수업에 적용하기 - happyclasshappyclass.net/home_pdf/train16.pdf언플러그드 활동이란...

일러두기 | 3

2015 개정 교육과정에 따라 2018년부터 중학교에서는 정보 과목을 필수로 배우게 됩니다. 또한 2019년부터는 초등학교 5~6학년 학생들도 실과 과목에서 소프트웨어교육을 받게 됩니다. 이는 지능정보사회를 살아가기 위해 우리 아이들에게 필수적으로 요구되는 컴퓨팅 사고력, 협력적 문제해결력, 창의・융합 역량을 함양하고자 하는 시대적 요구이자 정책적 노력의 일환입니다.이에 2017년부터 전국의 모든 초등학교 선생님들을 대상으로 「학교로 찾아가는 소프트웨어교육 연수」가 진행되고 있습니다. 이 연수는 초등학교 선생님들이 소프트웨어교육에 대하여 기본적인 이해를 높이는 데 목표를 두고 있습니다. 따라서 연수교재는 선생님들이 쉽고 재미있게 소프트웨어교육에 다가갈 수 있도록 구성되어 있습니다.2017년도에 개발・보급된 교재는 선생님들의 소프트웨어교육에 대한 개념 이해에 초점을 맞춘 것으로 ‘개념편’에 해당합니다. ◎ 2017년 교재(개념편) : 개념 전달과 개념 이해를 위한 내용으로 구성

영역 내용

I. 소프트웨어교육의 필요성 1. 소프트웨어 중심 사회와 소프트웨어 교육

2. 소프트웨어교육의 목표와 방향

Ⅱ 2015개정 교육과정의 소프트웨어 교육 이해 1. 2015 개정 교육과정과 소프트웨어 교육

2. 초등학교 소프트웨어교육의 이해

Ⅲ. 소프트웨어교육의 체험1. 소프트웨어교육의 방법

2. 언플러그드 활동

3. 프로그래밍

4. 로봇 활용 교육

Ⅳ. 소프트웨어교육의 실제1. 언플러그드 활동

2. 프로그래밍

3. 로봇 활용 교육

Ⅴ. 소프트웨어교육 참고 사이트 및 자료

그리고 2018년에 개발・보급되는 교재는 선생님들이 직접 체험을 통해서 소프트웨어교육을 이해할 수 있도록 ‘체험편’으로 구성하였습니다.

이 교재에서는 선생님들이 학생 입장이 되어 소프트웨어교육을 체험해보고 【체험하기】, 【수업에 적용하기】를 통하여 수업 시간에 가르쳐야 할 때 고려해야 할 성취수준, 학습요소, 교수․‧학습 방법, 평가 방법을 생각해볼 수 있게 하였습니다.

일러두기

4 | 2018 학교로 찾아가는 소프트웨어(SW)교육 연수

◎ 2018년 교재(체험편) : 학생이나 교사의 입장에서 직접 체험할 수 있는 주제 모듈로 구성영역 내용

I. 언플러그드 활동

개요

1. 학습지 활용 언플러그드 활동

2. 도구 활용 언플러그드 활동

3. 신체활동 중심 언플러그드 활동

Ⅱ 프로그래밍 활동

개요

1. 기초 프로그래밍 활동

2. 문제를 해결하는 프로그래밍 활동

3. 입력, 처리, 출력에 관한 프로그래밍 활동

Ⅲ. 로봇 활용 소프트웨어교육 활동

개요

1. 순차 알고리즘으로 로봇 움직이기

2. 반복 알고리즘으로 동요 연주하기

3. 선택 알고리즘으로 안전주행 자동차 만들기

[부록 1] 소프트웨어교육 참고 사이트 및 자로[부록 2] 소프트웨어교육 관련 연수 안내[부록 3] 에듀넷 소프트웨어교육 관련 자료 안내

각 학교에서는 선생님의 수준과 요구에 따라 2017년과 2018년의 연수프로그램(연수교재)에서 원하는 주제를 선택하여 연수를 구성할 수 있습니다. 두 교재 모두 연수교재와 강의용 자료(PPT)를 함께 배포하고 있으므로 학교에서 강의를 하시는 선생님들은 강의용 자료(PPT)를 활용하여 연수를 진행하실 수 있고, 연수를 받으시는 선생님들도 강의용 자료(PPT)를 참고하시면 실제 수업시에 도움이 되실 수 있을 것입니다.

2018년 체험편 교재는 소프트웨어교육을 처음 접하는 선생님들도 쉽고 재미있게 참여할 수 있도록 구성하였습니다. 각 영역별로 3개씩의 활동들은 난이도를 조금씩 달리하여 모듈 형태로 구성하였습니다. 따라서 기초적인 체험을 원하는 경우는 각 영역별로 첫 번째 활동 주제를 선택하고, 그 이상의 수준을 원하는 경우는 영역별로 2~3번째 주제를 선택할 수 있습니다.또한 초등학교에서는 언플러그드 활동을 통하여 컴퓨터 없이 절차적 사고를 배우는 활동이 강조되고 있으므로 언플러그드 활동만으로도 연수를 구성할 수도 있습니다.

이 교재를 통하여 소프트웨어교육에 익숙하지 않은 선생님들도 즐거운 체험을 통하여 소프트웨어교육에 대한 관심과 이해를 높여 우리 아이들에게 창의와 협력이 가치를 발하는 소프트웨어교육의 장을 활짝 열어주시기 바랍니다.

차례 | 5

Ⅰ 언플러그드 활동·················································································· 9

개요···························································································································· 101. 학습지 활용 언플러그드 활동················································································· 112. 도구 활용 언플러그드 활동···················································································· 203. 신체 활동 중심 언플러그드 활동············································································ 35

Ⅱ 프로그래밍 활동··············································································· 47

개요···························································································································· 481. 기초 프로그래밍 활동···························································································· 492. 문제를 해결하는 프로그래밍 활동·········································································· 613. 입력, 처리, 출력에 관한 프로그래밍 활동······························································ 71

Ⅲ 로봇 활용 소프트웨어교육 활동······················································· 83

개요 ·························································································································· 841. 순차 알고리즘으로 로봇 움직이기·········································································· 852. 반복 알고리즘으로 동요 연주하기·········································································· 943. 선택 알고리즘으로 안전주행 자동차 만들기························································· 102

v 부록

1. 소프트웨어교육 참고 사이트 및 자료··································································· 1102. 소프트웨어교육 관련 연수 안내············································································ 1113. 에듀넷 소프트웨어교육 관련 자료 안내································································ 112

차 례

왜 소프트웨어교육인가요?

자동차는 이제 기름이 아니라 소프트웨어로 달린다.- 디터 제체(메르세데스-벤츠 CEO)

지난 20년 동안 지속된 정보기술(IT) 시대가 저물고 앞으로 30년간 데이터기술(Data Technology) 시대가 열린다.

- 마윈(알리바바 CEO)

이 나라에 살고있는 모든 사람은 컴퓨터 프로그래밍을 배워야 한다. 프로그래밍은 생각하는 방법을 가르쳐주기 때문이다.

- 스티브 잡스(애플 창업자)

내가 대학생으로 돌아간다면 AI, 에너지, 생명공학을 공부하고 싶다. 젊은이들도 적극 검토해보시라.

- 빌 게이츠(마이크로소프트 창업자)

모두가 컴퓨터 과학을 배워야합니다. 비디오 게임을 사지만 말고 직접 만드세요. 새로 나온 어플리케이션을 다운로드만 하지 말고 디자인하세요. 휴대폰을 가지고 놀지만 말고 프로그램을 만드세요.

- 버락 오바마(전 미국대통령)

언플러그드 활동이란 컴퓨터 없이 컴퓨터 과학의 원리를 학습하거나 컴퓨팅 사고력을 키울 수 있는 활동을 의미합니다. 언플러그드 활동은 프로그램을 만들기 전에 문제를 이해하고, 분석하며, 알고리즘을 도출하는 과정에서 주로 활용됩니다. 그 밖에도 활동지 또는 구체물을 이용하여 학습하는 것이 효과적일 때, 신체 활동으로 흥미와 집중을 유발하는 것이 필요할 때 등 학습 상황에 따라 언플러그드 활동을 도입하기도 합니다.

2015 개정 교육과정에서는 절차적 사고의 지도 방법으로서 언플러그드 활동을 강조하고 있으며, 컴퓨터 없이 문제를 해결할 수 있는 방법과 절차를 이해할 수 있게 지도하도록 방법을 제시하고 있습니다.

언플러그드 활동

ⅠCHAPTER


특징 및 유의점Ÿ 소프트웨어교육의 경험이 없는 학생들

에게도 쉽게 적용이 가능 하며, 컴퓨터 활용이 제한되는 저학년 학생들을 대상으로도 교육을 실시할 수 있다. Ÿ 흥미나 게임 자체에 목적이 있는 것이

아니며, 반드시 소프트웨어교육 과정 속에서 학습하고자 하는 요소와 연결되어야 한다는 점에 유의해야 한다.

관련 성취기준Ÿ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제

해결의 순서를 생각하고 적용한다. ➜절차적 사고란 문제를 효율적으로 해결하기 위해 문제를 작은 단위로 나누고, 각각의 문제를 단계별로 처리하는 사고과정으로, 일상생활 속의 사례들을 찾아보고 절차적 사고과정을 문제 해결에 적용한다.

관련된 교수·학습방법Ÿ 강의, 실습Ÿ 문제해결학습Ÿ 협동 학습

언플러그드 활동의 유형Ÿ 이야기 기반Ÿ 학습지 기반Ÿ 도구 기반Ÿ 신체 활동 기반

적용 가능한 평가 방법Ÿ 관찰평가, 체크리스트Ÿ 동료평가, 자기평가 등Ÿ 보고서 평가

언플러그드 활동

CHAPTER I. 언플러그드 활동 | 11

11111111111111 학습지 활용 언플러그드 활동

01010101010101010101 생각 열기

최근 로봇에 대한 소식을 들어본 적이 있나요? 유명 요리사의 요리를 그대로 따라하고, 24시간 창고정리도 하고, 심지어는 피아노도 친다고 합니다. 그런데 로봇 안에는 이런 일들을 가능하게 해주는 소프트웨어가 있다고 하는데요, 어떻게 명령을 내려야 로봇이 원하는대로 움직일까요? 이번 시간에는 컵쌓기 로봇이 되어 명령을 직접 수행하고, 로봇에게 내릴 명령도 만들어 보면서 소프트웨어가 가진 특징들을 탐구해 봅시다.

활동 목표

1. 컵쌓기 활동을 이해하고, 체험할 수 있다.2. 알고리즘의 특징과 순차구조의 의미를 이해할 수 있다.

활동 개요

본 활동은 2인 1조로 진행되며 한 명은 명령을 작성하고, 다른 한 명은 로봇이 되어 그 명령을 실행하는 역할을 맡게 됩니다. 그 과정에서 명령을 어떻게 작성해야 하고 또, 어떤 순서로 명령을 내려야 하는지를 탐구합니다.


02020202020202020202 체험하기

활동지와 컵을 이용해 명령어를 만들어 실행하는 컵쌓기 활동을 해 봅시다.

① 2인 1조로 팀을 구성합니다. 팀별로 활동지와 필기구, 컵 10개를 준비합니다.② 각자 원하는 형태로 컵이 쌓인 모양을 그립니다. • 그림 예시

③ 그린 모양대로 컵이 쌓이도록 명령을 작성합니다. • 명령 기호 예시

컵 1개 높이만큼위로 움직입니다.

컵 1개 높이만큼아래로 움직입니다.

컵 1개 너비의 절반만큼왼쪽으로 움직입니다.

컵 1개 너비의 절반만큼오른쪽으로 움직입니다.

컵을 왼쪽으로 90도회전합니다.

컵을 오른쪽으로 90도회전합니다.

그곳에 컵을 놓습니다.


④ 명령지를 팀원끼리 서로 바꾼 후, 팀원이 작성한 명령대로 실행합니다.⑤ 완성된 모습과 팀원이 그린 컵 쌓기 그림과 일치하는지 비교합니다.

컵쌓기 활동 예시

[ 컵쌓기 완성된 모습 ] ①

②

③

①첫번째컵을처음위치에놓습니다.

② 두 번째 컵은 처음 위치에서오른쪽으로 두 번 이동한 후놓습니다.

③ 세 번째 컵은 처음 위치에서위로 한 번, 오른쪽으로 한번이동합니다. 이어서두번회전을 한 뒤 놓습니다.


컵쌓기 활동지

내가 생각하는 컵쌓기의 완성된 모습을 나타내 봅시다.

절취선 "

그림처럼 컵이 쌓이도록 명령지를 작성해 봅시다.


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동의 목표는 구조화된 문제 속에서 [절차적 사고]를 적용하는 과정을 통해 소프트웨어의 특징을 탐구하는 것입니다. 학습자는 그림과 같이 컵을 쌓기 위해서 어떠한 순서로 명령을 내려야 하는지 고민하게 됩니다. 이 과정 속에서 명령의 작성과 실행을 [자기 평가]하며 [절차적 사고]의 특징을 정리합니다.

실제 수업에서 완성된 컵 모양을 학습자가 직접 그리는 것이 어려울 수 있기 때문에 예시 카드 중에서 선택하거나 컵 모양 카드를 활용하는 것으로 수정하는 것도 좋습니다.

수업 설계

• 성취기준 및 관련 학습요소 설정하기 : 학습목표 및 학습주제와 연계됩니다.

【 성취기준 】

□ [6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.■ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다. □ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. □ [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다. □ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.

