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목차
Chapter Ⅰ. 2015 개정 교육과정과 컴퓨팅 사고력 4
1. 2015 개정 교육과정에서 소프트웨어 교육의 이해 5
1.1. 소프트웨어 중심 사회에서 개인과 사회의 변화 6
1.2. 소프트웨어 교육의 의미와 목표 11
1.3. 소프트웨어 교육 추진 경과 및 2015 개정 교육과정의 주요 방향 14
1.4. 학교급별 소프트웨어 교육의 비교 19
1.5. 초등학교 소프트웨어 교육의 목표/내용/방법/평가 21
참고자료 및 출처 40
2. 컴퓨팅 사고력 41
2.1. 컴퓨팅 사고력의 이해 42
2.2. 컴퓨팅 사고력의 구성 요소 및 적용 44
2.3. 문제 해결 과정과 컴퓨팅 사고력 65
참고자료 및 출처 73
Chapter Ⅱ. 알고리즘과 놀이 중심 활동 74
1. 알고리즘과 놀이 중심 활동의 이해 75
1.1. 알고리즘의 이해 76
1.2. 알고리즘의 체험 84
1.3. 놀이 중심 활동의 이해 92
1.4. 놀이 중심 활동의 종류 95
참고자료 및 출처 98
2. 놀이 중심 활동의 체험 99
2.1. 컴퓨터 과학 중심 활동의 체험 100
2.2. 컴퓨팅 사고력 중심 활동의 체험 109
참고자료 및 출처 118
3. 놀이 중심 활동 수업의 실제 119
3.1. 놀이 중심 활동 수업 사례 분석 120
3.2. 교수학습 과정 설계하기 134
참고자료 및 출처 142
4. 놀이 중심 활동 강의 전략 143
4.1. 놀이 중심 활동 영역 연수의 특징 144
4.2. 놀이 중심 활동 영역의 연수 구성 사례 145
참고자료 및 출처 148
Chapter Ⅲ. 교육용 프로그래밍 언어 활용 수업 149
1. 교육용 프로그래밍 언어의 이해 150
1.1. 교육용 프로그래밍 언어의 개념과 종류 151
1.2. 교육용 프로그래밍 언어 선택 전략 152
1.3. 개정 교육과정과 교육용 프로그래밍 언어 154
1.4. 교육용 프로그래밍 언어 기초 사용법 155
참고자료 및 출처 162
2. 교육용 프로그래밍 언어의 체험 163
2.1. 나의 첫 프로그래밍 164
2.2. 로봇청소기 만들기 168
2.3. 에너지를 절약하는 똑똑한 선풍기 172
2.4. 연산 게임 만들기 183
3. 교육용 프로그래밍 언어 수업의 실제 192
3.1. 교육용 프로그래밍 언어 수업 모델 이해 및 분석하기 193
3.2. 교육용 프로그래밍 언어 수업 계획하기 213
3.3. 교육용 프로그래밍 언어 교수ㆍ학습 과정안 작성하기 222
4. 교육용 프로그래밍 언어 활용 수업 강의 전략 225
4.1. 교육용 프로그래밍 언어 수업 활용 연수의 특징 226
4.2. 교육용 프로그래밍 언어 수업 활용 연수 구성 사례 226
Chapter Ⅳ. 로봇 활용 소프트웨어 교육 활동 229
1. 로봇 활용 소프트웨어 교육의 이해 230
1.1. 소프트웨어 교육에서 로봇의 교육적 가치 231
1.2. 2015 개정 교육과정과 로봇의 활용 232
1.3. 소프트웨어 교육을 위한 교육용 로봇 235
2. 로봇 활용 소프트웨어 교육의 체험 237
