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AI 브리프

해외 국가의 소프트웨어 교육 동향

2021.10.12

20013

- 한국컴퓨터교육학회 회장 김현철 (hkim64@gmail.com)
- 지금 세계는 제조업 중심의 산업 경제시대에서 디지털 경제시대로 옮겨가고 있는 중요한 시점에 있다. 북유럽과 북미, 그리고 동아시아의 선진국들은 이미 새로운 디지털 경제 시대를 준비하기 위해 교육혁명을 시작하고 있다. 영국은 올해 가을부터 초·중·고등학교의 전 학년에서 ‘컴퓨팅’이라는 과목을 필수적으로 배우도록 할 예정이며, 기존 ‘ICT’ 과목을 대체하게 되는 ‘컴퓨팅’ 과목은 정보과학 개념과 프로그래밍(코딩) 교육을 포함하고 있다.
- 미국 역시 작년부터 프로그래밍 교육 바람이 불고 있으며 올해 30개 학교지구에서 고등 학교에 컴퓨터과학 과목을 정규교과로 실시한다고 발표하였다. 본 보고서에서는 이미 소프트웨어 교육에 대한 준비를 마치고 적용에 들어간 영국, 미국, 에스토니아의 사례를 소개하고 이들이 시사하는 바를 논하고자 한다.
1. 배경
- 디지털 창조경제 시대가 도래하고 사회가 소프트웨어 중심으로 운영되면서 소프트웨어 인력의 확보가 국가경쟁력을 좌우하게 될 것으로 예상하고 있으며, 따라서 소프트웨어 인력부족 현상은 국가경제에 심각한 영향을 미칠 것으로 보고되고 있다. 또한, 그 동안 독립적 생태계가 존재했던 많은 분야들이 computing 기반의 융합 성격을 띠게 되자 컴퓨팅 사고력은 모든 분야에서 요구되는 미래를 살아가는 핵심역량으로서 중요성이 강조되고 있다.
- 이에, 주요 국가에서는 성인이 되어서 하는 소프트웨어 교육은 늦다고 보고 초중등 학생을 대상으로 하는 소프트웨어 교육을 국가교육과정으로 편성하는 연구를 수년전부터 시작하였으며 최근에는 실제 현장에 적용하기 시작하였다.
- 그러나 IT 강국으로 불리는 우리나라는 아직 소프트웨어 교육이 정규교과로 제대로 편성되어 있지 않으며, 현재 일부에서 이루어지고 있는 소프트웨어 교육은 기업과 비영리 단체들을 중심으로 하는 사회봉사적 성격이 강하고 연계성 보편성 지속성이 약하므로 정규독립교과로서의 소프트웨어 교육을 위한 심층적 연구와 준비가 필요한 시점이다.
- 본 보고서에서는 이미 소프트웨어 교육에 대한 준비를 마치고 적용에 들 어간 영국, 미국, 에스토니아의 사례를 소개하고 이들이 시사하는 바를 논하 고자 한다.
2. 소프트웨어 교육의 경제적 기대효과
- 디지털 경제 시대에 컴퓨터를 활용한 행위는 특정 분야에 국한되지 않고 금융, 경제, 의학, 생물학, 우주공학, 예술 등 다양한 분야에 융합되어 이전에 할 수 없었던 크고 복잡한 문제들을 해결하고 새로운 결과물을 산출해내는 computing job을 탄생시키고 있다.
- Code.org에 의하면 미국에서 향후 2020년까지 컴퓨터 과학을 전공한 학생 수보다 100만개 이상의 컴퓨터를 활용한 직업이 생겨날 것으로 예상하고 있다.
- 또한, EU집행위원회(EC)가 IT전문 웹사이트 기가컴(GIGACOM)을 통해 작성한 연구보고서에 따르면 2014년 현재 175억유로인 앱분야 매출은 2018년까지 260%나 급증한 630억유로에 이를 것으로 전망하고 있으며, 유럽 내 앱 산업 종사자는 2013년 기준 180만명으로, 2018년까지 480만명으로 확대될 것으로 보고 있다.
- 이러한 미래 동향 보고서들을 살펴보면 소프트웨어 인력양성은 국가의 미래와 직결되는 가치를 가지며 소프트웨어 교육의 대상범위가 소프트웨어 전문가양성에만 국한되지 않고, 읽기/쓰기/말하기/계산하기 등과 같이 미래 사회를 살아가는 이들에게 반드시 필요한 기본 소양능력(literacy)으로 보아야 할 것이다.
