※ 본 자료 내용의 무단 복제를 금함

본 연구에서 제시된 정책 대안이나 의견 등은 한국교육과정평가원의 공식적인 의견이 아닌 본 연구진의 견해임을 밝혀 둡니다.

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Ⅰ. 최소 성취수준 보장지도에 대한 이해 1

1. 고교학점제와 최소 성취수준 보장지도 2

2. 최소 성취수준 보장지도를 위한 자료 개발 6

Ⅱ. 최소 성취수준 보장지도 자료 13

1. 정보 15

가. 컴퓨팅 시스템 17

나. 데이터 29

다. 알고리즘과 프로그래밍 43

라. 인공지능 57

마. 디지털 문화 63

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[12정01] 컴퓨팅 시스템

최소 능력의

수행 특성

㉮유무선 네트워크의 특성을 알 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

1. 네트워크:두 대 이상의 컴퓨팅 시스템을 연결되도록 구성하여 데이터를 주고받는 통신망이다.

∙유선 네트워크:컴퓨팅 시스템들을 선으로 연결하여 빛이나 전기 신호로 데이터를 주고받는 통신망이다.

∙무선 네트워크:컴퓨팅 시스템 간에 전파를 이용하여 데이터를 주고받는 통신망이다.

2. 유무선 네트워크의 특징

3. 대표적인 무선 네트워크 통신 기술

∙와이파이(WiFi):일정 지역 내에서 무선으로 인터넷 접속을 제공하는 기술이다.

∙5G:이동하면서도 통신을 가능하게 하는 무선 이동통신 기술로 현재 5세대(G) 기술을 제공한다.

∙블루투스:근거리 무선 통신으로 이어폰, 마우스, 키보드 등에 제공한다.

∙NFC:10cm 이내의 근접 거리에서만 작동하는 무선 통신 기술로 결제 시스템에 주로 사용된다.

[수업 활동 1]

1. 유선 청소기와 무선 청소기의 차이점을 적어보자.

2. 다음은 유/무선 네트워크의 특성 중 어느 쪽에 해당하는지를 표시해 보자.

3. 다음 중 무선 통신 기술에 ○ 표시해 보자.

비고

∙유선과 무선의 근본적인 차이를 이해하고, 각 방식의 장점과 단점을 이해하도록 한다.

∙우리 주변에서 사용되는 용어가 무선 통신 방식을 의미하는 것을 깨닫도록 한다.

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[12정01] 컴퓨팅 시스템

최소 능력의

수행 특성

㉯일상생활에서 사용되는 사물인터넷 장치를 알 수 있다.

㉰사물인터넷 기술로 인한 개인의 삶이나 사회 변화를 알 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

1. 사물인터넷(IoT) : 사물을 네트워크로 연결하여 사물끼리 데이터를 주고받는 컴퓨팅 시스템을 의미한다. 피지컬 컴퓨팅 기기 등의 장치로 데이터 수집, 전송, 저장, 처리, 그리고 사용자에게 가치 있는 정보나 서비스를 제공하는 전반적인 시스템을 의미한다.

2. 사물인터넷의 구성과 작동 : 사물인터넷은 디바이스, 네트워크, 플랫폼, 서비스로 구성된다.

[수업 활동 1]

1. 다음 중 사물인터넷 장치만 ○ 표시 해보자.

2. 다음 글에서 사물인터넷으로 인한 생활 모습의 변화 중 옳은 사례를 골라보자.

3. 사물인터넷으로 인한 삶의 변화의 모습 예시를 3가지 이상 작성해 보자.

[수업 활동 2]

※ 다음은 2030년 미래의 일기이다. 물음에 답해보자.

1. 위의 일기에서 등장하는 사물인터넷 시스템을 5개 이상 찾아 적어보자.

2. 위의 일기에서 사물인터넷으로 인한 사회 변화 중 인상 깊은 곳 세 가지를 골라 적고, 그 이유를 작성해 보자.

① 도로에는 자동차들이 서로 통신하여 가장 빠른 길을 선택하니까 교통 체증이 없어서 빨리 도착했다. → (이유) 자율주행으로 교통 체증이 줄어서 도로에서의 시간을 아낄 수 있다.

② 엄마의 건강 상태를 알리는 알림이 왔다. → (이유) 부모님이나 아이들의 건강 상태를 바로 알면 예방할 수 있다.

