컴퓨팅 사고가 곧 AI 시대의 경쟁력이다!

AI가 도래한 시대에서 살아남고 싶다면 꼭 봐야 하는 필수 도서

오늘날 우리는 일상생활뿐만 아니라 업무에도 AI를 필수로 활용하는 시대에 살고 있다. AI는 더 이상 전공자나 개발자만의 기술이 아니라, 문제를 해결하고 의사결정을 돕는 보편적인 도구가 되었다. 이 기반에는 ‘컴퓨팅 사고(Computational Thinking)’가 있다. 2006년 자넷 윙 교수가 제시한 이후, 컴퓨팅 사고는 단순한 컴퓨터 활용 능력을 넘어 문제를 체계적으로 분석하고 해결하는 하나의 사고방식으로 자리 잡았다. 데이터를 분석하고, 패턴을 발견하며, 핵심 요소만을 추려내고, 해결 절차를 설계해 자동화하는 과정은 이제 다양한 산업 분야는 물론 일상에서도 필수 요소가 되었다.

『[자연과학계열] 파이썬으로 배우는 컴퓨팅 사고와 AI』는 디지털 대전환 시대를 살아가는 데 꼭 필요한 핵심 역량인 컴퓨팅 사고와 AI를 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 구성한 책이다. 과거의 컴퓨터 교육이 프로그램의 기능을 익히거나 개발 기술을 배우는 데 집중했다면, 이 책은 컴퓨팅 사고로 문제를 바라보는 관점과 해결 전략을 기르는 데 초점을 둔다. 복잡한 문제를 작은 단위로 나누고, 단계적인 해결 절차를 설계하는 사고 과정을 체계적으로 안내한다.

이 책은 이론과 실습으로 나누어 구성하였다. 이론에서는 문제 분해, 패턴인식, 추상화, 알고리즘, 자동화 같은 컴퓨팅 사고의 핵심 개념과 AI 활용에 대해 전공자가 아니어도 이해할 수 있도록 쉽게 설명하였다. 실습에서는 파이썬을 활용해 컴퓨팅 사고 과정을 직접 구현해본다. 다양한 예제를 통해 문제를 해결하는 경험을 반복하다 보면, 일상생활은 물론 업무와 전공 분야의 과제까지 스스로 설계하고 해결할 수 있는 컴퓨팅 사고 역량을 기를 수 있을 것이다.

차현진

학사: BSc in 컴퓨터 교육

석사: MSc in HCI(Human Computer Interaction) with Ergonomics

박사: PhD in Education(교육학 박사, 교육공학)

SK C&C 개발자로 일했으며, 성균관대 CREDITS 연구소에서 지능형교육시스템을 연구하였고, KERIS에서 교육정보화 정책을 담당하는 연구원으로 근무했다. 현재 순천향대학교 향설교양대학 교수, 향설교양교육연구소 소장, AI·디지털역량 센터 센터장으로 대학 교양 교육에서의 학생들의 AI·디지털 역량 강화를 위한 연구를 수행하고 있다.

이혜정

학사: BEng in 컴퓨터공학

석사: MSc in 컴퓨터공학

박사: PhD in 컴퓨터공학

호서대학교 혁신융합학부 교수로 재직하였으며, 현재 순천향대학교 AISW교육원 교수로 재직 중이다. 빅데이터 분석과 인공지능, 추천 시스템 분야에 관심을 가지고 연구 및 교육 활동을 수행하고 있다.

황정은

학사: BS in Life Science

박사:PhD in Biomedical Science

순천향대학교 의료IT공학과 교수로 재직 중이다. 의료영상과 통계물리를 연구하고 있다.

천인국

서울대학교 전자공학과에 입학하여 1983년에 공학사 학위를 취득하였고, KAIST에 입학하여 1985년에 전기 및 전자공학과 석사 학위를, 1993년에 박사 학위를 취득하였다. 1985년부터 1988년까지 삼성전자 종합연구소에서 주임 연구원으로 재직하였고, 1993년부터 현재까지 순천향대학교 컴퓨터 공학과 교수로 재직 중이다. 2005년에는 캐나다 UBC에서 방문교수를 지냈다.

