.00% 87 간호사 0.90% 20 택시기사 89.00% 54 기자, 특파원 11.00% 88 성직자 0.81% 21 도배업자 87.00% 55 경찰 9.80% 89 중등교사 0.78% 22 부동산중개사 86.00% 56 음악가, 가수 7.40% 90 고고학자, 인류학자 0.77% 23 핵기술자 85.00% 57 방송뉴스평론가 6.70% 91 운동트레이너 0.71% 24 경비, 보안요원 84.00% 58 동물학자 6.10% 92 큐레이터 0.68% 25 주차요원 84.00% 59 사회학자 5.90% 93 컴퓨터시스템분석가 0.65% 26 선원, 항해사 83.00% 60 여행가이드 5.70% 94 무대 전시디자이너 0.55% 27 인쇄업종사자 83.00% 61 수학자 4.70% 95 치과의사 0.44% 28 타이피스트 81.00% 62 농부, 목축업자 4.70% 96 초등학교교사 0.44% 29 이발사 80.00% 63 소프트웨어개발자 4.20% 97 심리학자 0.43% 30 목수 72.00% 64 조각가, 화가 4.20% 98 외과 내과의사 0.42% 31 건설업관련종사자 71.00% 65 우주비행사 4.10% 99 영양사 0.39% 32 세탁, 드라이클리닝업무 71.00% 66 정치학자 3.90% 100 구강, 악안면술외과의사 0.39% 33 우편배달부 68.00% 67 광고분야종사자 3.90% 101 헬스케어부문사회복지사 0.39% 34 치위생사 68.00% 68 수의사 3.80% 102 레크리에이션활용치료전문가 0.28% 3) 출처 : C. B. Frey & M. A. Osborne (2013). THE FUTURE OF EMPLOYMENT: HOW SUSCEPTIBLE ARE JOBS TO COMPUTERISATION? http://www.oxfordmartin.ox.ac.uk/publications/view/1314 4) 출처 : Bureau of Labor Statistics (2017). Employment Projections https://www.bls.gov 5) 출처 : M. Mulligan & D. Card (2014). Sizing the EU app economy. http://ec.europa.eu/information_society/newsroom/cf/dae/document.cfm?doc_id=4485-3 - - 4 -
[ 그림 Ⅰ-4] 미국과유럽연합의소프트웨어관련직업예상다. 소프트웨어중심사회와미래역량 [ 그림 Ⅰ-6] 2015 개정교육과정의추구하는인간상및핵심역량 8) [ 그림 Ⅰ-5] 21 세기의학생들에게요구되는 16 가지기술 6) 6) 출처 : World Economic Forum (2017). What are the 21st-century skills every student needs? https://www.weforum.org/agenda/2016/03/21st-century-skills-future-jobs-students/ 7) 출처 : 교육부 (2016). 2015 개정교육과정총론해설. 8) 출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정교육과정총론연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627-5 - - 6 -
1.2 세계의소프트웨어교육현황 2 소프트웨어교육의목표와방향 2.1 소프트웨어교육의의미와목표가. 소프트웨어교육의의미 < 표 Ⅰ-2> 국가별소프트웨어교육현황 9) 2011 이스라엘, 중학교 CS(Computer Science) 과정개발및운영 2012 일본, 정보 과목이고등학교에서필수과목 2014 영국, 컴퓨팅 과목을 5 세 ~16 세필수과목으로운영 2015 에스토니아, 모든초등학교에서컴퓨팅교육실시 [ 그림 Ⅰ-7] 소프트웨어교육 10) 2016 핀란드, 초 중 고에 ICT 추가, 알고리즘의원리와코딩교육 2014 미국, code.org 가입자 3천7 백만명 2015 미국 30개교육청, 정보과학을졸업학점인정과목지정 2016 미국 AP코스, Computational Thinking 과목실시결정 나. 소프트웨어교육의목표 9) 출처 : 한국교육개발원 (2014). 초 중등 SW 교육의무화 디지털인재양성, 추진과전망, 특별기획, http://edzine.kedi.re.kr/autumn/2014/article/special_02.jsp 10) 출처 : 교육부 (2016). 중등 SW 교육선도교원연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627-7 - - 8 -
