3차시 (컴퓨팅 사고력 키우기)

학습 목표  
1. 컴퓨팅 사고능력이란?  
2. 컴퓨팅 사고력의 정의  
3. 언플러그드 컴퓨팅  

 

컴퓨팅 사고방식  
INPUT → PROCESS → OUTPUT  
예시 : 서울역에서 강남역까지 → 가장 빠르게 가는 방법 → 경로  

내가 원하는 결과를 위한 사고  
가장 빠르게 가는 방법 = 최소환승 + 최단거리  

"컴퓨팅 사고력이란, 컴퓨팅의 핵심 개념을 기반으로 인간의 행동 양식을 이해하려는 접근 방법이다"  
- 지넷 윙 교수 -  

1. 컴퓨팅 사고능력이란?  

문제의 추상화 → 문제해결과정(핵심요소 모델링) → 해법의 자동화  
- 읽기·쓰기·더하기와 더불어 학습해야 할 기본 능력  
- 단순히 프로그래밍 기술을 배우는 것이 아님  

2. 컴퓨팅 사고력의 정의  

- 문제의 인식 및 분석  
- 자료의 수집 및 분석  
- 문제해결을 위한 다양한 사고 진행  
- 컴퓨팅 능력을 활용한 해결방법 설계  

자넷 윙의 컴퓨팅 사고력 정의  
- 개념화  
- 근본 기술  
- 인간의 사고방식  
- 수학적·공학적 사고의 결합  
- 아이디어 창출  
- 누구에게나 필요한 기본 능력  

컴퓨팅 사고력의 특징  
(1) 컴퓨터 과학 기반의 문제해결 방법  
(2) 논리적·계산적 형태의 표현 방법  
(3) 절차적 사고와 추론의 과정  
(4) 하드웨어와 소프트웨어를 인지 도구로 사용  
(5) 개방적·발전적 개념  
(6) 명확한 절차의 반복 적용  
(7) 탐색과 패턴의 적용  

예시 : 반복적 정교화, 무작위 기법, 모델링, 시뮬레이션, 시각화  

컴퓨팅 소양이란?  
: 고도 정보화 시대에서 컴퓨터를 이해하고 활용하는 능력  

- 컴퓨터 리터러시 / 정보 리터러시 / 미디어 리터러시 포함  
- 컴퓨터를 이해하고 효과적으로 활용할 수 있는 능력  
- 하드웨어 및 소프트웨어의 구입과 이용에 관한 지식  
- 정보의 탐색, 선택, 획득 능력  

정보의 탐색/선택/획득 → 컴퓨팅 소양 교육  
정보의 처리/편집/표현/교환 → 응용 소프트웨어 활용 능력 교육  

컴퓨팅 사고력이란?  
: 기술 기반 사회에서 필수적으로 갖춰야 하는 능력  

문제의 구체화 / 알고리즘적 사고 / 멀티태스킹 / 반성적 사고 → 오류 발견 및 수정  
- 컴퓨터를 활용하여 문제를 해결하는 과정에서 작동하는 사고력  
- 컴퓨터 소양을 바탕으로 창의적 컴퓨팅을 통해 길러지는 사고력  

컴퓨팅 사고의 필요성  
(1) 컴퓨팅으로 처리할 수 있는 문제 이해  
(2) 기술과 문제의 대응 평가  
(3) 기술의 한계 이해  
(4) 기술을 새로운 방법으로 적용  
(5) 새로운 컴퓨터 활용 기회 인식  
(6) 다양한 영역에서 분할과 정복(Divide and Conquer) 전략 적용  

컴퓨팅 사고와 소양  
- 컴퓨터 소양: 컴퓨터를 활용할 수 있는 기능적 능력  
- 컴퓨팅 사고력: 컴퓨터 소양을 기반으로 창의적 컴퓨팅을 통해 길러지는 사고 양식  

컴퓨팅 사고의 구성요소  
<추상화>  
자료 수집 및 분석 → 자료 표현 → 작은 단위로 분해 → 해결에 필요한 변수 추출 → 해결 모델 설계  
- 실제 세계의 문제를 해결 가능한 형태로 표현하기 위한 사고 과정  
<자동화>  
- 추상화 과정에서 만들어진 해결 모델을 프로그래밍 언어로 표현  
- 인간이 처리하기 어려운 대량의 작업이나 시뮬레이션 수행  

컴퓨팅 사고력의 역할  
- 방대한 자료가 포함된 복잡한 문제 해결  
- 컴퓨팅 시스템을 통해 인간의 인지 능력 확대  
- 인간의 사고력으로 처리하기 어려운 작업 지원  
- 문제 해결 과정을 절차적 알고리즘으로 표현  
- 혁신적 아이디어 제공 및 사고 범위 확장  

컴퓨팅 사고력의 구성요소  
자료수집 / 자료분석 / 자료표현 / 문제분해 / 추상화 / 알고리즘&절차 / 자동화 / 시뮬레이션 / 병렬화  

컴퓨팅 사고력 훈련의 효과  
- 자료수집: 문제 해결에 필요한 자료를 모으는 과정  
- 자료분석: 패턴을 찾아 결론을 도출  
- 자료표현: 그래프·차트·텍스트·이미지로 표현  
- 문제분해: 문제를 작은 단위로 나누어 해결  
- 추상화: 핵심요소를 파악하고 복잡함을 단순화  
- 알고리즘&절차: 문제 해결 단계의 설계  
- 자동화: 컴퓨터가 수행 가능한 형태로 변환  
- 시뮬레이션: 모델을 실행해 결과를 파악  
- 병렬화: 여러 작업을 동시에 수행  

컴퓨팅 사고력 교육방법  
- 언플러그드 컴퓨팅  
- 프로그래밍 언어  
- 피지컬 컴퓨팅