1. 초등학교 (Elementary School, K-5학년, 약 5-11세)
주요 과목: 컴퓨터 사이언스 기초 (Computer Science Fundamentals, 통합 또는 선택)
– 초등학교에서는 컴퓨터 사이언스를 독립 과목으로 가르치거나, 수학/과학 수업에 통합한다. Code.org와 같은 플랫폼을 활용해 코딩과 컴퓨터 사고를 소개하며, 놀이 기반 학습이 많다.
# 주요 개념 및 목차
컴퓨터 사고 (Computational Thinking)
– 문제 분해, 패턴 인식, 추상화, 알고리즘 설계.
– 블록 코딩(Scratch)으로 간단한 애니메이션 만들기.
코딩 기초 (Basic Coding)
– 시퀀스, 반복문, 조건문(예: if-then-else).
– 3학년에서 Scratch로 게임(예: 캐릭터 이동) 설계.
디지털 시민의식 (Digital Literacy and Citizenship)
– 인터넷 안전, 개인정보 보호, 디지털 윤리.
– 4학년에서 안전한 비밀번호 설정 방법 학습.
하드웨어와 소프트웨어 기초 (Hardware and Software Basics)
– 컴퓨터의 구성 요소(키보드, 마우스, CPU), 소프트웨어 역할.
– 5학년에서 입력/출력 장치의 기능 이해.
데이터와 문제 해결 (Data and Problem Solving)
– 간단한 데이터 수집 및 시각화(예: 그래프).
– 2학년에서 설문 데이터를 표로 정리.
특징: 초등학교 CS는 재미와 창의성을 강조하며, 블록 기반 코딩(Scratch, Blockly)을 통해 코딩의 기본을 익힌다. 실생활 문제 해결과 연계된 활동이 많다.
2. 중학교 (Middle School, 6-8학년, 약 11-14세)
주요 과목: 컴퓨터 사이언스 탐구 (Exploring Computer Science), 코딩 입문 (Introduction to Coding)
– 중학교에서는 CS를 독립 과목으로 제공하거나, 기술/공학 과목에 통합된다. 학생은 텍스트 기반 코딩(예: Python)으로 전환하며, 논리적 사고와 문제 해결을 심화한다.
# 주요 개념 및 목차
알고리즘과 프로그래밍 (Algorithms and Programming)
– 변수, 반복문, 함수, 디버깅.
– 7학년에서 Python으로 피보나치 수열 생성.
데이터 분석 (Data Analysis)
– 데이터 구조(리스트, 배열), 데이터 시각화.
– 8학년에서 스프레드시트를 활용한 데이터 그래프 작성.
컴퓨터 시스템 (Computer Systems)
– 하드웨어와 소프트웨어의 상호작용, 네트워크 기초.
– 6학년에서 인터넷 데이터 전송 과정 학습.
디지털 시민의식과 윤리 (Digital Citizenship and Ethics)
– 사이버 괴롭힘 방지, 저작권, 데이터 보안.
– 7학년에서 소셜 미디어의 윤리적 사용 토론.
공학 설계와 앱 개발 (Engineering Design and App Development)
– 간단한 앱/게임 설계, 협업 프로젝트.
– 8학년에서 App Inventor로 모바일 앱 프로토타입 제작.
특징: 중학교 CS는 코딩과 컴퓨터 사고를 심화하며, 텍스트 기반 언어(Python, JavaScript)를 소개한다. 학생은 프로젝트 기반 학습을 통해 창의적 문제 해결 능력을 키운다.
3. 고등학교 (High School, 9-12학년, 약 14-18세)
주요 과목: 컴퓨터 사이언스 입문 (Introduction to Computer Science), AP 컴퓨터 사이언스 원리 (AP Computer Science Principles), AP 컴퓨터 사이언스 A (AP Computer Science A), 웹 개발 (Web Development, 선택), 로보틱스 (Robotics, 선택)
– 고등학교에서는 CS를 독립 과목으로 제공하며, 대학 준비를 위해 AP 과목이 인기 있습니다. 학생들은 진로에 따라 심화 과목을 선택합니다.
# 주요 개념 및 목차
컴퓨터 사이언스 입문 (Introduction to Computer Science)
– 프로그래밍 기초(Python, Java), 알고리즘, 데이터 구조.
– 리스트 정렬 알고리즘(버블 정렬) 구현.
