컴퓨팅 사고력???

컴퓨팅 사고력(Computational Thinking)은 시모어 패퍼트(Seymour Papert 1928~2016)가 처음 사용하였다. 그는 MIT에서 레고 석좌교수로 있었고, 교육용 프로그램 개발에 힘썼다. 컴퓨팅 사고력은 문제 해결 및 결정과정에서 컴퓨터과학적 접근 방식을 사용하는 능력이다. 이는 컴퓨터과학이나 프로그래밍과 같은 분야에서만 유용한 것이 아니라 실생활에서도 적용 가능한 개념이다.

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컴퓨팅 사고력은 아래와 같이 크게 4가지 요소로 구성된다.

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1. 분해(Decomposition)

복잡한 문제를 작은 조각으로 나누어 처리 가능한 수준으로 분해하는 것이다. 이를 통해 큰 문제를 해결하기 쉬운 작은 문제들로 나누어 해결할 수 있다.

관련 활동으로 다음과 같은 것을 활용해 볼 수 있다.

1) 할 일 목록 만들기 : 완료해야 할 복잡한 작업이나 프로젝트가 있을 때 더 작고 관리하기 쉬운 작업으로 나누는 데 도움이 될 수 있다. 할 일 목록을 만들면 더 큰 문제를 한 번에 하나씩 해결할 수 있는 작은 조각으로 분해하는 데 도움이 될 수 있다.

2) 레시피 작성 : 요리할 때 요리 과정을 더 작은 단계로 나누는 레시피를 작성하라. 레시피 작성은 원하는 음식을 얻기 위한 작고 구체적인 단계로 분해하는 작업이 포함된다.

3) 레고로 만들기 : 레고로 복잡한 구조를 만들 때 함께 결합하여 더 큰 구조를 만들 수 있는 더 작은 조각을 만드는 것으로 시작하는 경우가 많다. 여기에는 복잡한 구조를 구축하는 더 큰 문제를 더 작고 관리하기 쉬운 조각으로 분해하여 함께 조립하여 최종 제품을 만드는 것을 포함한다.

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2. 패턴 인식(Pattern Recognition)

문제 상황에서 공통적인 패턴을 찾아내는 것이다. 예를 들어, 일상생활에서 시간 관리를 하려고 할 때, 매일 같은 시간대에 일어나고, 같은 시간에 출근하고, 같은 시간에 저녁을 먹는 것은 일상의 패턴으로 인식할 수 있다.

관련하여 아래와 같은 활동을 할 수 있다.

1) 패턴 인식 게임 : 패턴 인식 게임을 통해 학생들은 다양한 유형의 패턴을 인식하고 이해할 수 있다. 예를 들어, 숫자, 알파벳, 도형, 색상 등의 다양한 패턴을 인식하고, 이러한 패턴을 기반으로 한 문제를 해결할 수 있다. 이러한 게임은 학생들의 관찰력과 집중력을 향상하는 데 도움이 된다.

2) 데이터 시각화 : 데이터 시각화는 패턴 인식과 관련된 다른 유용한 방법이다. 데이터 시각화를 통해 데이터를 시각적으로 표현하고, 패턴과 관계를 파악할 수 있다. 이를 통해 학생들은 복잡한 데이터를 보다 쉽게 이해할 수 있다.

3) 일상생활에서의 패턴 인식 : 학생들은 일상생활에서 다양한 패턴을 인식하고 이해할 수 있다. 예를 들어, 체스판, 줄무늬 옷, 교차로 등 다양한 패턴을 발견하고 이해할 수 있다. 이를 통해 학생들은 컴퓨팅 사고력의 일부로서 패턴 인식을 보다 잘 이해하고, 다양한 문제를 해결할 수 있다.

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3. 추상화(Abstraction)

문제를 단순화하고 필수적인 부분을 추출해내는 것이다. 예를 들어, 수학 문제에서 어떤 변수들은 문제 해결에 필요한 정보를 담고 있지 않을 수 있다. 추상화를 통해 문제를 단순화하면 보다 쉽게 해결할 수 있다.