[ 그림 Ⅰ-8] 학교급별소프트웨어교육의목표및교육내용 11) 구분총괄목표세부목표 초등학교실과교과 < 표 Ⅰ-3> 2015 개정교육과정의소프트웨어교육관련학교급별목표 가정생활에대한지식, 능력, 가치판단력을함양하여실천적문제해결을통해자립적인삶을영위하고, 기술에대한실천적학습경험을통해기술적지식, 기능, 태도를함양하여기술적능력을높여, 현재와미래의행복하고건강한가정생활과창조적인기술의세계를주도적으로영위할수있도록한다. 라. 기술에대한이해를기초로기술적문제를창의적으로해결하고일상생활에적용할수있는기술적문제해결능력과기술활용능력을기른다. 마. 기술의발달과사회의변화에적극적으로대처하고적응할수있는기술활용능력과기술시스템설계능력을기른다. 바. 다양한자원을활용하여기술적문제를이해하고해결방안을탐색하고개발할수있는기술시스템설계능력과기술적문제해결능력을기른다. 구분총괄목표세부목표 중학교정보교과 고등학교정보과목 정보윤리의식, 정보보호능력, 정보기술활용능력을기르고컴퓨터과학의기본개념과원리, 컴퓨팅기술을바탕으로실생활및다양한학문분야의문제를창의적이고효율적으로해결하는능력과협력적태도를기르는데중점을둔다. 가. 정보사회의특성을이해하고, 정보윤리및정보보호를올바르게실천할수있는태도를기른다. 나. 정보기술을활용하여정보를효율적으로관리하고생산하는능력과태도를기른다. 다. 컴퓨팅원리에따라문제를추상화하여해법을설계하고프로그래밍과정을통해소프트웨어로구현하여자동화할수있는능력을기른다. 라. 컴퓨팅시스템의구성및동작원리를이해하고실생활의문제를해결할수있는창의적컴퓨팅시스템을구현할수있는능력을기른다. (1) 정보사회의특성을올바르게이해하고정보윤리를실천할수있는태도를기른다. (2) 정보기술을활용하여문제해결에필요한자료와정보를수집하고효율적으로구조화하는능력과태도를기른다. (3) 컴퓨터과학의기본개념과원리에따라실생활의문제를추상화하여해법을설계하고프로그래밍과정을통해소프트웨어로구현하여자동화할수있는능력을기른다. (4) 컴퓨팅시스템의구성및동작원리를이해하고다양한입 출력장치와프로그래밍을통해문제해결에적합한피지컬컴퓨팅시스템을구성하는능력을기른다. (1) 정보사회에서정보과학의가치와영향력을인식하고정보윤리, 정보보호및보안을실천할수있는태도를기른다. (2) 정보활용목적에따라효율적인디지털표현방법을이해하고정보기술을활용하여자료와정보를수집, 분석, 관리하는능력과태도를기른다. (3) 컴퓨터과학의기본개념과원리에따라다양한학문분야의문제를추상화하여해법을설계하고프로그래밍과정을통해소프트웨어로구현하여자동화할수있는능력을기른다. (4) 컴퓨팅시스템의효율적인자원관리방법을이해하고다양한학문분야의복잡한문제해결을위한피지컬컴퓨팅시스템을창의적으로구현할수있는능력을기른다. 11) 출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정교육과정총론연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627-9 - - 10 -
2.2 소프트웨어교육에대한올바른접근 Ⅱ. 2015 개정교육과정의소프트웨어교육이해 1 2015 개정교육과정과소프트웨어교육 1.1 소프트웨어교육추진경과및 2015 개정교육과정의주요방향 가. 소프트웨어교육의추진경과 [ 그림 Ⅰ-9] 소프트웨어교육에대한오해 [ 그림 Ⅱ-1] 소프트웨어교육의추진경과 - 11 - - 12 -
