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계산적 사고의 개념과 중요성
최근 컴퓨터 및 각종 계산기기(computational device)들의 사용이 보편화됨에 따라 IT혁명의 범위 및 파급효과를 보다 정확히 이해하여야 할 필요성이 점차 대두되고 있다. 이는 특히 교육부문과 관련, 그 중요성이 더욱 크다고 할 수 있으며, 이에 따라 초중고교 학생들에게 기초필수적 계산개념을 습득하게끔 하는 한편, 대학교 학생들에게 새롭고 복잡한 계산관련 개념과 기술들을 평생교육의 관점에서 제공하고자 하는 다양한 시도가 있어왔다.
초중고 학생들의 계산적 사고(computational thinking) 배양과 관련, 1) 뉴스레터나 웹페이지 생성 멀티미디어를 활용한 발표 등의 활동 장려를 통한 계산적 소양(computer literacy) 강조, 2) Java나 C++ 등 프로그래밍 언어교육을 통한 컴퓨터 프로그래밍의 중요성 강조, 3) 게임이나 로봇, 시뮬레이션 등 프로그래밍 어플리케이션 강조 등 세 가지 접근법이 그동안 가장 보편적으로 활용되어 왔다. 그러나 정작 컴퓨터 관련 학자들은 이러한 접근법들의 유용성은 인정하면서도 이러한 접근법들이 계산적 사고의 배양에는 별 도움이 되지 못한다고 비판하고 있다. 이 때 계산적 사고라 함은 문제의 해결이나 시스템 설계, 인간 행위의 이해 등에 있어서 과학자 뿐 아니라 일반 개인에게 도움을 주는 근본적인 분석 기술에 관한 개념이며, 수학이나 언어, 논리적 사고 등과 함께 유아기 및 아동기에 반드시 습득해야 할 중요한 사고방식이다.
이처럼 계산적 사고의 중요성 및 이를 초중고 교과과정을 통해 보다 효과적으로 습득하는 방안의 개발과 관련, NSF의 컴퓨터/정보공학이사회(Computer and Information Science and Engineering Directorate)에서는 국가연구위(NRC: National Research Council)에 총 2회에 걸친 워크숍의 개최를 통하여 계산적 사고의 개념정의와 특성, 인지적·교육적 함의 등을 고찰할 것을 요청하였는바, 이 보고서는 그 중 첫 번째 워크숍에서 논의되었던 계산적 사고 관련 내용, 특히 개념 정의와 특성, 특히 “모든 인간을 위한 계산적 사고(computational thinking for everyone)"의 개념이 무엇인지에 관한 워크숍의 주요 토의 내용을 요약·정리하고 있다.
먼저 워크숍의 주요 토의 결과에 따르면 계산적 사고(computational thinking)라 함은 다양한 개념과 어플리케이션, 도구 및 기술 등이 종합적으로 얽혀있는 종합적·포괄적인 용어라 할 수 있으며, 인지적 도구로서 뿐 아니라 언어로서도 매우 중요한 개념이다. 이와 관련, 학자들은 언어로써의 계산적 사고에 있어 프로그래밍의 중요성, 컴퓨터 및 관련 기술의 역할 등을 토의하였을 뿐 아니라 어떠한 내용 및 분야 등이 계산적 사고에 포함되지 않는가에 대해서도 또한 논의하였다.
다음으로는 계산적 사고와 수학 및 공학과의 관계, 특히 수학적 사고와의 관계에 대한 토론이 있었으며, 이밖에 계산적 사고가 중요하거나 응용이 가능한 인접 학문분야, 특히 데이터 마이닝 및 정보 조달, 모델링, 테스팅, 문제해결(debugging을 포함하는) 등과 관련, 계산적 사고의 역할 및 중요성이 논의되었다. 이밖에 계산적 사고의 배양과 관련, 과거에 있었던 주요 노력에 대한 역사적 고찰 및 최근에 새롭게 대두되고 있는 경향 및 이와 관련된 프로그램 등에 대한 고찰 또한 이루어졌으며, 마지막으로 참석자간 자유토론시간을 통하여 1) 계산적 사고의 구조, 2) 계산적으로 사고하는 사람의 특징, 3) 기술과 계산적 사고간의 관계 및 연관성, 4) 계산적 사고의 증진을 위한 최적의 교습법, 5) 계산학 관련 학계 및 관련 커뮤니티의 계산적 사고 증진을 위한 적절하고도 바람직한 제도적 역할 등에 대한 이슈가 자유롭게 논의되었다.
한편, 계산적 사고에 관한 총 2회의 워크숍 중 두 번째 워크숍은 조만간 NRC에서 개최할 예정이며, 1차 워크숍에서 주로 계산적 사고의 개념 정의 및 역사적 경향에 대한 논의가 주를 이루었던 것과는 달리 주로 계산적 사고의 인지적·교육적 함의 및 관련성에 대한 내용이 중심이 될 것으로 보인다.
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