컴퓨팅 사고력의 추상화에 대한 연구

주여진,마대성,김정랑 한국정보교육학회 2018 정보교육학회 학술논문집 Vol.9 No.1

본 연구에서는 컴퓨팅 사고력을 위한 추상화 개념을 정의하고 이에 따른 추상화 성취기준을 개발하였다. 초 등 소프트웨어 교육에서 컴퓨터 사고력을 위한 추상화를 객체 추상화, 데이터 추상화, 절차 추상화로 분류하였 다. 이러한 분류는 소프트웨어를 통한 문제 해결을 위한 추상화의 대상을 객체 및 데이터, 절차 측면의 관점으로 구분할 수 있게 되었다. 또한, 각각의 정의된 추상화 대상에 대해 초등학교 5~6학년 수준의 소프트웨어 교육에서 활용할 수 있는 추상화 성취 기준을 2015 개정교육과정과 외국의 컴퓨터 교육과정을 참고하고 전문가 검토를 받아 개발하였다. In this study, we defined abstraction concept for computational thinking and accordingly, we developed abstraction achievement standard. In order to educate abstraction in elementary software education, it is classified into object abstraction, data abstraction, and procedural abstraction. These classifies were presented the viewpoints of object, data, and procedural aspects when abstracting from multiple dimensions for problem solving. In addition, for each defined abstraction area, the abstraction achievement standard that can be used in the software education of the elementary school fifth to sixth graders was developed through the revision and supplement of the expert review.

2015 개정교육과정에 따른 중학교 정보 교과서에 나타난 추상화 내용 분석

김수환 ( Soohwan Kim ) 한국컴퓨터교육학회 2018 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.21 No.5

2015 개정교육과정에 따라 개정된 정보 교과는 2018년부터 중학교 학생들에게 필수 교과로 도입되었다. 정보 교육과정에 나타난 추상화의 개념은 일반적인 추상화와 공통점과 차이점이 있는데, 현재 정보교과서에는 이런 개념이 혼재되어 있다. 컴퓨팅 사고력의 추상화는 자동화와의 연결이 반드시 필요하며, 지금처럼 혼재된 사례로는 제대로 된 추상화 개념을 가르치기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 개정 교육과정에 따라 개발된 정보 교과서를 조사하여 추상화의 개념과 예시내용을 분석하였다. 분석결과 여러 정보 교과서의 추상화 내용이 자동화와 연결되지 않고 있으며, 일반적인 추상화의 개념과 혼재되어 사용되고 있었다. 이를 개선하기 위해 컴퓨팅 사고력 증진을 위한 명확한 추상화의 개념과 교육활동을 예시로 제시하였다. 본 연구의 결과는 컴퓨팅 사고력을 증진하기 위한 추상화 수업 재구성의 기초자료로 활용할 수 있다. The revised informatics is to be compulsory for middle school students from 2018 according to 2015 revised curriculum. The concept of abstraction in informatics curriculum has common features and differences compared with general abstraction, however there is a mix of concepts in the current informatics textbook. The abstraction of computational thinking needs to connect with automation, so it is difficult to teach correct concept of abstraction with these textbooks. Therefore, this research conducted to investigate several informatics textbooks that were developed by the revised curriculum and to analyze the concept and examples of abstraction. As a result, some textbooks have that there is a mix of concepts about general abstraction and no connection with automation. This research suggests clarified abstraction and educational examples for cultivating computational thinking to improve this situation. This result will be basic recourse for the reconstruction of abstraction lesson to improving computational thinking.