< 표 Ⅱ-1> 2015 개정교육과정 ( 소프트웨어교육 ) 의적용교과, 적용학년, 적용시기 구분 교과 ( 과목 ) 적용학년 적용시기 비고 초등학교 실과 5~6학년 19 [ 그림 Ⅱ-3] 인문 사회 과학기술소양의의미와개정교육과정에서의구현방법 13) 중학교 정보 1~3학년 18~ 20 정보과목편성학년에 고등학교 정보 1~3학년 18~ 20 따라적용시기상이 나. 2015 개정교육과정의주요방향및특징 [ 그림 Ⅱ-4] 2015 개정교육과정에서소프트웨어교육관련편제의변화 [ 그림 Ⅱ-2] 2015 개정교육과정의개정주요방향 12) 12) 출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정교육과정총론연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627 13) 출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정교육과정총론연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627-13 - - 14 -
[ 그림 Ⅱ-5] 소프트웨어교육과관련된교과역량 - 초등실과 ( 좌 ), 중등정보 ( 우 ) 14) [ 그림 Ⅱ-7] 2015 개정중등정보과교육과정의교과역량의의미와하위역량 16) [ 그림 Ⅱ-6] 소프트웨어교육과관련된초등실과교과역량의의미 15) 14) 출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정교육과정총론연수자료활용가이드 (pdf) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627 15) 출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정초등실과과교육과정연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627 16) 출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정중학교정보과교육과정연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627-15 - - 16 -
1.2 학교급별소프트웨어교육의비교 [ 그림 Ⅱ-8] 2015 개정교육과정에서학교급별소프트웨어교육의비교 < 표 Ⅱ-2> 2015 개정교육과정 ( 소프트웨어교육 ) 의학교급별내용체계의계열성비교구분영역핵심개념내용요소계열 연계성 소프트웨어의이해 기술소통 절차적문제해결 초등학교시스템 프로그래밍요소와구조 ( 실과 ) 개인정보와지식재산보호 기술활용혁신 로봇의기능과구조 정보사회 정보사회의특성과진로 정보 개인정보와저작권보호문화정보윤리 사이버윤리자료와정보의표현 자료의유형과디지털표현 자료와 자료의수집정보자료와정보의분석 정보의구조화 문제이해추상화 핵심요소추출중학교 ( 정보 ) 알고리즘이해문제알고리즘 알고리즘표현해결과 입력과출력프로그래밍 변수와연산프로그래밍 제어구조 프로그래밍응용 고등학교 ( 정보 ) 컴퓨팅시스템 정보문화 자료와정보 문제해결과프로그래밍 컴퓨팅시스템 컴퓨팅시스템의동작원리 컴퓨팅기기의구성과동작원리 피지컬컴퓨팅 센서기반프로그램구현 정보사회 정보과학과진로 정보보호와보안 정보윤리 저작권활용 사이버윤리 자료와정보의표현 효율적인디지털표현 자료의분석자료와정보의분석 정보의관리 추상화 문제분석 문제분해와모델링 알고리즘 알고리즘설계 알고리즘분석 프로그램개발환경 변수와자료형 연산자 프로그래밍 표준입출력과파일입출력 중첩제어구조 배열 함수 프로그래밍응용 컴퓨팅시스템의 운영체제역할동작원리 네트워크환경설정 피지컬컴퓨팅 피지컬컴퓨팅구현 - 17 - - 18 -
2 초등학교소프트웨어교육의이해 2.1 소프트웨어교육의목표 / 내용 / 방법 / 평가 가. 소프트웨어교육의목표 < 표 Ⅱ-3> 초등학교소프트웨어교육목표의이해를위한관련사항 구분 2015 개정교육과정총론 해설 ( 초등학교 ) 의 개정주요방향 내용 ( 생략 )... 실과교과의정보통신활용교육내용을소프트웨어 (SW) 교육내용중심으로개편하였다. 기존초등학교 5,6 학년실과교과의 ICT 활용중심의정보단원을소프트웨어 (SW) 기초소양중심의대단원으로구성하여소프트웨어 (SW) 도구를활용함으로써놀이처럼재미있게 17 시간이상학습하도록하였으며,...( 생략 ) 가정생활에대한지식, 능력, 가치판단력을함양하여실천적문제해결을통해자립적인삶을영위하고, 기술에대한실천적학습경험을통해기술적지식, 기능, 태도를함양하여기술적능력을높여, 현재와미래의행복하고건강한가정생활과창조적인기술의세계를주도적으로영위할수있도록한다. 나. 소프트웨어교육의내용 17) 영역 기술시스템 기술활용 핵심개념 소통 혁신 < 표 Ⅱ-4> 초등학교소프트웨어교육의내용체계 일반화된지식 내용요소 초등학교 (5~6 학년 ) 통신기술은정보를생산, 가공하여 소프트웨어의이해다양한수단과장치를통하여 절차적문제해결송수신하여공유한다. 