새로운 패러다임의 소프트웨어 교육의 교수·학습 안내서
이 책의 저자들은 나라의 미래를 위해, 미래 세대를 위해 10년간의 창의컴퓨팅(컴퓨팅 사고) 교육을 현장에 적용하고 확산시켜 왔다. 그 세월을 모아 새로운 패러다임의 소프트웨어 교육의 교수·학습 방법을 실현하고자 그 실천 방안을 이 책에 오롯이 담았다.

“코딩을 배워라. 코딩은 개인뿐 아니라 나라의 미래를 위해 중요하다.”
“모든 사람들이 코딩을 배워야 한다. 코딩은 생각하는 방법을 가르쳐 주기 때문이다.”
“코딩은 모든 문제에 대해 새로운 해결책을 도출할 수 있는 힘을 길러 준다.”
“15년 후에는 읽기와 쓰기처럼 프로그래밍도 가르치게 될 것이다.”

모두 코딩 교육의 중요성을 강조한 말들이다.
국가의 미래가 걸린 일이라고 이처럼 다들 말들을 하고 있지만 현실은 그리 녹록지 않다. 코딩 교육을 담당할 교사들은 절대 부족하고, 코딩 교육의 현장은 열악하기만 하다. 현재 소프트웨어 교육의 경험이 있는 교사들은 전체 교사의 10% 안팎으로 알려져 있고, 소프트웨어 선도학교로 지정되었음에도 불구하고 초고속 무선 인터넷이 설치되어 있지 않은 교실도 허다하다.
이러한 열악한 환경 속에서 국가의 미래가 걸려 있는 소프트웨어 교육을, 코딩 교육을, 프로그래밍 교육을 어떻게 해야 할 것인가? 더욱이 2018년도부터는 소프트웨어 교육이 의무화된다고 하지 않은가? 우리는 이러한 교육 환경에서도 제대로 된 소프트웨어 교육을 해야 한다.

“초등학교 소프트웨어 공교육이 2년간 17시간이라도 우리는 아이들을 가르쳐야 한다. 어린아이들이 조금씩 코딩의 기초를 닦고, 그를 기반으로 세상을 어떻게 바꿀 수 있을지 고민하게 만들어야 한다.”

이 책의 저자인 한선관 경인교대 미래인재연구소 소장의 말이다.
이 책의 저자들은 소프트웨어 교육에 대한 경험이 풍부한 연구자와 교사로 현장의 소프트웨어 교육에 활용도가 높은 교수·학습 아이디어를 어떻게 제공할지를 늘 고민하였다. 이미 학교 현장에서는 부분적이나마 창의컴퓨팅 수업 전략, 언플러그드 컴퓨팅 수업 전략, 피지컬 컴퓨팅 수업 전략, 플립러닝 수업 전략 등의 소프트웨어 교육에 대한 다양한 관점의 교육 방법이 소개되어 수업에 적용되고 있다. 이에 저자들은 실제 교육 현장에 적용되고 있는 수업 모형과 교수·학습 전략을 체계적으로 정리할 필요성을 느꼈고, 그 정리를 바탕으로 새로운 패러다임의 소프트웨어 교육 방법을 출간하기에 이르렀다. 이 책은 일선의 초·중등 교사는 물론이고 예비 교사들에게 새롭고 다양한 소프트웨어 교육 방법을 소개하는 안내서로, 컴퓨터 과학에 대한 지식과 프로그래밍 기능 그리고 미래 사회의 가치와 태도에 관한 내용을 효과적으로 가르칠 수 있는 교육 방법을 제시하고 있다.

소프트웨어 교육을 위한 수업 모형과 교수·학습 전략, 그리고 수업 사례 제시
수업 모형으로 직접교수 모형, 선행조직자 모형, 개념형성 모형, 발견학습 모형, 문제해결 모형, 창의성계발 모형, 팀티칭 모형, 전문가협력학습 모형, 온라인토론 모형, 프로젝트학습 모형 등을 소개하고 있다. 각각의 수업 모형에 따른 수업 사례들로 ‘조건 명령 이해하기’, ‘변수의 의미와 활용’, ‘추가 블록을 이용하여 함수 만들기’, ‘코딩으로 도형 그리기’, ‘스쿼시 게임 만들기’, ‘센서 보드를 이용하여 피지컬 컴퓨팅 구현하기’, ‘미술, 수학, 코딩으로 황금비 이해하기’, ‘프로그래밍 언어의 기본 명령 배우기’, ‘자동화가 우리의 직업에 미치는 영향에 대해 토론하기’, ‘디지로그 형태로 체인리액션 프로그램 구현하기’ 등을 학습 절차에 따라 설명하고 있다.
교수·학습 전략으로 컴퓨팅 사고 기능 신장을 위한 교수·학습 전략, 컴퓨터 과학의 개념을 이용한 교수·학습 전략, 언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략, 플립러닝 교수·학습 전략, 융합교육 교수·학습 전략 등을 소개하고 있다. 각각의 교수·학습 전략에 따른 수업 사례들로 ‘아름다운 꽃 그리기’, ‘낚시 게임 재구성하기’, ‘청소 로봇 개발하기’, ‘사물인터넷 가정 만들기’, ‘바이러스에 대해 알고 피해 예방하기’, ‘카드놀이로 이진수와 비트 이해하기’, ‘수로 이해하는 이미지’, ‘피지컬 컴퓨팅 실습 프로젝트’, ‘피지컬 컴퓨팅으로 마음 소통하기’, ‘교실 안의 메이커 운동’ 등을 학습 절차에 따라 설명하고 있다.