2.1. 로봇의 특징 및 구조 238
2.2. 로봇 활용 교육을 위한 프로그래밍 언어 243
2.3. 로봇을 활용한 순차구조 알고리즘 활동 체험 249
2.4. 로봇을 활용한 반복구조 알고리즘 활동 체험 254
2.5. 로봇을 활용한 선택구조 알고리즘 활동 체험 259
3. 로봇 활용 소프트웨어 수업의 실제 265
3.1. 로봇 활용 SW교육 수업 관련 모델 분석 266
3.2. 로봇 활용 SW교육 수업 전략 268
3.3. 로봇 활용 SW교육 수업 사례 271
3.4. 로봇활용 SW교육 수업 설계하기 295
참고자료 및 출처 297
4. 로봇 활용 소프트웨어 교육 활동 강의 전략 302
4.1. 로봇 활용 SW교육 활동 영역 연수의 특징 303
4.2. 로봇 활용 SW교육 활동 영역의 연수 구성 사례 304
Chapter Ⅴ. 선택강좌 307
1. 보드게임 코드팡, 코드마스터 활동 308
1.1. 순차, 선택 개념을 이용한 보드게임 코드팡 체험하기 309
1.2. Programming Logic Game 코드마스터 체험하기 316
2. 보드게임 스택버거, 맛있는 코딩 활동 324
2.1. 순차 개념을 이용한 보드게임 스택버거 체험하기 325
2.2. 순차, 조건 개념을 이용한 보드게임 맛있는 코딩 체험하기 331
3. 마인크래프트로 배우는 교육용 프로그래밍 언어 338
3.1. 메이크코드와 마인크래프트 교육용 버전 339
3.2. 메이크코드를 마인크래프트 교육용 버전에 적용하기 342
3.3. EPL교육에서의 활용 방안 346
참고자료 및 출처 350
4. 엔트리 파이선 모드, 징검다리 활동 351
4.1. 엔트리 파이선이란 352
4.2. 엔트리 파이선 사용해보기 359
4.3. 엔트리 파이선을 활용한 수업 사례 363
참고자료 및 출처 366
5. 엔트리로 만드는 장난감 피지컬 로봇 367
5.1. 에듀메이커보드 368
5.2. 엔트리로 장난감 로봇 만들기 370
5.3. 에듀메이커보드를 활용한 수업 사례 377
참고자료 및 출처 379
판권기 381
〈표 Ⅰ-1〉 국가별 소프트웨어 교육 현황 11
〈표 Ⅰ-2〉 2015 개정 교육과정의 소프트웨어 교육 관련 학교급별 목표 13
〈표 Ⅰ-3〉 2015 개정 교육과정(소프트웨어 교육)의 적용교과, 적용학년, 적용시기 15
〈표 Ⅰ-4〉 초등학교 소프트웨어 교육 목표의 이해를 위한 관련 사항 22
〈표 Ⅰ-5〉 초등학교 소프트웨어 교육의 내용 체계 22
〈표 Ⅰ-6〉 초등학교 소프트웨어 교육의 영역별 성취 기준 및 해설 24
〈표 Ⅰ-7〉 연구자별 소프트웨어 교수ㆍ학습 모형/모델 27
〈표 Ⅰ-8〉 2015 개정 교육과정에 따른 초등 실과과 평가 모델(한국교육과정평가원, 2016)의 주요 용어 정의 29
〈표 Ⅰ-9〉 '기술시스템' 영역의 교육과정 성취기준, 평가준거 성취기준, 평가기준 31
〈표 Ⅰ-10〉 영국 컴퓨팅 교육과정 Key Stage 1, Understand Algorithms 평가 지침 34
〈표 Ⅰ-11〉 신호등 평가시스템 체크리스트 예시 36