프로그래밍요소와구조 문제해결과정에서의발명과기술 개인정보와지식재산보호개발에서의표준은국가와사회의 로봇의기능과구조혁신과발전에기여한다. 기능 탐색하기 활용하기 적용하기 설계하기 ( 이하생략 ) 2015 개정실과과 교육과정의목표 ( 생략 ) 라. 기술에대한이해를기초로기술적문제를창의적으로해결하고일상생활에적용할수있는기술적문제해결능력과기술활용능력을기른다. 마. 기술의발달과사회의변화에적극적으로대처하고적응할수있는기술활용능력과기술시스템설계능력을기른다. 바. 다양한자원을활용하여기술적문제를이해하고해결방안을탐색하고개발할수있는기술시스템설계능력과기술적문제해결능력을기른다. [ 그림 Ⅱ-9] 2015 개정교육과정의내용체계표에서일반화된지식, 내용요소, 기능의이해 17) 내용및그림출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정초등실과과교육과정연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627-19 - - 20 -
[ 그림 Ⅱ-10] 2015 개정교육과정에서성취기준의이해 [6 실 04-08] 절차적사고란문제를효율적으로해결하기위해문제를작은단위로나누고, 각각의문제를단계별로처리하는사고과정으로, 일상생활속의사례들을찾아보고절차적사고과정을문제해결에적용한다. [6 실 04-09] 블록기반의교육용프로그래밍도구를활용하여기초적인프로그래밍과정을체험하고자신만의간단한프로그램을만들어본다. [6 실 04-10] 수치값을입력하여덧셈이나뺄셈의결과를출력하거나, 복수의문자열을입력하여두문자열을서로연결한결과를출력하는프로그램을만들어봄으로써, 소프트웨어의입력, 처리, 출력과정을이해한다. [6 실 04-11] 순차 는명령문을위에서아래로하나씩순차적으로수행하는과정이며, 선택 은주어진조건에따라명령문을선택적으로수행하는과정이다. 반복 은명령문을특정횟수만큼반복하거나, 주어진조건이만족할때까지반복하는과정이다. 일상의문제를해결하는프로그램을만드는기초과정을통해위프로그램의 3 가지구조를이해한다. 기술활용 영역성취기준 [6 실 05-05] 사이버중독예방, 개인정보보호및지식재산보호의의미를알고생활속에서실천한다. [6 실 05-06] 생활속에서로봇활용사례를통해작동원리와활용분야를이해한다. [6 실 05-07] 여러가지센서를장착한로봇을제작한다. 기술활용 영역성취기준해설 [6 실 05-07] 로봇에사용되는센서와인체구조를비교하여이해하고센서를장착한로봇을제작하여구동시켜봄으로써로봇의작동원리를강조한다. 다. 소프트웨어교육의교수 학습방법및유의사항 18) [ 그림 Ⅱ-11] 2015 개정교육과정에서내용체계와성취기준의관계예시 < 표 Ⅱ-5> 초등학교소프트웨어교육의영역별성취기준및해설 기술시스템 영역성취기준 [6 실 04-07] 소프트웨어가적용된사례를찾아보고우리생활에미치는영향을이해한다. [6 실 04-08] 절차적사고에의한문제해결의순서를생각하고적용한다. [6 실 04-09] 프로그래밍도구를사용하여기초적인프로그래밍과정을체험한다. [6 실 04-10] 자료를입력하고필요한처리를수행한후결과를출력하는단순한프로그램을설계한다. [6 실 04-11] 문제를해결하는프로그램을만드는과정에서순차, 선택, 반복등의구조를이해한다. 기술시스템 영역성취기준해설 [6 실 04-07] 컴퓨터에사용된소프트웨어이외에도휴대폰, 가전제품, 사물인터넷제품까지여러상황에서사용된소프트웨어를탐색해보고우리생활에미치는영향을이해한다. 18) 내용및그림출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정교육과정총론해설 (pdf) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627 에듀넷 (2017). 2015 개정초등실과과교육과정연수자료 (PPT) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627-21 - - 22 -