③ 스마트 셔츠를 입어보니 환경과 체온에 따라 조절되는 기능이 마음에 들었다. → (이유) 계절마다 옷을 고르지 않아도 되고, 추워지거나 더워져도 자동으로 체온을 유지해 줄 수 있다.

비고

∙사물인터넷 시스템과 피지컬 컴퓨팅 시스템이 혼동될 수 있으므로 통신 기능의 추가 보다는 데이터 수집, 데이터 전송, 데이터 분석 및 처리, 데이터 활용에 초점을 맞출 수 있도록 한다.

∙사물인터넷은 통신 기능의 결합으로 피지컬 컴퓨팅보다 생활이나 개인 삶의 변화에 큰 영향을 미치게 됨을 사례를 통해 이해하도록 한다.

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[12정01] 컴퓨팅 시스템

최소 능력의

수행 특성

㉱간단한 문제 해결에 적합한 사물인터넷 시스템의 일부를 선택할 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[수업 활동 1]

※ 다음의 <문제 상황>을 사물인터넷 시스템으로 구현하고자 할 때 이용이 가능한 마이크로비트의 센서, 액추에이터, 통신 장치이다. 다음 물음에 답해보자.

1. 다음의 문제를 해결에 필요한 센서, 통신 장치, 액추에이터를 찾아보자.

2. 구현할 사물인터넷 시스템의 동작 원리를 글로 작성해 보자. (단, 송신 측과 수신 측의 역할을 반드시 포함할 것)

[수업 활동 2]

※ 다음의 <문제 상황>을 해결하기 위한 사물인터넷 시스템에 대해 생각해 보자.

1. 위의 <문제 상황>을 해결하기 위해 구현할 사물인터넷 시스템의 기능을 생각해 적어보자.

2. 위의 문제를 해결하기 위해 필요한 센서, 액추에이터, 통신 장치를 찾고 역할을 적어보자.

비고

∙중학교에서 학습한 피지컬 컴퓨팅 장치를 적용하여 해결할 사물인터넷 시스템에 필요한 센서, 액추에이터, 통신 장치를 선택하도록 한다.

∙특정 피지컬 컴퓨팅 장치를 결정하기 어려운 경우는 센서, 액추에이터, 통신 장치로 크게 구분하여 인터넷 검색을 통해 다양한 탐색할 수 있도록 하며, 구현 과정은 제외하고 기능을 설계하는 데 중점을 둔다.

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[12정02] 데이터

최소 능력의

수행 특성

㉮디지털 데이터 압축의 개념을 알 수 있다.

㉯압축 전과 후를 비교하여 압축의 효율성을 알 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

1. 디지털 데이터 압축

∙디지털 데이터의 불필요한 부분을 제거하거나 반복되는 부분을 효율적으로 표현하여 데이터의 크기를 줄이는 것을 의미한다.

∙데이터의 형태(문자, 이미지, 동영상 등)에 따라 서로 다른 다양한 압축 방법이 있다.

[수업 활동 1]

※ 인터넷에서 이미지를 캡처하여 다양한 방식으로 저장해 본 후 용량을 확인해 보자.

1. 다음과 같은 순서로 이미지 캡처하여 저장한다.

이미지 출처:https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%94%B8%EA%B8%B0

2. 위에서 저장한 파일의 용량을 확인하여 비교해 보자.

※ 이미지의 용량의 단위는 KB로 사용하되 1MB는 1,000KB로 한다.

3. 위와 같이 용량의 차이가 나는 이유가 무엇인지 생각해 보고 같은 그림을 작은 용량으로 저장할 수 있을 때 생기는 장점을 써보자.

[수업 활동 2]

※ 압축 전과 후를 비교하여 압축의 효율성을 알아보자.

1. 문자 데이터를 다음과 같은 규칙을 이용하여 데이터를 압축했을 때 압축 전과 후의 글자 수를 적어보자.

2. 압축 전과 압축 후의 차이에 대한 옳은 설명에 체크해 보자.

□ 표현하고자 하는 내용이 변했다.

□ 정보 내용은 그대로인데 글자의 길이가 줄어들었다. ( V )

□ 압축 전에 비해 압축 후의 글자 수가 증가했다.