AP 컴퓨터 사이언스 원리 (AP Computer Science Principles)
– 컴퓨팅의 영향, 데이터 분석, 프로그래밍, 네트워크, 사이버 보안.
– 데이터 압축 알고리즘 탐구, 개인 프로젝트 수행.
AP 컴퓨터 사이언스 A (AP Computer Science A)
– Java 프로그래밍, 객체지향 프로그래밍(OOP), 데이터 구조(배열, 리스트).
– 클래스와 객체를 사용한 간단한 게임 개발.
웹 개발 (Web Development, 선택)
– HTML, CSS, JavaScript, 웹 디자인 원리.
– 개인 포트폴리오 웹사이트 제작.
로보틱스 (Robotics, 선택)
– 센서, 모터 제어, 로봇 프로그래밍.
– Arduino로 자율 주행 로봇 설계.
특징: 고등학교 CS는 대학 준비와 직업 연계를 목표로 하며, AP 과목은 대학 학점으로 인정된다. 프로젝트 기반 학습과 팀 작업이 강조되며, 코딩 외에도 컴퓨팅의 사회적 영향이 다뤄진다.
4. 대학교 (College/University, 교양 및 선택 과목 중심)
주요 과목: 컴퓨터 사이언스 입문 (Introduction to Computer Science), 프로그래밍 기초 (Introduction to Programming), 데이터 과학 입문 (Introduction to Data Science), 웹 개발 (Web Development), 인공지능 개론 (Introduction to Artificial Intelligence), 사이버 보안 입문 (Introduction to Cybersecurity)
– 대학교에서 교양 CS 과목은 비전공자를 위해 설계되며, 코딩과 컴퓨팅 개념을 실생활에 적용하는 데 초점을 맞춘다. 선택 과목은 특정 주제에 관심 있는 학생을 대상으로 한다.
# 주요 개념 및 목차
컴퓨터 사이언스 입문 (Introduction to Computer Science, 비전공자용)
– 컴퓨터 사고, 프로그래밍 기초(Python), 알고리즘, 컴퓨팅의 사회적 영향.
– 예: Python으로 간단한 계산기 프로그램 작성.
프로그래밍 기초 (Introduction to Programming, 비전공자용)
– 변수, 조건문, 반복문, 함수, 기본 데이터 구조.
– Python으로 데이터 정렬 및 필터링 프로그램 구현.
데이터 과학 입문 (Introduction to Data Science, 선택)
– 데이터 수집, 시각화, 통계 분석, 기계학습 기초.
– Pandas와 Matplotlib으로 데이터셋 시각화.
웹 개발 (Web Development, 선택)
– HTML, CSS, JavaScript, 프론트엔드/백엔드 기초.
– React.js로 인터랙티브 웹 애플리케이션 제작.
인공지능 개론 (Introduction to Artificial Intelligence, 선택)
– 머신러닝, 신경망, 자연어 처리 기초.
– 간단한 선형 회귀 모델 학습.
사이버 보안 입문 (Introduction to Cybersecurity, 선택)
– 암호화, 네트워크 보안, 해킹 방지 기법.
– 기본 암호화 알고리즘(예: Caesar Cipher) 구현.
특징: 교양 CS 과목은 코딩과 컴퓨터 사고를 비전공자에게 소개하며, 실생활 응용(예: 데이터 분석, 웹 디자인)을 강조한다. 선택 과목은 특정 분야(예: AI, 보안)에 관심 있는 학생에게 심화 학습 기회를 제공한다. 실습과 프로젝트가 포함되며, Python, JavaScript 같은 접근성 높은 언어가 주로 사용된다.
*참고사항
– CSTA 표준 (Computer Science Teachers Association): 초중고 CS 교육의 표준으로, 컴퓨터 사고와 코딩 능력을 강조한다.
– AP/IB 과정: 고등학교에서 대학 수준의 CS 교육을 제공하며, 대학 학점으로 인정된다.
– 주별 차이: 캘리포니아, 뉴욕 등은 CS 교육이 발달했으며, 일부 주는 CS를 필수 과목으로 지정한다.
– 실습 중심: 초등학교부터 대학교까지 실습과 프로젝트(예: 게임 개발, 데이터 분석)가 핵심이다.
– 교양 과목의 목적: 대학 교양 CS는 비판적 사고, 문제 해결, 디지털 문해력을 높이며, 데이터 과학, AI 같은 현대적 주제를 다룬다.