< 표 Ⅱ-6> 초등학교소프트웨어교육의영역별교수 학습방법및유의사항 기술시스템 영역교수 학습방법및유의사항 응용소프트웨어의사용법이나프로그래밍언어의문법학습을최소화하고, 문제해결에필요한프로그래밍을통한컴퓨팅사고력신장에초점을맞춘다. 절차적사고를적용할수있는일상생활속의사례들을찾아보고, 놀이중심의신체활동, 퍼즐등의다양한활동을통해절차적인문제해결과정을이해하도록한다. 실생활속에서일어나는문제상황을중심으로학생들이컴퓨팅사고를활용할수있도록지도한다. 컴퓨터를활용한활동이외에도컴퓨터없이문제를해결할수있는방법과절차를이해할수있도록지도한다. 언플러그드활동시놀이와학습이동시에이루어질수있도록시간과내용을적절히구성하여지도한다. 컴퓨팅적인사고는소프트웨어교육에국한되는것이아니므로국어, 사회, 수학, 과학등다양한교과에서도반영하여지도한다. 기술활용 영역교수 학습방법및유의사항 사이버중독예방, 개인정보와지식재산보호의중요성과보호방법에대해지도할때에는신문기사나뉴스등실제사례를중심으로탐색해보고토의등을통해실천방안을도출할수있도록한다. 소프트웨어를활용하여로봇을작동시켜소프트웨어와로봇을연계하여지도하도록한다. 포스터및 UCC 를제작할때는워드프로세서, 프레젠테이션등의응용소프트웨어를활용함으로써기본적인 ICT 활용소양을함양할수있도록한다. [ 그림 Ⅱ-13] 교육과정 - 수업 - 평가연계사례 ( 좌 ) 및실생활에활용 확장되는교수 학습방법예시 ( 우 ) 라. 소프트웨어교육의평가방법및유의사항 19) < 표 Ⅱ-7> 초등학교소프트웨어교육의영역별평가방법및유의사항 기술시스템 영역평가방법및유의사항 다양한평가도구를활용하여소프트웨어교육을통한컴퓨팅사고력의향상정도를측정할수있도록한다. 기술활용 영역평가방법및유의사항 개인정보보호와지식재산보호에대한기본적인기준과절차에대해체크리스트를구성하여자신의이해여부와노력정도를평가해보도록한다. 생활속에서로봇이활용된예를찾아어떻게작동하는지를분석하고, 다양한로봇의활용분야에대해조사하여작성한연구보고서를대상으로평가한다. [ 그림 Ⅱ-12] 2015 개정실과교육과정의교수 학습의방향 19) 내용및그림출처 : 에듀넷 (2017). 2015 개정교육과정총론해설 (pdf) http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listtrngsubform.do?menu_id=627 교육과정평가원 (2016). 2015 개정교육과정에따른초 중학교실과 / 기술 가정과평가기준개발연구 http://www.kice.re.kr/resrchboard/view.do?seq=274&s=kice&m=030101-23 - - 24 -
[ 그림 Ⅱ-14] 2015 개정교육과정총론의평가중점 성취수준 < 표 Ⅱ-9> 기술시스템 영역의영역별성취수준 일반적특성 < 표 Ⅱ-10> ' 기술시스템 영역의교육과정성취기준, 평가준거성취기준, 평가기준 < 표 Ⅱ-8> 2015 개정교육과정에따른초등실과과평가모델 ( 한국교육과정평가원, 2016) 의주요용어정의 평가관련용어 영역별성취수준 국가수준성취기준 평가준거성취기준 평가기준 정의 각단원또는영역에해당하는교수 학습이끝났을때학생이성취하기를기대하는지식, 기능, 태도에도달한정도를기술한것을의미한것 국가수준교육과정에기록되어있는성취기준 교수 학습뿐만아니라평가활동에서판단의기준이될수있도록학생들이학습을통해성취해야할지식, 기능, 태도의특성을진술한것으로, 교육과정성취기준을재구성한것 평가준거성취기준에도달한정도를상 / 중 / 하의세가지수준으로표현 - 25 - - 26 -
< 표 Ⅱ-11> 초등학교소프트웨어교육관련평가문항개발사례 - 27 - - 28 -
2.2 소프트웨어교육관련교사연수 < 표 Ⅱ-12> 초등학교소프트웨어교육관련연수 분류 과정명 차시 형태 비고 1 선도교원양성연수 30 집합 교육부 (KERIS) 초등원격 ( 기초 ) 연수 15 원격 교육부 ( 시 도교육청 ) 초등원격 ( 심화 ) 연수 30 원격 교육부 ( 시 도교육청 ) 2 초등일반연수 15 집합 교육부 (KERIS), 시 도교육청 초등심화연수 15 집합 미래부 ( 창의재단 ) 3 전문 ( 추수 ) 연수 30 집합 미래부 ( 창의재단 ) 4 초등학교교내연수 2~3 집합각학교 기타시도자체연수 - 원격 집합시 도교육청 20) 출처 : 교육부융합교육지원팀 (2017.2) 2017 년소프트웨어 (SW) 교육담당교원역량강화연수기본계획 - 29 - - 30 -
Ⅲ. 소프트웨어교육의체험 2 언플러그드활동 1 소프트웨어교육의방법 2.1 언플러그드활동의이해 기술시스템영역기술활용영역 가. 언플러그드활동의개념 나. 언플러그드활동의특징및장점 [ 그림 Ⅲ-1] 소프트웨어교육의 3 가지방법 - 31 - - 32 -
