문제 해결의 언어, 파이선

- Python: 이 책을 통해 Python의 기본 개념과 설치, 프로그래밍의 핵심인 연산자와 입출력을 배울 것이다. Python을 처음 접하는 학습자에게는 기본적인 도구 사용법과 개념을 배우는 것이 중요하다. 이를 통해 Python 프로그래밍의 기초를 탄탄히 다지고, 나아가 문제 해결 능력을 키울 수 있다.
여기서 반드시 기억할 점은 Python은 단순히 코드를 작성하는 도구가 아니라, 창의적인 사고와 컴퓨팅 사고력을 연습하는 매개체로 활용된다는 점이다. 따라서 Python의 기본 문법과 활용법을 배우는 동시에, 이를 활용해 실제 문제를 어떻게 해결할 수 있을지 고민하는 시간을 가질 것이다. Python의 첫걸음을 내딛는 이 여정은 단순한 지식의 습득을 넘어, 학습자가 스스로 도전하고 실수를 통해 배우며, 더 나은 해결책을 찾아가는 과정으로 설계되었다.

- Python 자료형: 문제를 해결하는 첫걸음은 데이터를 이해하는 것이다. 데이터를 다룬다는 것은 단순히 값을 저장하거나 출력하는 것을 넘어, 문제를 분석하고 해결하기 위한 핵심 단서를 찾아내는 과정이다. Python은 다양한 자료형을 통해 데이터를 효과적으로 표현하고 활용할 수 있는 강력한 도구를 제공한다. 이 책에서는 Python의 자료형을 이해하고 이를 문제 해결에 적용하는 방법을 탐구할 것이다.
컴퓨팅 사고력은 복잡한 문제를 분해하고, 핵심을 파악하며, 해결을 위한 효율적인 알고리즘을 설계하는 능력이다. 이 과정에서 데이터를 다루는 능력은 필수적이다. Python의 자료형은 컴퓨팅 사고를 구현하는 기본 단위로, 문제를 구조화하고 데이터를 처리하는 도구로 중요한 역할을 한다. Python 자료형은 데이터를 다루는 기술을 넘어 문제를 바라보는 새로운 관점을 제시한다. 이 책은 문제 해결 과정에서 데이터를 활용하는 방법을 이해하도록 돕고, 이를 통해 한층 더 높은 컴퓨팅 사고력을 발휘할 수 있는 기반을 마련할 것이다.

- 조건문: 우리의 일상은 수많은 선택과 판단으로 이루어진다. 오늘 날씨가 흐리다면 우산을 챙길지, 성적표를 보며 장학금을 목표로 할지와 같은 크고 작은 결정을 순간마다 내린다. 이처럼 조건에 따라 다른 행동을 선택하는 능력은 우리의 삶을 풍요롭게 할 뿐만 아니라 프로그래밍 세계 역시 이와 같은 논리가 존재한다. 이를 구현하는 도구가 바로 조건문이다.
조건문은 프로그램이 특정 상황에서 어떤 결정을 내릴지 알려주는 제어 구조다. 예를 들어, 사용자가 입력한 숫자가 0보다 크면 "양수입니다"라는 메시지를 출력하고, 그렇지 않으면 "음수입니다"를 출력하는 상황을 생각해 보자. 이는 조건문을 활용해 프로그램이 다양한 상황에 맞는 결과를 도출하는 대표적인 사례다. 조건문은 단순히 코드를 실행하거나 멈추는 역할을 넘어서, 문제를 분석하고 해결하는 컴퓨팅 사고력의 핵심 요소와 밀접하게 연결되어 있어 프로그램에 유연성과 효율성을 더한다. 이를 통해 우리는 더욱 정교하고 복잡한 문제를 해결할 수 있다. 실생활에서 조건에 따라 행동을 결정하는 사고와 마찬가지로, 프로그래밍에서도 조건문은 문제 해결의 기본 도구가 된다.
이 책에서는 조건문의 기본 개념과 필요성을 이해하며, 다양한 조건문 활용 방식을 배운다. 조건문이 프로그래밍에서 왜 중요한지, 어떻게 동작하는지, 이를 통해 어떤 문제를 해결할 수 있는지 탐구하며, 조건문을 중심으로 컴퓨팅 사고력을 키우고, 복잡한 문제를 해결하는 즐거움을 느낄 수 있다.