2015 개정교육과정에 따른 중학교 정보 교과서에 나타난 추상화 내용 분석

김수환(Soohwan Kim) 한국컴퓨터교육학회 2018 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.21 No.6

2015 개정교육과정에 따라 개정된 정보 교과는 2018년부터 중학교 학생들에게 필수 교과로 도입되었다. 정보 교육과정에 나타난 추상화의 개념은 일반적인 추상화와 공통점과 차이점이 있는데, 현재 정보 교과서에는 이런 개념이 혼재되어 있다. 컴퓨팅 사고력의 추상화는 자동화와의 연결이 반드시 필요하며, 지금처럼 혼재된 사례로는 제대로 된 추상화 개념을 가르치기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 개정 교육과정에 따라 개발된 정보 교과서를 조사하여 추상화의 개념과 예시내용을 분석하였다. 분석결과 여러 정보 교과서의 추상화 내용이 자동화와 연결되지 않고 있으며, 일반적인 추상화의 개념과 혼재되어 사용되고 있었다. 이를 개선하기 위해 컴퓨팅 사고력 증진을 위한 명확한 추상화의 개념과 교육활동을 예시로 제시하였다. 본 연구의 결과는 컴퓨팅 사고력을 증진하기 위한 추상화 수업 재구성의 기초자료로 활용할 수 있다. The revised informatics is to be compulsory for middle school students from 2018 according to 2015 revised curriculum. The concept of abstraction in informatics curriculum has common features and differences compared with general abstraction, however there is a mix of concepts in the current informatics textbook. The abstraction of computational thinking needs to connect with automation, so it is difficult to teach correct concept of abstraction with these textbooks. Therefore, this research conducted to investigate several informatics textbooks that were developed by the revised curriculum and to analyze the concept and examples of abstraction. As a result, some textbooks have that there is a mix of concepts about general abstraction and no connection with automation. This research suggests clarified abstraction and educational examples for cultivating computational thinking to improve this situation. This result will be basic recourse for the reconstruction of abstraction lesson to improving computational thinking.

구체물의 추상화와 추상적 개념의 구체화에 나타나는 초등학생의 수학적 사고 분석

임영빈,홍진곤 대한수학교육학회 2016 학교수학 Vol.18 No.1

In real educational field, there are cases that concrete problematic situations are introduced after abstract concepts are taught on the contrary to process that abstract from concrete contexts. In other words, there are cases that abstract knowledge has to be concreted. Freudenthal expresses this situation to antidogmatical inversion and indicates negative opinion. However, it is open to doubt that every class situation can proceed to abstract that begins from concrete situations or concrete materials. This study has done a comparative analysis in difference of mathematical thinking between a process that builds abstract context after being abstracted from concrete materials and that concretes abstract concepts to concrete situations and attempts to examine educational implication. For this, this study analyzed the mathematical thinking in the abstract process of concrete materials by manipulating AiC analysis tools. Based on the AiC analysis tools, this study analyzed mathematical thinking in the concrete process of abstract concept by using the way this researcher came up with. This study results that these two processes have opposite learning flow each other and significant mathematical thinking can be induced from concrete process of abstract knowledge as well as abstraction of concrete materials. 실제 교육 현장에서는 구체적 맥락에서 추상화하는 과정과 반대로 추상화된 개념을 먼저 가르치고 구체적인 문제 상황을 도입하는 경우도 있다. 즉, 추상적 지식을 구체화해야 하는 경우가 있는 것이다. Freudenthal은 이런 상황을 반교수학적인 전도라고 표현하며 부정적인 견해를 나타낸 바 있지만 모든 수업상황이 구체적 상황이나 구체물에서 출발하는 추상화로 진행될 수 있는지는 의문의 여지가 있다. 본 연구에서는 구체물을 추상화하여 추상적 개념을 형성하는 과정과 추상적 개념을 구체적인 상황으로 구체화하는 과정에서 나타나는 수학적 사고의 차이점을 비교ㆍ분석하여 그 교육적 시사점을 살펴보고자 한다. 이를위해 AiC의 분석틀을 활용하여 구체물의 추상화 과정에서의 수학적 사고를 분석하였고, AiC의 분석틀을 토대로 연구자가 구안한 방식으로 추상적 개념의 구체화 과정에서의 수학적 사고를 분석하였다. 두 과정을 비교․분석한 결과 구체물의 추상화 과정만큼이나 추상적 개념의 구체화 과정에서도 유의미한 수학적 사고를 유도할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Computational Thinking에서의 추상화 개념에 대한 고찰

