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컴퓨팅 사고력 보드게임북 : 게임으로 교육을 즐기다

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책소개

알고리즘 게임, 순위 게임, 주장과 근거 게임, 언플러그드 & 코딩 게임
컴퓨터 없이 4가지 보드게임으로 복잡한 문제를 해결하다!


코로나19 발생 초기, 시중에서 마스크를 구하기가 어려웠을 때 약국의 마스크 잔고를 알려주는 앱의 등장은 컴퓨팅 사고력을 활용해 일상의 문제를 해결한 아주 좋은 사례 중 하나였다. 이처럼 컴퓨터가 일을 처리하는 방법인 컴퓨팅 사고력을 이해하고 활용할 수 있도록 인간의 사고 능력을 개발하는 것이 필요해진 세상이 되었다. 컴퓨팅 사고력은 어떤 문제에 직면했을 때 문제를 발견하고, 질서 있게 정리하여, 문제해결을 위한 정보를 수집하고, 정보의 결함이나 누락이 없도록 적절한 질문을 통해 예측이나 가설을 세우고, 그것을 테스트하거나 평가하여 문제를 해결해 나가는 능력을 말한다.
애플북스 신간 《컴퓨팅 사고력 보드게임북》은 알고리즘 게임, 순위 게임, 주장과 근거 게임, 언플러그드 & 코딩 게임 등 4가지 보드게임을 통해서 자료 수집, 자료 분석, 자료 표현, 문제 분해, 추상화, 알고리즘 및 자동화를 체험하며 컴퓨터 같은 디지털 기기가 없어도 집과 학교에서 간단히 컴퓨팅 사고력을 기르는 방법을 소개하는 책이다.

출판사 서평

2015개정정보교육과정에 “컴퓨팅 사고력을 가진 창의・융합 인재는 건전한 정보 윤리의식을 바탕으로 알고리즘과 프로그래밍을 체험하여 실생활의 다양한 문제를 이해하고, 간단한 알고리즘을 설계하면서 프로그램을 개발하여 창의적으로 문제를 해결하며, 효율적인 알고리즘을 설계하고 다양한 분야와 융합하여 문제를 해결할 수 있다”라고 정의되어 있다. 그러한 목표에 따라 초등학교에서는 체험과 놀이 중심 활동으로, 중학교는 진로와 연계한 활동 일반 선택 과목으로 학습 내용을 구성하여 교육을 진행해왔다. 그러나 실제 학교 현장은 컴퓨팅 사고력을 교육할 인력과 교육 환경이 제대로 갖추지 못한 채 해당 과정을 적용하기에 어려운 부분이 많았고, 컴퓨터가 문제를 처리하는 논리적인 사고 처리 과정을 마치 컴퓨터 학원의 각종 프로그램을 이용하여 단순 게임프로그램을 만들거나 직접 제작하는 교육과정으로 생각하는 경향도 있었다.
《컴퓨팅 사고력 보드게임북》은 컴퓨터 학원에 가지 않아도, 각종 코딩 프로그램을 사용하지 않아도, 디지털 기기가 없어도 집과 학교에서 알고리즘과 코딩의 기본 원리를 이해하고 보드게임을 통해 컴퓨팅 사고력을 키울 수 있도록 구성하였다.

