[초등학생] 교육 내용

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초등학생은 저학년(4학년 이하)과 고학년(5, 6 학년) 그리고 키보드 사용 정도에 따라서 구분할 수 있습니다.
또 프로그램 학습 목적에 따라서 어떤 교육이 필요한지 달라질 수 있습니다.
튜링랩 프로그래밍학원의 초등학생들의 프로그래밍 교육 목표는 학습 목적과 학년에 구분 없이
「컴퓨팅 사고(computational thinking)」 향상에 초점을 맞추고 있습니다.

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초등학교 저학년 (주로 3, 4학년)

블록 코딩(Entry, 스크래치)으로 시작

"어떤 방식으로 학습하는가?"를 논외로 한다면, 논리력과 컴퓨팅 사고력을 키우는데, 블록 코딩으로 충분합니다.

그러면 왜 텍스트 코딩이 필요할까?

• 키보드에 익숙할 경우, 마우스보다 키보드가 빠릅니다.
  쉽게 말씀드리면 Entry로 세 시간 걸릴 프로그램을 키보드가 능숙한 사람이 파이썬으로 동일한 프로그램을 작성한다면 30분이면 충분합니다(UI가 아닌 경우).
• 프로그램에는 GUI(그래픽 사용자 인터페이스)가 필요하지 않은 경우도 많습니다.
  사실 GUI를 사용하지 않는 경우가 더 많습니다. 그렇지만 엔트리나 블록코딩은 기본적으로 GUI를 활용하기 때문에 텍스트 코딩에 비해서 할 수 있는 일이 적습니다. 물론 단순한 GUI에서는 텍스트 코딩보다 간단합니다.
• 즉, 실제 구현에 필요한 시간이 줄어든다는 것은 생각할 시간이 늘어나고 더 편하기 때문에 텍스트 프로그램이 필요한 것 입니다.
• 블록 코딩이 텍스트 코딩보다 편하다면 진작 텍스트 코딩은 사라지고 있을 겁니다. 그런데, 전문 개발자들은 아무도 블록 코딩을 사용하지 않습니다. 예전에 RAD 툴이라는 많은 도구들이 전문가들용으로 출시되었고, 한 때는 많이 사용되기도 했지만 지금은 거의 사라지고 있는 추세입니다. 즉, 키보드가 마우스보다 편합니다.

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초등학교 고학년 (주로 5, 6 학년)

텍스트 코딩(파이썬, C/C++) 시작

• 사고력과 컴퓨팅 사고 향상에 텍스트 코딩이 더 유리한 것은 아니지만, 프로그래밍을 좋아하는 학생들 중 블록 코딩을 시시하게 느끼는 경우가 많습니다.
• 단순히 사고력 향상을 넘어서 경쟁 프로그래밍(예: 프로그래밍 경진대회 KOI 등)에 도전해보고 싶다면 이제 텍스트 코딩을 시작해야 합니다.
• 키보드에 익숙해지면 마우스로 일일이 제어구조를 만드는 것보다 텍스트가 훨씬 편합니다.
  • 타자기가 컴퓨터보다 훨씬 먼저 개발되었다는 사실을 생각해보시면 왜 텍스트 코딩이 블록 코딩보다 편한지 쉽게 이해하실 겁니다.

Python vs. C++

• 파이썬이 C++보다 많이 쓰입니다.
• AI 응용프로그램과 연구에도 Python이 더 많이 사용됩니다.
  그러나, AI 라이브러리나 실제 베이스는 C/C++ 또는 Rust로 작성되는 것이 일반적입니다.
• 피지컬 AI나 ROS(Robot Operating System) 등에서는 C++이 주류입니다.
• 그러나, C++은 Python에 비해 훨씬 진입장벽이 높습니다.
  익숙해지면 C++이 Python에 비해서 많은 강점이 있고 편해지지만 익숙해질 때까지 많은 시간이 요구됩니다.
• 꼭, C++을 해야 하는 경우: KOI 등 전국대회 상위권 입상 목표, 프로그래밍 관련 국제대회 입상 목표, 고사양 게임 개발(Unreal 엔진 등 사용), 하드웨어 제어 등