【 학습요소 】

□ 소프트웨어가 생활에 미치는 영향 □ 기초 프로그래밍 ■ 절차적 사고□ 사칙 연산･순차･선택･반복 명령 □ 프로그램 설계와 제작

• 교수학습 방법 고려하기 : 수업의 절차 및 활동과 연계됩니다.【 교수학습 방법 및 유형 】

■ 강의 · 실습 □ 이야기 기반 ■ 학습지 기반 □ 도구 기반 □ 신체활동 기반

• 평가 고려하기 : 과정 중심의 평가를 어떻게 수행할지 고려합니다.【 평가 방법 】

지필 평가 □ 선다형 □ 진위형 □ 연결형 □ 조합형□ 단답형 □ 서술형 □ 기타( )수행 평가 ■ 관찰 □ 면담 □ 포트폴리오 □ 보고서□ 글쓰기 ■ 자기평가 □ 체크리스트 □ 기타( )


수업 실행

• 수업 실행 준비하기

활동형태

2인 1조모둠 활동

활동시간

생각열기 5분활동하기 30분정리하기 5분

실습환경

일반 교실

준 비 물

교사용 PPT활동지

그림예시카드컵 1인당 10개

• 수업 흐름

로봇의 사례를 살펴보고, 소프트웨어에 대해생각해봅니다.

생각열기

영상자료

※ 창고정리 로봇 영상 : https://www.youtube.com/watch?v=UTNsaG5ZleE

활동 방법을 안내하고, 명령어에 사용되는기호를 살펴본 뒤 실제 활동을 전개합니다.

활동하기

설명 자료컵쌓기 활동지

활동 속 순차구조의 의미를 정리하고, 활동결과를 통해 자기평가를 실시합니다.

정리하기

정리 자료자기평가지


평가

• 교사는 활동하기, 정리하기 단계에서 [관찰평가]를 수행할 수 있습니다.

【관찰평가 채점 기준표】

평가 요소채점 기준

Pass Fail

명령지작성

기호를 이용하여 제시한 그림에 알맞은 명령을 작성할 수 있다.

기호의 의미를 이해하지 못하거나 그림과 관련 없는 명령을 작성한다.

명령의수행

제시된 명령에 맞게 순서대로 수행할 수 있다.

제시된 명령을 고려하지 않고 활동을 진행한다.

• 정리하기 단계에서는 다음과 같은 평가지를 활용하여 [자기평가]를 수행할 수 있습니다.

【자기평가지】

평가 요소 항목 평가

명령지작성

컵쌓기 그림에 맞는 명령을 작성할 수 있습니다. ☆ ☆ ☆ ☆ ☆제시된 명령어를 보고 알맞게 실행할 수 있습니다. ☆ ☆ ☆ ☆ ☆순차구조에 대해 설명해 보세요.


04040404040404040404 수업 참고 자료

순차구조

순차구조는 순서대로 실행되는 프로그램의 제어구조를 뜻하며, 모든 프로그램이 가지고 있는 특징입니다. 이에 따라 소프트웨어교육에서는 명령어의 순서를 중요하게 다루고 있습니다. 어떤 문제를 해결할 때 순서를 고려한다면 더 효율적으로 해결할 수도 있고, 복잡한 문제를 작은 단위로 나누어 생각하면서 해결 방법을 보다 쉽게 찾을 수 있기 때문입니다. 또한 최종적으로 만드는 프로그램은 순차구조 안에서 동작하기 때문에 해결 방법을 생각할 때부터 순차구조를 고려해야 합니다. 본 활동에서는 컵을 쌓을 때 먼저 아래층을 쌓아야 한다는 점, 컵을 쌓기 위해 명령어를 작성할 때 그 순서를 고려해야 한다는 점에서 순차구조와 연관성이 있습니다. 또한 로봇이 되어 명령어를 실행할 때 제시된 순서대로 실행한다는 점에서도 순차구조의 개념을 찾을 수 있습니다. 정리활 동에서 이전 활동들을 다시 상기시키고, 그 속에 있는 순차구조의 개념을 설명한다면 학습자들이 어렵지 않게 이해할 수 있을 것입니다.

예시 카드 활용

학습자들이 컵 쌓기 그림을 그리기 어려워한다면 다음 카드를 준비하여 활용할 수 있습니다. 카드를 미리 잘라서 준비하고, 임의로 뽑은 뒤 활동을 진행합니다.

참고자료 및 사이트

• 코드닷 오알지, https://code.org/curriculum/unplugged 『My Robotic Friends』


컵쌓기 활동지 작성 예시

내가 생각하는 컵쌓기의 완성된 모습을 나타내봅시다.

절취선 "

그림처럼 컵이 쌓이도록 명령지를 작성해 봅시다.

①

②

③

④

⑤

⑥


22222222222222 도구 활용 언플러그드 활동

01010101010101010101 생각 열기

운동장에서 땅따먹기 게임을 해 본 경험이 있나요? 이번 시간에는 로봇을 활용한 땅따먹기 게임을 해보려 합니다. 로봇에게 명령을 내려 움직이게 하고, 로봇이 지나간 곳은 내 땅이 되는 게임입니다. 로봇은 앞으로 이동과 회전을 할 수 있고, 반복카드도 사용할 수 있습니다. 어떻게 명령을 내려야 더 많은 땅을 차지할 수 있을까요? 다함께 땅따먹기 게임에 도전해 봅시다!

학습 목표

1. 땅따먹기 보드게임의 규칙을 이해하고, 게임에 참여할 수 있다.2. 순차구조와 반복구조를 적용하여 문제를 해결할 수 있다.

활동 개요

이 활동은 보드게임을 통해 소프트웨어의 학습 요소를 적용하여 문제를 해결하는 활동입니다. 한 게임은 4명이 진행하며, 게임 자체가 순차구조와 반복구조를 이용하여 문제를 해결하도록 구조화되어 있습니다. 따라서 학습자는 게임 속에서 자연스럽게 소프트웨어 학습 요소를 적용하며 그 의미를 내면화하는 기회를 갖게 됩니다.


02020202020202020202 체험하기

순차구조와 반복구조를 이용해 문제를 해결하는 땅따먹기 보드게임을 해 봅시다.

① 4인 1조로 그룹을 구성하고, 다음 내용들을 준비합니다. 보드게임 판 1개 게임 말 4개

1인당 이동카드 4개씩 준비 여기까지 반복 카드 1개씩 준비

반복카드 8장 잘 섞어 뒤집어 놓기 색연필 또는 싸인펜 4개 (색깔이 다르게)


② 가위바위보로 색깔과 순서를 정합니다.③ 정해진 색깔에 맞춰 색연필을 준비합니다.

색연필 또는 싸인펜 준비

④ 자신의 색깔에 맞춰 말을 놓습니다. (처음에 보는 방향은 자신이 정할 수 있습니다.)

※ 회색으로 된 곳은 갈 수 없는 장애물 칸입니다.④ 자신의 차례에 반복카드를 잘 섞은 뒤 한 장을 뽑습니다.

반복카드 한 장 뽑기


⑤ 자신이 가진 이동카드와 뽑은 반복카드를 활용해 명령어를 생각합니다. 이동카드 뽑은 카드 (예시)

명령조립 예시

※ 모든 카드를 꼭 써야 하는 것은 아닙니다.


⑥ 명령어를 조립한 대로 움직입니다.명령어 실행 예시

⑦ 움직인 자리를 자신의 색으로 색칠합니다.


※ 이동할 때 다음의 규칙을 준수해야 합니다.규칙1 – 다른 사람이 색칠한 곳은 이동할 수 없습니다.

명령을 실행하다가다른 사람이 색칠한곳으로 이동하게 되면

명령어 실행을 중단하고그 자리에 멈춥니다.

그리고 다음 순서로 넘어갑니다.

규칙2 – 제자리에 3번 머물면 패합니다.

자신의 차례가 3번 진행될 동안앞으로 1칸 이동 카드를 쓰지 않고, 제자리에서 회전만 한다면 바로 탈락합니다.

규칙3 – 사용한 반복카드는 다시 카드 더미에 넣고 섞습니다.

매번 자신의 차례가 되면 반복카드를 뽑고 시작합니다.명령어를 실행한 뒤 사용한 반복카드는 다시 반복카드 더미에 넣고잘 섞어둡니다.

⑧ 모든 곳이 색칠될 때까지 게임을 진행합니다.⑨ 게임이 끝나고, 가장 많은 칸을 색칠한 사람이 승리합니다.

활동 TIP

Ÿ 게임의 이야기 흐름을 바꾸어 청소하는 로봇 게임으로 변형해도 좋습니다. 로봇이 지나간 길을 표시하는 것은 로봇이 그 길을 청소했다는 의미로 해석할 수 있습니다. 따라서 더 효과적으로 청소하는 명령어를만들어보는 게임으로도 활용할 수 있습니다.


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동은 [절차적 사고]를 이용해 해결할 수 있는 문제를 담은 보드게임을 활용한 언플러그드 활동입니다. 친숙한 게임을 도입하여 학습동기를 유발하며, 보드게임의 규칙을 알아보고, 그 속의 문제를 해결하는 활동으로 구성되어 있습니다.

학습자가 가장 효과적인 명령어를 조립하고, 적용하는 활동에는 문제를 작은 단위로 나누고, 그 해결 방법의 순서를 생각해보는 과정이 담겨 있습니다. 교사는 학생들이 효과적으로 명령어를 조립하고 있는지, 어떻게 문제를 분석했기에 그런 명령어를 내게 되었는지 등을 확인하면서 [절차적 사고]에 대한 [관찰평가]를 실시할 수 있습니다.

수업을 진행할 때는 학습자의 수준을 고려하여 2명을 한 팀으로 구성하는 방법도 활용할 수 있습니다. 또한 반복카드를 활용하는 다양한 예시를 제시하면서 반복구조의 이해를 도울 수 있습니다. 학습자의 수준에 따라 심화 수업을 전개하고자 할 경우에는 이동카드를 더 많이 제시할 수 있습니다.

수업 설계



□ [6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.■ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다. □ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. □ [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다. □ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.


□ 소프트웨어가 생활에 미치는 영향 □ 기초 프로그래밍 ■ 절차적 사고□ 사칙 연산･순차･선택･반복 명령 □ 프로그램 설계와 제작

• 교수학습 방법 고려하기 : 수업의 절차 및 활동과 연계됩니다.【 교수학습 방법 】

■ 문제 기반 학습 □ 이야기 기반 □ 학습지 기반 ■ 도구 기반 □ 신체활동 기반




수업 실행


활동형태

4인 1조(상황에 따라8인 1조 가능)

활동시간

도입활동 5분게임설명 10분실제 활동 20분정리활동 5분

실습환경

일반 교실

준 비 물

교사용 PPT보드게임 세트

• 수업 흐름

게임과 관련된 경험을 떠올리고, 게임의 목표를 확인합니다.도입 설명 자료

보드게임의 규칙과 진행 방법을 살펴보고, 주어진 상황과 조건 및 핵심요소를 파악합니다.

문제이해

설명 자료

효율적으로 해결하는 방법을 생각하고 적용하는 과정을 반복해서 수행하면서 목표에도달하는 최적의 방법을 고민합니다.

보드게임

활동하기보드 게임

문제를 해결하는 방법을 서로 나누고, 공부한점을 정리합니다.

정리하기

정리 자료


평가

• 교사는 보드게임 활동하기 단계에서 [관찰평가]를 수행할 수 있습니다.



매우 잘함 보통 노력 요함

효율적으로명령 내리기

더 많은 영역을 넓힐 수 있는 방법을 생각하여 명령어를 효과적으로 작성한다.

영역을 넓힐 수 있는 길을 찾고, 그대로 움직이도록 명령어를 작성한다.

이동하는 길을 생각하지 못하고, 비효율적인 명령을 작성한다.

반복구조 활용하기

반복 카드의 역할을 이해하여 효과적으로 활용하고, 명령어대로 정확하게 움직인다.

문제 해결에 반복 카드를 이용하고, 명령어대로 정확하게 움직인다.

반복 카드의 역할을 이해하지 못하며, 게임에 활용하지 않는다.

• 정리하기 단계에서는 다음과 같은 평가지를 활용하여 [자기평가]를 수행할 수 있습니다.


평가 요소 항목 평가

효과적으로명령 내리기

땅을 많이 차지하는 효과적인 길을 생각할 수 있다. ☆ ☆ ☆ ☆ ☆가지고 있는 카드를 활용해 명령을 내릴 수 있고, 명령대로 움직일 수 있다. ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

반복 카드에 대해 설명해보세요.


04040404040404040404 수업 참고 자료

땅따먹기 보드게임 속 소프트웨어교육

땅따먹기 보드게임에서는 두 가지의 소프트웨어교육 요소를 찾아볼 수 있습니다. 첫 번째는 순차구조입니다. 이동카드를 이용해 명령어를 조립하고, 실제로 말을 움직이는 과정은 차례대로 실행되는 순차구조를 담고 있습니다. 두 번째는 반복구조입니다. 반복 카드는 사이에 조립된 명령어를 반복하여 실행하는 기능을 가지고 있습니다. 이는 동일한 내용을 반복하는 반복구조와 같습니다. 따라서 무엇을 반복시켜야 할 것인지 생각하게 되고, 이는 반복구조를 활용한 활동으로 볼 수 있습니다.

보드게임의 준비

땅따먹기 보드게임은 아래에 다운로드 링크가 제공되어 있습니다. 4명당 1팀으로 보고, 학급의 학생 수에 맞게 출력하여 활용할 수 있습니다. 한 학급이 활용할 분량을 준비하고, 다른 반과 함께 활용하면 효과적입니다. • 땅따먹기 보드게임 자료 링크 : http://gg.gg/2018swgame

보드게임 활용 소프트웨어교육

보드게임을 활용한 소프트웨어교육은 흥미와 집중을 높일 수 있다는 점에서 큰 장점이 있습니다. 소프트웨어교육용 보드게임에는 다양한 종류가 있으며, 각 수업의 성취기준과 학습목표를 고려하여 선택 후 활용하는 것이 좋습니다. 일반 검색 포털에서 무료로 배포되는 것도 있고 인터넷 쇼핑몰에서 검색하면 쉽게 찾아볼 수 있습니다.