라. 언플러그드활동의종류 < 표 Ⅲ-1> 활동유형에따른놀이중심활동분류 유형내용활동자료 이야기기반 컴퓨터과학의개념이나원리를스토리텔링의 이야기로쉽게풀어가는방식 [ 그림 Ⅲ-2] 이벤트카드놀이놀이중심활동장면 신체활동기반 컴퓨터과학의개념이나원리를신체를움직이며 이해하는방식 다. 언플러그드활동시주의점 도구기반 학습지기반 컴퓨터과학의개념이나원리를다양한도구 ( 카드, 스티커, 자석, 바둑돌등 ) 를활용하여게임이나놀이활동을통해이해하는방식학습지를풀어가며컴퓨터과학의개념이나원리를이해하고, 이때학습지는익힌개념이나원리를이해했는지확인하거나적용할때활용하는방식 - 33 - - 34 -
[ 그림 Ⅲ-3] 컴퓨터과학의원리를배우기위한놀이중심활동 : 이진법 21) 2.2 언플러그드활동의체험 가. 3 목알고리즘만들기 활동안내 숫자를쓰는이유는알고리즘을쉽게만들기위함입니다. <3 목알고리즘만들기 > 숫자가적힌칸을미리학습지에제공하는것이좋습니다. [ 그림 Ⅲ-4] 로봇으로교실을청소하자 의놀이중심활동 22) 21) http://csunplugged.org, Binary Numbers 22) 교육부교재, 소프트웨어와함께하는창의력여행 (2016) 1 3X3 칸을준비하고, 각칸에순서대로숫자를적습니다. - 35 - - 36 -
활동안내 알고리즘을실행할때에는왼쪽부터순서대로실행하게되며, 상대방이이미표시한수일때에는다음수를실행합니다. 알고리즘은게임이시작되면수정할수없으므로공격과수비를고려하여신중하게작성합니다. 최종알고리즘을만들기전에충분히모의게임을해보면서우수한알고리즘을생각하도록안내합니다. 활동안내 알고리즘을살펴보면서우수한점을이야기하는과정을반드시거쳐야컴퓨팅사고력의향상으로연결할수있습니다. 5 게임이끝나면서로의우수한점을이야기나눕니다. 5 1 4 7 3 6 9 2 8 2 공격할순서대로왼쪽부터수를채워알고리즘을만듭니다. 5 1 3 7 9 2 4 6 8 < 3 목게임하기 > 알고리즘을실행할때부정적인해위를방지하는차원에서서로의알고리즘을교환하여진행하는방법도있습니다. 가위바위보에이겼을때의알고리즘과졌을때의알고리즘 2 개를준비하여활동하는것도좋습니다. 1) O 가먼저실행하여 5 에표 시하였습니다. 2) X 의첫수가 5 이지만이미 표시되어있으므로다음수인 1 을실행합니다. 3) O 의다음수는 1 이지만 X 가표시하였으므로 4 에표시합 니다. 3 가위바위보등다양한방법을통해먼저할사람을정합니다. 4 작성된알고리즘을번갈아실행하면서 3 목게임을진행합니다. 4) X 의다음수 3 에표시가안 되어있으므로표시합니다. 5) 앞과같이계속실행한결 과입니다. 6) O 가한줄을먼저완성했으 므로 O 의승리입니다. - 37 - - 38 -
체험활동지 Ÿ 나. 펜슬코딩활동 3목게임방법 1. 3 3 칸에 O 또는 X를표시합니다. 2. 먼저가로또는세로나대각선으로한줄을만드는사람이이깁니다. 알고리즘만드는방법 1. 기호를표시하는순서를숫자로표현합니다. 2. 상대방과번갈아가며알고리즘을실행합니다. 3. 만약그자리에이미표시가되어있다면 다음수를실행합니다. 나의알고리즘만들기 ( 연습지 ) 1) 2) 3) 4) 최종알고리즘 1 2 3 4 5 6 7 8 9 기호명령내용 오른쪽으로 1칸이동합니다. 왼쪽으로 1칸이동합니다. 위쪽으로 1칸이동합니다. 아래쪽으로 1칸이동합니다. 현재칸에색칠합니다. ---------------------------------------------------------------------------- 게임대결판 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 활동안내 표현할그림을학습지에제시하고, 서로보지못하도록미리안내합니다. 7 8 9 7 8 9 1 학습지와필기도구를준비합니다. - 39 - - 40 -