PART 1. 컴퓨팅 사고와 AI

Chapter 01 미래사회의 변화와 AI · SW교육

미래사회의 모습

자연과학 분야에서 일어날 미래 사회의 변화

언플러그드 활동 1-1

Chapter 02 인공지능과 컴퓨팅 사고

인공지능과 ChatGPT

로봇

인공지능 시대에서 살아남기

컴퓨팅 사고(Computational Thinking, CT)

언플러그드 활동 2-1

Chapter 03 컴퓨팅 사고력의 개념 및 절차

컴퓨팅 사고력의 정의

컴퓨팅 사고력의 절차

언플러그드 활동 3-1

언플러그드 활동 3-2

Chapter 04 문제분할 및 패턴인식

컴퓨팅 사고력 1: 문제 분할 및 분해

컴퓨팅 사고력 2: 패턴 인식

언플러그드 활동 4-1

언플러그드 활동 4-2

Chapter 05 추상화

컴퓨팅 사고력 3: 추상화

언플러그드 활동 5-1

언플러그드 활동 5-2

Chapter 06 알고리즘

컴퓨팅 사고력 4: 알고리즘

알고리즘의 기술

언플러그드 활동 6-1

Chapter 07 데이터(자료)의 구조화, 리스트

데이터(자료) 구조의 개념

리스트의 개념

언플러그드 활동 7-1

Chapter 08 AI에 대한 이해

AI에 대한 개념

AI가 할 수 있는 일

컴퓨팅 사고와 AI리터러시 연계

언플러그드 활동 8-1

언플러그드 활동 8-2

Chapter 09 머신러닝

규칙 기반 인공지능

신경망 기반 인공지능

언플러그드 활동 9-1

언플러그드 활동 9-2

Chapter 10 지도학습

회귀

분류

회귀와 분류의 차이

언플러그드 활동 10-1

언플러그드 활동 10-2

Chapter 11 비지도학습

클러스터링(Clustering, 군집화)

K-means(평균) 클러스터링

계층적 클러스터링(Hiaerrchical Clustering)

주성분 분석(PAC, Principal Component Analysis)

최적의 머신러닝 방법 선택

언플러그드 활동 11-1

Chapter 12 인공지능 윤리

AI의 윤리적 쟁점

AI 윤리의 3대 원칙과 10대 핵심 요건

언플러그드 활동 12-1

언플러그드 활동 12-2

언플러그드 활동 12-1

PART 2. 파이썬

Chapter 01 파이썬의 소개와 환경 설정

프로그램 개념

컴퓨터 구조 이해하기

프로그래밍 언어

파이썬 소개

파이썬 환경 설정

Chapter 02 파이썬의 기초

변수

화면에 출력하기

Chapter 03 터틀 그래픽으로 배우는 문제분할과 패턴 인식

터틀 그래픽으로 패턴 기반 문제 해결하기

Chapter 04 데이터형과 연산자

데이터 타입

입력

연산자

Chapter 05 구조적 알고리즘 1: 조건문

조건문

Chapter 06 구조적 알고리즘 2: 반복문

반복문

range( ) 객체

for 반복문

while 반복문

Chapter 07 데이터의 구조화 및 군집 자료형

리스트

튜플

딕셔너리

문자열

Chapter 08 함수

함수의 필요성

Chapter 09 인공지능 실습 시작하기: 코랩과 판다스 기초

코랩 사용하기

인공지능 관련 라이브러리

Chapter 10 지도학습: 분류 모델 만들기

지도학습

분류(Classicifation)란

[데이터 준비하기] 캐글

[노코드로 AI 모델 만들기] 티처블 머신

파이썬으로 지도학습 분류 모델 만들기

Chapter 11 지도학습: 회귀로 값 예측해보기

지도학습에서 회귀(Regression)

당뇨병 진행 정도 예측하기

Chapter 12 비지도학습: K-means로 데이터 군집화해보기

비지도학습(Unsupervised Learning)

여러 학습자가 컴퓨터와 AI를 활용하지만, 그 사고방식까지 이해하는 경우는 많지 않다. 이 책은 복잡한 기술 설명이나 어려운 수식 대신, AI 시대에 반드시 필요한 컴퓨팅 사고를 통해 흐름을 차근차근 짚어가며 스스로 생각하는 힘을 기르도록 돕는다. 이제 컴퓨팅 사고는 살아가는 데 필요한 기본 역량이 된 것이다.

AI 시대의 경쟁력은 복잡한 프로그래밍 공식을 많이 아는 것보다 문제를 어떻게 구조화하고 해결 전략을 설계하느냐에 달려 있다. 이 책은 그 핵심을 기반으로 컴퓨팅 사고의 기본 원리를 이해하도록 돕고, 이를 바탕으로 AI의 개념과 활용 방식을 자연스럽게 연결한다.

또한 이론과 실습을 학습하고, AI 윤리까지 균형 있게 다루며 지식과 기술, 태도를 함께 고민하게 한다는 점도 인상적이다. 기술을 배우는 데서 멈추지 않고 사회와 개인에게 어떤 영향을 끼치는지 시사하며 학습의 깊이를 더한다.

디지털 대전환의 시대 속에서 막연한 불안이 아닌 준비된 자신감을 갖고 싶은 독자라면, 이 책은 든든한 길잡이가 되어줄 것이다.