〈표 Ⅰ-12〉 Barefoot Computing 수업 지도안에서의 평가 사례 36
〈표 Ⅰ-13〉 SW교육 평가계획(3학년) 37
〈표 Ⅰ-14〉 컴퓨팅 사고력에 대한 다양한 관점 43
〈표 Ⅰ-15〉 컴퓨팅 사고력 구성 요소 45
〈표 Ⅰ-16〉 연구자별 컴퓨팅 사고력의 구성 요소 47
〈표 Ⅰ-17〉 가스 불 확인하기 알고리즘 표현 60
〈표 Ⅰ-18〉 문제 해결 과정과 컴퓨팅 사고력 66
〈표 Ⅰ-19〉 텃밭 나누기 활동 핵심 요소 추출하기 69
〈표 Ⅰ-20〉 텃밭 나누기 활동 알고리즘 69
〈표 Ⅰ-21〉 텃밭 나누기 문제해결 활동 70
〈표 Ⅱ-1〉 우리 생활을 변화시킨 알고리즘 76
〈표 Ⅱ-2〉 알고리즘 설계의 예 79
〈표 Ⅱ-3〉 자연어 표현 예 80
〈표 Ⅱ-4〉 의사코드 표현 예 81
〈표 Ⅱ-5〉 2015 개정 실과 교육과정 중 94
〈표 Ⅱ-6〉 활동 유형에 따른 놀이 중심 활동 분류 95
〈표 Ⅱ-7〉 오류 탐지 및 수정 알고리즘 사례 102
〈표 Ⅱ-8〉 평가 계획 예시 137
〈표 Ⅱ-9〉 2015 개정교육과정 교수ㆍ학습방법 및 유의사항 부분 발췌 144
〈표 Ⅱ-10〉 SW교육 연수 15시간 운영 예시 (2016년 경기도 일반연수 계획) 145
〈표 Ⅱ-11〉 놀이 중심 활동의 이해 1시간 강의 구성 예시 146
〈표 Ⅱ-12〉 놀이 중심 활동의 체험 2시간 강의 구성 예시 146
〈표 Ⅱ-13〉〉 놀이 중심 활동의 이해 2시간 강의 구성 예시 147
〈표 Ⅱ-14〉 놀이 중심 활동의 체험 3시간 강의 구성 예시 147
〈표 Ⅱ-15〉 놀이 중심 활동의 실제 2시간 강의 구성 예시 148
〈표 Ⅲ-1〉 2015 개정 실과 교육과정 성취기준과 해설 154
〈표 Ⅲ-2〉 2015 개정 실과 교육과정 교수학습방법 및 유의점 154
〈표 Ⅲ-3〉 엔트리 미션해결하기 과정 156
〈표 Ⅲ-4〉 시연중심모델(D-M-M)의 교수학습 절차 194
〈표 Ⅲ-5〉 시연중심모델 교수ㆍ학습 과정안 예시 195
〈표 Ⅲ-6〉 재구성중심모델(U-M-C)의 교수학습 절차 198
〈표 Ⅲ-7〉 재구성중심모델 교수ㆍ학습 과정안 예시 199
〈표 Ⅲ-8〉 개발중심모델(D-D-D)의 교수학습 절차 202
〈표 Ⅲ-9〉 개발중심모델(D-D-D) 교수ㆍ학습 과정안 예시 203
〈표 Ⅲ-10〉 디자인중심모델(N-D-I-S)의 교수학습 절차 205
〈표 Ⅲ-11〉 디자인 중심 (NDIS)모델 교수ㆍ학습 과정안 예시 206
〈표 Ⅲ-12〉 CT요소중심모델(D-A-P-P(A))의 교수학습 절차 209
〈표 Ⅲ-13〉 개발중심모델(D-D-D) 교수ㆍ학습 과정안 예시 210
〈표 Ⅲ-14〉 2015 개정 교육과정 교육용 프로그래밍 언어 관련 내용 요소 및 교육 내용 213
〈표 Ⅲ-15〉 교육부 '소프트웨어와 함께하는 창의력 여행' 학습 주제 214
〈표 Ⅲ-16〉 미래부 '생각 쑥쑥 소프트웨어' Ⅳ. 컴퓨팅 시스템의 활용 단원 학습 주제 215
〈표 Ⅲ-17〉 미래부 '뚝딱뚝딱 코딩 공작소' 학습 주제 215
〈표 Ⅲ-18〉 SW 기초 연수 30시간 운영 예시 227
〈표 Ⅲ-19〉 SW 기초 연수 15시간 운영 예시 228