땅따먹기 보드게임 활동지

활동판


말 카드

말 카드는 실선을 모두 자르고 점선 부분을 접습니다. 게임을 할 때는 [보기]처럼 세워서 사용합니다. (1인당 1개 필요)

[보기]

이동 카드

이동 카드는 실선으로 잘라 준비합니다.(색깔별 4장 한 세트씩 준비)

ㅁ


반복 카드

반복 카드는 실선으로 잘라 준비합니다.


여기까지 반복 카드

여기까지 반복 카드는 실선으로 잘라서 준비합니다.(색깔별로 가져갑니다.)


33333333333333 신체 활동 중심 언플러그드 활동

01010101010101010101 생각 열기

청소로봇을 관찰해 본 경험이 있나요? 청소로봇은 부착된 센서를 이용하여 장애물을 피해 이동합니다. 장애물이 없으면 그대로 직진을 하지만 장애물이 앞에 있다면 없는 쪽으로 움직이도록 되어 있습니다. 이렇게 조건에 따라 명령을 선택하여 실행하는 구조를 선택구조라고 합니다. 이번 시간에는 조건 카드 게임을 통해 선택구조에 대해 알아보도록 합시다.

학습 목표

1. 조건 카드 게임 활동을 이해하고, 체험할 수 있다.2. 선택구조의 의미를 이해할 수 있다.

활동 개요

이 활동은 선택구조를 학습할 수 있는 신체 활동 중심의 언플러그드 활동입니다. 4명을 한 팀으로 만들고 학습지와 카드를 준비합니다. 카드를 뒤집었을 때 나오는 수와 모양에 따라 해야 할 행동을 정합니다. 번갈아가며 카드를 뒤집고, 해당 조건에 알맞은 행동을 해야 합니다. 만약 조건과 다른 행동을 했거나 아무 행동을 하지 않았다면 그동안 뒤집은 카드를 모두 가져와야 합니다. 자신의 카드를 제일 먼저 모두 버리는 사람이 승리하는 게임입니다. 신체적 활동은 높은 흥미도와 집중을 유발합니다. 따라서 이 활동을 통해 학습자는 선택구조의 개념과 의미를 보다 효과적으로 이해할 수 있습니다. 또한 블록형 프로그래밍에서 선택구조를 어떻게 표현하는지 미리 경험해보기 때문에 후속학습에도 도움을 줄 수 있습니다.


02020202020202020202 체험하기

카드의 조건을 활용하여 신체활동을 하는 조건 카드 게임을 해봅시다.

① 4인 1조로 팀을 구성하고, 다음과 같은 준비물을 준비합니다. 카드 1세트 조건 카드 1세트 (10장)

② 조건 카드를 한 장 뽑아 학습지에 적습니다.조건 카드 뽑기

학습지 기록 예시 (육각형 안에 조건을 기록합니다.)


③ 해당 조건에서 해야 할 행동을 생각하여 적습니다.학습지 기록 예시 (빈 블록에 행동을 정하여 적습니다.)

④ 돌아가며 정한 행동을 설명하고, 다른 사람이 정한 행동을 학습지에 정리합니다.⑤ 카드를 골고루 섞은 뒤 똑같이 나누어 각자 앞에 뒤가 보이도록 놓습니다.

⑥ 순서를 정하고, 자신의 차례가 되면 앞의 카드를 뒤집어 중앙에 놓습니다. ※ 앞 카드와 헷갈리지 않도록 중앙에 놓을 때는 겹치게 놓아야 합니다.

잘된 예 잘못된 예


➆ 조건에 맞는 카드가 나올 경우 해당되는 행동을 합니다.

⑧ 아무런 행동을 하지 않거나 다른 행동을 할 경우 중앙에 놓은 카드를 모두 가져갑니다.

⑧ 앞에 카드가 없는 사람이 나올 때까지 게임을 진행합니다.

활동 TIP

Ÿ 조건에 따른 행동은 실제 가능한 것으로 도덕적으로 문제가 없어야 합니다. 활동을 안내할 때 어떤 행동이 가능한 것인지 예시를 들어주는 것이 좋습니다.


조건 카드 게임 학습지

조건 카드를 하나 뽑고, 내가 정한 조건과 행동을 기록해 봅시다.

정한 행동을 돌아가며 발표하고, 다른 사람이 정한 행동을 정리해 봅시다.

청소로봇의 선택구조는 어떠한 내용으로 되어 있을지 생각을 적어봅시다.

우리 주변에서 찾을 수 있는 선택구조의 예를 적어봅시다.


조건 카드

Ÿ 조건 카드를 오려서 준비합니다.


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동은 프로그램을 만드는 과정에서 [선택구조]를 이해하는 활동으로 구성되었습니다. 이 활동에 적용되는 성취기준은 프로그래밍 활동 중심의 성취기준이지만 수준에 따라 언플러그드 활동을 도입하여 그 개념을 효과적으로 학습하도록 수업을 진행할 수 있습니다.

학습자는 선택구조로 구성된 블록에 규칙을 적고, 게임에 적용함으로써 선택구조의 의미를 이해할 수 있으며, 교사는 그 과정에서 게임이 제대로 진행하는지를 [관찰 평가]하여 학습자의 이해도를 확인할 수 있습니다. 우리 주변에서 선택구조를 찾아보는 활동에서는 [동료평가]를 실시하여 서로의 이해를 점검하고, 개념 형성에서 부족한 부분을 피드백 하여 학습의 효과를 높일 수 있습니다.

수업을 진행할 때는 게임 규칙의 예를 제시하고, 선택구조의 의미를 파악하는 시범을 먼저 보여줌으로써 선택구조에 대한 충분한 이해가 선행되도록 해야 합니다. 또한 카드 자체를 모르는 학생을 위해서 무늬와 숫자, 알파벳도 설명해줄 필요가 있습니다.

수업 설계



□ [6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.□ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다. □ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. □ [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다. ■ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.


□ 소프트웨어가 생활에 미치는 영향 □ 기초 프로그래밍 □ 절차적 사고■ 사칙 연산･순차･선택･반복 명령 □ 프로그램 설계와 제작

• 교수․․학습 방법 고려하기 : 수업의 절차 및 활동과 연계됩니다.【 교수․학습 방법 및 유형 】

■ 강의 · 실습 □ 이야기 기반 □ 학습지 기반 ■ 도구 기반 ■ 신체활동 기반


지필 평가 □ 선다형 □ 진위형 □ 연결형 □ 조합형□ 단답형 □ 서술형 □ 기타( )수행 평가 ■ 관찰 □ 면담 □ 포트폴리오 □ 보고서■ 글쓰기 ■ 동료평가 □ 체크리스트 □ 기타( )


수업 실행


활동형태

3~4인 1조

활동시간


실습환경

일반 교실

준 비 물

교사용 PPT활동지

트럼프 카드

• 수업 흐름

청소 로봇의 움직임을 보고, 선택 구조에대해 생각해봅니다.

생각열기

영상 자료

※ 영상링크 : 진화하는 로봇 청소기, https://www.youtube.com/watch?v=ATJbX3PTANE

활동 방법을 안내하고, 학습지를 작성하는방법을 살펴본 뒤 실제 활동을 전개합니다.

활동하기

설명 자료조건 카드게임

학습지

활동 속 선택구조의 의미를 정리하고, 활동결과를 통해 자기평가를 실시합니다.

정리하기

정리 자료동료평가지


평가

• 교사는 활동하기, 정리하기 단계에서 관찰평가를 수행할 수 있습니다.



Pass Fail

선택구조작성

제시된 조건을 활용하여 명령어를 작성할

수 있다.

조건과 명령의 관계를 이해하지 못하며,

명령어를 작성하지 못한다.

명령어실행

정해진 조건과 명령을 이해하고, 게임

에 참여하여 상황에 맞는 행동을 할 수

있다.

게임에서 상황에 맞는 행동을 하지 못

한다.

• 정리하기 단계에서는 다음과 같은 평가지를 활용하여 [동료평가] 및 [글쓰기] 평가를 수행할 수 있습니다.【동료평가지】

학년 반 번 이름 :

이름 게임 규칙에 맞게 참여하였는가? 알맞은 선택구조 사례를 제시하였는가?

☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

【글쓰기 평가지】

우리 주변에서 찾을 수 있는 선택구조의 예를 적고, 내용을 설명해 봅시다.

평가 기준선택구조의 예를 알맞게 들었는가?내용 설명이 선택구조의 의미와 일치하는가?


04040404040404040404 수업 참고 자료

조건 카드 게임의 활용

조건 카드 게임은 학생들이 어려워하는 ‘선택구조’에 대한 개념을 학습할 수 있는 활동입니다. 처음 소프트웨어교육을 접하는 학습자의 경우 선택구조가 낯설고, 개념을 이해하기 어려워할 수 있으므로 신체적 움직임과 게임 요소를 담고 있는 언플러그드 활동을 도입하여 설명한다면 교육적 효과를 높일 수 있습니다. 특히 학생들이 활용하는 블록형 프로그래밍 언어의 블록을 그대로 제시하였기 때문에 후속학습의 이해도를 높일 수 있다는 측면이 있습니다.

조건 카드 게임의 응용

조건 카드 게임은 한 가지 방법만 있는 것이 아니라 다양하게 응용할 수 있습니다. 두 조건이 겹치는 상황이 왔을 때 어떻게 실행되는지 알아보려면 조건 카드를 바꾸어 중첩되도록 할 수 있습니다. 또한 『만일 ~라면 ~, 아니면~ 』 블록을 도입하여 선택구조를 깊이있게 생각해 볼 수도 있습니다. 활동의 중점은 선택구조를 이해하는 데 있으며, 세부적인 규칙이나 내용은 교실 상황에 맞춰 적용하는 것이 좋습니다.

조건이 중첩된 경우 『만일 ~라면~ 아니면~ 』을 도입한 경우

검은색 7카드가나왔을때박수를 한번치고, 자

리에서일어났다가앉아야합니다. 선택구조도순

차적으로 실행되어야 하기 때문입니다.

카드가 검은색이 아닐 경우 순서가 거꾸로 진행

됩니다. 다만 이러한조건은너무많지않도록조

절할 필요가 있습니다.


• 천대건 외, 언플러그드를 활용한 SW 교육(2017), KERIS


조건 카드 게임 학습지(39쪽) 작성 예시

조건 카드를 하나 뽑고, 내가 정한 조건과 행동을 기록해 봅시다.

정한 행동을 돌아가며 발표하고, 다른 사람이 정한 행동을 정리해 봅시다.

청소 로봇의 선택구조는 어떠한 내용으로 되어 있을지 생각을 적어봅시다.

장애물이 앞에 있다면 오른쪽으로 피해가라 이렇게 되어있을 것 같다.

우리 주변에서 찾을 수 있는 선택구조의 예를 적어봅시다.

아파트에 들어갈 때 차량의 번호를 읽고, 알맞은 번호면 차단기가 열린다.


MEMO

프로그래밍 활동이란 컴퓨터의 프로그램을 만드는 과정을 통해 소프트웨어교육의 목표인 컴퓨팅 사고력을 함양하는 활동을 의미합니다. 2015개정 교육과정에서는 수업에서 프로그래밍 도구를 사용하여 기초 프로그래밍 과정을 체험하고, 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 간단한 프로그램을 설계하며, 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해하도록 제시하고 있습니다.

프로그래밍 활동

ⅡCHAPTER


특징 및 유의점Ÿ 초등학교 수준에서는 프로그래밍 활동

에서 블록 형태의 교육용 프로그래밍 언어(프로그래밍 도구)를 활용할 수 있다.Ÿ 예시로 주어진 몇 개의 블록 명령을 활

용하여 간단한 미션을 해결하는 활동 또는 자유롭게 프로그램을 설계하고 작성하는 활동을 할 수 있다.- 미션형 도구 : 코드닷오알지, 엔트리,

구글 어린이 코딩 등- 자유형 도구 : 엔트리, 스크래치 등

관련 성취기준Ÿ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용

하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. Ÿ [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한

처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다.Ÿ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그

램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.

관련된 교수·학습방법Ÿ 강의, 실습Ÿ 문제기반 학습Ÿ 프로젝트 학습Ÿ 협동학습 등

➜응용 소프트웨어의 사용법이나 프로그래밍 언어의 문법학습을 최소화하고, 문제 해결에 필요한 프로그래밍을 통한 컴퓨팅 사고력 신장에 초점을 맞춘다.➜실생활 속에서 일어나는 문제 상황을 중심으로 학생들이 컴퓨팅 사고를 활용할 수 있도록 지도한다.

적용 가능한 평가 방법Ÿ 관찰평가, 체크리스트Ÿ 포트폴리오 평가Ÿ 프로젝트 보고서 평가Ÿ 동료평가, 자기평가 등

➜다양한 평가 도구를 활용하여 소프트웨어교육을 통한 컴퓨팅 사고력의 향상 정도를 측정할 수 있도록 한다.➜인지적, 정의적 영역의 균형 있는 평가와 과정 중심의 평가가 이루어 질 수 있도록 한다.

프로그래밍 활동

CHAPTER II. 프로그래밍 활동 | 49

11111111111111 기초 프로그래밍 활동

01010101010101010101 생각 열기

여러분은 컴퓨터의 소프트웨어(프로그램)를 어떻게 만드는지 알고 있나요? 컴퓨터의 소프트웨어는 여러 명령어들을 작성자가 원하는 순서대로 기록하여 만들 수 있습니다. 이러한 과정을 프로그래밍이라고 합니다. 프로그래밍은 블록 모양의 명령어들을 조립하여 수행할 수도 있습니다. 몇 가지 프로그래밍 도구를 활용한 미션을 수행하면서 기초 프로그래밍을 어떻게 하는지 알아봅시다.

활동 목표

1. 블록 기반의 프로그래밍 도구를 활용하여 간단한 프로그래밍을 수행할 수 있다.2. PC 또는 모바일 기기를 활용하여 기초 프로그래밍을 수행할 수 있다.

활동 개요

이 활동은 개별 활동으로, 강의·실습 활동을 통해 블록 기반의 프로그래밍 도구를 처음으로 접하는 학습자가 기초적인 프로그래밍의 과정을 체험해 보게 됩니다. 이를 위해 선택활동으로 미션형 프로그래밍 도구인 code.org, 엔트리의 학습하기, 구글 어린이 코딩을 수행해 보고 자유형 프로그래밍 도구인 엔트리의 만들기 등을 수행해 보게 됩니다.