3. 영국의 소프트웨어(컴퓨팅) 교육 사례
- 개요
- 영국의 교육부 장관 마이클 고브(Education Secretary Michael Gove)는 2014년 9월부터 5세-16세의 모든 교육 단계에서 기존의 ICT활용 교육을 대체하는 새로운 computing 과목을 실시하여 영국의 초중등 학생들이 프로그램 코딩을 필수로 배우게 하는 새로운 국가교육과정 개편을 발표하였다.
- 이를 위해 영국 교육부와 컴퓨팅 관련 전문단체 ‘익스퍼트 컴퓨팅(Expert Computing)’이 각각 50% 매칭펀드 형태로 투자하여 50만 파운드 (약 7억 3천만원)의 자금을 활용해 초중고 교사를 대상으로 코딩교육프로그램을 실시할 예정이다. 또한, BSC(British Computer Society)에 2백만 파운드 이상을 제공하여 교사를 교육할 400명의 ‘마스터 교사(Master Teachers)’집단을 선발하였으며, 약 1백만 파운드를 추가 지원하여 온라인을 통해 교사들이 교육받을 수 있도록 하고 있다.
- 영국 교육과정 및 편제
- 영국은 1944년 교육법을 도입하였으나 지역교육청에 권한을 위임하였으며, 중앙의 통제보다는 학교장 및 교사들이 교육과정에 대한 결정권을 갖는 특징을 갖는다. 1988년 국가 교육과정의 기본 틀을 정한 교육개혁법이 통과되면서 영국 최초의 국가교육과정이 시작되었으며, 1989년 초등학교 도입을 시작으로 몇 차례 개정을 거쳐 현재까지‘Key Stage’를 중심으로 하는 교육과정이 운영되고 있다.
- 2013년 영국 교육부는 국가 교육과정의 수준에서 학습자 중심의 교육과정으로, 교과 통합적이고 기능중심적인 교육과정에서 교과기반 및 지식기반 교육과정 체제로 개정을 시행하였다.
- 2014년 9월부터 시행하게 될 영국의 개정 국가교육과정은 <표 5-2-1>과 같이 핵심 교과 (core subjects; 영어, 수학, 과학) 와 기초 교과(foundation subjects)로 구분되는데, 그 중 ‘Computing’ 과목을 기초 교과 과목으로 포함하고 있으 며, 학생들은 초등학교(primary school)부터 중등학교(secondary school)에 걸쳐 11년 동안 Computing 교과를 학습하도록 되어있다.
- 시수
- 영국의 국가 교육과정은 각 과목당 수업 시수를 규율하고 있지 않고 단위 학교의 재량에 맡기고 있다. 이에 따라 각 주별, 학기별 그리고 학년별로 가르칠 과목은 학교의 교육과정에 따라 각 교과 교사의 협의에 의해 결정 되며, 각 Key Stage의 교육과정 교과 및 학습 범위를 해당 Key Stage 종료 시점까지 수행하면 된다. 주당 수업 시수 역시 국가수준의 규정은 존재하지 않으며 권장 시수만 제시된다. 권장되는 주당 최소 시수는 Key Stage 1(5세부터 7세까지)에서는 21시간, Key Stage 2(7세부터 11세)에서는 23.5, Key Stage 3∼4(12세부터 16세)는 24시간이다. 따라서, 컴퓨팅 교과에 대한 시수도 전 교과 통합 권장시수 내에서 학교 재량으로 정할 수 있다.
- 기존 ICT교과와 개정된 컴퓨팅 교과의 비교
- 2008년 개정 교육과정에서도 IT교육을 강화하기 위한 목적으로 정보통신 기술(ICT) 과목을 전 Key stage에서 이수하도록 하였다. 그러나 교과내용에서 큰 차이를 보이고 있는데, 2008년에는 범교과적이고 광범위한 내용을 다루고 있는 반면 2014년에는 CS와 IT에서 다루어야 할 핵심지식을 명확히 제시하고 있다.
- 컴퓨팅 교과목표
- 영국 컴퓨팅 과목을 듣는 모든 학생들에게 기대하는 목표는 다음과 같다.
- 추상화(abstraction), 논리(logic), 알고리즘(algorithm), 자료의 표현(data representation)이 포함된 컴퓨터 과학의 기본 원리와 개념을 이해하고 적용할 수 있다.컴퓨팅적 표현방식으로 문제를 분석하고 이러한 문제를 해결하기 위해 컴퓨터 프로그램을 기술하는 실제적 경험을 반복해본다.
- 분석적으로 문제를 해결하기 위해 새롭거나 친숙하지 않은 기술을 포함한 정보기술을 평가하고 응용할 수 있다.
