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교육내용

교육/선발교육내용

교육 프로그램 구성의 기본원칙

지금 개발되고 있는 교육과정(안)의 주요 교육 내용을 보면 다음과 같다.

  1. 학생 대부분이 기본 컴퓨터 프로그램을 할 수 있는 학생들로 구성되어 있기 때문에 학생들의구체적인 논리적 사고를 기반으로 문제 해결 기법이나 방법을 주로 강의하고 이를 기반으로 프로램 실습을 통해서 완벽한 문제 해결력을 향상시키는 것으로 프로그램을 구성한다.어 프로그램 구성을 한다.
  2. 기존의 단순한 알고리즘을 학습하는 것이 아니라 새로운 알고리즘이나 아이디어를 도출하는 것에 초점을 두어 프로그램을 구성한다.
  3. 데이터의 범주를 5개일 때는 어떻게 할 것인가? 6개일 때는 어떻게 할 것인가? 등의 방법론에서 N개일 때에는 어떻게 할 것인가? 의 논리로 도메인 즉 일반성으로 발전시키는 방법으로 프로그램실습을 통해서 완벽한 문제 해결력을 향상시키는 것으로 프로그램을 구성한다.
  4. 학습자 단독으로 문제를 해결하는 방법을 찾는 것이 아니라, 2명 또는 3명의 소그룹 단위로 서로의 의견을 듣고 자신의 의견을 발표하여 그 결과를 프로그램하여 평가하는 방법으로 프로그램을 구성한다.
  5. 학생들의 새로운 아이디어나 문제 해결력을 높이는 방법으로 수업 형태를 진행하는 방법으로 프로그램을 구성한다.
  6. 수업내용은 각 주별로 특정 주제를 기반으로 특정 주제의 문제 해결력을 높이고 특정 주제를 2주마다 완성하는 방법을 채택하는 것으로 프로그램을 구성한다.
  7. 정보 분야의 학생들이라고 정보만을 다루는 것이 아니라 타 분야인 과학과 수학과 연계시켜 학생들이 과학적 수학적 문제를 컴퓨터를 이용하여 문제를 해결할 수 있는 프로그램을 구성한다.
  8. 비교적 탐구도가 높고 발산적 사고를 촉진시킬 수 있는 내용으로 구성한다.
  9. 통합적이고 종합적인 문제 해결력을 신장 시킬 수 있는 내용으로 구성한다.

구성 체계

수학 분야의 프로그램 구성 체계를 도식화 하면 다음과 같다.

도표에서 보는 바와 같이 세 가지의 차원에서 유기적으로 연계하여 프로그램을 구성함으로써 학생들이 쉽게 새로운 알고리즘을 공부할 수 있게 구성하였다. 한 축은 알고리즘 유형이다. 대표적인 알고리즘인 분류하는 방법, 검색하는 방법, 특정 문자열을 찾는 방법, 스택의 원리, 큐의 원리 등등이 많이 있다. 다른 한 축은 활용 방법이다. 이 방법은 학생들의 수준으로 어떤 방법이 있는지를 먼저 살펴본다. 만약 분류하는 알고리즘이라고 생각하면, 학교에서 키 순서대로 세우는 방법 사과를 크기 순서대로 나열하는 방법 등이 활용 방법이 될 수 있다. 마지막으로는 일반화 정도이다. 예를 들면, 세 사람을 키 순서대로 세우는 방법을 알아내고, 네 사람을 키 순서대로 세우는 방법을 알아내고, 다섯 사람을 키 순서대로 세우는 방법을 알아내고, 이를 기반으로 N 사람을 키 순서대로 세우는 방법을 알아내게 하는 것이다. 이 때에 물론, 시간과 필요한 공간의 개념을 학습하 게 한다.

정보 분야 교육내용

교육 프로그램 내용 구성은 초등학생들의 실제 생활에 관련된 문제를 효과적으로 해결하는 방법을 만드는 것이다. 단순한 자료구조와 알고리즘을 학습하는 것이 아니라 실생활에서 알고리즘의원칙을 찾아내는 것으로 구성된다.문제 해결 중심의 교육 내용으로 구성되었다. 단순한 상위 단계의 내용을 미리 학습시키는 방식보다는 현재 단계 즉 학생들의 수준에서 데이터나 정보를 처리할 수 있는 능력을 가르치고 그 내용을 확대할 수 있는 기회를 제공한다.