미래 세대들이 갖추어야 할 기본적인 핵심, ‘컴퓨팅 사고력’
‘컴퓨팅 사고력(computational thinking)’은 1980년대 미국 MIT의 시모어 페퍼트 교수가 처음 사용하였고 2006년 컬럼비아대학의 자넷 윙 교수가 논문에서 발표한 이후 주목받기 시작한 용어다. 컴퓨팅 사고력의 특징은 ‘프로그래밍이 아닌 개념화’, ‘단순한 암기식 스킬이 아닌 모든 사람이 알아야 할 근본적 내용’, ‘컴퓨터가 아니라, 사람이 생각하는 방법’을 가리킨다. 컴퓨팅 사고의 궁극적인 목적은 문제의 답을 찾는 것이 아니라, 문제를 해결해 가는 과정에서 자신의 생각을 유창하게 표현하는 것이며, 그러한 과정을 통해 알고리즘적 사고를 확장시키는 것이다.
알고리즘은 간단하게는 문제해결을 위한 절차, 방법, 명령어라고 정의할 수 있다. 좀 더 쉽게 설명하자면, 어떤 문제를 해결하기 위해 입력된 정보를 논리적으로 나열하는 절차, 그것에 의해 생각을 밖으로 출력하는 형식이나 구조 등의 방법, 그리고 그 속에 담긴 주제어, 즉 명령어를 통틀어 알고리즘이라고 한다. 넓게는 사람에 의해 정리되기도 하고, 좁게는 컴퓨터 프로그래밍 언어를 통해 처리되기도 한다. 이러한 알고리즘은 아픈 엄마를 대신에 가족들의 양말을 빠르게 정리하거나 라면을 끓이거나 봉지에서 빵을 꺼낼 때의 순서처럼 우리 주변에서도 쉽게 적용해볼 수 있다. 코딩은 4차 산업혁명 시대의 주역인 사물인터넷, 인공지능의 바탕이 되는 기술이다. 최근에는 단순히 전문가들이 프로그램을 짜는 전문 영역에서 확장하여 문제에 접근하고 문제가 요구하는 것을 찾고 어떻게 해결할 것인지에 대해 사고하는 과정으로 확대되고 있다. 컴퓨터를 통하지 않고 코딩을 경험하는 것을 ‘언플러그드 활동’이라고 하는데 블록이나 퍼즐 또는 보드게임 같은 교구 등을 통해서 학습할 수 있다.

컴퓨팅 사고력의 기본 원리를 4가지 보드게임으로 배우다
이 책에서 소개하는 컴퓨팅 사고력 보드게임은 총 4가지로 구성되어 있다.
‘컴퓨팅 사고력, 알고리즘 게임’은 알고리즘의 설정을 순차적으로 구체적이고 명확하게 해야 하는 이유를 아는 것이다. 마치 수학 문제를 풀 때 공식을 생략하지 않고 써야 하는 것처럼 이 게임에서는 자신이 설계한 알고리즘 순서 그대로 진행하여 정직하게 게임하는 것이 중요하다.
‘알고리즘 순위 게임’은 알고리즘의 선택에 따라 결과가 어떻게 달라질 수 있는지 아는 것이다. 생산자이냐 소비자이냐에 따라서 알고리즘이 차이가 날 수 있음을 생각해볼 수 있다.
‘컴퓨팅 사고력, 주장과 근거 게임’에서는 컴퓨팅 사고를 통해 주장과 근거를 순차적으로 생각하고 표현할 수 있다. 이 게임에서는 토론 논제 카드를 바탕으로 학생 스스로 근거가 될 수 있는 정보를 수집하고 순차적인 물음에 따라 제대로 사고하는 방법을 배우게 된다.
‘컴퓨팅 사고력, 언플러그드 & 코딩 게임’에서는 컴퓨팅 사고를 이해하고 문제 상황을 해결할 수 있는 방법을 순서도를 활용하여 설명할 수 있다. 문제 상황을 순서대로 정리하기 위해서는 겉으로 드러나지 않은 것에 대해 사고할 수 있어야 하며 그에 따라 절차적으로 사고하는 훈련이 필요하다.