02020202020202020202 체험하기

[선택활동 1] Code.org(코드닷오알지) 프로그래밍 도구를 활용하여 기초 프로그래밍을 해봅시다.

① PC의 크롬 브라우저나 모바일기기의 인터넷 앱을 실행시키고 주소입력창에 code.org를 입력합니다. (모바일 기기의 경우 가로 모드를 권장합니다)

② 하단의 네 가지 링크 중에서 ‘학생들’을 선택합니다.

활동 TIP

Ÿ 모바일 기기의 ‘네이버 앱’에서는 실행이 되지 않습니다. 모바일 기기의 기본 인터넷 앱이나 크롬을 활용하세요.

③ 컴퓨터 과학 기초 메뉴 중 초등 5, 6학년을 기준으로 ‘과정 3’이나, ‘빠른 과정’을 선택합니다. (수준에 따라 과정 1, 2도 선택 가능합니다)


④ 레슨 이름의 ‘미로’ 레슨에서 ‘1단계’를 선택합니다.

⑤ 왼편에 제시된 문제를 해결하기 위해 블록모음에 있는 명령 블록을 블록조립소로 드래그&드롭 하여 조립합니다.

⑥ 위 그림과 같이 명령 블록들의 조립이 모두 끝나면 실행 버튼을 눌러 프로그램을 실행합니다.⑦ 제대로 실행이 되었다면, 2단계와 3단계도 수행해보도록 합니다.

문제 블록모음 블록조립소


[선택활동 2] 구글 프로그래밍 도구1)를 활용하여 기초 프로그래밍을 해봅시다.

① PC의 크롬 브라우저나 모바일기기의 인터넷 앱을 실행시키고 주소입력창에 ‘google.com’을 입력합니다. (모바일 기기의 경우 가로 모드를 권장합니다)

② 검색창에 ‘구글 어린이 코딩’이라고 검색어를 입력한 후 해당 링크에 접속합니다.

③ 어린이 코딩 프로그래밍 도구에서 시작(▸)버튼을 눌러 프로그래밍을 시작합니다.

1) 구글 어린이코딩 50주년 기념 프로그래밍 로고, 크롬 브라우저/모바일 브라우저 접속 https://www.google.com/doodles/celebrating-50-years-of-kids-coding


④ 튜토리얼(사용방법 설명)을 확인한 후, 제시된 문제를 해결하기 위해 화면 아래에 있는 블록모음의 블록을 화면 가운데 블록조립소로 옮겨 프로그램을 작성한 후 실행합니다.

문제

블록모음

블록조립소

[선택활동 3-1] 엔트리 프로그래밍 도구를 활용하여 기초 프로그래밍을 해봅시다.

① PC의 크롬 브라우저나 모바일 기기의 인터넷 앱을 실행시키고 주소입력창에 playentry.org를 입력합니다. (모바일 기기의 경우 가로 모드를 권장합니다)

② 화면 위쪽의 메뉴 중에서 ‘학습하기-엔트리 학습하기’를 선택합니다.


③ 학년별 학습과정에서 초등 5～6학년을 선택하고, ‘엔트리봇의 전기자동차’ 미션을 선택합니다. (학생 수준에 따라 3-4학년 과정도 선택 가능합니다)

④ 왼편에 제시된 문제를 해결하기 위해 블록모음에 있는 명령 블록을 블록조립소로 드래그&드롭 하여 조립합니다.

⑤ 위 그림과 같이 명령 블록들의 조립이 모두 끝나면 실행 버튼을 눌러 프로그램을 실행합니다. 제대로 실행이 되었다면, 2단계와 3단계도 수행해 보도록 합니다.

문제 블록모음 블록조립소


[선택활동 3-2] 엔트리 프로그래밍 도구를 활용하여 기초 프로그래밍을 해봅시다.

① PC의 크롬브라우저로 playentry.org에 접속한 후, 화면 위쪽의 메뉴 중에서 ‘만들기-교과용 만들기’를 선택합니다.(수준에 따라 작품 만들기도 선택 가능합니다.)

② 오브젝트 추가하기 버튼을 클릭하여 여러 가지 오브젝트들을 추가할 수 있습니다.③ 다양한 블록을 이용하여 나만의 프로그램을 만들 수 있습니다.④ 시작하기 버튼을 클릭하여 프로그램을 실행할 수 있습니다.


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동은 [기초 프로그래밍]을 학습요소로 하여 이를 프로그래밍 도구를 통해 체험 해나가는 과정을 학습하는 것입니다. 강의·실습 활동에 필요한 [설명 자료]를 미리 만들어 제공하고, 학생들이 활동하는 과정을 [관찰]하면서 오류를 수정해나가는 과정을 평가합니다. [자기 평가] 활동을 통하여 활동 과정을 통해 경험한 프로그래밍 도구를 활용한 기초 프로그래밍에 대해 스스로 생각해볼 수 있는 기회를 제공합니다.

이 활동을 하는 과정에서 모바일 기기를 활용하는 경우 크롬 앱을 설치하여, 가로모드로 각 프로그래밍 도구를 실행할 것을 권장합니다.

수업 설계



□ [6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.□ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다. ■ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. □ [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다. □ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.


□ 소프트웨어가 생활에 미치는 영향 ■ 기초 프로그래밍 □ 절차적 사고□ 사칙 연산･순차･선택･반복 명령 □ 프로그램 설계와 제작

• 교수‧학습 방법 고려하기 : 수업의 절차 및 활동과 연계됩니다.【 교수 학습 방법 】

■ 강의·실습 ■ 시연중심모델2) 등



2) 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW교육 교수학습모형 개발 연구.


수업 실행


활동형태

1~2인 1조

활동시간


실습환경

컴퓨터실 /무선 인터넷이 가능한 교실

준 비 물

PC(노트북) 또는 모바일 기기

• 수업 흐름(강의·실습)

소프트웨어(프로그램)를 어떻게 만들고, 실행할 수 있는지 생각해 보도록 합니다.

생각열기

설명 자료, 판서

[선택활동 1~3]의 활동 중에서 1개를 택하고, 강의 및 실습을 통해 활동을 수행합니다.

활동하기

설명 자료, PPT,

관찰평가

활동 속 순차구조의 의미를 정리하고, 활동결과를 통해 자기평가를 실시합니다.

정리하기

정리 자료, 판서,

자기평가지


평가

• 교사는 활동하기 단계에서 [관찰평가]를 수행할 수 있습니다.

【채점 기준표】


Pass Fail

기초프로그래밍수행하기

프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍을 할 수 있다.

프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍을 할 수 없다.

• 정리하기 단계에서는 다음과 같은 [자기평가지]를 활용하여 자기평가를 수행할 수 있습니다.


평가 요소 항목 스스로 평가하기

기초프로그래밍수행하기

수업 시간에 활용한 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍을 할 수 있습니다. ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

PC나 모바일 기기를 활용하여 기초적인 프로그래밍을 할 수 있습니다. ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

오늘 수업 시간에 프로그램을 작성해 본 소감을 적어 봅니다.


04040404040404040404 수업 참고 자료

교육용 프로그래밍 언어(Educational Programming Language)란?

프로그래밍은 소프트웨어 교육의 핵심요소라 할 수 있습니다. 인간이 만든 알고리즘을 컴퓨터가 이해하고 실행할 수 있게 하려면 프로그래밍 언어를 사용하여 프로그램(소프트웨어)을 만들어야 합니다. 일반적인 프로그래밍 언어를 익히기 위해서는 기본 문법 및 구조에 대한 이해 과정이 필요합니다. 일반적인 프로그래밍 언어의 대부분은 영어 텍스트를 기반으로 이루어져 있으며 복잡한 문법체계를 가지고 있습니다. 그러므로 처음 프로그래밍을 배우는 학생들에게는 어려움이 있어 교육용 프로그래밍 언어가 만들어졌습니다. 교육용 프로그래밍 언어를 활용하면, 블록을 조립하거나 단순한 텍스트를 사용하여 프로그래밍 할 수 있습니다. 그래서 일반적인 프로그래밍 언어에 비해 누구나 쉽게 익히고 자신만의 프로그램을 만들고 결과를 바로 확인할 수 있는 장점이 있습니다.

교육용 프로그래밍 언어의 종류

교육용 프로그래밍 언어는 형식에 따라 텍스트 기반의 프로그래밍 언어와 블록 기반 프로그래밍 언어로 구분할 수 있습니다. 블록 기반 교육용 프로그래밍 언어는 텍스트가 아닌 주어진 명령 블록을 드래그&드롭하여 손쉽게 프로그램을 제작할 수 있어서 초등학교 학생들의 수업에서 활용하기에 적합합니다. 현재 가장 널리 사용되고 있는 블록 기반의 교육용 프로그래밍 언어에는 스크래치(Scratch, http://scratch.mit.edu)와 엔트리(Entry, http://playentry.org)가 있습니다. 스크래치는 MIT 미디어랩에서 개발되었고, 벡터 형식의 이미지 처리, 멀티미디어 자료 입력 및 편집, 리믹스를 통한 프로젝트 재활용 등이 가능합니다. 엔트리는 국내에서 개발되었으며, 학습하기를 통한 미션 수행, 탭 형태로 손쉽게 페이지 추가, 학급 만들기를 통한 학습 관리(LMS) 등이 가능합니다. 미션형 언어와 자유형 언어

블록 기반의 교육용 프로그래밍 언어는 미션형과 자유형으로 재분류할 수 있습니다. 미션형 언어는 기초 프로그래밍 방법과 프로그래밍 구조인 ‘순차, 반복, 선택’ 등 과 같은 개념을 학습하는데 중점을 둔 언어이며, 간단한 미션을 해결하는 게임 형식으로 구성되어 있습니다. 미션을 해결하는데 필요한 블록들만 제공된다는 것이 특징입니다. 자유형 언어는 많은 블록들로 자유롭게 프로그래밍을 할 수 있는 환경을 제공합니다. 오브젝트, 다양한 명령 블록 등 상세한 프로그래밍 언어 요소들을 활용할 수 있다는 점이 특징입니다.


블록 기반 미션형 언어(code.org)

블록 기반 자유형 언어(스크래치)

교육용 프로그래밍 언어를 선택할 때는 먼저 미션형에서 기초적인 프로그래밍의 방법과 개념을 습득한 다음 미션형에서 습득한 내용을 토대로 자유형에서 다양한 지식과 경험의 변형과 확장을 이끌어내는 것을 권장합니다.


• 교육부 (2015). 2015 개정 실과과 교육과정 • 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW교육 교수학습모형 개발 연구 • 코드닷 오알지, https://code.org • 구글 어린이코딩, https://www.google.com/doodles/celebrating-50-years-of-kids-coding

(크롬 브라우저로 접속) • 엔트리, https://playentry.org


22222222222222 문제를 해결하는 프로그래밍 활동

01010101010101010101 생각 열기

여러분은 컴퓨터의 그림판 프로그램을 사용해 본이 있나요? 그림판 프로그램에서는 마우스 포인터를 따라다니는 펜 도구를 움직여서 그림을 그릴 수 있습니다. 그렇다면 이러한 마우스 포인터를 따라다니는 그림 도구는 어떻게 만들 수 있을까요? 엔트리 프로그래밍 도구를 활용하여 마우스 포인터를 따라다니는 그림 도구를 만들어 봅시다.

학습 목표

1. 마우스 포인터를 따라다니는 그림 도구 프로그램을 만들 수 있다.2. 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 반복 구조를 이해할 수 있다.

활동 개요

이 활동은 개별 활동으로, 학습자는 문제기반 학습 활동을 통해 마우스 포인터를 따라다니는 그림도구 프로그램을 만드는 과정에서 반복 구조를 이해하고 활용하게 됩니다. 이를 위해 주어진 문제 상황이 무엇인지 생각해보고, 문제를 해결하는 방법을 찾아 이를 프로그램으로 만들어 해결해 보는 과정을 거치게 됩니다.


02020202020202020202 체험하기

주어진 문제 상황을 살펴보고 해결해야 할 문제가 무엇인지 생각해봅시다.

• 무엇을 만들어야 하나요?

• 이 프로그램이 다음에 제시된 연필 모양의 오브젝트를 활용한다면, 이 오브젝트는 어떤 기능이 있어야 할까요?

문제를 해결하기 위한 방법을 찾아봅시다.

• 이 프로그램에 사용되는 연필 오브젝트가 크게 다음과 같은 세 가지 기능을 가지고 있다고 할 때, 각각 어떤 순서로 작동하는지 생각해 보고 다음 표를 완성해 봅시다.

기 능 작동 순서

마우스 포인터 위치로 이동하기① 프로그램을 시작한다.② 마우스 포인터 위치로 이동한다.③ ② 번을 ( )

마우스를 클릭했을 때 선을 그린다 ① 마우스를 클릭 하면 ② 선을 그린다

스페이스 키를 누르면 그림을 지운다 ① 스페이스 키를 누르면 ② 그림을 지운다

• ‘마우스 포인터 위치로 이동하기’ 기능의 작동 순서에서, ③번의 괄호 안에 기록한 것과 같은 과정이 왜 필요한가요?


프로그래밍 해 봅시다.

• 컴퓨터에서 크롬 브라우저를 실행시키고 다음 주소에 접속하여 보세요.

https://goo.gl/jxUmXz

• ‘코드보기’를 클릭하여, 아래와 같은 엔트리 프로그램 작성화면을 확인하고 프로그램을 완성해 봅시다.

• 이전 단계에서 작성했던 다음의 작동 순서를 엔트리 프로그램으로 작성하여 보세요.

작동 순서

① 프로그램을 시작한다.② 마우스 포인터 위치로 이동한다.③ ② 번을 계속 반복한다

(힌트)

블록모음의 , 블록모음의


[예시]

• 완성한 프로그램을 실행하여 보고, ‘계속 반복하기’ 명령블록의 역할을 설명해 보세요.