그 밖의 수업 현장에서 각각의 수업 모형과 교수·학습 전략에 따라 이루어지는 수업의 실제 안을 자세히 구현하고 있어 교사들의 현장 수업의 실제 적용에 큰 도움을 주고 있다.

Part 1 소프트웨어 교육과 교육 방법

Chapter 01 소프트웨어 교육의 개요
소프트웨어 교육의 이해
소프트웨어 교육의 내용
Chapter 02 소프트웨어 교육을 위한 교육 방법
소프트웨어 교육 방법의 필요성
소프트웨어 교육 방법의 이해
소프트웨어 교육의 수업 모형
소프트웨어 교육의 교수·학습 전략
Chapter 03 소프트웨어 교육을 위한 교수 설계
소프트웨어 교육을 위한 교수 설계의 이해
소프트웨어 교육을 위한 교수 설계의 실제

Part 2 소프트웨어 교육을 위한 수업 모형

Chapter 04 직접교수 모형
직접교수 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 직접교수 모형
사례
직접교수 모형의 수업 예시
직접교수 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 응용 소프트웨어 활용 방법에 대한 교육
(2) 저작권 표기와 같은 명확한 기초 지식에 대한 교육
(3) 코딩 명령어에 대한 사용 방법 교육
Chapter 05 선행조직자 모형
선행조직자 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 선행조직자 모형
사례
선행조직자 모형의 수업 예시
선행조직자 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 생활의 여러 현상과 빗대어 설명한 데이터 구조 및 원리에 대한 교육
(2) 컴퓨터 과학 용어의 개념과 원리를 쉽게 이해하기 위한 교육
(3) 코딩의 문법과 명령에 대한 의미를 이해하기 위한 교육
Chapter 06 개념형성 모형
개념형성 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 개념형성 모형
사례
개념형성 모형의 수업 예시
? IP의 개념 수업
? 운영체제의 개념 수업
? 미디(MIDI)의 개념 수업
개념형성 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 게임 등의 다양한 활동을 이용한 속성 파악으로 개념형성
(2) 생활에서의 경험과 연관 지어 지도하는 개념형성
(3) 코딩의 함수에 대한 개념을 학습하기 위한 교육
Chapter 07 발견학습 모형
발견학습 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 발견학습 모형
사례
? 암호 알고리즘의 발견학습
? 데이터 오류 검사를 위한 패리티비트의 발견학습
? 정렬 알고리즘
발견학습 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 컴퓨터의 동작 원리 및 데이터 처리 과정을 발견하는 교육
고대 시대의 원통형 암호의 원리를 발견하는 수업
(2) 컴퓨터의 동작 원리 및 데이터 처리 과정을 발견하는 교육
인공지능의 깊이우선 탐색과 너비우선 탐색의 원리를 발견하는 수업
(3) 컴퓨터의 동작 원리 및 데이터 처리 과정을 발견하는 교육
자료구조에서 제시되는 정렬의 원리를 발견하는 수업
(4) 코딩을 이용하여 수학적 원리를 발견하기 위한 교육
Chapter 08 문제해결 모형
문제해결 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 문제해결 모형
사례
문제해결 모형의 수업 예시
문제해결 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 컴퓨터의 동작 원리 및 자료 처리의 원리 문제에 관한 교육
(2) 일상생활에서 컴퓨터를 활용하여 문제를 해결하는 교육
(3) 코딩을 이용하여 게임 개발 시 발생하는 문제를 해결하는 교육
Chapter 09 창의성계발 모형
창의성계발 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 창의성계발 모형
사례
창의성계발 모형의 수업 예시
? 일반화된 창의성
? 문제 기반 창의성(창의적 문제해결)
창의성계발 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 기반 기술의 이해를 바탕으로 하여 미래 사회 예측 교육
(2) 새롭게 설계하거나 프로그래밍하여 작품을 제작하는 교육
(3) 피지컬 교구를 이용하여 다양한 아이디어를 산출하는 교육
Chapter 10 팀티칭 모형
팀티칭 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 팀티칭 모형
사례
팀티칭 모형의 수업 예시
팀티칭 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 두 가지 이상의 개념이나 원리를 전문가들이 동시에 지도하기
(2) 다양한 기능을 효과적으로 익히기 위한 교육
(3) 미술-수학-코딩을 팀으로 나누어 가르치는 교육
Chapter 11 전문가협력학습 모형
전문가협력학습 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 전문가협력학습 모형
사례
전문가협력학습 모형의 수업 예시
? 논리게이트
전문가협력학습 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 개별 책임 부여를 통해 동시에 여러 개의 활동 주제에 대해 탐구하고 협력 학습을 하기 위한 교육
(2) 같은 주제를 학습하거나 조사한 학생들의 좀 더 깊이 있는 학습을 돕기 위한 교육
(3) 주제에 대한 특징을 이해하고 서로 비교해 보기 위한 교육
(4) 교육용 프로그래밍 언어의 명령 문법을 서로 탐구하고 협력하여 교육
Chapter 12 온라인토론 모형
온라인토론 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 온라인토론 모형
사례
온라인토론 모형의 수업 예시
온라인토론 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 주제에 대한 여러 대안을 찾는 주제 토론 학습을 위한 교육
(2) 두 가지 이상의 쟁점을 두고 토론하는 찬반 토론을 위한 교육
(3) 정보기술의 이해를 토대로 한 토론
(4) 기계가 인간의 직업에 미치는 영향에 대해 토론하는 교육
Chapter 13 프로젝트학습 모형
프로젝트학습 모형의 개요
소프트웨어 교육을 위한 온라인 프로젝트학습 모형
사례
프로젝트 모형의 수업 예시
? 센서 통합형 보드를 이용하여 실생활 물건 구현하기
? 피지컬 교구를 이용한 협력 문제 해결 프로젝트
프로젝트학습 모형의 교수·학습 아이디어
(1) 컴퓨터 과학의 지식을 프로젝트학습으로 조사하기
(2) 피지컬 컴퓨팅 교구를 이용하여 협력 프로젝트 진행하기