- 정보와 통신기술에 대하여 책임감을 갖고 숙련되며 자신감 있는 창의적인 사용자들이 된다.
- 컴퓨팅 교과내용
- 영국 컴퓨팅 과목의 단계별 교육내용은 다음 <표 5-2-3>과 같다.
4. 미국 사례
- 개요
- 미국은 각 자치주에 따라 교육과정이 크게 상이한 특징을 갖는다. 2010년 핵심 공통 성취 기준안을 발표한 이래로, 각 주마다 주요과목인 언어/영어, 수학, 외국어 등은 핵심 공통 국가 기준을 따르고 있으나, 기타 과목들은 주 에서 마련한 기준안을 따르고 있다.
- 주별로 소프트웨어교육 동향을 살펴보면 New York City와 Chicago를 포함 한 약 30개 학교지구에서는 고등학교의 낮은 학년을 대상으로 2014년 가을 학기에 coding 수업을 넣기로 합의하였다. 그리고 9개 주의 정책입안자들은 컴퓨터 과학 수업을 선택과목으로 다루지 않고 수업 시수도 기초 수학과 과 학 교과와 같게 배정하기로 하였다. 또한, 메릴랜드주의 Charles County에서 는 Code.org와 협력하여 2014년 가을에는 26,500명의 학생들이 모든 학년에 서 컴퓨터과학 교육을 시작하도록 노력하고 있다.
- 국가적 차원에서 소프트웨어 교육의 표준을 제시한 경우는 The CSTA Standards Task Force에서 2011년 발표한 컴퓨터과학 교육과정 표준 권고안 이 있으며, 이를 통해 미국 내 소프트웨어교육의 보편을 위한 토대가 마련되 었다.
- 또한, 미국대학입학시험인 SAT를 주관하는 College Board에서는 최근 Computational Thinking의 중요성이 강조되고 있는 추세에 따라 computing과 computer science를 좀 더 폭넓게 수용한 AP과정인 Advanced Placement Computer Science: Principles를 2016년 시행을 목표로 개발 중에 있다.
- 소프트웨어(컴퓨터) 교육과정 및 내용
- The CSTA Standards Task Force에서 발표한 컴퓨터과학 교육과정을 살펴 보면 총 3 수준(level)로 되어 있으며 각 수준별 내용은 <표5-2-4>와 같다.
- 각 수준은 [그림 5-2-3]과 같이 총 다섯 가닥(strands)으로 구성되어 있다.
- 컴퓨팅 사고력을 위한 AP과목 : Computer Science Principle
- Advanced Placement Course (이하 AP)는 미국 대학 협의회에서 만든 고교 심화 과정으로서 현재 시행중인 정보과학관련 과목으로는 Advanced Placement Computer Science A가 있다. 이 과목에서는 주로 problem solving과 algorithm development를 강조한 object-oriented programming methodology를 다룬다. 그러나 최근 College Board에서는 Computational Thinking의 중요성이 강조되고 있는 추세에 따라 computing과 computer science를 좀 더 폭넓게 수용한 AP 과정인 Advanced Placement Computer Science: Principles를 2016년 시행을 목표로 개발 중에 있다.
- 가장 최근(2014년 6월)에 공개된 AP Computer Science Principles Draft Curriculum Framework를 살펴보면 이 과목은 대학의 첫 학기 컴퓨팅 과목 개론과 비슷하게 설계되고 있다. 본 과목 체계에서는 교과 내용에 대한 자 세한 설명을 담고 있는데, 먼저 학생들이 실제 교과내용에 참여하게 도와주 는 6개의 Computational Thinking Practices를 소개하고 이어서 개념을 잡기 위한 7개의 Big Idea를 설명하고 있다. 각 Big Idea를 설명하는 부분에서는 궁극적으로 이해해야하는 내용과 학생들이 반드시 할 수 있어야 하는 학습 목표, 그리고 꼭 알아야하는 핵심지식을 제시하고 있다. 특히, 각각의 학습 목표에는 앞서 소개한 6개의 핵심 실습요소 중에서 해당 목표달성을 위해 필요한 실습(Practice) 요소가 무엇인지 함께 제시해주고 있다.
- 현재 50개 학교에서 2013년부터 2016년까지 Phase II Pilots을 진행하고 있 다. [그림 5-2-4]는 Phase II Piots에 참여하고 있는 학교들을 표시한 것이다.