활동 TIP

Ÿ 체험하기의 내용을 재구성하여 수업 중 활동지로 활용할 수 있습니다.


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동은 [사칙 연산･순차･선택･반복 명령], [프로그램 설계와 제작]을 학습요소로 하여 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 반복 구조를 학습하도록 하는 것입니다. 문제기반 학습 활동에 필요한 [설명 자료] 및 [활동지]를 미리 만들어 제공하고, 반복 구조를 활용하여 문제를 해결하도록 하면서 학생들의 활동을 [관찰]하고 학생들이 기록한 활동지 및 결과물에 대한 [포트폴리오] 평가를 실시합니다.

수업 설계



□ [6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.□ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다. □ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. □ [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다. ■ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.


□ 소프트웨어가 생활에 미치는 영향 □ 기초 프로그래밍 □ 절차적 사고■ 사칙 연산･순차･선택･반복 명령 ■ 프로그램 설계와 제작

• 교수․학습 방법 고려하기 : 수업의 절차 및 활동과 연계됩니다.【 교수․학습 방법 】

■ 문제 기반 학습 ■ 개발중심모델3) 등


지필 평가 □ 선다형 □ 진위형 □ 연결형 □ 조합형□ 단답형 □ 서술형 □ 기타( )수행 평가 ■ 관찰 □ 면담 ■ 포트폴리오 □ 보고서□ 글쓰기 □ 자기평가 □ 체크리스트 □ 기타( )



수업 실행


활동형태

1~2인 1조

활동시간

문제이해 5분문제해결방법찾기 15분문제해결하기 20분

실습환경


준 비 물

PC(노트북)

• 수업 흐름(문제 기반 학습)

주어진 문제 상황을 살펴보고, 해결해야 할문제가 무엇인지 이해합니다.

문제이해

설명 자료, 활동지

프로그램의 기능이 어떤 순서로 작동되고,이 과정에서 반복 구조가 필요한 이유를생각해 봅니다.

문제 해결방법 찾기

활동지,관찰평가

프로그램의 작동 순서대로 프로그래밍 해보고 반복 구조의 특징을 설명합니다.

문제 해결하기

설명 자료,관찰평가,

포트폴리오 평가


평가

• 교사는 문제해결 방법 찾기, 문제해결하기 단계에서 [관찰평가]를 수행할 수 있습니다.




마우스 포인터를 따라다니는 프로그램 제작하기

프로그래밍 도구를 사용하여 혼자의 힘으로 마우스 포인터를 따라다니는 프로그램을 제작할 수 있다.

프로그래밍 도구를 사용하여 교사나 동료의 도움을 받아 마우스 포인터를 따라다니는 프로그램을 제작할 수 있다.

프로그래밍 도구를 사용하여 마우스 포인터를 따라다니는 프로그램을 제작하지 못한다.

반복 구조 이해하기

문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 반복 구조를 이해하고 그 역할을 설명할 수 있다.

문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 반복 구조를 이해하나 그 역할을 명확히 설명하지 못한다.

반복 구조를 이해하지 못한다.

• 수업 종료 후 교사는 학생 활동지와 프로그램 작성 결과물을 통해 [포트폴리오 평가]를 수행할 수 있습니다.




완성도활동지의 작성 내용이 논리적이고, 프로그램 결과물도 논리적으로 오류가 없다.

활동지와 프로그램 결과물을 완성하였으나, 작성된 내용이 다소 논리적이지 못하다.

활동지와 프로그램 작성을 완성하지 못 하였다.


04040404040404040404 수업 참고 자료

프로그램 구조란?

프로그램은 일련의 흐름에 따라 자료를 처리합니다. 이러한 프로그램의 흐름을 조정하는 방법이나 명령어의 구조를 프로그램 구조 또는 제어 구조라고 합니다. 이러한 프로그램 구조에는 순차구조, 선택구조, 반복 구조 등이 있습니다.

1. 순차구조

프로그램은 특별한 제약 사항이 없다면, 작성된 순서에 따라 위에서 아래로 하나씩 순차적으로 실행되는데, 이러한 과정을 순차구조라고 합니다. 다음은 일상활에서 순차 조가 적용된 사례와 순차 조로 작성된 프로그램의 예시(‘도레미파솔라시도’)를 차례대로 연주하는 프로그램입니다.

순서대로 투표하기

순차구조로 작성된 프로그램 예시

2. 선택구조

프로그램에서 주어진 조건에 따라 명령문을 선택적으로 수행하는 과정을 선택 조라고 합니다. 다음은 일상생활에서 선택구조가 적용된 사례와 선택구조로 작성된 프로그램의 예시(‘숫자를 입력 받아 10보다 큰 수인지, 작은 수인지 출력하는 프로그램)입니다.

자판기에서 음료 선택하기

선택 구조로 작성된 프로그램 예시


3. 반복구조

프로그램에서 동일한 작업이 여러 번 반복될 때에는 반복구조를 사용할 수 있습니다. 반복 구조는 반복되는 부분을 묶어서 ‘～번 반복하기’와 같이 명령문을 특정한 횟수만큼 반복하도록 할 수도 있으며, ‘～까지 반복하기’와 같이 주어진 조건이 만족할 때까지 반복하도록 할 수도 있습니다. 다음은 일상생활에서 반복구조가 적용된 사례와 반복구조로 작성된 프로그램의 예시(이동방향으로 10만큼씩 10번 반복하여 이동하는 프로그램)입니다.

연필깎이 손잡이를 반복하여 돌리기

반복 구조로 작성된 프로그램 예시


• 교육부 (2015). 2015 개정 실과과 교육과정. • 한국교육개발원, 한국교육학술정보원 (2015) SW교육 교수학습모형 개발 연구. • 에듀넷 티클리어, 2015 개정 교육과정 교수·학습자료(초등학교 실과)

http://www.edunet.net/nedu/ncicsvc/listTchLearn2015.do?boardNum=1&menu_id=701


체험하기(62쪽) 활동지 작성 예시

주어진 문제 상황을 살펴보고 해결해야 할 문제가 무엇인지 생각해봅시다.

• 무엇을 만들어야 하나요?

마우스 포인터를 따라다니는 그림 도구

• 이 프로그램이 다음에 제시된 연필 모양의 오브젝트를 활용한다면, 이 오브젝트는 어떤 기능이 있어야 할까요?

마우스 포인터를 따라 움직인다.

그림을 그린다.

그림을 지운다. 등

문제를 해결하기 위한 방법을 찾아봅시다.

• 이 프로그램에 사용되는 연필 오브젝트가 크게 다음과 같은 세 가지 기능을 가지고 있다고 할 때, 각각 어떤 순서로 작동하는지 생각해 보고 다음 표를 완성해 봅시다.

기 능 작동 순서

마우스 포인터 위치로 이동하기① 프로그램을 시작한다.② 마우스 포인터 위치로 이동한다.③ ② 번을 (계속 반복한다. )

마우스를 클릭했을 때 선을 그린다 ① 마우스를 클릭 하면 ② 선을 그린다

스페이스 키를 누르면 그림을 지운다 ① 스페이스 키를 누르면 ② 그림을 지운다

• ‘마우스 포인터 위치로 이동하기’ 기능의 작동 순서에서, ③번의 괄호 안에 기록한 것과 같은 과정이 왜 필요한가요?

계속 반복하지 않으면, 마우스 포인터 위치로 한 번만 이동하기 때문에


33333333333333 입력, 처리, 출력에 관한 프로그래밍 활동

01010101010101010101 생각 열기

여러분은 길이를 측정하는 단위인 ‘인치(inch)’에 대해서 들어본 적이 있나요? 인치 단위는 컴퓨터의 모니터나 TV의 크기 등을 이야기할 때 주로 사용합니다. 그 값을 살펴보면 1인치는 약 2.54센티미터(cm)라고 합니다. 이 밖에도 우리 생활 속에서는 다양한 단위들을 사용합니다. 모둠별로 아래에 제시된 단위들 중 하나를 선택하여 그 내용을 조사하고, 단위를 변환해 주는 프로그램을 만들어 봅시다.

길이 ① 인치(inch) – 센티미터(cm)② 마일(mile) – 킬로미터(km)

넓이 ③ 평 – 제곱미터(㎡)④ 아르(a) - 제곱미터(㎡)

무게 ⑤ 톤(t) – 킬로그램(㎏)

학습 목표

1. 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 만들 수 있다.2. 모둠원과 함께 협력하여 프로젝트를 계획하고 실행할 수 있다.

활동 개요

이 활동은 모둠 활동으로, 학습자는 프로젝트 활동을 통해 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 만들게 됩니다. 이를 위해 모둠별로 주제(문제)를 정하고 역할을 분담하여 문제를 해결하기 위한 계획을 세우며, 서로 협력하여 프로그램 설계 및 제작을 수행하는 과정을 거치게 됩니다.


02020202020202020202 체험하기

제시된 문제 상황을 살펴보고 우리 모둠에서 해결할 문제를 정하여 봅시다.

• 우리 모둠에서는 어떤 문제를 해결할 것 인가요?

• 위와 같은 문제를 선택한 이유는 무엇인가요?

문제를 해결하기 위한 계획을 세워 봅시다.

( )모둠의 프로젝트 활동 계획서

우리 모둠의프로젝트 주제

팀원 이름역할 분담

공통 개인별

우리 주변에 활용할수 있는 자원

활동 목록 및 계획

활동 목록 활동 시기(계획)

활동에 필요한기타 사항


문제를 해결하기 위해 세운 계획을 실행해 봅시다.

• 문제 해결을 위해 필요한 자료를 조사해 봅시다.

• 만들고자 하는 프로그램을 설계하여 봅시다.<프로그램의 모습> <프로그램이 동작하는 순서>

① 프로그램을 시작한다.

②

③

④

⑤

• 프로그램이 동작하는 순서에 맞게 코딩하여 보고, 결과를 캡처하여 붙여 봅시다.<프로그램이 동작하는 순서> <코드>


프로그램을 실행해보고, 입력, 처리, 출력의 과정을 설명하여 봅시다.

입 력 처 리 출 력

다른 모둠의 결과물을 함께 살펴보고, 잘된 점과 개선할 점을 이야기해 봅시다.

모둠 잘된 점 개선할 점

활동 TIP

Ÿ 체험하기의 내용을 재구성하여 수업 중 활동지(보고서)로 활용할 수 있습니다.


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동은 [사칙 연산･순차･선택･반복 명령], [프로그램 설계와 제작]을 학습요소로 하여 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 것으로, 단순한 프로그램의 설계 및 제작을 학습하도록 하는 것입니다. 프로젝트 활동에 필요한 [설명 자료] 및 [보고서] 양식을 미리 만들어 제공하고, 모둠별로 협력하여 문제를 해결하도록 하면서 학생들의 활동을 [관찰]하고 학생들이 기록한 [보고서] 및 결과물에 대한 평가를 실시합니다. 활동을 마친 후에는 각 모둠별 결과물에 대한 [동료평가]를 실시할 수 있습니다.

수업 설계



□ [6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.□ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다. □ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. ■ [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다. □ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.


□ 소프트웨어가 생활에 미치는 영향 □ 기초 프로그래밍 □ 절차적 사고■ 사칙 연산･순차･선택･반복 명령 ■ 프로그램 설계와 제작


■ 프로젝트 학습 ■ 컴퓨팅 사고력 기반 창의적 문제해결(CT-CPS) 모델4) 등


지필 평가 □ 선다형 □ 진위형 □ 연결형 □ 조합형□ 단답형 □ 서술형 □ 기타( )수행 평가 □ 관찰 □ 면담 □ 포트폴리오 ■ 보고서□ 글쓰기 □ 자기평가 □ 체크리스트 ■ 기타( 동료평가 )

4) 전용주 (2017) 새로운 교육과정을 위한 컴퓨팅사고력 기반 창의적 문제해결(CT-CPS) 수업모형의 개발 및 적용. 박사학위논문. 한국교원대학교 대학원.


수업 실행


활동형태

2~4인 1조

활동시간

목적설정 10분계획 10분실행 50분평가 10분

(2차시 블록)

실습환경


준 비 물

PC(노트북)

• 수업 흐름(프로젝트 학습)

주어진 문제 상황을 살펴보고, 각 모둠별로해결할 문제를 정합니다.

목적설정

설명 자료, 보고서

모둠별로 문제를 해결하기 위한 프로젝트활동 계획을 세웁니다.계획

보고서(프로젝트 활동

계획서)

프로그램을 만들기 위한 자료를 수집하고,설계안을 만든 후, 코딩합니다.실행

보고서(자료조사, 설계,

구현)

프로그램을 실행해보고, 입력, 처리, 출력의과정을 확인합니다. 동료평가를 실시합니다.평가

정리 자료,동료평가지


평가

• 교사는 수업 종료 후, 학생들이 작성한 프로젝트 [보고서]를 평가할 수 있습니다.




프로젝트 계획프로젝트의 주제를 스스로 설정하고, 팀원의 역할을 적절히 분담하여 실행 계획을 세울 수 있다.

교사의 도움으로 프로젝트의 주제를 설정하고, 팀원의 역할을 분담하여 실행 계획을 세울 수 있다.

프로젝트의 주제를 설정하지 못한다.

프로그램 설계입력, 처리, 출력의 과정을 바르게 이해하고, 곱셈연산과 문자열 연결하기를 활용하여 프로그램을 적절히 설계할 수 있다.

선택한 주제를 곱셈연산을 사용하여 설계할 수 있다.

프로젝트의 주제를 바탕으로 프로그램을 설계하지 못한다.

프로그램 구현설계된 내용을 바탕으로 프로그램을 오류 없이 구현할 수 있다.

설계된 내용을 바탕으로 프로그램을 구현할 수 있으나, 다소 오류가 있다.

프로그램 구현을 수행하지 못한다.

• 교사는 수업의 전반적인 과정에서 학생들의 협력에 대한 [관찰평가]를 수행할 수 있습니다.