정인기 한국정보교육학회 2016 정보교육학회논문지 Vol.20 No.6

2018학년도부터 초중고등학교에서 소프트웨어 교육이 시행될 예정이다. 소프트웨어 교육의 목표는 학생들에게 Computational Thinking 능력을 길러주는 데 있다고 할 수 있다. Computational Thinking은 크게 추상화와 자 동화로 구성되는데 추상화와 관련된 개념을 국가마다 전공마다 다르게 정의하고 있어 학생들과 교사들한테 혼란 을 주고 있다. 따라서 본 논문에서는 추상화에 대한 여러 정의들을 비교하여 합리적으로 정의하였다. 합리적인 정의를 바탕으로 초등학교에서에서의 추상화 교육 방법과 평가 기준에 대하여 제안하였다. 본 논문에서 제시한 추상화에 대한 정의는 앞으로 소프트웨어 교육을 진행하면서 만나게 되는 문제에 대한 해결 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. Software Education will be implemented at elementary, middle and high schools starting in 2018. The goal of software education is to help students develop Computational thinking skills. Computational thinking is largely composed of abstraction and automation. However, the concepts related to abstraction are defined differently for each country, giving confusion to students and teachers. Therefore, in this paper several definitions of abstraction are compared and defined reasonably. And we proposed an abstraction teaching method and evaluation criteria in elementary school based on a reasonable definition. The definition of abstraction presented in this paper is expected to be able to present a solution to the problems encountered in the course of software education in the future.

예 만들기 활동 수업에서 나타나는 초등학생의 수학적 추상화 및 수학적 의사소통에 관한 연구: : 5학년 도형 영역을 중심으로

민샬롬(Shalom Min),김민경(Min Kyeong Kim) 학습자중심교과교육학회 2021 학습자중심교과교육연구 Vol.21 No.22

목적 본 연구는 학생들이 수학적 대상과 관계, 의미 등을 스스로 구성할 때 수학을 가장 잘 배울 수 있을 것이라는 입장의 수학교육기조를 바탕으로, 예 만들기 활동 수업에서 나타난 초등학생의 수학적 추상화와 수학적 의사소통의 수준과 형태의 발현 과정을 살펴보는 데에 목적이 있다. 방법 초등학교 5학년 도형 영역을 중심으로 학습자 스스로 구체적인 조건에 맞는 수학적 예를 생산하게 하고, 타인과의 상호작용을통해 예를 정교화하는 과정을 활동 산출물, 비디오 기록, 인터뷰, 현장노트 등의 다면적 자료로 질적으로 분석하되, 수업 과정 내 수학적 추상화 및 의사소통의 양적 빈도를 상호보완적으로 분석하였다. 자료 분석과정에 있어 관련 전문가의 자문⋅검토를 통해 내용타당도를 검증하고 현장 적용 가능성을 점검하였으며, 삼각검증법으로 단독 분석작업에 따르는 편견을 최소화하고 연구 결과를 확증할 수 있도록 하였다. 결과 학생들은 예 만들기 활동을 통해 수학적 추상화 수준을 포괄적으로 드러내며 발달시켰으며, 수업 장면에서 수학적 예시를 여러가지 방법으로 표현⋅비교하고 새로운 전략을 공유하고 토론하는 장면이 확인되었다. 이를 통해 기존의 수학적 개념 범위를 확장하게 하는 예 만들기 활동이 유연한 사고와 새로운 수학적 구조의 조직을 촉진한다는 점과 함께, 학생들의 예 공간 확장에는 수학적의사소통의 질적⋅양적 향상이 큰 관련성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다. 결론 예 만들기 활동 과정에서 수학적 추상화와 의사소통은 긴밀한 연관성을 가지고 있었으며, 학생들은 유연한 사고를 통해 전형적인 예 공간을 타파하고 수학적 구조를 조직하며 수학적 추상화와 의사소통 능력이 확장되어감을 확인할 수 있었다. 이에, 향후 예만들기 활동 수업에서 수학적 추상화 및 의사소통 이외의 역량 및 정의적 요소를 분석할 수 있는 후속 연구를 통해 학생들이 수학적예를 만들며 드러내는 문제해결과정 및 심리적 메커니즘을 전략적으로 분석할 것을 제안하였다. Objectives Based on the principle of mathematics education that students can learn mathematics best when they construct mathematical objects, relationships, and meanings by themselves, this study applied the activities of learners generating mathematical examples to examine the level and forms of mathematical abstraction and communication. Methods The process of generating mathematical examples that fit specific conditions on the fifth grade geometry area and refining them through interaction with others was qualitatively analyzed with multifaceted data such as activity output, video records, interviews, field notes. In addition, the quantitative frequency of mathematical abstraction and communication in the course of the class was mutually complemented. In the data analysis process, the content feasibility was verified and field applicability was checked through consultation and review by relevant experts, and the triangulation method was used to minimize bias and verify research results. Results Studies have shown that students have developed a comprehensive level of mathematical abstraction through activities of learners generating examples, representing and comparing mathematical examples in various ways, with sharing and discussing new strategies. These results confirmed that activities of learners generating mathematical examples that expand the scope of existing mathematical concepts promote flexible thinking and organization of new mathematical structures, and that the qualitative and quantitative improvement of mathematical communication is significantly related to flexible thinking and the organization of new mathematical structures. Conclusions In the course of these activities, it was found that mathematical abstraction and communication were closely related, and students were able to break down the typical example spaces, organize mathematical structures, expand mathematical abstraction and communication skills through flexible thinking. Furthermore, it was proposed to strategically analyze problem-solving and psychological mechanisms that students reveal in generating examples through follow-up studies to analyze capabilities and definitive factors other than mathematical abstraction and communication.

