이 책은 지금까지 경험하지 못한 코딩 교육의 진수를 보여준다. “코딩 교육이 가야 할 방향은 컴퓨팅 사고력을 높이는 것이다.”라고 이 책의 저자들이 말하듯, “디지털 시대에 적합한 창의력과 문제해결력을 기르기 위한 코딩의 기초부터 응용까지 컴퓨터 코드를 작성하는 것은 물론이고, 알고리즘 학습을 통한 컴퓨팅 사고력을 완전 정복한다.
2019년 1월 정식 출시된 스크래치 3.0으로 컴퓨팅 사고를 잡는다!
컴퓨터의 언어인 코드로 프로그램을 만들고, 이를 이용하여 복잡한 문제를 논리적으로 단순화하여 해결하는 과정이 컴퓨팅 사고이다. 컴퓨팅 사고는 알고리즘을 작성하는 반복 훈련을 통해 기를 수 있는데, 스크래치는 알고리즘을 훈련하는 데 더할 나위 없이 유용하다.
스크래치는 2007년 1.0이 개발된 이후 1.4 버전에서 안정화되었고, 2.0 버전으로 개선되면서 온라인에서 구현할 수 있게 되었다. 온라인에서 개발된 스크래치 2.0 버전의 소스들은 다양한 사용자들에 의해 개발, 공유, 리믹스, 재창조의 과정을 거치면서 프로그래밍에 대한 흥미 배가와 컴퓨팅 사고 신장에 많은 도움이 되었다. 2019년 1월 3.0으로 버전이 업데이트된 스크래치는 pc 환경에서만 작동하던 프로그램을 태블릿 및 모바일 환경에서도 사용할 수 있게 되었고, 웹 서비스 연결이 가능하게 되면서 더한층 진일보하였다. 스크래치 3.0은 이전 버전에서 빠져 있던 프로그래밍 언어 문법과 확장 라이브러리 기능을 강화하여 훨씬 쉽고 편리하게 컴퓨터 과학자처럼 생각하고 융합형의 프로젝트를 만들어 볼 수 있어, 컴퓨팅 사고력을 쑥쑥 기를 수 있다.
이 책은 이러한 스크래치 3.0의 각 명령 블록의 개념과 사용 방법을 제시하며, 컴퓨팅 사고의 개념을 구성하는 프로그래밍의 문법 구조와 명령어를 예제 코드와 함께 익히도록 하고 있다. 또한 알고리즘을 구현하는 코딩의 기본 기능을 연습하면서 컴퓨팅 사고에 기반한 프로그램을 만들도록 하고 있다.
컴퓨팅 사고에 기반한 융합 교육을 스크래치 3.0으로 체험한다!
사물인터넷, 로봇, 드론, 자율주행 자동차, 가상현실과 증강현실, 인공지능 등은 소프트웨어 기반의 신기술들이며, 4차 산업혁명을 이끌어 갈 기반 기술들이다. 컴퓨팅 사고는 이러한 소프트웨어의 신기술을 개발하는 전 과정에서 사용되는 논리적인 사고이다. 과학은 탐구, 실험, 원리, 개념 중심이므로 기술과 공학에서 강조하는 설계와 만들기 중심의 창의적 문제 해결이 결합되어야 진정한 융합 교육이라고 할 수 있다. 과학과 기술, 공학을 융합하는 과정에서 예술적 감성과 디자인은 필수이며, 최종적으로 실생활의 문제를 해결할 수 있는 산출물을 도출함으로써 학습자들이 과학, 수학에 대하여 흥미와 이해도를 높이고, 기술, 공학, 예술적 요소까지도 배울 수 있다.
이 책은 이러한 융합 교육을 컴퓨팅 사고에 기반하여 실제 알고리즘으로 상세 설계를 하고 스크래치 3.0으로 구현한다. ‘수학 교실-선대칭 도형’, ‘과학 실험실-태양계 모형’, ‘예술 캔버스-그림판’, ‘엔터테인먼트-뱀 게임’, ‘가상 애완동물-다마고치’, ‘시뮬레이션-자율주행 자동차’, ‘자동화-인형뽑기’ 등 다양한 학문 분야의 내용과 융합하여 각 분야에서의 연관성을 발견하고 새로운 것을 개발하도록 하고 있다. 이를 통해 문제해결력을 기르고 새로운 아이디어를 창출하는 창의성을 기르며, 정서와 표현력까지 기르도록 하고 있다.