평가 요소채점기준


모둠원과 협력하여 프로젝트 활동하기

모둠 안에서 주어진 역할을 능동적으로 수행하며, 모둠원들과 적극적으로 협력하여 프로젝트 활동을 수행할 수 있다.

모둠원들과 협력하여 프로젝트 활동을 수행할 수 있다.

모둠원들과 협력하여 프로젝트 활동을 수행하지 못한다.


• 학생들은 평가 단계에서 다음과 같은 [동료평가지]를 활용할 수 있으며, 교사는 이 결과를 본 차시의 산출물 평가에 반영할 수 있습니다.

【동료평가지】

( )모둠의 동료평가지

모둠 잘된 점 개선할 점 종합평가

1 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

2 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

3 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

4 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

5 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

6 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆


04040404040404040404 수업 참고 자료

프로그램에서 입력, 처리, 출력이란?

프로그램은 프로그램 안에 주어진 자료를 처리할 뿐만 아니라, 프로그램의 외부에서 다양한 입력장치나 센서 등을 통해 자료를 입력받아 처리한 후 결과를 출력하기도 합니다. 이것은 사람이 눈, 코, 입, 귀, 피부 등으로 감각이라는 자료를 받아들이고, 그것에 대한 생각이나 반응 등의 결과를 얼굴, 손, 발, 성대 등의 신체기관으로 표현하는 것과 같은 원리라고 할 수 있습니다. 컴퓨터에는 키보드, 마우스, 마이크, 각종 센서 등의 입력장치와 모니터, 스피커, 프린터 등 출력장치를 연결하여 사용할 수 있습니다. 프로그램에서는 입력을 담당하는 명령과 출력을 담당하는 명령이 있어서 그 역할을 각각 수행합니다. 이러한 입력 및 출력 명령은 프로그램에 따라 그 형태가 다를 수 있습니다.

프로그래밍 언어에서 연산이란?

프로그램은 입력된 자료를 연산하여 처리합니다. 프로그램이 수행하는 연산은 산술적인 계산(산술연산), 자료의 비교(비교연산), 논리적인 연결(논리연산) 등으로 분류할 수 있는데, 각 연산의 분류마다 다음과 같은 역할을 수행하는 세부적인 연산들이 있습니다.

연산의 분류 세부적인 연산

산술연산 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기 등 사칙연산비교연산 크다, 작다, 같다, 같지 않다 등논리연산 그리고, 또는, ~이 아니다 등

<표> 프로그램이 수행하는 연산

이러한 연산에 사용되는 기호들을 연산자라고 하는데, 연산자는 프로그래밍 언어에 따라 다르게 표현될 수 있습니다. 예를 들어 파이썬(Python) 등과 같은 텍스트 기반의 언어와 엔트리와 같은 블록 기반의 언어에서 연산자는 다음과 같이 다른 모습으로 표현됩니다.


파이썬 등 텍스트 언어

+, -, *, /

>, <, <=, >=,

== (같다), != (같지 않다)

&&(그리고), ||(또는),

! (~가 아니다)

엔트리

산술연산자

비교연산자

논리연산자

다양한 연산자

초등학교 교육과정에서는, 연산과 관련하여 산술연산자에 해당하는 사칙연산을 학습요소로 다루고 있으며, 성취기준 해설에서는 “수치 값을 입력하여 덧셈이나 뺄셈의 결과를 출력하거나, 복수의 문자열을 입력하여 두 문자열을 서로 연결한 결과를 출력하는 프로그램을 만들어 봄으로써, 소프트웨어의 입력, 처리, 출력 과정을 이해한다.” 라고 제시하여 관련 학습을 할 수 있도록 안내하였습니다.


• 교육부 (2015). 2015 개정 실과과 교육과정. • 전용주 (2017). 새로운 교육과정을 위한 컴퓨팅사고력 기반 창의적 문제해결(CT-CPS) 수업모형의

개발 및 적용. 박사학위논문. 한국교원대학교 대학원. • 김태영 외 (2018). 중학교 정보 교과서. 서울: 원교재사. • 엔트리, https://playentry.org


체험하기(72쪽) 활동지 작성 예시

제시된 문제 상황을 살펴보고 우리 모둠에서 해결할 문제를 정하여 봅시다.

• 우리 모둠에서는 어떤 문제를 해결할 것 인가요?

③ 평과 제곱미터 단위를 변환하는 프로그램

• 위와 같은 문제를 선택한 이유는 무엇인가요?

집의 넓이를 설명할 때 ~평으로 설명하는 것을 들은 적이 있는데, 그 값이 어떻게 되는지

궁금하기 때문에

문제를 해결하기 위한 계획을 세워 봅시다.

( )모둠의 프로젝트 활동 계획서우리 모둠의프로젝트 주제

넓이(평-제곱미터) 단위 변환 프로그램 만들기

팀원 이름 역할 분담공통 개인별

김 00 프로그램 수정,

설계 및 제작 시

협력

팀장, 역할 분담, 결과 발표이 00 자료조사, 기록박 00 프로그램 설계전 00 코딩

우리 주변에 활용할수 있는 자원

컴퓨터실, 도서관, 스마트폰, 선생님 등

활동 목록 및 계획

활동 목록 활동 시기(계획)주제 정하기자료 조사하기프로그램 설계하기코딩하기결과정리하기

활동에 필요한기타 사항


문제를 해결하기 위해 세운 계획을 실행해 봅시다.

• 문제 해결을 위해 필요한 자료를 조사해 봅시다.

평은 땅 넓이의 단위. 한 평은 여섯 자의 제곱으로

1평 = 약 3.3 제곱미터 (㎡) (출처: 00 백과사전)

• 만들고자 하는 프로그램을 설계하여 봅시다.<프로그램의 모습> <프로그램이 동작하는 순서>

① 프로그램을 시작한다.② 몇 평인지 물어보고 값을 ‘대답’ 블록에 입력받

는다.

③ [ 대답 × 3.3 ] 의 값을 계산한다.

④ ③번에서 계산한 결과와 ‘제곱미터’ 문자열을 연결

한다.

⑤ ④번에서 처리한 결과를 화면에 출력한다.

• 프로그램이 동작하는 순서에 맞게 코딩하여 보고, 결과를 캡처하여 붙여 봅시다.<프로그램이 동작하는 순서> <코드>

① 프로그램을 시작한다.② 몇 평인지 물어보고 값을 ‘대

답’ 블록에 입력받는다.

③ [ 대답 × 3.3 ] 의 값을 계산

한다.

④ ③번에서 계산한 결과와 ‘제곱

미터’ 문자열을 연결한다.

⑤ ④번에서 처리한 결과를 화면에

출력한다.

①

②

③ ④⑤

로봇을 활용한 소프트웨어교육 활동에서는 구체적 조작기에 있는 초등학생이 자신이 만든 프로그램을 로봇에 적용·실행하는 과정을 통해 효과적으로 컴퓨팅 사고력을 신장시킬 수 있습니다.

하드웨어 조립, 동력 전달 과정, 엑추에이터의 구동 원리 등 로봇 기능, 제어 원리에 초점을 둔 수업을 지양하고, 문제 해결을 위한 관찰, 자료수집, 알고리즘 작성 및 프로그래밍, 디버깅 활동에 집중하여 수업이 이루어질 수 있도록 해야 합니다.

로봇활용 소프트웨어교육 활동

ⅢCHAPTER


특징 및 유의점Ÿ 자신이 개발한 프로그램이 현실 세계에

서 동작하기 때문에 높은 몰입도와 흥미를 유도할 수 있다.Ÿ 컴퓨팅 사고력을 현실 세계로 확장할

수 있다.Ÿ 하드웨어 원리, 조립 등 로봇 교육을 지

양하며 SW교육에서 문제해결 과정에 중점을 두어야한다.

개정 교육과정과의 관계Ÿ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제

해결의 순서를 생각하고 적용한다.Ÿ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용

하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. Ÿ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그

램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.

관련된 교수학습방법Ÿ 강의, 실습Ÿ 문제기반 학습Ÿ 프로젝트 학습Ÿ 협동학습 등

➜로봇을 활용하여 문제 상황을 해결하기 위한 컴퓨팅 사고력 신장에 초점을 맞춘다. ➜소프트웨어를 활용하여 로봇을 작동시켜 소프트웨어와 로봇을 연계하여 지도하도록 한다.

적용 가능한 평가 방법Ÿ 관찰평가, 체크리스트Ÿ 포트폴리오 평가Ÿ 프로젝트 보고서 평가Ÿ 동료평가, 자기평가 등

➜로봇을 활용하여 알고리즘을 설계하고 적용하는 과정을 관찰하고, 학생들의 컴퓨팅 사고력 신장에 초점을 맞추어 피드백하고 평가한다. ➜실행 결과(정확한 제어와 실행값)에만 초점을 두기보다 문제해결과정에서의 협력과 소통도 평가할 수 있도록 한다.

로봇활용 소프트웨어교육 활동

CHAPTER III. 로봇활용 소프트웨어교육 활동 | 85

11111111111111 순차 알고리즘으로 로봇 움직이기

01010101010101010101 생각 열기

로봇에게 이동 명령을 순서대로 실행하여, 출발 지점에서 정해진 길을 따라 도착지점까지 로봇을 움직이려고 합니다. 로봇을 움직일 수 있는 명령의 순서를 생각해봅시다.

활동 목표

1. 로봇을 이동시키는 알고리즘을 순차 알고리즘 구조로 설계할 수 있다.2. 문제를 분해하여 생각하고 절차적으로 문제를 해결하는 태도를 가진다.

활동 개요

이 활동은 2~4인 1조의 모둠 활동으로, 로봇을 활용하여 순서대로 명령을 내려 로봇을 이동시켜 봄으로써 소프트웨어는 명령 받은대로, 순서대로 작동한다는 것을 알게 해 주는 활동입니다. 로봇이 도착지점까지 도착하도록 순서대로 움직임 명령 알고리즘을 만들고, 실행과 수정하는 과정을 통해 순차구조와 절차적 문제해결 과정을 체득할 수 있습니다.


02020202020202020202 체험하기

로봇을 작동시키기 위한 명령을 실행시켜 봅시다.

활동 TIP

Ÿ 로봇 교구와 로봇 프로그래밍 도구에 따라 로봇의 움직임을 제어하기 위한 명령이 각각 다릅니다. 다음의 로봇 제어 명령은 엔트리를 이용하여 로봇을 제어하는 명령의 예시입니다.

Ÿ 로봇 교구에 해당하는 엔트리 제어명령을 다양하게 적용할 수 있습니다.

순차구조 명령을 활용하여 로봇을 움직여봅시다.

단계 미션 확인

STEP 1 로봇을 ‘1초 이동하기’를 세 번 활용하여 3초 전진시키시오.STEP 2 로봇을 3초 동안 전진, 3초 동안 후진시키시오STEP 3 로봇을 2초 동안 전진한 다음 ‘삐’소리를 내고 정지시키시오.STEP 4 로봇을 2초 동안 전진한 다음 ‘삐’소리를 1초 동안 내고,

다시 로봇을 2초 동안 후진한 다음 ‘삐’소리를 내시오.STEP 5 로봇을 2초 동안 전진, 1초 동안 좌회전, 2초 후진, 1초 우회전 시키시오.

[예시]

STEP 1,2 STEP 3 STEP 4 STEP 5활동 TIP

Ÿ 활동 모듈에 대한 내용을 학생 활동지로 출력하여 학생들이 로봇을 활용한 수업 활동을 지원할 수 있습니다.

모터 움직이기


기본 움직임 명령으로 활동판 위에서 로봇을 이동시켜봅시다.

출발 도착

활동 TIP

Ÿ 수업 참고 자료에 있는 활동판1과 비슷한 다른 경로를 활용하여 로봇을 출발지점에서 도착지점까지 이동시킬 수 있습니다.

Ÿ 정확하게 길을 따라 로봇을 움직이는 것에만 중점을 두기보다 순서대로 움직임 명령[순차 알고리즘]을 활용하여 로봇을 이동시키는 다양한 체험에 즐겁게 몰입할 수 있도록 합니다.

• 로봇 이동 시간에 따른 이동거리, 회전각도 탐구하기(활동판2 활용)시간 1초 2초 3초 4초 5초

거리(센티미터)각도(도)

• 로봇 이동 알고리즘 작성하고 프로그래밍 하기① 앞으로 ( )초 이동하기 ② 오른쪽으로 ( )초 돌기 ③ 앞으로 ( )초 이동하기

④ 오른쪽으로 ( )초 돌기 ⑤ 앞으로 ( )초 이동하기

[예시]

• 작성한 이동 알고리즘으로 로봇 프로그래밍을 해보고 수정·보완하는 활동을 해봅시다.

다른 친구들과 함께 로봇이 길을 이동하는 알고리즘에 대해 서로 이야기하고 공유해 봅시다.

!


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동은 [절차적 사고]와 [순차 구조 알고리즘]을 학습요소로 하여 로봇을 움직여 도착지까지 이동하게 하는 [문제해결] 과정 활동입니다. 학생들이 로봇을 움직이기 위해 절차를 만들고 프로그래밍하는 활동 과정을 [관찰]합니다. 학생들은 서로 협력하여 프로그래밍의 오류를 수정해나가는 과정을 통하여 기초 프로그래밍 방법을 배웁니다.

문제를 해결하기 위해 로봇을 프로그래밍하고 움직임을 실행시키는 디버깅 과정에서 학생들 상호간의 협력적 문제해결 활동을 장려합니다.

수업 설계

• 성취기준 및 관련 학습요소 설정하기 : 학습목표와 연계됩니다.


□ [6실04-07] 소프트웨어가 적용된 사례를 찾아보고 우리 생활에 미치는 영향을 이해한다.■ [6실04-08] 절차적 사고에 의한 문제 해결의 순서를 생각하고 적용한다. ■ [6실04-09] 프로그래밍 도구를 사용하여 기초적인 프로그래밍 과정을 체험한다. □ [6실04-10] 자료를 입력하고 필요한 처리를 수행한 후 결과를 출력하는 단순한 프로그램을 설계한다. ■ [6실04-11] 문제를 해결하는 프로그램을 만드는 과정에서 순차, 선택, 반복 등의 구조를 이해한다.