〈표 Ⅳ-1〉 로봇활용 SW교육 관련 연구 내용 231
〈표 Ⅳ-2〉 2015 개정 교육과정 로봇관련 부분 발췌 232
〈표 Ⅳ-3〉 소프트웨어 교육용 로봇 분류 및 로봇 예시 235
〈표 Ⅳ-4〉 사용 장소에 따른 센서의 종류와 용도 242
〈표 Ⅳ-5〉 로봇 활용 SW교육 수업 흐름도 267
〈표 Ⅳ-6〉 2015 개정 교육과정 로봇관련 부분 발췌 303
〈표 Ⅳ-7〉 로봇 활용 SW교육 활동의 이해 1시간 강의 구성 예시 305
〈표 Ⅳ-8〉 로봇 활용 SW교육 활동의 체험 2시간 강의 구성 예시 305
〈표 Ⅳ-9〉 로봇 활용 SW교육 활동의 실제 2시간 강의 구성 예시 306
〈표 Ⅴ-1〉 블록 놓는 방법 별 장단점 정리 344
〈표 Ⅴ-2〉 일반 프로그래밍 언어와 교육용 프로그래밍 언어 비교 352
〈표 Ⅴ-3〉 파이선 구문 규칙을 따르는 블록 모음 358
〈표 Ⅴ-4〉 띄어쓰기 문법 360
〈표 Ⅴ-5〉 중첩구조를 이용하는 프로젝트 361
〈표 Ⅴ-6〉 변수 생성 362
〈표 Ⅴ-7〉 에듀메이커보드 활용을 위한 엔트리 블록 369
[그림 Ⅰ-1] 정보기술의 발달과 우리생활의 변화 6
[그림 Ⅰ-2] 2006년과 2016년 세계 10대 기업의 변화 7
[그림 Ⅰ-3] 알파고, 자율주행자동차, 로봇공학 등 인공지능 기술의 발달 8
[그림 Ⅰ-4] 미래에 직업이 사라질 가능성 8
[그림 Ⅰ-5] 미국과 유럽연합의 소프트웨어 관련 직업 예상 9
[그림 Ⅰ-6] 21세기의 학생들에게 요구되는 16가지 기술 9
[그림 Ⅰ-7] 2015 개정 교육과정의 추구하는 인간상 및 핵심 역량 10
[그림 Ⅰ-8] 소프트웨어 교육 12
[그림 Ⅰ-9] 학교급별 소프트웨어 교육의 목표 및 교육내용 12
[그림 Ⅰ-10] 소프트웨어 교육의 추진 경과 14
[그림 Ⅰ-11] 2015 개정 교육과정의 개정 주요 방향 15
[그림 Ⅰ-12] 인문ㆍ사회ㆍ과학기술 소양의 의미와 개정교육과정에서의 구현 방법 16
[그림 Ⅰ-13] 2015 개정 교육과정에서 소프트웨어 교육 관련 편제의 변화 16
[그림 Ⅰ-14] 소프트웨어 교육과 관련된 교과 역량-초등 실과과(좌), 중등 정보과(우) 17
[그림 Ⅰ-15] 소프트웨어 교육과 관련된 초등 실과과 교과 역량의 의미 17
[그림 Ⅰ-16] 2015 개정 중등 정보과 교육과정의 교과 역량의 의미와 하위 역량 18
[그림 Ⅰ-17] 2015 개정 교육과정에서 학교급별 소프트웨어 교육의 비교 19
[그림 Ⅰ-18] 2015 개정 교육과정에서 성취기준의 이해 23
[그림 Ⅰ-19] 2015 개정 교육과정에서 내용체계와 성취기준의 관계 예시 24
[그림 Ⅰ-20] 2015 개정 실과과 교육과정의 교수ㆍ학습의 방향 26
[그림 Ⅰ-21] 교육과정-수업-평가 연계 사례(좌) 및 실생활에 활용ㆍ확장되는 교수ㆍ학습 방법 예시(우) 26
[그림 Ⅰ-22] 2015 개정 교육과정 총론의 평가 중점 29
[그림 Ⅰ-23] '기술시스템' 영역의 영역별 성취수준 30
[그림 Ⅰ-24] 초등학교 소프트웨어 교육관련 평가문항 개발 사례 32