들어가며
컴퓨팅 사고의 구성과 활용 방법
스크래치 3.0
스크래치 3.0 소개 | 스크래치 명령 블록 | 스크래치 화면 인터페이스 | 스크래치 확장 기능의 활용
PART 1 컴퓨팅 사고의 개념(CT Concept)
Chapter 1 동작(Motion)-움직임 제어하기
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기 | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
Chapter 2 형태(Looks)-형태 제어하기
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기 | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
Chapter 3 소리와 음악(Sound & Music)-소리와 MIDI 제어하기
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기 | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
Chapter 4 이벤트(Events)-이벤트 실행하기
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기 | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
Chapter 5 반복과 펜(Loop & Pen)-스크립트 반복 제어하기/펜 조절하기
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기 | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
Chapter 6 조건과 감지(Condition & Sensing)-스크립트 조건 제어하기/프로젝트의 정보 감지하기
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기... | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
Chapter 7 연산(Operators)-연산과 문자열 조작하기
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기 | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
Chapter 8 변수와 나만의 블록(Variables & My Blocks)-값이나 문자열을 저장할 수 있는 공간
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기 | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
Chapter 9 확장(Extension)-여러 가지 기능 확장하기
1. 블록 기초 | 2. 블록 따라잡기 | 3. 예제 엿보기 | 4. 실습하기 | 5. 프로젝트 과제
PART 2 컴퓨팅 사고의 실습(CT Practice)
Chapter 10 수학 교실(Math Class)-선대칭 도형
1. 프로그램 개요 | 2. 컴퓨팅 사고 | 3. 프로그램 알고리즘 | 4. 핵심 모듈 | 5. 코딩(따라하기)
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Chapter 11 과학 실험실(Science Lab)-태양계 모형
1. 프로그램 개요 | 2. 컴퓨팅 사고 | 3. 프로그램 알고리즘 | 4. 핵심 모듈 | 5. 코딩(따라하기)
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Chapter 12 예술 캔버스(Art Canvas)-그림판
1. 프로그램 개요 | 2. 컴퓨팅 사고 | 3. 프로그램 알고리즘 | 4. 핵심 모듈 | 5. 코딩(따라하기)
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Chapter 13 엔터테인먼트(Entertainment)-뱀 게임
1. 프로그램 개요 | 2. 컴퓨팅 사고 | 3. 프로그램 알고리즘 | 4. 핵심 모듈 | 5. 코딩(따라하기)
확장하기
Chapter 14 가상 애완동물(Virtual Pet)-다마고치
1. 프로그램 개요 | 2. 컴퓨팅 사고 | 3. 프로그램 알고리즘 | 4. 핵심 모듈 | 5. 코딩(따라하기)
확장하기
Chapter 15 시뮬레이션(Simulation)-자율주행 자동차
1. 프로그램 개요 | 2. 컴퓨팅 사고 | 3. 프로그램 알고리즘 | 4. 핵심 모듈 | 5. 코딩(따라하기)
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Chapter 16 자동화(Automation)-인형 뽑기
1. 프로그램 개요 | 2. 컴퓨팅 사고 | 3. 프로그램 알고리즘 | 4. 핵심 모듈 | 5. 코딩(따라하기)
확장하기
PART 3 컴퓨팅 사고의 관점(CT Perspective)
Chapter 17 컴퓨팅 사고 팀 프로젝트
1. 해커톤 팀 프로젝트 | 2. 프로젝트의 준비와 계획 | 3. 프로젝트의 설계와 개발 | 4. 프로젝트의 검토와 평가 | 5. 프로젝트의 발표와 공유 | 6. 프로젝트 실습 예제
Chapter 18 컴퓨팅 기술의 미래
1. 컴퓨팅 기술과 나 | 2. 컴퓨팅 기술과 사회
프로그램 코딩 실습하기 스크립트
한선관 [저]
2002년부터 경인교육대학교에서 컴퓨터교육을 가르치고 있다. 우리나라 소프트웨어교육과 인공지능교육을 초중등학교와 대학교육에 뿌리내리기 위해 선도적인 역할을 하고 있다. 특히, MIT에서 개발한 스크래치를 가장 먼저 한국에 소개하였으며, 네이버에서 운영 중인 엔트리 팀과도 협력하여 블록 코딩을 이용한 SW교육과 AI교육의 발전에 앞장서고 있다. 저서로는 〈〈코딩 대탐험 - 초등수학 연산편(튜링의 유산)〉〉(생능출판사, 2018), 〈〈소프트웨어 교육〉〉(생능출판사, 2016)〉, 〈〈소프트웨어 교육 방법〉〉(생능출판사, 2018), 〈〈컴퓨팅 사고를 위한 스크래치 3.0〉〉(생능출판사, 2019), 〈〈컴퓨팅 사고를 위한 파이썬〉〉(생능출판사, 2019), 〈〈AI 플레이그라운드〉〉(성안당, 2020), 〈〈AI 사고를 위한 인공지능 랩〉〉(성안당, 2020) 등이 있다.
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