□ 소프트웨어가 생활에 미치는 영향 ■ 기초 프로그래밍 ■ 절차적 사고■ 사칙 연산･순차･선택･반복 명령 ■ 프로그램 설계와 제작




지필 평가 □ 선다형 □ 진위형 □ 연결형 □ 조합형□ 단답형 □ 서술형 □ 기타( )수행 평가 ■ 관찰 □ 면담 □ 포트폴리오 □ 보고서□ 글쓰기 □ 자기평가 ■ 체크리스트 □ 기타( )



수업 실행


활동형태

2~4인 1조

활동시간


실습환경

일반적인교실

준 비 물

로봇활동판1,2

• 수업 흐름

로봇을 움직이는 방법을 순서대로 생각할 수있도록 합니다.

생각열기

문제 상황 이해

다양한 방법으로 로봇을 움직이는 명령 블록을 탐색하고 이해합니다.

문제이해

제어 명령 이해

순차 명령을 활용한 미션활동 및 이동 알고리즘으로 문제를 해결합니다.

해결방법

탐색/해결활동 학습지

길을 이동하는 다양한 로봇 움직임 알고리즘을 토의하고 공유합니다.

공유 및확산

토의 및 공유


평가

• 교사는 문제해결방법 탐색/해결 단계에서 관찰평가를 실시할 수 있습니다.



순차구조 이해하고 적용하기

로봇 이동을 위한 프로그래밍 과정에서 순차구조를 이해하고 도착지까지 로봇을 이동시킬 수 있다.

로봇을 이동하는 프로그래밍 과정에서 순차구조를 이해하고 있으나 로봇을 이동하는 과제 수행이 어렵다.

순차구조를 이해하지 못하고 로봇을 이동하는 과제 수행이 어렵다.

문제 해결에 대한 태도

로봇 이동을 위한 문제 분해 및 프로그래밍 과정에서 다양한 시도 (수정·보완)와 협력하는 태도가 지속된다.

도착지까지 로봇을 이동하는 과정에서 다양한 시도(수정·보완)가 협력적으로 이루어지지 않는다.

도착지까지 로봇을 이동하는 과정에서 다양한 시도 (수정·보완)와 협력하는 태도를 보이지 않는다.


04040404040404040404 수업 참고 자료

2015 개정 교육과정과 로봇의 활용

2015 개정 교육과정의 로봇 관련 부분에서 교수ㆍ학습방법 및 유의 사항 부분을 살펴보면 ‘소프트웨어를 활용하여 로봇을 작동시켜 소프트웨어와 로봇을 연계하여 지도하도록 한다.’라는 부분을 통해 SW교육과 로봇과의 연계 방안을 제시하고 있습니다.

[2015 개정 교육과정 로봇관련 부분 내용]

학습요소 •로봇의 작동 원리, 로봇의 활용

성취기준•[6실05-06] 생활 속에서 로봇활용 사례를 통해 작동 원리와 활용 분야를 이해

한다.•[6실05-07] 여러 가지 센서를 장착한 로봇을 제작한다.

성취기준 해설 •[6실05-07] 로봇에 사용되는 센서와 인체 구조를 비교하여 이해하고, 센서를 장착한 로봇을 제작하여 구동시켜 봄으로써 로봇의 작동 원리를 강조한다.

교수ㆍ학습방법 및 유의사항

•소프트웨어를 활용하여 로봇을 작동시켜 소프트웨어와 로봇을 연계하여 지도하도록 한다.

2015 개정 교육과정에서는 기존 실과 영역의 로봇 교육의 로봇을 작동하는 부분에서 소프트웨어와 연계를 추구하도록 되어 있습니다. 로봇 교육은 로봇을 제작하고 로봇의 작동 원리를 파악한 뒤, 생활 속 로봇 활용 사례를 살펴보는 활동이 주가 됩니다. 반면, 로봇활용 소프트웨어교육은 로봇을 활용하여 소프트웨어교육에서 추구하는 문제해결절차를 경험하거나 알고리즘의 구성요소에 맞게 교육용 프로그래밍을 작성하고 로봇의 동작을 구현해 보는 활동에 초점이 있습니다. 즉, 로봇활용 소프트웨어교육이 소프트웨어교육에서 학습하고자 하는 내용요소를 로봇을 이용하여 더 쉽고 재미있게 학습하도록 하는 활동이라면 로봇 교육은 로봇 자체를 가르치는 것이 주목적인 교육 활동이라고 할 수 있습니다. 따라서 선생님은 로봇을 활용한 수업을 할 때는 수업의 목적이 로봇 교육에 있는지, 아니면 로봇을 활용한 소프트웨어교육에 있는지를 명확하게 구분한 뒤 사전에 학습 활동을 설계하는 것이 필요합니다.


활동판1


활동판2

[이동거리 측정하기]

0도[회전각도 측정하기]


22222222222222 반복 알고리즘으로 동요 연주하기

01010101010101010101 생각 열기

로봇은 소리를 낼 수 있습니다. 순서대로 계이름을 연주하도록 명령을 내려보고, 반복되는 계이름이 있다면 하나의 명령으로 묶을 수 있는 방법을 생각해 봅시다.

학습 목표

1. 계이름을 연주하는 프로그램을 반복 알고리즘 구조로 설계할 수 있다.2. 문제를 분해하여 생각하고 절차적으로 해결하려는 태도를 가진다.

활동 개요

이 활동은 2~4인 1조의 모둠 활동으로, 로봇을 활용하여 순서대로 명령을 반복 알고리즘 구조로 로봇을 제어해 보는 활동입니다. 순서대로 하나씩 명령을 내리는 과정에서 자연스럽게 반복되는 명령을 찾아 반복 명령 알고리즘을 만들고 그것을 실행하고 수정하는 과정을 통해 반복 구조와 절차적 문제해결 과정을 체득할 수 있습니다.


02020202020202020202 체험하기

로봇으로 소리를 내도록 하는 명령어를 실행시켜봅시다.

순차구조 명령을 활용하여 계이름을 연주하는 프로그램을 작성해 봅시다.

① ‘솔’음을 선택하여 연속하여 순서대로 5번을 소리내도록 하는 프로그램을 작성한다.

② 프로그램을 실행시켜 ‘솔’음이 5회 반복하여 연주되는지 확인합니다.

활동 TIP

Ÿ 반복 명령 블록을 설명하고 이를 바로 적용시켜보는 시연 중심의 수업 형태보다 같은 명령 블록을 여러 번 사용할 때 불편한 점과 이를 해결하기 위한 명령어 블록을 함께 찾아보는 수업 형태로 진행하면 좋습니다.

Buzzer제어


반복 명령 블록을 활용하여 프로그램을 간단하게 만들어 봅시다.

• 반복되는 계이름을 반복 명령 블록으로 만들고 실행시켜보기

• 반복되는 여러 개의 음을 찾아 반복 명령 블록으로 만들고 실행시켜보기

순차·반복 명령 알고리즘으로 로봇이 ‘반짝반짝 작은 별’의 일부분을 연주하게 해봅시다.


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동은 [반복 구조 알고리즘]을 학습요소로 하여 로봇이 계이름을 연주하도록 하는 [문제해결] 과정 활동입니다. 학생들은 계이름에 맞춰 소리를 내게 하는 명령어를 활용하여 프로그래밍하게 됩니다. 이 과정을 [관찰]하면서 학생들이 오류를 수정해나가는 과정을 평가합니다.

본 활동에서 문제를 해결하기 위해 로봇이 계이름을 연주하는 프로그래밍 및 실행에서 디버깅 과정에서 학생들 상호간의 협력적 문제해결 활동을 장려합니다.

수업 설계









지필 평가 □ 선다형 □ 진위형 □ 연결형 □ 조합형□ 단답형 □ 서술형 □ 기타( )

수행 평가 ■ 관찰 □ 면담 □ 포트폴리오 □ 보고서□ 글쓰기 □ 자기평가 □ 체크리스트 □ 기타( )



수업 실행


활동형태

2~4인 1조

활동시간


실습환경

일반적인교실

준 비 물

로봇

• 수업 흐름

반복되는 명령어를 간단하게 표현할 수 있는방법에 대해 생각할 수 있도록 합니다.

생각열기


소리를 내는 다양한 명령을 이해합니다.문제이해

제어 명령 이해

순차 명령으로 계이름 연주 활동과 반복 명령으로 리듬을 만들어 동요를 연주합니다.

해결방법

탐색/해결

문제 탐색및 해결

동요를 연주하는 프로그램의 알고리즘에 대해 친구들과 생각과 의견을 정리·공유합니다.

공유 및 확산

토의 및 공유


평가

• 교사는 문제해결 방법 탐색/해결 단계에서 관찰평가를 실시할 수 있습니다.



반복 구조 이해하고 적용하기

계이름을 연주하는 로봇 프로그래밍 과정에서 반복 구조를 이해하고 계이름 연주할 수 있다.

계이름을 연주하는 로봇 프로그래밍 과정에서 반복 구조를 이해하고 있으나 계이름 연주 실행이 어렵다.

반복 구조를 이해하지 못하고 계이름 연주 실행이 어렵다.


계이름 연주를 위한 문제 분해 및 프로그래밍 과정에서 다양한 시도(수정·보완)와 협력하는 태도가 지속된다.

계이름을 연주하는 로봇을 구현하는 과정에서 다양한 시도(수정·보완)가 협력적으로 이루어지지 않는다.

계이름을 연주하는 로봇을 구현하는 과정에서 다양한 시도(수정·보완)와 협력하는 태도를 보이지 않는다.


04040404040404040404 수업 참고 자료

로봇을 활용한 반복 알고리즘 활동

로봇을 움직이기 위해서는 다양한 구조의 프로그램이 이용되는데, 기본적인 순차구조 이외에도 반복구조로 이루어진 프로그램이 자주 사용됩니다. 로봇이 어떤 일을 하기 위해서는 그 일을 분석하여 작은 단위의 일로 나눈 다음 순서대로 실행해야 하고, 똑같은 일을 계속하기 위해서는 동일한 명령을 반복적으로 실행해야 합니다. 이러한 기본적인 순차와 반복구조를 바탕으로 추가적인 명령을 더하면 복잡한 동작을 단순화하여 프로그램을 작성할 수 있고 이를 통해 로봇을 제어할 수 있게 됩니다. 반복구조는 일정한 횟수를 반복하는 유한 반복(횟수 반복)과 무한히 반복하는 무한 반복, 선택 명령과 연결되어 일정한 조건이 충족될 때까지 반복이 이루어지는 조건 반복구조도 있습니다.

유한 반복구조 무한 반복구조 조건 반복구조

반복 명령 중 유한 반복(횟수 반복) 명령을 이용하여 사각형을 2회 반복해서 그리는 명령

반복 명령 중 무한 반복 명령을 이용하여 사각형을 그리는 명령

반복 명령 중 조건 반복 명령을 이용하여 사각형을 그리는 명령. 로봇의 앞에 손이나 장애물이 감지될 때까지 사각형을 그리면서 이동


반복 알고리즘 구조 활용 ‘반짝반짝 작은 별’ 연주 코드


33333333333333 선택 알고리즘으로 안전주행 자동차 만들기

01010101010101010101 생각 열기

안전주행 자동차는 어떻게 장애물을 피하여 목적지로 안전하게 움직일까요? 장애물을 피해 움직이는 자동차 로봇의 움직임을 작은 단위로 나누어 생각해 봅시다.

학습 목표

1. 센서를 활용한 선택 알고리즘으로 안전하게 주행하는 로봇 알고리즘을 설계할 수 있다.2. 문제를 이해하고 컴퓨팅 사고를 통해 해결하는 태도를 가진다.

활동 개요

이 활동은 2～4인 1조의 모둠 활동으로, 순차·반복 알고리즘으로 로봇을 제어하는 활동을 충분히 경험한 학생들을 대상으로 합니다. 만약 ‘장애물을 만난다면’ 이라는 조건을 추가하여 스스로 판단하여 움직이는 로봇 알고리즘을 설계하고 실행합니다. 본 활동에서 장애물은 로봇이 충분히 센서 값을 나타낼 수 있는 다양한 생활 주변의 물체(종이상자, 종이컵 등)를 활용할 수 있습니다. 순차·반복·선택 알고리즘 구조와 절차적 문제해결 과정을 체득할 수 있습니다.


02020202020202020202 체험하기

사람이 길을 걸어가면서 장애물을 피하는 과정을 순서대로 생각해봅시다.

길 따라 걷기 → 장애물 발견(확인)하기 → 장애물 피하면서 이동하기

→ 장애물 확인하면서 이동하기

안전주행 자동차가 장애물을 피하는 알고리즘을 그림과 글로 나타내 봅시다.

초음파 센서를 통해 앞에 있는 물체가 감지되면 모터의 속도를 멈춘다. 왼쪽으로 1초간 회전한다. 앞으로 2초 이동한다. 오른쪽으로 1초간 회전한다. 앞으로 5초 이동한다. 오른쪽으로 1초간 회전한다. 앞으로 2초 이동한다. 왼쪽으로 1초간 회전한다.감지되지 않으면 앞으로 계속 이동한다.

활동 TIP

Ÿ 장애물을 피해가는 로봇의 이동 움직임을 다양한 방법(그림, 글 등)으로 나타내고 학습자 상호간에 문제 해결에 대한 다양한 알고리즘을 수정·보완할 수 있도록 하는 과정이 중요합니다.

로봇을 손으로 움직여가며 초음파 센서 값을 관찰해 봅시다.

‘만약 ∼이라면’ 선택 구조 알고리즘으로 프로그래밍을 하려면, 먼저 로봇의 센서로 들어오는 값을 확인할 수 있어야 합니다.

로봇의 센서 값으로 판단 기준을 정하여 로봇의 움직임을 제어할 수 있습니다.


