Computational Thinking Leadership Toolkit 1st edition,

(2011, CSTA & ISTE)

http://csta.acm.org/Curriculum/sub/CurrFiles/471.11CTLeadershiptToolkit-SP-vF.pdf

1. K-12과정을 위한 CT의 조작적(operational) 정의

ISTE 와 CSTA 는 CT의 조작적 정의를 도출해내기 위해 고등교육, 산업계, K-12교육계의 리더들과 함께 협업하였다. CT의 조작적 정의는 모든 K-12 교육자들에게 파급하기 위한 프레임워크와 어휘들을 제공한다.

CT는 다음과 같은 특성들을(혹은 그 이상) 포함하는 문제해결 과정이다.

‣ 문제를 해결하기에 도움이 되는 컴퓨터나 다른 도구의 활용을 가능하게 해주는 방식을 통해 문제를 공식화함

‣ 데이터를 논리적으로 조직하고, 분석함

‣ 모델이나 시뮬레이션과 같은 추상화를 통한 데이터 표현

‣ 알고리즘적 사고를 통한 해결방안의 자동화

‣ 자원과 절차의 가장 효율적이고 효과적인 조합을 할 수 있게 하는 것을 목표로, 가능한 방안의 인식, 분석, 구현

‣ 폭넓은 문제들로 이러한 문제해결 과정을 전이시키고, 일반화시킴

이러한 기술들은 CT에 있어서 필수적인 차원인 몇몇의 성향이나 태도에 의해 보조되고 향상된다. 이러한 성격이나 태도는 다음과 같다.