- 반복문: 인간은 반복을 통해 성장한다. 학습도, 연습도, 습관도 반복이라는 과정을 통해 우리의 몸과 마음에 새겨진다. 컴퓨터 또한 다르지 않다. 반복은 프로그래밍 언어의 핵심이자, 문제를 효율적으로 해결하는 데 없어서는 안 될 도구이다. 일상에서 반복의 개념을 쉽게 찾아볼 수 있다. 매일 아침 일어나 세수하고, 식사하고, 출근하거나 등교하는 일련의 과정을 떠올려 보자. 우리는 의식하지 못하지만, 같은 행동을 반복하며 우리는 삶을 이어가고 있다. 컴퓨터가 문제를 해결할 때도 이와 같은 반복적인 패턴을 활용한다. 그리고 이러한 반복을 프로그래밍적으로 표현하는 방법이 바로 반복문이다.
반복문은 동일한 작업을 여러 번 수행할 수 있도록 설계된 도구로, 단순한 계산 작업부터 대규모 데이터 처리, 복잡한 알고리즘 구현까지 폭넓게 사용된다. 반복문을 통해 컴퓨터는 지시를 효율적으로 수행하며, 우리가 가진 문제를 논리적이고 체계적으로 해결할 수 있다.
그러나 반복문은 단순한 기능 이상이다. 문제를 분석하고, 핵심 구조를 파악하며, 실행 과정을 설계하는 컴퓨팅 사고(Computational Thinking, CT)의 근본적인 요소를 포함한다. 이를 통해 반복문을 단순히 코드 작성 도구로만 바라보는 것이 아니라, 더 나아가 문제 해결의 도구로 활용할 수 있어야 한다.
이 책에서는 반복문의 기본 개념부터 시작해, 대표적인 두 가지 반복문인 for문과 while문, 그리고 반복문 제어를 위한 구문을 학습하게 된다. 이를 통해 반복문의 원리를 이해하고, 반복문을 활용해 효율적이고 강력한 코드를 작성할 수 있는 능력을 키우게 될 것이다. 될 것이다. 더불어 반복문 학습을 통해 문제 해결 능력을 더욱 깊이 있게 확장하는 계기가 될 것이다.

- 함수와 모듈: 함수와 모듈은 파이선 프로그래밍에서 코드를 '조각'으로 다루게 해주는 멋진 도구다. 복잡하게 보이는 큰 문제도 함수로 잘게 나누고, 각 부분을 모듈로 묶어두면 훨씬 깔끔하고 유지보수가 쉬워진다. 그리고 이 '조각'들이 서로 연결되어 커다란 프로그램을 완성해 내는 모습을 보면 마치 거대한 퍼즐이 맞춰지는 것 같은 기쁨도 느낄 수 있다. 이 책에서는 함수에 대하여 깊이 이해하고, 다양한 함수 작성법과 인수(매개변수)의 활용, 그리고 지역·전역 변수를 다루는 방법을 살펴볼 예정이다. 또한 모듈을 사용해 여러 파일에 나눠진 코드를 효율적으로 재활용하고, 다른 프로젝트와 쉽게 공유할 수 있는 방법도 알아볼 것이다. 그뿐만 아니라 Python에서 자주 쓰이는 라이브러리를 소개함으로써 실제 개발 환경에서 어떤 식으로 활용되는지 엿볼 기회도 마련했다. 함수와 모듈이라는 두 개념을 제대로 알아두면, 앞으로 만날 객체지향 프로그래밍이나 대규모 시스템 구축에도 훨씬 탄력을 받게 된다.

