컴퓨팅적 사고는 창의적인 사람의 생각 방식

2018년부터 초중고 교육과정에 소프트웨어 교육이 도입된다. 그래서인지 요즘 언론에서 가장 많이 듣는 용어가 소프트웨어 교육과 컴퓨팅적 사고다. 상황에 맞게 쓰는 게 용어라지만 정부 부처, 기업, 교육 기관들이 각자 자기 입맛에 맞게 용어를 쓰다 보니 이 용어들과 밀접한 관련이 있는 미래시민인 학생과 이들을 가르칠 교사들의 생각이 동상이몽인 듯 하다.

도대체 소프트웨어 교육, 컴퓨팅적 사고는 무엇을 의미하는가?

이제 많은 이들은 자동차, 스마트폰, 디지털 카메라, TV을 선택할 때 단순한 물건(하드웨어)만으로 보기보다는 다양한 기능을 담보한 물건(소프트웨어)으로 본다. 소프트웨어가 선택의 조건이라는 말이다. 자동차 산업에서 소프트웨어는 새로운 기술 혁신의 대부분을 담당하고 비용에 있어서도 많은 비중을 차지할 것으로 전망된다. 뿐만 아니라 컴퓨터를 이용한 가상실험으로 고성능 반도체에 활용되는 신물질을 찾을 때도 소프트웨어는 핵심적인 역할을 담당한다. 최근 각광 받고 있는 사물인터넷도 센서와 소프트웨어의 결합이다. 정부가 소프트웨어 중심사회라고 강조한 배경이다.

정부가 소프트웨어 교육 강화를 추진하고 나선 것도 바로 이 때문이다. 소프트웨어는 다양한 문제해결을 위해 탄생한 프로그램이다. 자동차의 내비게이션은 모르는 곳을 찾아 가는 문제를 해결한 너무나도 유용한 소프트웨어다. 이때 문제해결을 위한 방법론이 컴퓨팅적 사고다. 소프트웨어 교육의 목적도 컴퓨팅적 사고에 있다.

마이크로소프트사 부사장인 지넷 윙은 지난 2006년 “컴퓨팅적 사고는 컴퓨터가 아닌 인간의 사고방법이다. 컴퓨팅적 사고는 수학적 사고와 과학기술적 사고를 보완하고 결합한다”라고 말했다. 소프트웨어 교육의 목적이 문제해결을 위한 인간의 창의적인 사고를 교육하기 위함이며 동시에 이는 수학, 과학기술과 밀접히 연결돼 있음을 알 수 있다.

한마디로 컴퓨팅적 사고는 창의적인 문제해결력이라고 할 수 있다. 즉 소프트웨어 교육의 목적은 창의적인 문제해결력을 위한 것이다. 그런데 여기서 말하는 창의적 문제해결력에는 문제를 해결하는 것뿐 아니라 문제를 만들어 내는 것도 포함된다. 아인슈타인은 “문제를 만들어내는 것이 때로는 문제를 해결하는 것보다 더 본질적인 것이다”라면서 새로운 문제를 제안하는 것이 중요함을 강조했다. 현재 과학자와 공학자들의 가장 큰 숙제는 좋은 연구문제를 만들어내는 것이다. 좋은 연구문제를 만들고 문제해결의 가능성을 탐색하고 구체적인 전략을 세워(알고리즘 설계와 코딩) 문제 해결을 위한 과정을 순환적 또는 비선형적으로 반복한다.

예를 들어보자. 내가 있는 위치에서 목적지까지의 경로는 알지 못하지만 목적지를 찾아 가야 하는 것이 나의 문제다. 이를 해결하려면? 지도를 보면 된다. 하지만 지도를 보면서 모르는 곳을 찾아가는 것이 그리 만만치 않다. 길을 잘 아는 사람이 옆에서 알려주면 좋을텐데… 여기서 수많은 새로운 문제가 탄생한다.

길을 잘 아는 사람처럼 장비(지금의 내비게이션)가 길을 알려줄 수 는 없을까?

그럼 장비가 길을 인식하려면 무엇이 필요할까?

나의 위치와 목적지의 위치를 알려면 무엇이 필요할까? (인공위성과 GPS의 원리)

사람처럼 언어로 경로를 안내해 줄 뿐 아니라 지도처럼 눈앞에 잘 보이도록 할 수는 있을까?

경로라는건 여러 가지일텐데, 어떻게 선택할까? (최단 거리와 시간 거리의 문제 등)

도착할 때까지의 거리와 시간을 알 수 있을까?

내비게이션 하나만 놓고 보더라도 만들어지는 문제는 무수히 많다. 여기서 우리가 눈여겨 봐야 할 것은 이러한 문제를 해결하는 상황에서 우리는 이미 알고 있는 지식을 활용하며(속도와 거리의 관계), 새로운 정보를 탐색하며(인공위성과 GPS의 원리), 알게된 지식을 조합하고 정리한다. 즉 ‘탐구과정’을 거친다. 뿐만 아니라 ‘우주공간에서는 내비게이션을 어떻게 작동시킬까’ 라는 새로운 문제를 만들 수도 있다.

창의적인 문제해결력에는 수학과 과학기술에 기반한 탐구과정이 요구된다. 즉 소프트웨어교육의 목적인 컴퓨팅적 사고를 위해서는 수학과 과학기술이 융합한 '소프트웨어 융합교육'이 필요하다. 한동안 과학, 기술, 공학, 수학(STEM)의 융합교육이 과학교육의 화두였는데, 이제는 소프트웨어가 STEM과 만나 자연스럽게 SW융합교육의 형태로 자리잡을 것이다.

여기에 한가지 덧붙이면 소프트웨어 융합교육에서 더 중요한 본질은 학습자의 호기심에 있다. 국민대 컴퓨터공학과 이민석 교수는 “스티브 잡스나 마크 저커버그가 어릴 때 학교에서 소프트웨어 교육을 받았기 때문에 지금의 자리에 있는 것이 아니다. 호기심을 자신의 방법으로 해결할 수 있는 시간을 어릴 때 가졌다는 것이 중요하다. 소프트웨어는 그 다음 문제”라고 말했다. 이처럼 컴퓨팅적 사고는 학습자의 호기심을 얼마나 불러일으키고 그 호기심을 단계별로 해결해나갈 수 있도록(탐구) 교육하는 것이 중요하다. 이것은 수학과 과학의 탐구과정이 소프트웨어 교육과 강하게 연결돼 있음을 의미한다.

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