Part 3 소프트웨어 교육을 위한 교수·학습 전략

Chapter 14 컴퓨팅 사고 기능 신장을 위한 교수·학습 전략
DMM 교수·학습 전략
UMC 교수·학습 전략
DDD 교수·학습 전략
NDIS 교수·학습 전략
DPAA(P) 교수·학습 전략
사례
아름다운 꽃 그리기
낚시 게임 재구성하기
청소 로봇 개발하기
사물인터넷 가정 만들기
Chapter 15 컴퓨터 과학의 개념을 이용한 교수·학습 전략
정보보호 교수·학습 전략
사례
바이러스에 대해 알고 피해 예방하기
디지털소통 교수·학습 전략
사례
디지털소통 교수·학습 유형
알고리즘 교수·학습 전략
사례
알고리즘 교수·학습 전략의 수업 예시
알고리즘 교수·학습 전략의 실제
? 이진 탐색 알고리즘
? 상자에 책 정리하기
디지로그 교수·학습 전략
제약기반 교수·학습 전략
사례기반 교수·학습 전략
Chapter 16 언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략
언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략의 개요
언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략의 이해
언플러그드 컴퓨팅 교수·학습 전략의 유형
사례
카드놀이로 이진수와 비트 이해하기
수로 이해하는 이미지
Chapter 17 플립러닝 교수·학습 전략
플립러닝 교수·학습 전략의 개요
소프트웨어 교육을 위한 플립러닝 교수·학습 전략
사례
피지컬 컴퓨팅 실습 프로젝트
Chapter 18 융합교육 교수·학습 전략
융합교육 교수·학습 전략 개요
소프트웨어 교육을 위한 융합교육 교수·학습 전략
사례
피지컬 컴퓨팅으로 마음 소통하기
교실 안의 메이커 운동

Part 4 소프트웨어 교육 교수·학습 모형의 실제

1 소프트웨어 교육 수업 모형 실제
직접교수 모형
선행조직자 모형
개념형성 모형
발견학습 모형
문제해결 모형
창의성계발 모형
팀티칭 모형
전문가협력학습 모형
온라인토론 모형
프로젝트학습 모형
2 소프트웨어 교수·학습 전략 사례
정보보호 교수·학습 전략
디지털소통 교수·학습 전략
디지로그 교수·학습 전략
제약기반 교수·학습 전략
사례기반 교수·학습 전략
객체지향 교수·학습 전략
언플러그드 교수·학습 전략
사례
? 이진수 배우기
? 압축의 원리