‣ 복잡한 것을 다루는 것에 대한 자신감

‣ 어려운 문제를 해결하기 위해 지속적으로 노력함

‣ 모호함에 대한 인내

‣ 개방적 문제를 다루는 능력

‣ 공통의 목표나 해결안을 이루어 내기 위해 타인과 소통하고 작업함

	정의	유치원~K-2	K-3~5	K-6~8 (초6~중2)	K-9~12 (중3~고3)
Data Collection	적절한 정보를 수집하는 과정	경사면을 내려가는 가장 빠른 장난감 자동차를 찾기 위한 실험을 수행하고, 결승선을 통과하는 순서를 차트에 기록	에세이를 작성하기 위한 전략을 식별하는 기록물의 예시를 검토	적절한 정보를 수집하기 위해 응답하도록 하는 설문의 문항들을 디자인하기	“지구온난화가 삶의 질을 변화시켰는가?”에 대한 응답을 얻기 위한 설문조사를 개발하고, 양적이고 질적인 데이터를 모두 수집하기
Data Analysis	자료의 의미를 이해하고, 패턴을 찾으며, 결론을 도출해냄	장난감 자동차의 무게에 초점을 맞춘 특성에 기반하여 자동차 경주의 결과의 순서에 관해 일반화하기, 결과를 바꾸기 위해 자동차의 무게를 증가시켜 이 결론을 테스트함	기준안을 개발하기 위한 기록물의 예시의 장점과 단점을 범주화 함	디지털 조사에 의해 생산된 데이터로부터 표현된 차트를 생산하고 평가하며, 차트에 표현된 동향, 패턴, 변수, 특이사항 등을 기술함	“지구온난화는 삶의 질을 바꾸지 않았다”라는 가설을 가장 잘 테스트할 수 있는 적절한 통계적 방법을 활용함
Data Representation	자료를 적절한 그래프, 차트, 글, 그림 등으로 도식화하고 조직화함	장난감 자동차의 무게가 변화했을 때 속도가 어떻게 달라지는가를 보여주는 차트나 선그리기를 만듦	각각의 기록물 샘플을 루브릭(기준표, 기준안)에 매치시키고, 어떤 사례가 루브릭상의 각각의 범주에 가장 잘 맞는지 보여주는 차트를 만들기	다양한 차트 유형을 활용하여 데이터를 도식화하고, 가장 효율적인 시각적 표현 전략을 선택하기	모둠별로 학생들이 “지구온난화가 삶의 질을 변화시켰는가?”에 관련된 관점에 기반한 동일한 정보를 다양한 방법으로 표현해보기 다른 표현들은 다양한 결론들을 만들어낼 것임
Problem Decomposition	작업을 다룰 수 있는 부분의 작은 단위로 쪼갬	학교에서의 위치로 방향을 만들기 위해 더작은 지리적 구역으로 방향을 쪼갬. 방향의 구역들을 함께 전체로 합침	“녹색”학교를 만들기 위한 계획 세우기. 종이와 캔 재활용, 전기 절약, 음식쓰레기 퇴비활용 등과 같이 전략들을 세분화하기	월간 뉴스레터를 출간하기 위한 계획에서 프로젝트를 완수하기 위해 요구되는 역할, 책임, 타임스케줄, 자원 등을 식별하기	큰 문제에 대해 생각해보기:“록 스타가 되기 위해서는 무엇이 필요한가?” 작은 부분으로 나누어, 학생들의 제어하에서는 어떤 변수가 있으며, 외재된 요인에 의해 결정되는 변수에는 무엇이 있는지 토의하기
Abstraction	주된 아이디어를 정의하기 위해 복잡함을 줄임	다양한 크기와 색깔의 세변을 가진 모양을 삼각형으로 추상화함	이야기를 듣고, 메인 아이템을 생각해내기, 적절한 제목을 결정하기	역사에서 한 기간에 대해 학습한 후에 그 기간을 가장 잘 표현할 수 있는 상징, 주제, 사건, 핵심인물, 가치 등을 식별해내기	현재 기간의 본질적인 특성을 분석하여 가장 유사한 정치적 기간을 선택하기
Algorithms & Procedures	문제를 해결하거나 어떤 결과를 이루기 위해 일련의 절차화된 순서를 취함	학교로부터 근처의 주요지점까지를 방향들의 집합으로 만들기	보드게임을 만들고 활용하기 위한 규칙을 기록하기. 동료들과 게임을 시도하면서 규칙들을 테스트하기. 게임을 함께한 동료들의 피드백을 반영하여 규칙을 개선하기	주어진 미로에 대해서 출구를 찾아 나가는 로봇을 프로그램하기. 로봇은 특정한 시간동안 성공적으로 출구를 빠져나갈 것임.	대학을 선택하기 위한 의사결정 과정을 토의하기, 이후 그 과정을 묘사하는 알고리즘을 만들기. 알고리즘은 분명한 결정에 이르게 하기 위한 알 수 없는 변수-어느 지역의 친구들이 지원할 것이고, 재정적인 지원능력이나 허가가 성공할 것인지 등과 같은 -들을 다룰 수 있을 것임.
Automation	반복적이고 지루한 작업을 실행하기 위해 컴퓨터나 기계를 활용함	다른 주(State)나 나라의 교실과 그들의 문화에 대해 배우기 위해 편지를 쓰는 대신 인터넷 기반의 툴을 활용하여 대화를 나눔	바코드, 문자-음성 변환기, 도서관 바코드 등과 같은 실세계 문제를 통해 자동화가 무엇인지 조사하기	오염 데이터를 수집하는 센서를 프로그램하고, CO2의 최고치부터 최저치까지 수집된 값을 정렬하기위해 컴퓨터 프로그램 활용하기	자동화로 인해 오늘잘 거의 필요하지 않게 된 학습기술이나 정보의 장점에 대해 토론하기. 이러한 기술들은 긴수의 나눗셈, 제곱근 구하기, 스펠링 맞추기, 통계적 수식, 역사적 날짜 암기하기 등을 포함할 것임
Simulation	하나의 절차를 표현하거나 모델화함. 시뮬레이션은 모델을 활용한 실험을 실행하는 것을 포함함	(학교~특정위치) 방향의 집합을 모두 만든 후에 그것이 맞는지 나가서 단계별로 실행해봄	절차에 대한 이해를 설명하는 애니매이션을 만들기	어떠한 비율의 생산자의 감소 로 인해 생태계에 어떤 일이 생기는가에 대한 답을 구하는 실험을 수행하기 위해 간단한 생태계 모델을 활용하기.	“생일 문제”를 시뮬레이션하기 위해 스프레드시트를 만들기 - 최소한 2명의 생일이 같을 확률이 최소 50%이상 되려면 방안에 몇 명의 사람이 있어야 하는가 - 같은 모델로 3명이 생일이 같은 경우도 답을 구해보기
Parallelization	공통의 목표에 도달하기 위해 과업들을 동시해 실행하도록 자원을 조직함	일련의 기준에 기반하여, 교실을 두 그룹으로 나눔, 한 그룹은 다른 그룹이 배경음악을 허밍으로 부르는 동안 크게 읽도록 함. 목표에는 도달하였으나, 개인적인 부분보다는 전체가 더 나음.	교사들은 구성요소를 완수하기 위해 팀프로젝트 타임라인, 역할, 평가, 협업 등을 가능하게 함. 과업을 어떻게 나누어야하며, 어떤 과업들이 순차적이고 동시에 되어져야하는가, 시작과 끝은 언제인가?	학생 모둠은 스크립트와 소품, 비디오를 생산하는 팀으로서의 역할 등을 포함한 비디오제작 계획을 세움. 이 과정에서 동시에 수행되어야할 과업과 시작, 계획, 종합하는 중요한 시점이 어딘지 식별함.	워털루 전쟁을 이끌어가는 각각의 병력에 의한 활동들의 순서를 묘사함. 물리적인 활동과 지략적인 활동들을 포함함.

2. CT 어휘 및 진행 차트(CT vocabulary and Progression Chart)

3. 체제적 변화를 위한 모델

- LEAD -> BUILD -> CONNECT -> PRACTICE

4. 구현 전략 가이드

CT를 모든 학생의 교육의 부분으로 포함하는 교육정책

‣

공유된 비전과 공통의 언어

학교수준, 구역수준의 변화하고자 감화된 리더쉽

변화하고자 감화된 교사

변화를 지지하는 자원

관련된 전문적인 발전

현재 지지중인 학습 커뮤니티에 연결