2 자신이받은그림을상대방이그릴수있도록명령어를작성합니다. 활동안내 명령을작성하는것을어려워하는학생에게는자석이나지우개등구체물을이용해움직여보면서작성하도록안내합니다. 명령을실행할때에도자석이나지우개등구체물을직접이동해보면서작성하면쉽게할수있습니다. 체험활동지 Ÿ 명령어작성하기오른쪽의기호를이용하여아래와같은그림이되도록명령지를작성해보세요. < 명령지 > 기호명령내용 오른쪽으로 1칸이동합니다. 왼쪽으로 1칸이동합니다. 위쪽으로 1칸이동합니다. 아래쪽으로 1칸이동합니다. 현재칸에색칠합니다. 3 다른사람과명령지를교환하고, 그대로실행하며그림을그립니다. --------------------------------- 절취선 ----------------------------------- 명령어실행하기 상대방의명령지를보고그대로실행하여그림을그려보세요. 잘못된곳이있다면명령어중에서어떤부분을수정하면되는지확인하도록합니다. 시작 4 원래그림과자신의그림을비교합니다. - 41 - - 42 -
체험활동지 Ÿ 명령어작성하기오른쪽의기호를이용하여아래와같은그림이되도록명령지를작성해보세요. < 명령지 > 기호명령내용 오른쪽으로 1칸이동합니다. 왼쪽으로 1칸이동합니다. 위쪽으로 1칸이동합니다. 아래쪽으로 1칸이동합니다. 현재칸에색칠합니다. 3 프로그래밍 3.1 프로그래밍의이해가. 프로그래밍의개념 --------------------------------- 절취선 ----------------------------------- 명령어실행하기 상대방의명령지를보고그대로실행하여그림을그려보세요. 시작 [ 그림 Ⅲ-5] 프로그래밍을컴퓨터와대화로표현한그림 24) 23) 출처 : 네이버지식백과, 정보통신용어사전 24) EBS, 어렵지않은이야기, 코딩이란? - 43 - - 44 -
나. 교육용프로그래밍언어 < 표 Ⅲ-3> 교육용프로그래밍언어의유형과장ㆍ단점 구분형태장점단점 3.2 프로그래밍의체험가. 코드닷오알지 (Code.org) 텍스트형프로그래밍언어 보다전문적인수준의프로그래밍이가능하다. - 영어를사용한다. - 이해가어렵다. 블록형프로그래밍언어 블록을조립하듯이쉽게프로그래밍이가능하다. - 이해가쉽다. - 가시적이어서결과를쉽게확인할수있다. - 전문적인프로그래밍에한계가있다. 1 인터넷창을열고주소에 code.org 를입력합니다. 2 화면을아래로내려서 Hour of Code 를선택합니다. - 45 - - 46 -
3 기초단계로서 Write your fist computer program' 을선택합니다. 1 인터넷창을열고주소에 playentry.org 를입력합니다. 나. 엔트리 (playentry.org) [ 그림 Ⅲ-6] code.org 프로그래밍화면 25) 2 학습하기메뉴에서 엔트리학습하기 를선택합니다. 25) code.org, Write your fist computer program' - 47 - - 48 -
3 주제별학습과정에서 미션해결하기 를선택합니다. 1 만들기메뉴에서 작품만들기 를선택합니다. 4 알맞은난이도의미션을선택합니다. ( 왼쪽위부터쉬운난이도입니다.) 2 여러가지요소들을추가하고, 다양한블록을이용하여자신만의프로그램을만들수있습니다. 다. 스크래치 (scratch.mit.edu) 5 문제가해결되도록블록을조립하고, 실행합니다. - 49 - - 50 -
4 로봇활용교육 4.1 로봇활용소프트웨어교육의이해 가. 로봇활용소프트웨어교육의개념 1 인터넷창을열고주소에 scratch.mit.edu 를입력합니다. 2 만들기메뉴를선택합니다. [ 그림 Ⅲ-7] 일반적인피지컬컴퓨팅활동의흐름 3 여러가지요소들을추가하고, 다양한블록을이용하여자신만의프로그램을만들수있습니다. 체험활동 Ÿ 다음중 1가지를골라서직접체험해보세요. ( 스마트폰도가능합니다.) 1. Code.org에접속하여 1가지를골라해결하기 2. playentry.org에접속하여미션형문제 1가지를골라해결하기 3. scratch.mit.edu에접속하여튜토리얼 2개보기 [ 그림 Ⅲ-8] 조립형로봇과완성형로봇 - 51 - - 52 -
나. 로봇활용소프트웨어교육의특징 가. 로봇활용프로그래밍작성예시 다. 로봇활용소프트웨어교육의프로그래밍언어 엔트리명령블록명령블록조합엔트리하드웨어명령블록 [ 그림 Ⅲ-10] 엔트리명령블록과엔트리하드웨어블록조립예시 스크래치명령블록명령블록조합스크래치추가명령블록 [ 그림 Ⅲ-9] 교육용프로그래밍언어와로봇의연결 4.2 로봇활용소프트웨어교육의체험 [ 그림 Ⅲ-11] 스크래치명령블록과스크래치하드웨어블록조립예시나. 완성형로봇활용예시 - 53 - - 54 -