- 클래스: 프로그래밍을 배운다는 것은 단순히 코드를 작성하는 것을 넘어서, 세상을 바라보는 관점을 바꾸는 일이다. 클래스는 그 관점의 전환점을 만들어 주는 강력한 도구다. 우리가 지금까지 배운 조건문, 반복문, 함수 등이 문제 해결의 도구였다면, 이제는 도구를 직접 만드는 능력을 갖추게 되는 것이다. 이 책에서는 객체지향의 본질을 이해하고, 클래스의 구조와 활용법을 직접 설계하며, 나만의 도구를 만드는 경험을 하게 된다.
클래스와 객체의 개념을 이해하고 이를 기반으로 프로그램을 설계하는 능력은, 다양한 분야에서 필수적인 기초가 된다. 또한 클래스의 구조를 응용한 실습 활동들을 통해 복잡한 문제를 구성 요소 단위로 분해하고, 각 요소가 협력하는 시스템을 설계하는 능력을 키우게 된다. 상속과 다형성을 이해한 학습자는 유지보수에 강하고 변화에 유연한 프로그램을 작성할 수 있게 되며, 캡슐화를 통해 안정성과 보안성이 높은 시스템 설계의 기본 원리를 실천적으로 습득할 수 있다. 무엇보다도 이번 단원을 통해 독자는 객체지향 프로그래밍의 문법적 이해를 넘어서, 책임 중심의 사고, 구조적 설계력, 논리적 추상화 능력이라는 핵심 역량을 함께 성장시킬 수 있을 것이다.

1장 Python 기본
01 Python 설치
02 Python 연산자
03 Python 기본 입출력
04 생각하기
05 마무리

2장 Python 자료형
01 변수와 자료형
02 Python 기본 자료형
03 Python 복합 자료형
04 자료형 변환
05 생각하기
06 마무리

3장 조건문
01 조건문의 개념
02 조건식 이해
03 다양한 질문
04 생각하기
05 마무리

4장 반복문
01 반복문의 개념
02 for문
03 while문
04 반복문 관련 제어문
05 생각하기
06 마무리

5장 함수와 모듈
01 함수
02 모듈
03 유용한 라이브러리
04 생각하기
05 마무리

6장 클래스 활용
01 객체지향 사고방식
02 클래스 구조 이해하기
03 객제지향 원리 활용
04 생각하기
05 마무리

한옥영 성균관대학교 학부대학과 컴퓨터교육학과, 인공지능융합교육전공 전임교수이다. 2000년부터 성균관대 겸임 및 초빙교수로 일했다. 주요 관심 분야는 컴퓨팅 사고, 소프트웨어 교육, 인공지능, 데이터 분석, 자료구조, 알고리즘 등이다. 펴낸 책으로 『AI를 위한 데이터 분석 기초』, 『컴퓨팅 사고를 위한 파이선 입문』, 『한 권으로 시작하는 소프트웨어』, 『문제 해결의 힘, 컴퓨팅 사고력』과 고등학교 인공지능 심화 교과서 『학교에서 만나는 인공지능 수업』과 『중학교 정보 자습서 & 평가 문제』가 있다.
ㆍ 한국산업기술진흥협회 2022~2023년 기술 애로 해결 지원사업 참여
ㆍ 교육부 2022~2023년 초중등 교원 양성 대학 AI교육 강화 지원사업 참여
ㆍ 과학기술정보통신부 2022~2023년 정보교육 네트워크 운영 참여
ㆍ 교육부 디지털 신기술 인재 양성 혁신 공유대학 사업(인공지능) 참여
ㆍ 삼성 주니어 SW 아카데미 효과성 및 성과 분석 참여
ㆍ 성균관대학교 소프트웨어 중심 대학 사업 참여
ㆍ 성균관대학교 소프트웨어 교양 필수 과목 개발
ㆍ 성균관대학교 AI와 학술적 글쓰기 교과목 개발
ㆍ 한국정보화진흥원 ICT 기반 국가 미래 전략 과제 참여
ㆍ 정보통신산업진흥원 SW+인문포럼 위원 활동
ㆍ 대한상공회의소 컴퓨팅 사고 능력 출제 및 감수
ㆍ 인터넷 중독 전문 상담가
ㆍ 인터넷윤리 지도사