5. 에스토니아 사례
- 개요
- 에스토니아는 인구 약 132만 명의 작은 국가이지만 e-stonia라 불릴 정도로 정보화가 잘 된 나라 중 하나로 꼽힌다. 에스토니아는 교육 분야에서 ICT를 필수적인 교육 및 학습 환경으로 보고, 1996년 시작한 Tiger Leap Foundation을 필두로 에스토니아의 교육정보화를 이끌어왔다. 또한 아이들이 정보화된 사회 환경에 적응하고 혁신에 유연하게 대처하게하기 위해 범교과 주제(cross-curricular topics)로서 ‘정보환경(information environment)’와 ‘기술과 혁신(technology and innovation)’을 교육과정에 포함시켰다. 따라서 교과목에 관계없이 모든 과목에서 ICT 활용을 통한 교육을 권장하고 있다. 에스토니아의 정보교과는 2011년 개정 교과과정에서 독립교과로서 Basic education의 선택과목과 Upper secondary education의 과학군의 선택과목으로 배정되어 있는 실정이다.
- 에스토니아의 정보교육은 Tiger Leap Foundation에서 2012년 1월에 시작한 ProgeTiiger(의미: programming tiger)라는 프로젝트로 유명해지기 시작했다. 이 프로젝트는 초등학교 1학년부터 프로그래밍 교육을 시작해야 한다고 주장하며 초등학교 1학년부터 고등학생까지 학생들의 수준에 맞는 교육내용을 개발 하였으며, 교사연수 및 교수자료 제작 및 배포 등의 일을 하고 있다. 2013년 2월 기준으로 22개 학교에서 시범 적용하였으며 (Anderson, 2013), 모든 학교와 파트너십을 맺는 것을 목표로 하고 있다. 이 프로젝트는 Tiger Leap Foundation이 시작하였으나 이 Foundation이 2013년 5월 1일자로 다른 두 기관과 Information Technology Foundation for Education (HITSA)로 병합됨에 따라, HITSA에서 담당하게 되었다.
- 소프트웨어(정보) 교과내용
- 에스토니아의 정보교육은 크게 국가교육과정과 정규 교과외 활동으로 구분 해 볼 수 있다. 국가 교육과정 관점에서는 <표 5-2-7>과 같이 Basic schools와 Upper secondary schools에서 선택교과로서 정보관련 교과를 개별 학교가 선택할 수 있으며, 범 교과 주제(cross-curricular topics)로서 정보와 관련된 내용을 다른 교과와 융합하여 가르칠 수 있다. 그리고 국가교육과정에 영향을 주는 Proge Tiger라는 프로젝트가 있다.
- 또한, EU집행위원회(EC)가 IT전문 웹사이트 기가컴(GIGACOM)을 통해 작성한 연구보고서에 따르면 2014년 현재 175억유로인 앱분야 매출은 2018년까지 260%나 급증한 630억유로에 이를 것으로 전망하고 있으며, 유럽 내 앱 산업 종사자는 2013년 기준 180만명으로, 2018년까지 480만명으로 확대될 것으로 보고 있다.
- 선택과목인 Informatics는 컴퓨터 공학적인 내용을 가르치는 것이 아니라 학생들이 컴퓨터와 인터넷의 사용자로서 일상에서 필요로 하는 내용을 가르 치는 것을 목표로 하고 있다. 1단계에서는 독립된 과목 없이 다른 과목과 통합하여 가르치다가, 2단계에서는 ‘Working with computer’, 3단계에서는 ‘Information society technology’라는 주제로 가르친다. 주된 내용은 워드 프로세싱, 스프레드시트, 프레젠테이션, OS 다루기, 인터넷에서 정보 찾기 및 비판적 분석, 컴퓨터 사용과 건강, 가상세계의 ID, 이미지, 비디오 클립, 음성, 보안, 학습 환경 (블로그, 인터넷 커뮤니티, 위키), IPR, 에스토니아 e-state와 e-services에 대한 이해 및 활용이다.
- ‘Basics of programming development of software application’은 1) 창의적, 논리적, 분석적, 알고리즘적 사고방식을 개발하고 문제와 문제해결을 위해 체계적으로 토론하고, 2) 프로그램에 의해 관리되는 시스템의 원리와 정보 처리의 주요 과정을 인식 및 경험하고, 3) 애플리케이션과 프로그램을 만드는 도구와 방법을 사용하는데 친숙해지며, 4) 프로그램과 알고리즘을 짜고 문제를 해결하는 기본적 기술을 습득하고, 5) 객체지향 모델링, 분석, 디자인의 원리를 이해하고, 6) 객체, 데이터의 원리와 알고리즘과 프로그램에서 이들의 특성이 미치는 영향을 알고, 7) 알고리즘, 프로그래밍의 주요개념과 프로그래밍을 위한 기술(계획, 컴파일, 테스트 등)을 습득하는 것을 목표로 한다. 스크래치의 사용을 권장하며 Alice, MS Small Basic, Visual Basic, 혹은 Python 등을 학교에 따라 추가적으로 사용할 수 있다.