즉, 도전 학습 등의 내용은 다양한 사고를 통하여 풀 수있게 하였다.단순 알고리즘의 방법을 선행 학습한 경우가 아니라 즉 단순한 알고리즘의 이해나 기술적인 기능 숙달의 방식을 채택하지 않고, 같은 내용이라도 탐구나 다양한 접근이 가능한 형태의 내용을 주로 선정한다.초등학교 학생들이 관심이 있을 분야를 채택하여 학생들의 정보 분야에 깊숙이 관심을 갖게 하였고, 또한 공통 기초과목으로 다루는 수학과 과학 부분에서의 학습 내용을 정보를 이용하여 어 떻게 풀 것인가? 등에 대한 내용으로도 구성하였다.

수학 학습에서 다룬 피보나치 수열을 정보에서 즉 컴퓨터에서 어떻게 풀 것인가에 대해서 학습할 수 있는 문제나 정보의 한계가 무엇인가를 관찰할 수 있는 기회를 갖게 하였다. 즉, 피보나치 수열에서 순환 함수를 이용하여 프로그램을 할 때에 입력 항이 20이면 프로그램의 수행속도가 어떻게 되는가? 이 값이 1씩 증가되면 수행 속도는 어떻게 되는가? 이 문제를 어떻게 해결할 것인가? 등에 대한 학습 내용을 주로 하였다. 정보뿐만 아니라 과학과 수학의 영역도 골고루 반영하여 교육과정을 구성하였다. 기본 알고리즘을바탕으로 다양한 응용 알고리즘을 학습할 수 있게 하였다. 이 때에 도전 문제, 팀별 연구 문제 등과 같은 프로젝트 위주의 수업을 할 수 있었다.

정보 교육의 주요내용은 과학에 있어서 프로그램 세계, 순환 함수를 이용한 수학 현상, 수의 세계에서 프로그램, 스텍과 큐의 원리 및 프로그램, 리스트의 원리와 프로그램, 트리를 이용한 응용 프로그램, 다양한 분류 방법 및 응용, 과학적 개념이 있는 홈페이지 만들기, 수학적 개념이있는 홈페이지 만들기, 정보 검색 이론 방법 및 구현, 창의적인 웹 브라우즈 만들기, 게임 이론과 게임 만들기, B-Tree 와 데이터 베이스, 최소비용 트리와 활용 등이 있고, 영재 캠프 내용은 소집단 정보 프로젝트 학습으로 문제를 해결하는 필요한 알고리즘을 개발하고, 이 알고리즘을 구현하며, 알고리즘의 장점 및 단점들을 설명하도록 하였다.

다단계 프로그램

기본 과정으로 수학 및 과학반에 이용하는 과정을 두었다. 이 과정에서는 1학기 때에는 베이직언어를 이용하여 계산기를 만드는 과정을 설명하고 이를 이용하여 다양한 계산기를 만드는 것을 하였다. 2학기에는 수학과 과학의 특성이 들어가는 홈페이지를 만드는 것을 주 내용으로 하였다. 짧은 시간이지만 학생들의 다양한 아이디어를 접할 수 있었다. 정보반을 3가지 분야로 나누어 1학기에는 기본 알고리즘 학습에 주 내용을 다루었고, 2학기에는 기본 알고리즘을 활용한 내용을 다루었다. 물론, 기본 알고리즘에서 부족한 부분을 2학기에 보충하였다. 그리고, 여름 방학 캠프와 겨울 방학 캠프에는 프로젝트 수업을 하였다. 따라서, 정보반의 다단계 프로그램은 3단계이다.

첫째 단계는 기본 알고리즘 과정이다. 이 과정에서는 초등학생들 수준에서 생각할 수 있는 자료 처리의 원리를 기반으로 다양한 알고리즘을 개발하게 하는 것이다.
둘째 단계에서는 알고리즘의 활용과정이다. 따라서, 이 단계에서 현재의 정보 과학에서 이슈가 되는 것을 하였고, 또한 초등학생들이 이해할 수 있는 원하는 것을 주제로 선정하였다.
셋째 단계는 프로젝트 수업이다. 큰 프로젝트를 공동으로 어떻게 수행하는 지에 대한 기본 설명을 하고 이를 기반으로 주어진 문제를 팀별로 해결하는 것이다.
정보 분야 또한 정보 영재 교육과정(안)을 만들고, 이에 따라 교재를 개발하는 중에 있다.