관련된 활동으로 아래와 같은 활동을 해 볼 수 있다.

1) 복잡한 문제를 단순화하기 : 추상화는 복잡한 문제를 단순화하는 것을 가능하게 한다. 이를 통해 문제를 해결하기 위한 핵심적인 아이디어와 정보를 파악할 수 있다. 예를 들어, 학생들이 어떤 문제를 해결하기 위해 해당 문제를 추상화한다면, 핵심 아이디어와 정보를 파악하고 문제를 해결할 수 있다.

2) 추상화 예제 작성하기 : 추상화 예제를 작성하는 것은 추상화를 이해하는 데 큰 도움이 된다. 학생들은 추상화 예제를 통해 문제를 해결하는 데 필요한 과정을 파악할 수 있다. 이를 통해 학생들은 추상화를 이해하고, 다양한 문제를 해결하는 데 활용할 수 있다.

3) 추상화 게임 : 추상화 게임은 학생들이 추상화를 이해하는 데 도움이 되는 재미있는 방법이다. 예를 들어, 학생들이 주어진 시나리오에서 추상화된 개념을 식별하고, 문제를 해결하기 위해 추상화된 개념을 활용하는 게임을 할 수 있다. 이를 통해 학생들은 추상화를 이해하고, 다양한 문제를 해결할 수 있다. [3]

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4. 알고리즘 설계(Algorithm Design)

문제를 해결하기 위해 명확하고 구체적인 단계들을 정리하고 순서를 정하는 것이다. 이를 통해 문제를 효율적으로 해결할 수 있다. 7-9살 아이들이 할 수 있는 활동 프로그램은 다음과 같은 것이 있다.

1) 로봇 코딩 : 어린이들에게 로봇 코딩을 체험할 수 있는 교육 프로그램을 추천한다. 이를 통해 아이들은 알고리즘 디자인의 기본 원리를 배우고, 로봇의 움직임을 제어하는 방법을 익힐 수 있다. 또한 이러한 활동은 어린이들의 창의적 사고와 문제 해결 능력을 향상하는 데 도움이 된다.

2) 블록 코딩 교육 : 블록 코딩은 어린이들이 쉽게 이해하고 배울 수 있는 코딩 교육 방법 중 하나이다. 아이들에게 블록 코딩 교육을 제공함으로써 알고리즘 디자인의 기본 개념을 배우고, 문제를 해결하는 과정에서 자신의 생각을 코딩으로 표현할 수 있는 능력을 키울 수 있다.(엔트리, 스크래치 등)

3) 게임 개발 체험 : 어린이들이 게임을 개발하는 과정을 체험할 수 있는 프로그램을 추천한다. 게임을 개발하면서 어린이들은 문제를 해결하고, 게임 디자인을 구상하며, 알고리즘을 디자인하는 능력을 키울 수 있다. 이러한 경험은 어린이들이 창의적인 아이디어를 떠올리고, 협업 능력을 키울 수 있도록 도와준다.

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다양한 AI가 출시되면서 빠른 속도로 그 사용자를 늘려가고 있는 상황이다. 글, 그림, 작곡, 시, 수필, 사진보정, 코딩까지 앞으로 굳이 코딩을 배워야 할까 하는 의문이 있기도 하지만, 핵심은 문제해결능력이다. 문제해결능력은 창의적인 사고와 논리적인 사고가 바탕인데 그 능력을 키우지 않는다면 수많은 AI에 둘러싸여 있다고 해도 시간과 에너지만 소비할 뿐이다. 다양한 AI를 사용해 본 사람들은 알겠지만 얼마나 창의적이고 열린 사고방식으로 프롬프트를 작성하느냐에 따라서 결과물의 퀄리티가 천양지차로 달라진다는 것이다.

앞으로도 컴퓨팅사고력은 문제해결력의 중심으로 중요성은 강조될 것이다.