전문가 시스템에 기반한 추상화를 이해하는 인공지능 엔진 설계 -몬드리안 추상화 이해 인공지능 엔진-

이은미 ( Eun Mi Lee ),이강희 ( Kang Hee Lee ) 한국영상미디어협회 2014 예술과 미디어 Vol.13 No.2

추상미술은 색채, 질감, 선, 창조된 형태 등의 추상적 요소로만 작품을 표현하므로 전문적 식견이 없는 일반인들이 이해하기가 어렵다. 본 연구에서는 추상화를 감상하고 분석하는 전문가들의 지식 체계와 규칙을 활용함으로써 추상화에 대한 이해가 낮은 일반인들의 추상 미술에 대한 접근과 이해를 높일 수 있는 전문가 시스템 기반 인공 지능을 설계하고 제안한다. 일반적인 모든 추상화를 이해하기 위한 초기 연구 단계로서 본 연구에서는 추상화의 중요한 선구자 중 하나인몬드리안의 추상화를 중심으로 시스템을 설계하였다. 제안된 시스템은 추상화에 대한 식견이 없는 일반인 감상자에게 자신의 성격과 성향에 맞는 몬드리안의 작품을 추천해 주는 전문가 시스템 기반의 인공 지능 엔진이다. 전문가들의 지식을 얻기 위해 문헌 분석을 수행하여 몬드리안의 추상화를 구성하는 조형 요소를 다섯 가지로 분류하고, 이를 사용자의 성향과 성격에 대해 정형화하여 전문가 시스템을 구성하기 위한 지식 베이스와 추론 엔진을 설계한다. 추론 엔진은 5개 그룹의 15가지 규칙을 바탕으로 규칙 점화를 조합하여 사용자에게 추천 작품을 제시한다. 설계된 지식 기반과 추론 엔진은 몬드리안의 대표작에 대해 검증하고 평가된다. 논문에서는 추상화를 이해하는 인공지능 엔진의 초기적인 연구 단계로서 추상화의 구성 요소들을 독립적으로 평가하고 이해하는 추론 엔진을 설계한다. 제안된 시스템이 몬드리안의 작품이 내포한 모든 의미와 다양한 해석을 제공할 수는 없지만, 다양한 문헌에서 제시되는 핵심적이고 공통적인 조형 요소의 해석을 포함하고 있다. 제안한 인공 지능엔진은 추상화의 구성 요소들을 독립적으로 평가하고 이해하고 있으나 향후 연구에서는 각 조형 요소들의 복합적인 관계를 고려한 더 일반화된 규칙 체계를 설계함으로써 연구의 내용을 발전시켜 나갈 계획이다. 본 연구를 통해 추상 미술에 대한 접근과 이해를 높이고 더 나아가 감성 컴퓨팅과 같은 예술의 영역을 확장하기 위한 미래 지향적 연구의 토대를 마련하고자 한다. Because abstract art are expressed by abstract compositions such as colors, textures, lines and shapes, ordinary people who do not have the knowledge about art are difficult to understand it. In this research, an artificial Intelligence engine is designed and proposed to help ordinary people to understand abstract art by exploiting the knowledge and rules of experts. As the first step to understand generic abstract art, we have designed the system to understand abstract art of Mondrian who is one of the most significant pioneers in abstract art. The proposed system recommends suitable Mondrian`s abstract art which corresponds to the character and inclination of a user. We classify composition elements into 5 groups and define 15 rules to build the knowledge base and inference engine of the expert system to match the art to the character and inclination of a user based on literature analysis. The knowledge base and inference engine are verified by applying Mondrian`s major works to the proposed system. In this work, to simplify the complexity the proposed system evaluate and understand composition elements independently. Therefore, it can not provide all containing meanings and diverse interpretations, but can provide main ideas and common interpretation based on literature analysis. For the future work, we will generalize the rules to evaluate the relationships of composition elements and prepare the ground for affective computing to interact with people by understanding abstact art.