게이미피케이션을 통한 일거양득 효과의 수업 콘텐츠
온라인 수업에도 활용할 수 있는 보드게임 카드 228장 수록

《컴퓨팅 사고력 보드게임북》은 온라인 수업에서도 소통의 도구로 활용이 가능하다.
1. 온라인 수업에서 보드게임 교구를 이용하고자 한다면, 스마트폰 카메라와 줌 프로그램을 활용해 보자. 컴퓨터를 통해 줌으로 수업하는 경우, 스마트폰으로도 접속한다. 스마트폰으로 카메라를 공유하여 보드게임 교구를 비추며 수업하면 된다.
2. ‘알고리즘 순위 게임’의 경우, 선생님이 게임 진행자가 되어 문제를 제시하고, 학생들에게 문제와 관련한 알고리즘을 선택하게 한 후, 각자 중요한 순서대로 번호를 선택하도록 한다. 만약 영상을 제작하여 올리는 수업이라면, 선생님의 플레이를 보고 학생들이 알고리즘을 선택하고, 번호를 쓴 후, 그렇게 생각한 이유를 댓글 등의 방법으로 제출하면 된다.
3. ‘컴퓨팅 사고력, 주장과 근거 게임’의 경우 선생님이 플레이어가 되어 한 문제를 풀어본다. 그리고 학생들에게 논제를 제공한 후 순서도에 따라 사고하고 이동하는 과정을 글로 기록한다.

이 책이 필요한 분
* 컴퓨팅 사고력 수업을 진행하는 교사 및 강사
* 자녀의 컴퓨팅 사고력에 도움을 주고 싶은 학부모
* 창의적인 사고를 원하는 초중등학생

추천사

전 세계적으로 인공지능 교육 열풍이 불고 있다. 인공지능 시대의 주역으로 살아갈 미래 세대들에게 인공지능과의 경쟁을 넘어서 인공지능과의 협업 역량을 계발시켜주자는 것이다. 이러한 추세에 따라 다양한 교재들이 출간되고 있는 것도 사실이다. 그러나 우리가 간과하고 있는 것이 있다. 인공지능 시대를 넘어 그 이상의 시대가 오더라도 미래 세대들이 갖추어야 할 핵심은 ‘사고력’이고, 전문가들은 그것을 ‘컴퓨팅 사고력’이라고 한다. 이러한 측면에서 이 책의 출간은 교육현장에서 활동하고 있는 전문가 입장에서 매우 기대된다.
- 이재호 / (사)한국정보교육학회 회장, 경인교육대학교 교수

목차

프롤로그
이 책의 구성과 활용법

1장 컴퓨팅 사고력의 정의
1. AI가 만들어가는 4차 산업혁명 시대
2. 창의적 사고력
3. 생각을 연결하는 알고리즘
4. 코딩
5. 컴퓨팅 사고력

2장 컴퓨팅 사고력 보드게임
컴퓨팅 사고력, 알고리즘 게임
알고리즘 순위 게임
컴퓨팅 사고력, 주장과 근거 게임
컴퓨팅 사고력, 언플러그드 & 코딩 게임

활동 자료

컴퓨팅 사고력, 알고리즘 게임 설명서
양말 카드(120장)
알고리즘 카드(12장)
순서 카드(12장)

알고리즘 순위 게임 설명서
알고리즘 상황 카드(6장)
알고리즘 카드(36장)

컴퓨팅 사고력, 주장과 근거 게임 설명서
OX 카드(6장)
주장과 근거 카드(12장)
토론 논제 카드(12장)
사고력 순서도

컴퓨팅 사고력, 언플러그드 & 코딩 게임 설명서
문제 상황 카드(6장)
순서도 모양 카드

카드 표지, 말

본문중에서

창의적 사고가 필요한 이유는 나날이 발전하고 진화하는 기술과 눈뜨면 쏟아지는 새로운 미디어 속에서, ‘변화의 핵심을 읽어내고, 나는 어떤 선택을 해야 하며, 미래를 위해 무엇을 준비할 것인가’를 생각할 수 있어야 하기 때문이다. 즉, ‘구슬이 서 말이라도 꿰어야 보배’라는 말과 같이 우리 주변에 널려 있는 정보들 속에서 나에게 필요한 것들을 가려내고, 그것들을 잘 연결하여, 생활 속에서 잘 활용할 수 있어야 한다. 이러한 창의적 사고 능력을 향상하기 위해서는 다음의 4가지 능력을 향상해야 한다.