[그림 Ⅰ-25] 영국 컴퓨팅 기초다지기 교사용 지도서 평가 지침 내용(Key Stage 1) 35
[그림 Ⅰ-26] SW학습에 대한 지필평가 문항 예시 38
[그림 Ⅰ-27] 개인 포트폴리오에 축적된 SW 활동 결과물 38
[그림 Ⅰ-28] 자기 평가 및 상호 평가 38
[그림 Ⅰ-29] 컴퓨팅 사고력(2015 정보과 교육과정 교과 역량) 44
[그림 Ⅰ-30] 트리를 활용한 자료의 구조화 50
[그림 Ⅰ-31] 우리 반의 성적을 표현한 표(Table)의 행과 열 51
[그림 Ⅰ-32] 여러 장의 설문 조사 응답지로 수집한 자료를 표 형태로 구조화하여 나타내기 51
[그림 Ⅰ-33] 여러 가지 다이어그램 52
[그림 Ⅰ-34] 표에서 필터링으로 정보 추출하기(스프레드시트 프로그램 활용) 53
[그림 Ⅰ-35] 표에서 정렬로 정보 추출하기(스프레드시트 프로그램 활용) 54
[그림 Ⅰ-36] 핵심 요소만을 나타낸 비상 대피 안내도 58
[그림 Ⅰ-37] 핵심 요소만을 표현한 교통 표지판, 비상구 안내도 58
[그림 Ⅰ-38] 알고두 물리 시뮬레이션 도구 63
[그림 Ⅰ-39] statlogo TNG 생태계 시뮬레이션 63
[그림 Ⅱ-1] 순서도 80
[그림 Ⅱ-2] 알고리즘 체험활동 설명 1 84
[그림 Ⅱ-3] 알고리즘 표현방법 설명 2 84
[그림 Ⅱ-4] 알고리즘 표현방법 설명 3 85
[그림 Ⅱ-5] 문제 해결 예시 85
[그림 Ⅱ-6] 이벤트 카드놀이 놀이 중심 활동 장면 93
[그림 Ⅱ-7] 컴퓨터 과학의 원리를 배우기 위한 놀이 중심 활동 : 이진법 96
[그림 Ⅱ-8] 컴퓨터 과학의 원리를 배우기 위한 놀이 중심 활동 : 이미지 표현 96
[그림 Ⅱ-9] Google의 컴퓨팅 사고력 교육자 코스의 알고리즘 체험 활동 97
[그림 Ⅱ-10] 교육부 교재, 로봇으로 교실을 청소하자의 놀이 중심 활동 97
[그림 Ⅱ-11] 이미지 표현 활동 100
[그림 Ⅱ-12] 오류 탐지 및 수정 활동 1 103
[그림 Ⅱ-13] 오류 탐지 및 수정 활동 2 104
[그림 Ⅱ-14] 순차처리 네트워크 105
[그림 Ⅱ-15] 병렬처리 네트워크 106
[그림 Ⅱ-16] 정렬망 그림 106
[그림 Ⅱ-17] 정렬망 사례 107
[그림 Ⅱ-18] 토끼를 추상화하여 만화 캐릭터 그리기 114
[그림 Ⅲ-1] 텍스트 기반의 교육용 프로그래밍 언어(스몰베이직) 151
[그림 Ⅲ-2] 블록 기반의 교육용 프로그래밍 언어(엔트리) 151
[그림 Ⅲ-3] 블록 기반 자유형 언어(스크래치) 152
[그림 Ⅲ-4] 블록 기반 미션형 언어(code.org) 152
[그림 Ⅲ-5] 단계별 프로그래밍 언어 153
[그림 Ⅲ-6] 학습하기 접속 155
[그림 Ⅲ-7] 주제별 학습과정 155
[그림 Ⅲ-8] 다양한 미션 156
[그림 Ⅲ-9] 미션 제시 창 157
[그림 Ⅲ-10] 블록 조립 방법 157
[그림 Ⅲ-11] 도움말 확인 157
[그림 Ⅲ-12] 인증서 이름 입력 158
[그림 Ⅲ-13] 인증서 화면 158
[그림 Ⅲ-14] 회원가입 158
[그림 Ⅲ-15] 작품 만들기 메뉴 159