추상화의 총체적 지배: 아도르노의 교환사회 개념과 정치경제학 비판

강한 한국사회와철학연구회 2023 사회와 철학 Vol.- No.46

It is undeniable that capitalism is the first determination for human beings. What is the social domination that occurs in a society where economic principles have become a necessity? To answer this question, this paper focuses on Adorno’s philosophy, especially his social theory and critique of political economies, which criticize the abstraction of exchange principles. The abstract domination that Adorno attempts to clarify is the universal mediation of exchange, a social model of identity principles that have become a natural order. Structural violence and social a priori conditions and objectively synthesizes individual experiences. Abstract domination is conceptualized as real abstraction in Adorno’s critique of political economies. This means that abstraction is not an epistemological category, like subjective projection, but a social category, the general form of a false society and capitalist totality that reduces everything into exchangeable objects. 자본주의가 인간에 대한 제1규정이라는 것은 부정할 수 없는 사실이다. 그렇다면 경제를 중심으로 동근원화된 사회에서 발생하는 인간에 대한 사회적 지배란 무엇인가? 이 물음에 답하기 위해 이 글은 아도르노의 철학, 그중에서도 교환원칙의 추상화를 비판하는 사회이론과 그의 정치경제학 비판에 주목한다. 아도르노가 규명하는 추상적 지배란 자연적 질서가 돼버린 동일성 원칙의 사회적 모델인 교환 추상화의 보편적 매개를 의미한다. 그것은 구조의 살아 움직이는 폭력이자, 개인의 경험을 조건 짓고 객관적으로 종합하는 사회적 아 프리오리이다. 추상적 지배는 아도르노의 정치경제학 비판에서 실재 추상화로 개념화된다. 이는 추상화가 주관적 투사와 같은 인식론적 범주만이 아니라 사회적 범주, 즉 모든 것을 교환 가능한 대상으로 만드는 잘못된 사회의 보편적 형식이자 자본주의적 총체성임을 의미한다.