첫째, ‘어떤 문제가 발생할 수 있을까?’ 발생 가능한 문제 질문하기
둘째, ‘혹시 이런 건 아닐까?’ 예측하고 추측하기
셋째, ‘그래, 이거야!’ 독창적인 아이디어 도출하기
넷째, ‘만약 지금 나에게 일어난다면?’ 현실과 연결하여 상상하기
( '1장 _ 컴퓨팅 사고력의 정의' 중에서/ pp.15~16)

* 비슷한 색깔끼리 모으기(노랑끼리)
* 유사한 모양끼리 모으기(목 짧은 양말끼리)
* 크기에 따라 모으기(큰 것 먼저)
* 누구의 것인지 아는 것끼리 모으기(내 것부터)
* 눈에 보이는 같은 양말끼리 모으기(같은 짝)

여기에서 ‘색깔, 모양, 크기, 누구, 같은 양말’이 알고리즘이 된다. 우리는 이 알고리즘을 동시에 처리할 수도 있다. 노랑은 노랑끼리 모으면서, 짝이 맞는 양말은 짝끼리 모으고, 아빠의 양말이 확실한 것은 첫 번째 자리에 분리하여 놓을 수 있다. 하지만 이렇게 여러 가지를 한꺼번에 처리하면, 일을 능률적으로 처리할 수 없다. 그러므로 어떤 일을 동시에 해야 할 때, 일에 우선순위를 두어 무엇을 먼저 할 것인지를 정하는 조건과 순서 등의 방법을 찾아야 한다. 이것 역시 알고리즘이다.

① 눈에 보이는 같은 양말(짝)끼리 정리하기
② 짝끼리 정리한 양말은 누구의 것인지에 따라 분류하여 내려놓기
③ 짝끼리 분류하고 나면 비슷한 색깔끼리 분류하기
④ 비슷한 색깔끼리 분류가 끝나면 유사한 모양끼리 분류하기
⑤ 다시 같은 모양의 양말을 찾아 정리하기
⑥ 누구의 것인지에 따라 분류하여 내려놓기
( '1장 _ 컴퓨팅 사고력의 정의' 중에서/ pp.19~20)

알고리즘의 정의는 명확하지 않다. 앞서 양말의 사례에서 ‘색깔, 크기’ 등도 알고리즘이지만, 그것을 정리하는 방법도 알고리즘에 해당한다는 것을 인지해야 한다. 그래서 보편적으로 가장 먼저 익히는 활동이, 학교에서 집까지 가는 방법 나열하기다. 가령 학교 정문에서 오른쪽 방향으로 마트를 지나고 우회전해서 놀이터를 지나갈 수도 있지만, 왼쪽 방향으로 출발해서 문구점과 유치원을 지나 왼쪽으로 갈 수도 있다. 이러한 과정은 더 나은 선택을 하기 위한 것이라고 볼 수 있다. 양쪽 다 아무런 문제가 없다면, 움직인 횟수가 적은 것이, 즉 짧게 이동한 것이 합리적인 선택일 것이다. 그러나 위험 요소나 일방통행 등과 같은 것이 삽입된다면 결과는 달라질 수 있다. 그러므로 간단한 길 찾기를 통해 알고리즘의 기본을 익혔다면, 문제 상황이 제시된 길 찾기를 해보는 것도 사고력 발달에 좋은 방법일 수 있다. 이때 학습자 수준에 알맞은 문제 상황을 제시하는 것이 좋다.
( '1장 _ 컴퓨팅 사고력의 정의' 중에서/ p.41)

게임의 최종 목표는 게임이 제공하는 순차적인 물음에 따라 생각하는 과정을 익히는 것이다.
이 게임은 자칫 단순한 주장과 근거를 복잡하게 꼬아놓은 것으로 보일 수 있지만, 실제로는 생각의 과정을 한눈에 볼 수 있도록 풀어놓은 것이다. 학생들은 수학의 연산과 같이 머릿속으로 해결하는 것이 많아서 오류가 발생하기도 하고, 이해되지 않거나 어려운 것은 일단 생략하고 다음으로 진행하기에 문제를 해결할 수 없기도 한다. 또한 어떤 것을 생각해 보아야 하는지를 잘 모르기에 그러한 문제가 발생하기도 한다. 그러므로 게임을 통해, 대충이 아니라 순서도의 과정 하나하나에 성실하게 답하여야 한다. 이것이 컴퓨팅 사고다.
( '2장 _ 컴퓨팅 사고력 보드게임' 중에서/ p.48)