□ 데이터 양의 측면에서 효율성을 획득하였다. ( V )

[수업 활동 3]

1. 다음에서 설명하는 내용을 가장 잘 나타내는 용어를 <보기>에서 찾아 쓰시오. ( 압축 )

캔이나 페트병 등 재활용품의 부피를 줄일 때와 같이 디지털 데이터의 불필요한 부분을 제거하거나 반복되는 부분을 효율적으로 표현하여 데이터의 크기를 줄인다.

이미지 출처 : https://m.media-amazon.com/images/I/61Sy43OtVdL._AC_SL1500_.jpg

2. 다음과 같이 데이터를 압축했을 때의 설명으로 옳은 것은?

□ 이미지를 압축한 것이다.

□ 압축을 통해 효율성을 획득할 수 있다. ( V )

□ 압축 전에 비해 압축 후의 글자 수가 증가했다.

□ 데이터 양은 그대로인데 정보의 내용을 변경할 수 있다. ( V )

비고

∙이미지와 같이 직관적으로 보이는 자료를 다양한 형식으로 저장한 후 파일의 용량을 확인하는 활동을 통해 같은 정보를 가지는 데이터의 용량이 다르다는 것을 알 수 있도록 한다. 이를 통하여 적은 용량으로 데이터를 저장하기 위하여 압축을 한다는 사실을 자연스럽게 학습하도록 한다. 또한 용량이 적어지면 어떤 점이 좋을지에 대해 자유롭게 이야기 나누고 결과를 정리하도록 하여 학습을 돕도록 한다.

∙글자의 압축 방법을 설명하고 직접 압축해 보는 것이 아니라 런렝스 압축 방법과 같이 간단한 압축 방법이 적용된 결과를 제시하고 압축으로 인한 효율성을 인지하도록 한다.

∙압축의 과정을 제시하고 ‘압축을 통해 효율성을 획득할 수 있다.’, ‘데이터의 양을 줄일 수 있다.’는 문장을 선택해 봄으로써 압축 전과 후를 비교하여 압축의 효율성을 알 수 있도록 지도한다.

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[12정02] 데이터

최소 능력의

수행 특성

㉰ 사례를 통해 암호화 개념을 알 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해자료]

1. 데이터 암호화 : 정보 보호를 위하여 읽기 어려운 형태로 바꾸거나 반대로 다시 읽을 수 있게 해독하는 기술이다.

∙평문 : 보호하고자 하는 원본 데이터

∙암호문 : 암호화된 데이터

∙암호화 : 평문을 암호문으로 변화시키는 과정

∙복호화 : 암호문을 평문으로 해독하는 과정

[수업 활동 1]

※ 다음 W-K 암호표는 한국광복군이 독립운동에서 사용한 암호표이다.

이미지 출처 : http://image.dongascience.com/Photo/2019/03/7f2b6f4da855ec96430cf93b7eb52c25.jpg

∙위 W-K 암호표를 이용하여 ‘대한독립만세’를 암호로 만들면 다음과 같다. 자음과 모음은 2개의 숫자로, 받침이나 숫자, 영문, 특수 문자는 4개의 숫자로 바꾸게 된다.

1. (암호화) W-K 암호표를 이용하여 응원의 메시지를 6글자 이하의 암호문으로 만들어 친구에게 전송해 보자.

2. (복호화) 친구가 보낸 메시지를 W-K 암호표를 이용하여 평문으로 고쳐 보자.

3. 디지털 데이터를 암호화하는 이유를 생각해 보자.

∙디지털 데이터의 전송 과정에서 메시지를 받아야 하는 사람 이외의 사람에게 전달되더라도 암호화의 규칙을 모르는 사람은 이해할 수 없도록 데이터 보호를 위하여 사용한다.

[수업 활동 2]

1. 다음 과정을 가장 잘 설명하는 용어를 <보기>에서 찾아 쓰시오. ( 데이터 암호화 )

이미지 출처:https://raonctf.com/static/essential/images/crypto/crypto_two_way_cipher_01.jpg

비고

∙암호표를 이용하여 글자를 변형하는 과정에 관한 언플러그드 활동을 하며 암호화와 복호화 과정을 이해하도록 지도한다. 최소 능력 수행 특성을 보이는 학생의 경우 영어 문장을 암호화할 때 어려움을 느낄 수 있으므로 한글 암호화표를 활용한다.