추상화 추천 기능을 가진 인공지능 도슨트 구현

이은미 ( Eun Mi Lee ),이강희 ( Kang Hee Lee ) 한국기초조형학회 2014 기초조형학연구 Vol.15 No.4

현대미술의 일부 작품들은 전문적 신격이 없는 일반인들이 감상하기 어렵기 때문에 도슨트라 불리는 해설가의 도움을 받는 경우가 많다. 본 연구에서는 추상화를 감상하고 분석하는 전문가들의 지식 체계와 규칙을 활용함으로써 일반인들의 추상 미술에 대한 접근과 이해를 높일 수 있는 전문가 시스템 기반 인공지능 도슨트를 설계하고 제안한다. 본 연구에서는 추상화의 중요한 선주자 중 하나인 몬드리안의 추상화를 중심으로 추상화 감상을 돕는 인공지능 도슨트를 설계하였다. 제안된 시스템은 일반인 감상자에게 설문을 제공하고 감상자가 선택한 선택지의 조합에 따라 몬드리안의 작품을 선별해 주고 감상을 유도하는 전문가 시스템 기반의 응용이다. 전문가들의 지식을 얻기 위해 문헌 분석을 수행하여 몬드리안의 추상화를 구성하는 조형 요소를 다섯 가지로 분류하고, 16가지 규칙을 구축하여 지식 베이스와 추론 엔진을 설계하였다. 제안된 지식 기반과 추론 엔진은 몬드리안의 대표작에 대해 충돌과 모순이 없음을 검증하였다. 본 논문에서 제안한 시스뎀은 몬드리안의 작품에 감상자가 찾을 수 있는 모든 의미와 감동을 포함할 수는 없지만, 추상화에 대한 식견이 없는 일반인들이 추상화를 어떻게 이해하고 감상해야 하는지에 대한 기초적인 교육의 효과는 충분히 거둘 수 있을 것으로 기대된다. Because some modern art are difficult to be appreciated by ordinary people who do not have the expertise about art, docent may help them to appreciate it. In this work, an artificial docent is designed and proposed to help ordinary people to understand abstract art by exploiting the knowledge and rules of experts. We have designed the interactive application to appreciate abstract art of Mondrian who is one of the most significant pioneers in abstract art. The proposed system selects suitable Mondrian``s abstract art which corresponds to the combinations of user``s answers to the questionnaire. Based on literature analysis of criticism of Mondrian``s abstract art, we classify composition elements into 5 groups and define 16 rules to build the knowledge base and the inference engine of the expert system. The proposed knowledge base and inference engine are verified that there is no conflict and contradiction by applying to Mondrian``s major works. Although the prosed system does not provide the whole meanings and impressions of Mondrian``s abstract art, we expect that the system can be a guidance for the ordinary appreciators on how to appreciate the abstract art.

용이한 USN 응용 개발을 위한 센서추상화 지원 센서노드 운영체제

은성배(Seongbae Eun),소선섭(Sun Sup So),김병호(Byeong Ho Kim) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.36 No.5

기존의 센서노드 운영체제들은 응용프로그램에 대한 센서추상화를 지원하지 못한다. 따라서 응용이 센서를 위한 하드웨어, 디바이스 드라이버 등을 직접 개발해야 하는 부담을 갖는다. 본 논문에서는 센서추상화를 지원하는 운영체제 구조를 제시한다. 제안된 운영체제는 추상화된 센서 HW 인터페이스 기반의 HAL을 제공하고 센서 접근을 위한 추상화된 API를 제공한다. 센서제작자는 HAL을 이용하여 센서 디바이스 드라이버를 작성한다. 응용프로그래머는 센서 API를 이용하여 응용을 작성한다. 이러한 개발방식은 응용프로그래머의 부담을 크게 줄여서 USN 응용 개발을 활성화할 수 있다. 본 논문에서는 첫째로, 센서장착을 용이하게 하는 표준화된 센서 HW 인터페이스를 정의하였다. 둘째로, 센서를 추상화한 센서접근 API를 제공하였다. 셋째로, 센서 디바이스 드라이버를 작성할 때 활용될 HAL 라이브러리를 정의하였다. 예제 응용 프로그램을 작성하여 본 논문에서 제안한 센서노드 운영체제가 센서 추상화를 성공적으로 지원하는 것을 보였다. Conventional sensor node operating systems do not support sensor abstraction for sensor applications. So, application programmers have to take charge of developing the hardware and the device drivers for the applications by themselves. In this paper, we present an OS architecture to support sensor abstraction. The OS provide not only application programmers with API library to access sensor devices, but also sensor developers with HAL library to access sensor hardware. This can reduce the development burden of application programmers significantly. In this paper, at first, we define the sensor HW interface to ease the attachment of sensors. Second, we describe the sensor access API for application programmers. Third, we define the HAL library for sensor device programmers to use. Finally, we show that the OS can support sensor abstraction by illustrating the sample programs.