GUI 프로그램을 활용한 사고력 향상 및 문제 접근

• 프로그래밍 언어는 컴퓨터가 이해할 수 있도록 사람의 생각을 표현하는 도구에 불과합니다.
• 프로그래밍 언어를 능숙하게 다룬다고, 문제를 능숙하게 해결한다는 것은 아닙니다. 위대한 대문호들이 언어 문법 전문가가 아닌 것과 같은 이유입니다.
• 이 단계에서는 실제 다양한 문제들을 GUI (Graphic User Interface) 환경에서 시각적 정보를 사용해서 아이디어를 표현하고, 사고력 훈련을 할 수 있습니다.
  • 텍스트 프로그래밍만 하다 보면 흥미를 잃거나 지루해질 수 있기 때문에 다양한 과학 시뮬레이션이나 수학적 사고를 화면으로 옮겨서 사고 할 수 있습니다.

이산 수학, 자료구조, 알고리즘

• 이왕 시작한 프로그래밍, 대회까지 도전해보고 싶은 학생들의 필수 코스 입니다.
• 이산 수학은 프로그래밍에서 필요한 필수 수학으로 일반 수학과 크게 다른 건 아니며, 일반 수학에서 컴퓨팅에 반드시 필요한 부분을 선별해 둔 수학이라 생각하시면 됩니다.
  • 이산 수학에서 다루는 분야는 "집합, 논리(부울대수), 명제, 확률 등" 입니다.
  • 이산 수학에서는 「수학적 지식 + 프로그램 구현」을 동시에 학습하게 됩니다. 이 부분이 일반 수학 교과와 차이점입니다.


• 자료구조는 컴퓨터에서 데이터를 효과적으로 저장하는 법을 배우는 분야입니다.
  • "어떻게 자료를 저장했는가?"에 따라서 문제를 해결하기 위한 알고리즘들이 달라지기 때문입니다.
  • 즉, 자료구조에서는 사용 목적에 맞는 데이터 저장 방식을 학습하며, 학습한 모든 방법들을 프로그램으로 직접 만들어 보게 됩니다.


• 알고리즘은 문제를 해결하기 위한 절차를 의미합니다.
  • 자료구조로 표현한 데이터를 필요에 맞게 처리하는 방법을 배우게 됩니다.
  • 쉽게 말씀드리면, 뒤섞여 있는 값들을 크기대로 정렬하는 방법 등이 있습니다.
    • 일반 값이면 쉽게 가능한데, 저장된 값이 한 점이라면 어떤 값(x와 y 중)을 기준으로 정렬할 것인지, 또 거리에 따라 정렬한다면 어떻게 할 것인지 등을 고민하고, 해결하는 분야 입니다. 사실 알고리즘을 잘 다루는 것은 모든 일(컴퓨터 영역 뿐만 아니라)을 잘 처리한다는 의미입니다. 일의 순서를 결정하는 것은 프로그래밍에 한정된 것이 아니니까요.

프로그램 문제 풀이

• 이 과정은 실제 대회 준비반이라 생각하시면 됩니다.

• 참가 및 단순한 수상이 목적일 경우 주 1~2회 정도로 최소 6개월 이상의 훈련 기간이 필요합니다.

• 만일 더 높은 목표를 가진 학생이라면 훨씬 많은 훈련 시간이 필요합니다.

• 실제 전국대회 대상, 금상, 은상을 수상한 학생들은 주 4회 이상의 시간을 투자하고 있습니다.

  • 그러나, 특별한 목적이 있는 것이 아니면 권장하지는 않습니다.

  • 그만한 시간을 투자한다면 다른 것들을 놓칠 수 있기 때문입니다.

다시 강조하자면, 초등학생을 위한 프로그래밍의 목적은 컴퓨팅 사고 향상, 논리력 향상 그리고 생각하는 방법 숙달에 있습니다.