예시프로그램움직임 다. 조립형로봇활동예시 완성된블록 블록설명 시작하기버튼을클릭하면아래에연결된블록들을실행합니다. 블록안에조립된명령을계속반복해서실행합니다. 버튼을눌렀을때실행합니다. 버튼을 1 번만눌러도명령이계 속실행되도록합니다. 버저의소리가 시 로납니다. LED 가빨간색으로켜집니다. 1 초후에다음명령이실행됩니다. 버저의소리가 솔 로납니다. LED 가파란색으로켜집니다. [ 그림 Ⅲ-12] 완성형로봇프로그래밍예시 [ 그림 Ⅲ-13] 조립형로봇프로그래밍예시 체험활동 Ÿ 다음중 1가지를골라서직접체험해보세요. 1. 완성형 / 조립형로봇활용소프트웨어교육영상시청하기 2. 로봇을활용하여위의예시대로직접조립해보기 3. 나만의로봇설계하기 - 55 - - 56 -
Ⅳ. 소프트웨어교육의실제 1 언플러그드활동 1.1 3목알고리즘만들기수업가. 수업의개요 나. 동기유발및문제이해 동기유발 학습활동개요 학습활동단계 도입전개정리 학습문제확인 동기유발 : 경험나누기 활동 1 : 활동방법안내하기 활동 2 : 게임분석및알고리즘작성 활동 3 : 3 목게임실시하기 일반화 : 4X4, 5X5 확장하기 3 목게임을분석하여승률이높은순차구조의알고리즘을만들어봅시다. - 57 - - 58 -
다. 활동방법안내하기 활동 1 : 3 목게임방법알아보기 활동 2 : 게임분석및알고리즘작성 < 게임방법 > 1. 3X3 칸을준비합니다. 2. 칸에 1부터 9까지숫자를표시합니다. 3. 가위바위보로순서를정합니다. 4. 이긴사람은 O, 진사람은 X 를표시할수있습니다. 5. 이긴사람부터번갈아가면서숫자하나를골라표시합니다. 6. 가로나세로또는대각선으로한줄을먼저만드는사람이이깁니다. < 작성방법 > 1. 9칸으로된알고리즘작성지를준비합니다. 2. 게임판을보면서어떤순서대로표시할것인지정합니다. 3. 알고리즘작성지의왼쪽부터표시할순서대로수를적습니다. 라. 해결방법찾기 - 59 - - 60 -
마. 해결방법나누기 사. 수업속컴퓨팅사고력요소 활동 3 : 3 목게임하기 < 활동방법 > 1. 가위바위보로게임순서를정합니다. 2. 이긴사람은 O, 진사람은 X를표시할수있습니다. 3. 이긴사람부터작성한알고리즘의첫번째숫자에맞는칸에 O를표시합니다. 4. 서로번갈아가면서알고리즘의숫자에맞게표시합니다. 5. 만약그자리에상대방이먼저표시를했다면다음숫자를실행합니다. 6. 승자가나올때까지번갈아가며진행합니다. 수업분석의견 바. 정리 : 일반화하기 핵심개념정리 - 61 - - 62 -
2 프로그래밍 학습문제확인 2.1 공피하기게임수정하기 순차, 반복, 선택구조를활용하여공피하기게임을수정해봅시다. 가. 수업의개요 다. 코딩없이수정하기 학습활동개요 학습활동단계 활동 1 : 코딩없이수정하기 < 코딩없이수정할수있는부분 > 도입전개정리 동기유발 : 게임제시하기 활동 1 : 코딩없이수정하기 활동 2 : 코딩일부수정하기 활동 3 : 코딩추가하기 정리 : 학습내용정리하기 나. 동기유발 동기유발 - 63 - - 64 -
라. 코딩일부수정하기 활동 2 : 코딩일부수정하기 < 코딩을통해수정할수있는부분 > 활동 3 : 코딩추가하기 문제 1. 새로운공스프라이트추가하기 - 15 초후에화면중앙에등장해서좌우로만이동하도록만든다. - 주인공이공에닿으면모두멈추고게임오버가나오도록만든다. 문제 2. 고양이를마우스로움직이도록만들기 - 고양이캐릭터가마우스포인터를따라다니도록만든다. 바. 정리및마무리 마. 코딩추가하기 핵심개념정리 - 65 - - 66 -
사. 수업속컴퓨팅사고력요소 3 로봇활용교육 3.1 어두워지면켜지는가로등만들기가. 수업의개요 수업분석의견 학습활동개요 학습활동단계 도입전개정리 동기유발 : 관련사례제시하기 활동 1 : 가로등의작동원리탐구 활동 2 : 가로등설계 활동 3 : 가로등개발 정리 : 학습내용정리하기 나. 동기유발 동기유발 - 67 - - 68 -
학습문제확인어두워지면불이켜지는가로등을만들어봅시다. 다. 설계하기 활동 2 : 센서가연결된가로등설계하기 < 알고리즘표현하기 > 라. 개발하기 활동 3 : 센서가연결된가로등개발하기 < 센서가연결된가로등의알고리즘 > < 센서가연결된가로등프로그래밍 > 2 3 밝기센서값이 100보다큰가? 4 LED 끄기 5 밝기센서값이 100보다작은가? 6 LED 켜기 < 센서가연결된가로등만들기 > - 69 - - 70 -
마. 정리및마무리 Ⅴ. 소프트웨어교육참고사이트및자료 핵심개념정리 사. 수업속컴퓨팅사고력요소 수업분석의견 - 71 - - 72 -