"코딩이 전부 아냐" 컴퓨터 과학, 추론 및 문제해결능력 길러줘

컴퓨터 과학 교육의 중요성이 커지고 있지만, 전국적으로 필수 과목이 아니며 심지어 학교에서 운영되지 않는 경우가 많다. 초등학생을 위한 컴퓨터 과학 교육의 필요성과 그 실행 방법에 대해 레드랜즈통합교육구의 초등 혁신 교사 올리비아 데이비슨이 해외 교육매체 이스쿨뉴스를 통해 전했다.

올리비아 데이비슨은 4년 전 컴퓨터 과학 커리큘럼을 시행한 이후 "할 수만 있다면 매일 하고 싶어요!"라는 말을 학생들에게서 자주 듣는다. 학생들은 진정한 참여와 열정, 배움에 대한 기쁨을 보였다.

한 연구에 따르면 2030년까지 전 세계 어린이와 청소년의 절반 이상이 떠오르는 글로벌 인력에 참여할 수 있는 기술이나 자격을 갖추지 못할 것이다.

교육자들은 학생들이 미래를 준비할 수 있는 적절한 솔루션이나 리소스에 접근할 수 없는 경우가 많다. 예를 들어, 2021 컴퓨터 과학 교육 현황 보고서에 따르면 미국 교사의 71%가 컴퓨터 과학이 "수학, 과학, 역사, 영어와 같은 필수 과목만큼 중요하다"고 생각하지만 초중고교 중 30%만이 컴퓨터 과학 교육을 제공하고 있다.

데이비슨은 어릴 때 컴퓨터 과학을 도입하면 학생들은 STEAM 학습에 호기심을 가질 수 있는 기술과 자신감을 갖추게 된다고 말한다.

컴퓨터 과학은 단순한 코딩 그 이상이기 때문이라는 것. “컴퓨터 과학은 논리적인 추론, 비판적 및 계산적 사고, 추론, 문제 해결과 같은 기초적이고 이전 가능한 기술을 구축한다. 가장 중요한 것은 컴퓨터 과학은 고학년이나 미래의 학생들만 배우는 것이 아니라, 기술이 빠른 속도로 발전하고 있는 지금 모든 학생들이 배워야 한다는 점이다”라고 강조했다.

그렇다면 컴퓨터 과학 교육은 언제부터 시작하면 좋을까? 컴퓨터 다루는 것 자체를 초등 고학년 대상으로 인식하는 경우가 많지만, 데이비슨은 유치원생부터 시작해 학업 기간 내내 기본 실력을 쌓고 자신감을 기르는 것을 추천했다.

레드랜즈 통합 교육구에서는 유치원부터 컴퓨터 과학 학습을 시작해 이러한 교육 격차를 정면으로 해결하기로 결정했다. 학생들이 학년이 올라갈수록 STEAM(과학, 기술, 공학, 예술, 수학) 교육에 대한 호기심과 자신감을 유지할 수 있는 기본 구성 요소를 설정하는 것이 목표였다.

레드랜즈 교육구 학생의 70%가 사회경제적으로 취약한 배경을 가진 학생이라는 점을 고려할 때, 확장 가능하고 경제적인 솔루션을 찾는 것이 매우 중요했다. 그는 모든 학년에 걸쳐 포괄적이고 표준에 부합하는 커리큘럼을 제공하며 컴퓨터 과학에 대한 이전 경험에 관계없이 학생과 교사에게 친숙하고 접근하기 쉬운 레고 에듀케이션과 레고®러닝 시스템을 선정했다.

레드랜즈에는 2만명 이상의 학생이 있지만, 초등학교 5학년 학생들을 위한 공식적인 컴퓨터 과학 커리큘럼이 마련되어 있지 않았다. 레고 학습 시스템은 학생들이 학년이 올라갈수록 발전하는 STEAM 학습 솔루션으로서, 레고 브릭의 친숙함 덕분에 학생과 교사가 쉽게 진입할 수 있으면서도 시간이 지남에 따라 기술을 쌓을 수 있게 해줄 것이라고 내다봤다.

학생의 경우, 놀이와 실습이 가능한 시스템의 특성으로 인해 참여도와 호기심을 유지할 수 있다. 교사의 경우, 표준에 맞춘 수업을 통해 모든 교실에서 키트를 활용할 수 있도록 하는 교육구 전체의 의무를 충족하는 데 도움이 됐다.

이 프로그램의 성공은 압도적이었다. 100명 이상의 교사가 이 프로그램을 수업에 도입해 3,000명 이상의 초등학교 5학년 학생들에게 영향을 미쳤다. 이 접근 방식은 특히 교육 현장의 평준화와 성취도 격차 해소에 효과적인 것으로 입증되었다. 한 교사는 "전통적인 환경에서는 잘 적응하지 못하던 학생들도 이러한 실습 경험을 통해 성장하고 있다"라고 말했다.

1. 실습 학습 수용

실습 학습은 학생들이 컴퓨터 과학에 흥미를 갖도록 하는 핵심 요소다. 교육자의 99%가 실습 학습이 학생의 자신감을 높인다는 데 동의한다.

레고 브릭과 같이 친숙한 요소를 포함하는 활동을 통합하면 경쟁의 장을 평평하게 하고 학생들이 재미있고 상호 작용적인 방식으로 STEAM 개념에 참여할 수 있다. 실습 위주의 놀이식 학습은 컴퓨터 과학과 같은 과목에 필요한 문제 해결력과 비판적 사고력을 향상시키는 것으로도 밝혀졌다.

2. 전문성 개발에 투자

전문성 개발은 교실에서 교사가 성공하는 데 필수적인 요소다. 연구에 따르면 초등학교 교사들은 STEM 교육에 대한 자신감이 부족한 것으로 나타났다.

교사들이 STEAM 교육에 대한 자신감을 키우는 데 필요한 리소스, 도구, 연수를 제공하는 것이 중요하다. 교사가 성공할 준비가 되어 있으면 학생들과 마찬가지로 배움에 대한 기쁨과 흥미를 경험할 수 있다.

3. 일찍 교육 시작하기

어릴 때 컴퓨터 과학을 도입하면 학생들은 앞으로 다가올 기술 발전에 대비할 수 있다. 컴퓨터 과학을 커리큘럼에 조기에 통합함으로써 학생들은 학년이 올라갈수록 학습에 자신감을 갖는 데 필요한 21세기 기술을 개발할 수 있다.

이러한 기술은 학생들이 미래 산업과 AI와 같은 성장하는 기술에 필요한 비판적 사고를 갖출 수 있게 해준다. 학생들이 고등학교에 진학할 준비가 되었을 때쯤이면 AI와 같은 신흥 분야에 필요한 21세기 기술에 대한 탄탄한 기초를 갖추게 될 것이다.

데이비슨은 “ 레드랜즈 통합 교육구의 K-5 교실에서 컴퓨터 과학 커리큘럼을 성공적으로 구현한 사례에서 얻은 몇 가지 인사이트에 불과하다”며 “교사에 대한 지속적인 투자와 교육구 전체의 레고 학습 시스템 채택을 통해 컴퓨터 과학이 학생들의 학습 경험을 지속적으로 향상시키고 교사들이 미래를 대비할 수 있도록 힘을 실어줄 수 있을지 기대가 된다”고 말했다.