- ProgeTiiger
- ProgeTiiger는 단순히 컴퓨터 소프트웨어를 다루는 것에 정보기술 교육이 머물러서는 안 된다는 의지를 기반으로 시작하였다. 점점 더 많은 기술이 빠르게 학생들의 삶에 침투하고 있으며 이러한 기술들의 원칙을 이해하여야 더 잘 대처할 수 있게 된다. 이 원리를 이해하기 위해서는 프로그래밍과 더불어 일반적 기술을 더 많이 알아야 할 필요가 있다.
- ProgeTiiger의 목표는 아래와 같다.
- 학생들의 논리적 사고, 창의성, 수학적 역량 등 개발
- 프로그램이 매우 흥미로운 것이고 누구든지 할 수 있는 것임을 보여줌
- 실습(practical activity)을 통해 프로그래밍의 기본을 가르침
- 각 다른 연령에 적합한 프로그래밍 언어를 사용하도록 가르침
- 2013년 12월 Tiger라는 이름으로 운영되었던 5개의 Tiger 프로그램(Techno tiger, Tiki tiger, Science tiger, ProgeTiiger, Tiger robot)이 Proge Tiiger라는 이름으로 통합 및 개편되었다. 새롭게 통합된 ProgeTiiger는 크게 1) Skills tiger, 2) Research tiger, 3) Tiger math, 4) X tiger의 4가지로 구성되어 있으며 세부적으로 총 7개의 프로그램으로 이루어져 있다. 각 프로그램은 프로그램별로 차이는 있지만 기본적으로 교사교육과 학생 참여 경진대회의 2가지 축으로 운영된다. 또한 프로그램에서 사용하는 소프트웨어 등의 도구 사용 라이선스에 관해 계약 및 파트너십을 맺는 활동을 진행하고 있다. 각 프로그램의 세부적 내용은 <표 5-2-8>과 같다.
6. 시사점
- 지금 세계는 제조업 중심의 산업 경제시대에서 디지털 경제시대로 옮겨가고 있는 중요한 시점에 있다. 북유럽과 북미, 그리고 동아시아의 선진국들은 이미 새로운 디지털 경제시대를 준비하기 위해 교육혁명을 시작하고 있다.
- 이중 영국은 가장 적극적으로 움직임을 보이고 있는데, 올해 가을부터 초·중·고등학교의 전 학년에서 ‘컴퓨팅’이라는 과목을 필수적으로 배우도록 할 예정이다. 기존 ICT 과목을 대체하게 되는 컴퓨팅 과목은 정보과학 개념과 프로그래밍(코딩) 교육을 포함하고 있다.
- 미국 역시 작년부터 오바마 대통령을 비롯한 유명인사들이 코딩을 해볼 것을 권면하기 시작하면서 프로그래밍 교육 바람이 불고 있으며 올해 30개 교육청에서 고등학교에 컴퓨터과학 과목을 정규교과로 실시한다고 발표하였다.
- 이러한 현상은 다가오는 혹은 이미 당면한 디지털 경제시대를 대비하기 위한 것이며 여기에 빠르게 동참하지 않으면 금세 뒤처지게 되는 위기의 순간을 맞게 되는 것이다.
- 최근 우리나라에서도 소프트웨어 교육을 강화하고자하는 움직임이 일어나고 있다. ‘강화’의 핵심은 좀 더 많은 아이들이 소프트웨어와 정보과학을 접하고 배울 수 있는 기회를 주기 위하여 공교육에서 연계성과 지속성을 가지고 가르 치도록 하자는 것이다.
- 현재 우리의 상황은 왜곡된 입시체제와 그로인한 불균형된 교과 편재로 인 하여 배우기 원하는 아이들조차도 선택의 기회가 제도적으로 차단되고 있다.
- 이러한 상황에서 우리는 빠른 판단을 내려해야 한다. 우리나라가 IT 강국으로 위상을 얻고 있는 지금에 안주하지 않고 이미 시작한 선진국들의 변화를 간과 하지 말고 더 늦기 전에 미래 디지털 경제시대를 대비한 교육을 준비해야겠다.
- 참고 자료
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