[그림 Ⅲ-16] 엔트리 만들기 화면 159
[그림 Ⅲ-17] 접속 화면 160
[그림 Ⅲ-18] 엔트리 경험하기 화면 160
[그림 Ⅲ-19] 저장하기 161
[그림 Ⅲ-20] 작품 조회하기 161
[그림 Ⅲ-21] 작품 공유하기 161
[그림 Ⅲ-22] 공유된 작품 보기 161
[그림 Ⅳ-1] 피지컬 컴퓨팅 사례 236
[그림 Ⅳ-2] 로봇과 관련된 과거의 장치들 238
[그림 Ⅳ-3] 최근 만들어진 여러 가지 로봇의 형태 239
[그림 Ⅳ-4] 교육용 로봇인 햄스터 로봇의 구조와 기능 239
[그림 Ⅳ-5] 알고리즘 구조에 따라 활용 가능한 로봇 구조 240
[그림 Ⅳ-6] 알고리즘 구조에 따른 로봇 동작 및 활동 240
[그림 Ⅳ-7] 사람의 오감과 센서의 관계 241
[그림 Ⅳ-8] 로봇 및 피지컬 컴퓨팅에 사용할 수 있는 센서 모듈 예시 242
[그림 Ⅳ-9] 로봇 회사에서 자체적으로 개발하여 제공하는 로봇 프로그래밍 도구 243
[그림 Ⅳ-10] 햄스터 로봇의 엔트리와 스크래치 명령 블록 예시 243
[그림 Ⅳ-11] 디플레이 로봇의 엔트리 명령 블록과 아두이노 프로그램 화면 244
[그림 Ⅳ-12] 학교급에 따라 사용할 수 있는 교육용 프로그래밍 언어 예시 244
[그림 Ⅳ-13] 로보티즈 제품의 연결 방식 246
[그림 Ⅳ-14] 엔트리 하드웨어를 이용한 로봇 연결 방법 247
[그림 Ⅳ-15] 엔트리 명령블록과 엔트리 하드웨어 명령 블록 연결 방법 248
[그림 Ⅳ-16] 엔트리 명령블록과 엔트리 하드웨어 명령 블록 연결 방법 248
[그림 Ⅳ-17] 스크래치 프로그램으로 만든 순차구조 로봇 프로그램 예시 249
[그림 Ⅳ-18] 반복구조 알고리즘과 관련된 명령 예시 254
[그림 Ⅳ-19] 선택구조 알고리즘과 관련된 명령 예시 259
[그림 Ⅳ-20] 문제해결을 위한 로봇 관찰하기 268
[그림 Ⅳ-21] 문제해결을 위한 시범보이기 과정 269
[그림 Ⅳ-22] 문제 해결을 위한 추가 과제 제시 및 코칭 과정 269
[그림 Ⅳ-23] 로봇활용 SW교육 수업 전략 중 창작활동으로 발전하기 과정 270
[그림 Ⅴ-1] 메이크코드와 마인크래프트 교육용 버전 연결방법 343
[그림 Ⅴ-2] 방법 별 3×3 블록 놓는 코드 345
[그림 Ⅴ-3] 블록 조립소 영역 353
[그림 Ⅴ-4] 블록코딩에서 텍스트 코딩으로 변환 353
[그림 Ⅴ-5] 표에서 필터링으로 354
[그림 Ⅴ-6] 표에서 필터링으로 354
[그림 Ⅴ-7] 덧셈 함수 알고리즘 355
[그림 Ⅴ-8] 더하기 함수(엔트리) 355
[그림 Ⅴ-9] 더하기 함수 실행 356
[그림 Ⅴ-10] 더하기 함수(파이선) 356
[그림 Ⅴ-11] 사칙연산 함수들(파이선) 357
[그림 Ⅴ-12] 〈시작〉영역 블록 357
[그림 Ⅴ-13] 함수구문 비교 358
[그림 Ⅴ-14] 명령어 완성 기능 359
[그림 Ⅴ-15] 도움말 사용법 360
[그림 Ⅴ-16] 엔트리와 에듀메이커보드 연결방법 371
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