나의 방을 청소한다고 했을 때, 다음 중 어디부터 해야 할까?
천장, 벽, 창문, 침대, 바닥, 책상

누군가는 침대부터라고 생각하고, 또 누군가는 가장 지저분한 책상부터라고 답할 수도 있다. 정답을 가르치는 교과서는 처음부터 진행하는 것이 기본적인 순서라고 말한다. 즉, 천장부터 청소해야 한다는 것이다. 왜일까? 답은 천장의 먼지가 바닥으로 떨어지기 때문이다. 이렇게 말하면 “청소할 때 생긴 먼지가 천장으로 올라갈 수 있잖아요?” 하고 반문할 수도 있다. 참고로 먼지는 공기보다 무거워서 아래로 내려앉는 성질이 있다.
위의 질문에서는 청소를 하는 공간만 제시되었다. 그런데 청소라는 것은 특정 공간에서 털기, 버리기, 닦기, 쓸기 등의 다양한 행위를 해야 한다. 이렇게 생략된 것들을 함께 사고하여 정리할 수 있어야 한다. 이것이 청소와 관련된 맥락이다. 즉 ‘천장 털기-벽 털기-책상 쓰레기 버리기-책상 털기-책상 위 물건 제자리로 정리하기’와 같이 언플러그드로 표현하거나, ‘쓰레기 버리기-천장 털기-벽 털기-책상 털기-침대 털기-바닥 쓸기-책상 닦기’와 같이 정리하면 된다. 이렇게 문제를 해결하기 위한 과정을 순차적으로 설계할 수 있어야 한다.
( '2장 _ 컴퓨팅 사고력 보드게임' 중에서/ p.58)

저자소개

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교육전문가이자 ‘신나는미디어교육’의 대표로 한국미디어리터러시교육협회 대표이사다. 한국언론진흥재단에서 학생과 학부모, 교사를 대상으로 미디어 리터러시를 강의하고 있다. 또 경기도교육청을 비롯한 전국의 교육지원청과 인천북구도서관 외 지역 도서관에서 강사로 활동 중이다. <한국교육신문>과 <한국독서신문> 등에 칼럼을 기고했고, 경향신문 NIE 전문 일간지 <열려라 신문 나라>의 편집팀장과 <소년한국일보> 사외 기자로 활동했다.
EBS <교육마당>, 쿡TV <우리 아이 글로벌 리더로 키우기>, 조인스TV <열려라 공부 시즌 2> 등 다양한 매체에 출연했다. 저서

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교육공학을 전공하였으며, 신나는미디어교육에서 ‘합리적으로 사고하는 프로그램’ 개발과 미디어 리터러시 강사로 활동 중이다. 그 외 한국미디어리터러시교육협회 이사이며, 한국언론진흥재단 에서 미디어 강사로 활동하고 있다. 중등교원자격과 평생교육사 자격으로 경기도 청소년 활동 진흥센터 교육 전문 봉사단에서 교육 강사를 담당하고 있으며, 학생이 기획하고 운영하는 경기 꿈의학교 지도를 통해 학교 밖의 메이킹 교육과 미디어 리터러시 교육에서 활동하고 있다. <소년한국일보> 사외 기자로도 활동했다.

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컴퓨터과학을 전공하였으며, 신나는미디어교육에서 코딩을 비롯한 메이킹 분야 및 미디어 리터러시 강사로 활동하고 있다. 파주진로체험지원센터와 디지털 배움터 및 경기도평생교육진흥원에서 주관하는 경기미래교육 파주캠퍼스 미래창의교육에서 코딩과 SW 등의 메이킹 강사로 활동 중이다. 또한 학생이 기획하고 운영하는 경기꿈의학교에서 메이킹 수업을 지도하였다. 코딩 교육은 ‘자신이 생각한 것을 기획하고, 정확하게 표현하며, 서로 부족한 부분은 협업을 통해 완성해야 한다’는 철학으로 토론과 미디어 리터러시를 활용한 미래 창의 교육을 진행하고 있다.

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