소개글
"중학교 정보 교과 피지컬 컴퓨팅 이해와 실제"에 대한 내용입니다.
목차
1. 피지컬 컴퓨팅의 이해와 활용
1.1. 피지컬 컴퓨팅의 개념
1.2. 피지컬 컴퓨팅 단원의 교육과정 구성
1.3. 피지컬 컴퓨팅 동아리 운영 사례
1.4. 피지컬 컴퓨팅 활용 프로젝트
2. 피지컬 컴퓨팅과 컴퓨팅 사고력 향상
2.1. 컴퓨팅 사고력의 개념
2.2. 유한상태머신을 활용한 프로그래밍
2.3. 피지컬 컴퓨팅 기반 실습 프로젝트
3. 피지컬 컴퓨팅 교수학습 설계
3.1. 중학교 정보 교육과정의 피지컬 컴퓨팅 영역
3.2. CT 기반 교육과정 재구성
3.3. 피지컬 컴퓨팅 수업 모형 및 평가
4. 국내외 정보교육 정책 및 교육과정 동향 분석
4.1. 국내 정보교육 정책 동향
4.2. 국외 정보교육 정책 동향
4.3. 국내외 정보교과 교육과정 비교 분석
5. 참고 문헌
본문내용
1. 피지컬 컴퓨팅의 이해와 활용
1.1. 피지컬 컴퓨팅의 개념
피지컬 컴퓨팅의 개념은 뉴욕대학에서 인터랙티브 디자인을 가르치기 위해 고안된 것이다. 이 개념은 컴퓨터 과학자들 보다 뉴 미디어 아티스트들에 의해 정립되고 발전되어 왔다. 즉 기존의 컴퓨터가 아닌 다양한 상호작용을 지원하는 환경에 대한 연구를 통해 피지컬 컴퓨팅의 개념은 발전되어 왔다고 볼 수 있다.
피지컬 컴퓨팅은 디지털 장치들을 이용해 사용자로부터 물리적인 방식으로 정보를 입력 받는다. 이러한 정보는 다양한 센서를 통해 취득된 정보이며 이를 해석하고 다시 사용자에게 동적인 반응을 보이거나 돌려주는 형태라고 할 수 있다. 기존 컴퓨터 사용자들에게는 정형화된 키보드, 마우스를 통합 입력과 모니터를 통한 출력이 익숙하지만, 피지컬 컴퓨팅에서는 사용자의 움직임등을 센서를 통해 입력 받고 출력은 모터나 LED 등을 이용하여 보다 역동적이며 체험할 수 있는 형태의 반응을 줌으로써 사용자는 보다 긴밀한 상호작용을 느낄 수 있으며 자신이 원하는 형태의 반응을 하는 장치를 통해 컴퓨터와 사물 그리고 환경에 대한 인식의 변화가 일어날 수 있는 환경을 말하는 것이다.
현실 세계의 다양한 정보들은 디지털일 수 도 있고, 아날로그 일 수 도 있다. 이러한 정보들은 또한 출력에도 동일하게 적용이 되며 필요한 정보와 출력의 형태에 따른 피지컬 컴퓨팅의 환경 역시 아날로그와 디지털로 나눌 수 있다. 물론 이러한 모든 정보는 마이크로 컨트롤러가 처리하는 디지털의 형태로 변환이 되어 처리가 되는 것이다.
1.2. 피지컬 컴퓨팅 단원의 교육과정 구성
중학교 정보 교육과정의 컴퓨팅 시스템 영역에서는 마이크로컨트롤러와 다양한 입?출력 장치를 이용하여 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구성하고 프로그래밍을 통해 제어하는 능력을 기르는 것을 목표로 한다.
중학교 정보 교과의 컴퓨팅 시스템 영역은 컴퓨팅 시스템의 구성과 동작원리를 이해하고 다양한 입출력 장치와 프로그래밍을 통해 문제 해결에 적합한 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구성하는 능력을 기르는 것을 목표로 한다. 이를 위해 마이크로컨트롤러와 다양한 입출력 장치로 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구성하고 프로그래밍을 통해 제어한다. 다만 그 범위를 센서 기반 프로그램의 구현으로 제한을 두고 있다.
고등학교 정보의 피지컬 컴퓨팅 영역은 컴퓨팅 시스템의 효율적인 자원 관리 방법을 이해하고 다양한 학문 문야의 복잡한 문제해결을 위한 피지컬 컴퓨팅 시스템을 창의적으로 구현할 수 있는 능력을 기른다. 마찬가지로 마이크로컨트롤러와 다양한 입출력 장치로 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구성하고 프로그래밍을 통해 제어한다. 중학교의 단순한 센서의 활용을 넘어서는 전체적인 피지컬 컴퓨팅 시스템의 구현의 그 목적이다.
고등학교 정보과학 피지컬 컴퓨팅 영역은 컴퓨팅 시스템의 구성 및 동작원리를 이해하고 실생활의 문제를 해결할 수 있는 창의적 컴퓨팅 시스템을 구현할 수 있는 능력을 기른다. 이를 위한 피지컬 컴퓨팅 시스템의 구현 과정은 고등학교 정보와 동일하다고 볼 수 있다. 다만 정보과학이라는 특성 상 만들어지는 시스템의 차이는 학습자 혹은 학교별로 분명한 차이는 존재할 것이다.
1.3. 피지컬 컴퓨팅 동아리 운영 사례
피지컬 컴퓨팅 동아리는 1학년 6명, 2학년 10명, 3학년 2명 총 18명과 지도교사 1인으로 구성되어 있다. 지도교사의 역할은 전체적인 동아리 운영을 계획하고 학생들과 의사소통하여 1년간의 활동을 운영하는 것이다. 주된 운영 중심은 각 학년의 기장, 부기장이며 2학년 기장, 부기장이 동아리 운영을 주체적으로 이끌어간다. 3학년은 참여 비율이 낮지만 다양한 경험을 공유하며 도움을 준다.
동아리는 피지컬 컴퓨팅의 기초를 익힌 후 프로젝트별로 팀을 구성하여 활동한다. 각 팀의 팀장이 선발되며 팀장과 기장, 부기장, 지도교사 간 회의를 통해 전체 일정이 진행된다. 이러한 유연한 운영을 통해 구성원들이 새로운 역할에 적응하며 성장할 수 있도록 한다.
동아리의 활동 주제와 목적은 임베디드 시스템에 관심이 많은 학생들을 모집하여 오픈소스 플랫폼인 Arduino를 활용해 다양한 프로젝트를 진행하는 것이다. 주요 활동으로는 Arduino를 이용한 과학 실험 및 캔 위성 프로젝트, 일상생활 문제 해결 프로젝트, 대회 참여, 책 집필 프로젝트 등이 있다.
동아리의 월별 활동 계획을 살펴보면, 3월에는 신입부원 선발 및 기초교육, 4월에는 캔 위성 프로젝트 계획 수립 및 책 집필 프로젝트 진행, 5월에는 각종 대회 준비, 6월에는 기술 창업 올림피아드 준비와 책 집필 프로젝트 수정, 7-8월에는 과학 동아리 발표대회와 주니어 소프트웨어 대회 참가 등 다양한 활동이 이루어졌다.
동아리의 운영 성과로는 캔 위성대...
참고 자료
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