• 엔트리에서 로봇을 연결하여 장애물 거리에 따른 센서 값을 확인하기

활동 TIP

Ÿ 로봇 교구와 로봇 프로그래밍 도구에 따라서 다양한 센서를 활용할 수 있습니다. 실시간으로 변하는 센서 값을 정확하게 관찰할 수 있도록 합니다. 장애물이 가까워질 때, 멀어질 때의 값을 파악하여 장애물을 피하기 위한 센서의 기준값을 찾을 수 있도록 합니다.

순차·선택·반복 구조 명령을 활용하여 안전주행 프로그램을 만들어봅시다.

• 로봇이 직진하는 프로그램 만들기

• 초음파 센서의 값으로 장애물을 감지하는 프로그램 만들기

활동 TIP

Ÿ 센서 값을 정확하게 확인하여 이를 판단하는 기준값으로 왜, 어떻게 설정하는지를 학생들이 협력적 문제해결 과정으로 스스로 찾아낼 수 있도록 안내합니다.


• 장애물을 피해가는 프로그램 만들기

로봇이 장애물을 피하는 동작을 순서대로 명령 블록을 구성해 프로그램을 만들도록 하고, 다음 과정으로 학생들이 반복되는 블록을 찾아 반복구조로 만들어 보도록 안내합니다.

• 로봇 전체 동작 프로그램 만들기

로봇을 동작시켜 보고 동작이 정확하게 이루어지는지 확인한 후, 다시 프로그래밍을 수정하는 과정을 꼭 거치도록 합니다.


03030303030303030303 수업에 적용하기

이 활동은 [선택 구조 알고리즘]을 학습요소로 하여 로봇이 장애물을 피해 움직이면서 [문제해결]을 해나가는 과정이 핵심 활동입니다. 다양한 움직임 명령으로 로봇이 장애물을 피하도록 하는 프로그래밍과 이를 실행시켜보는 과정을 [관찰]합니다. 프로그래밍한 로봇의 움직임에 대한 오류를 수정해나가는 과정을 평가하는 활동을 통해 컴퓨팅 사고력에서 강조되는 테스트와 디버깅 과정 등을 생각해볼 수 있는 기회를 제공합니다.

본 활동에서 문제를 해결하기 위해 장애물을 피하는 프로그래밍 및 실행과 디버깅 과정에서 학생들 상호간의 협력적 문제해결 활동을 장려합니다.

수업 설계







■ 시연중심모델 ■ 개발 중심 수업모형7)


지필 평가 □ 선다형 □ 진위형 □ 연결형 □ 조합형□ 단답형 □ 서술형 □ 기타( )수행 평가 ■ 관찰 □ 면담 □ 포트폴리오 □ 보고서□ 글쓰기 □ 자기평가 □ 체크리스트 □ 기타( )



수업 실행


활동형태

2~4인 1조

활동시간


실습환경

일반적인교실

준 비 물

로봇장애물

(종이상자 등)

• 수업 흐름

안전하게 운전하는 안전주행 자동차에 대해다양한 의견을 나누어 봅니다.

생각열기


장애물을 피하는 과정을 순서대로 생각해보고 다양한 방법으로 알고리즘을 표현해봅니다.

문제이해

문제 탐색

순차·반복·선택 알고리즘으로 안전주행 프로그래밍하고 디버깅 활동 협력하여 수행합니다.

해결방법

탐색/해결

문제 탐색및 해결

장애물을 피해가는 알고리즘에 대해 친구들과 다양한 생각과 의견을 정리·공유합니다.

공유 및확산

토의 및 공유


평가

• 교사는 문제해결 방법 탐색/해결 단계에서 관찰평가를 실시할 수 있습니다.



선택구조 이해하고 적용하기

센서를 활용하여 로봇 프로그래밍 과정에서 선택구조를 이해하고 장애물을 피하는 로봇의 움직임을 구현한다.

센서를 활용하여 로봇 프로그래밍 과정에서 선택구조를 이해하고 있으나 장애물을 피하는 로봇의 움직임을 명확하게 수행하지 못한다.

선택구조를 이해하지 못하고 장애물을 피하는 로봇의 움직임 구현이 어렵다.


장애물을 피하기 위한 문제 분해 및 프로그래밍 과정에서 다양한 시도(수정·보완)와 협력하는 태도가 지속된다.

장애물을 피하기 위한 문제 해결 과정에서 다양한 시도(수정·보완)가 협력적으로 이루어지지 않는다.

장애물을 피하기 위한 문제 해결 과정에서 다양한 시도(수정·보완)와 협력하는 태도를 보이지 않는다.


04040404040404040404 수업 참고 자료

로봇을 활용한 선택 알고리즘 활동

로봇을 움직이기 위한 기본적인 구조로 순차와 반복구조가 있습니다. 이외에도 로봇은 센서를 이용하여 어떠한 상황에 처했을 때 판단에 따라서 각기 다른 명령이 실행될 수 있도록 선택구조로 이루어진 프로그램에 따라 동작을 할 수 있습니다. 이를 위해서는 외부의 상황을 로봇이 판단할 수 있도록 센서(감지기)를 활용하여야 합니다. 센서를 활용하면 길이에 따라 다른 동작을 하기, 빛의 값에 따라 조건별로 행동하기 등과 같이 로봇이 가지고 있는 센서의 값을 이용한 다양한 프로그램이 가능해지게 됩니다. 즉, 로봇에서 선택구조에서의 판단의 기준을 위해 로봇의 센서 값을 불러와서 비교한 다음 활용해야합니다.

~할 때까지 반복하기 만일 ~라면 만일 ~라면, 아니면~

~할 때까지 반복이 되면서, 특정한 조건에 따라 동작이 바뀌기 때문에 선택구조의 한 예시

센서에 손이 닿았다면 앞으로 1초 동안 이동하라는 선택구조 프로그램의 예시

센서에 손이 닿았다면 앞으로 1초 이동하고, 아니면 정지하라는 선택구조 프로그램 예시

참고문헌 및 사이트

• 교육부(2015). 2015 개정 실과과 교육과정 • 한국교육학술정보원(2017). SW교육 선도교원 연수교재. • 엔트리, http://playentry.org


부록부록부록부록부록부록부록1111111부록1 소프트웨어교육 참고 사이트 및 자료

참고 사이트 및 자료언플러그드

프로그래밍

로봇 활용

기타

▣ SW 중심 사회 포털 http://www.software.kr소프트웨어 (SW)교육 워크북과 교사용 지도서 등의 각종 교재(https://goo.gl/H4SqAU) 뿐만 아니라 온라인코딩파티 등 SW교육에 직접적인 도움이 되는 자료 탑재

○ ○ ○ ○

▣ 에듀넷 ‘소프트웨어교육’ http://www.edunet.net소프트웨어교육 연구 선도학교 계획서, 운영 결과 보고서, 수업 영상 등의 산출물, 각종 교재와 연수 자료 등의 수업 자료 제공

○ ○ ○ ○

▣ EBS 소프트웨어 http://home.ebs.co.kr/software소프트웨어교육 관련 다큐멘터리, 영상 콘텐츠, 방송 프로그램 등 다양한 콘텐츠 제공

○ ○ ○ ○

▣ 주니어 소프트웨어 http://junior.slic.kr초,중,고등학교 학생 대상의 무료 온라인 SW교육 사이트 ○ ○ ○ ○

▣ 소프트웨어야 놀자 http://www.playsw.or.kr네이버에서 진행하고 있는 SW교육 캠페인 ‘소프트웨어야 놀자’ 사이트로서 다양한 교육 자료 제공

○ ○ ○ ○

▣ 초등컴퓨팅교사협회 http://hicomputing.org국내 SW교육을 연구하는 현직 초등학교 선생님들이 함께 운영하는 사이트

○ ○ ○ ○

▣ CODE.ORG http://code.org단계별 미션 해결을 통해 자기주도적으로 학습할 수 있는 소프트웨어 교육 플랫폼

○ ○ ○

▣ 엔트리 http://playentry.org블록형 코딩(프로그래밍) 소프트웨어교육 플랫폼으로, 다양한 교육 자료(https://goo.gl/kWvwY2) 제공

○ ○ ○

▣ 스크래치 http://scratch.mit.edu블록형 코딩(프로그래밍) 소프트웨어교육 플랫폼 ○ ○

▣ 플레이봇 http://playbot.spaceii.com국내 고등학교 현직 교사가 직접 개발한 텍스트형 코딩(프로그래밍) 소프트웨어교육 플랫폼

○

부 록 | 111

부록부록부록부록부록부록부록2222222부록2 소프트웨어교육 관련 연수 안내

연수과정(’18년목표)

시수 연수내용(계획) 운영

찾아가는 연수(초등) 2

[모든 초등교사 대상, 소프트웨어교육 입문]-’17년, SW교육 및 교육과정 이해, 언플러그드, 프로그래밍, 로봇 체험 및 수업 실제(기초 내용) 중 선택-’18년, 언플러그드 활동, 교육용 프로그래밍 체험 중심

학교

원격연수

15[소프트웨어교육에 대한 이해 기초, CT중심 SW교육에 대한 기본소양 함양, 교수학습능력 증진]-SW교육과 교육과정 이해, 컴퓨팅 사고력, 도구와 저작권, 알고리즘 체험(언플러그드 포함), 프로그래밍 체험, 수업사례

시․도교육청한국과학창의

재단30

[소프트웨어교육에 대한 이해 심화, SW교육 관련 기초 개념 숙지, SW융합교과 지도능력 중진]- SW교육과 교육과정 이해주요 활동 이해 : 놀이중심활동, EPL과 SW교육, 로봇과 피지컬 컴퓨팅 활용 SW교육체험과 수업사례수업설계 전략, 수업방법, 수업사례SW교육 평가의 이해, 평가 방법

기본연수 15

[실과 교과의 SW교육 수업 역량 강화, 2015 교육과정(실과) 이해 + 교과지도역량 배양] - SW교육과 교육과정 이해 및 컴퓨팅 사고력 지식 및 이해 - 언플러그드 활동 - 스크래치, 엔트리 등 EPL 활동 - 소프트웨어교육 연계 ‘로봇’활용 활동

시․도교육청한국교육학술

정보원

심화연수(시도주관) 15

[SW교육 교육과정 재구성, 교육과정 설계, 학생활동중심수업실행, 과정중심평가 역량 제고] - 스크래치, 엔트리 등 EPL - 언플러그드 - 소프트웨어교육 연계 ‘로봇’ 등

시․도교육청

전문연수 45

[SW교육 전문성 강화, 연수 강사 경력을 가진 교사를 대상으로 필요한 전문과정 제공(희망자)]컨설팅, 코칭, 교사학습공동체 구성 및 운영, 수업관찰 및 분석- 교수학습방법 적용 SW교육 수업전략- 교육과정 설계 및 현장 적용, SW융합교과 지도- 수업에 활용 가능한 수업자료개발- 교육과정 우수사례 공유 및 토론

한국과학창의재단

핵심교원연수 30

[각 학교에서 SW교육을 주도할 수 있는 교원 양성] - 학교별 1~2명 연수, 배치 계획- 현재하고 있는 SW교육의 실제 수업을 새롭게, 한단계 업그레이드할 수 있는 능력 함양- 학생 참여 수업 과정 중심 평가 설계, 그에 따른 수업 시연

한국교육학술정보원

한국과학창의재단

선도연수 30

[시・도교육청의 SW담당교원 역량강화 연수의 강사교원 양성]- SW교육과 교육과정 이해 강의 전략- 컴퓨팅 사고력 이해 및 강의 전략- 언플러그드 활동 및 강의 전략- 스크래치, 엔트리 등 EPL 활동 및 강의전략- 소프트웨어교육 연계 ‘로봇’활용 활동 및 강의전략소프트웨어수업설계(교수학습모델 및 평가)

한국교육학술정보원


부록부록부록부록부록부록부록3333333부록3 에듀넷 소프트웨어교육 관련 자료 안내

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1) 수업 자료

소프트웨어교육 서책형 교재․지도서구분 초등 중등

교재명 소프트웨어와 함께하는 창의력 여행대 상 학생[교재] 교사[지도서],[가이드] 학생[교재(상)],[(하)] 교사[지도(상)],[지도(하)], [가이드]

소프트웨어교육 디지털 교재구분 초등 중등

교재명 소프트웨어(SW)교육 첫걸음대 상 학생[교재] 학생[교재]

소프트웨어교육 수업 자료구분 초등 중등교재명 언플러그드를 활용한 SW교육 / 스마트기기를 활용한 SW교육대 상 교사[언플러그드] 교사등[스마트기기] 교사[언플러그드] 교사[스마트기기]

연구학교 수업 사례 구분 초등 중등 공통교재명 2016년도 소프트웨어교육 연구학교 우수자료대 상 [학생] [교사] [학생] [교사] 교사[동영상][과정안]

2) 소프트웨어교육 교원역량 강화 자료

교원 연수 교재구분 초등 중등

연수명 선도교원 일반연수 찾아가는연수 선도교원 일반연수대 상 교사[연수] 교사[연수] 교사[연수] 교사[연수] 교사[연수]

소프트웨어교육 연구 자료구분 SW교육 연구 자료

자료명[해외 SW교육 동향] [SW교육 교수학습모델 개발 연구][연구학교 컨설팅 가이드]

[SW 교육운영 지침 보고서][교육용 언어 선택 전략][연구학교 운영 방안(초,중)]

총괄 기획

정윤경 팀장(교육부)

김서영 사무관(교육부)

장원영 교육연구사(교육부)

양재명 부장(한국교육학술정보원)

채보영 연구위원(한국교육학술정보원)

서정희 연구위원(한국교육학술정보원)

집필진

김동현 교사(대구새론초등학교)

전용주 교사(사직초등학교)

천대건 교사(대성동초등학교)

검토진

신갑천 교사(임진초등학교)

홍지연 교사(한터초등학교)

수업에 적용하기 - happyclasshappyclass.net/home_pdf/train16.pdf언플러그드 활동이란...

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