∙디지털 데이터 전송 시 암호문을 사용하는 이유를 정보 보호와 관련지어서 이야기를 나눈 후 나눈 내용을 정리해 보도록 지도한다.

∙암호화, 복호화, 평문, 암호문과 같은 용어가 포함되어 있는 암호화 과정을 나타내는 이미지를 보고 ‘데이터 암호화’라는 용어의 선택 여부에 따라 암호화 개념을 인지하였는지 평가할 수 있다.

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[12정02] 데이터

최소 능력의

수행 특성

㉱분석 도구를 활용하여 데이터를 제한적으로 시각화하고 결과를 서술할 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

1. 데이터 시각화

∙데이터를 도표, 그래프, 지도 등 시각적 형태로 표현하여 분석 결과를 직관적으로 이해하기 쉽게 만드는 기술이다.

∙데이터의 의미를 쉽게 파악할 수 있다.

∙데이터의 추세나 데이터 간 관계와 같이 숨어있는 정보를 확인하기 쉽다.

[수업 활동 1]

※ 온라인 데이터 랩에 접속하여 관심 있는 두 개의 키워드에 대한 기간별 사람들의 조회수를 시각화한 결과를 확인하고 결과를 분석해 보자.

1. 온라인 데이터 랩 사이트에 접속한 후 [검색어 트렌드] 화면으로 이동한다.

※ 사이트 주소 : https://datalab.naver.com

2. 두 개의 키워드 ‘더위’, ‘전기세’에 대한 검색어 트렌드를 조회하여 데이터를 시각화한 후 결과를 분석해 본다.

※ 2023년 11월 2일 ∼ 2024년 11월 2일 동안 검색 데이터를 조회한 그래프이다.

2-1. 위 그래프를 통해 알게 된 사실은 무엇인가?

2-2. 위과 같이 답한 이유는 무엇인가?

[수업 활동 2]

1. 기상자료개방포털에 접속하여 조건별 통계 시각화 결과를 통해 다음 질문에 답해 보자.

※ 사이트 주소 : https://data.kma.go.kr/cmmn/main.do

※ 최근 10년간 서울 지점의 월별 강수량을 검색한 그래프이다.

1-1. 가장 강수량이 많은 달은 언제인가? ( 2020년 8월 )

1-2. 강수량이 가장 적은 달은 언제인가? ( 2020년 10월 )

1-3. 우리나라 강수의 특성을 계절과 관련지어 간단히 작성해 보자.

( 여름에 강수량이 집중되는 경향을 보이고 겨울에는 강수량이 0이거나 많지 않음을 알 수 있다. )

비고

∙특정 분석 도구에 데이터를 투입하여 시각화하는 과정에서 어려움을 느낄 수 있으므로 네이버 데이터 랩이나 기상자료개방포털과 같이 웹 데이터 시각화 기능을 활용하여 수업을 진행할 수 있다.

∙연관이 있을 것 같은 두 개의 주제어를 선정하여 학생들의 흥미를 유발할 수 있다.

∙시각화 결과를 통해 두 주제어의 관련성을 파악하고 이유를 나누어 봄으로써 시각화의 중요성을 인식하도록 지도한다.

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[12정02] 데이터

최소 능력의

수행 특성

㉲빅데이터 분석에 대한 사회적, 윤리적 측면의 가치를 수용할 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

1. 빅데이터 분석의 사회적, 윤리적 가치

∙빅데이터를 활용하여 새로운 가치를 창출할 수 있다.

∙빅데이터 사용에 있어서 개인정보를 포함한 사생활 침해가 발생하지 않도록 유의해야 한다.

∙데이터 편향성에 유의한다.

[수업 활동 1]

※ 다음 기사를 읽고 빅데이터 분석의 가치와 윤리적 문제점에 대해 생각을 나누고 정리해 보자.

1. 위 기사에서 설명하고 있는 보건 의료 데이터의 종류로는 어떤 것이 있는지 찾아 써 보자.

( 진료 차트, 간호일지, 엑스레이나 혈액검사 결과, 처방전과 투약기록 )

2. 보건 의료 빅데이터 활용의 가치로 무엇이 있는지 본문에서 찾아보자.

( 코로나19 같은 공중보건 위기에 대응 체계 마련, 새로운 치료법이나 의약품 개발에 활용 )

3. 보건 의료 빅데이터 활용에서 우려되는 윤리적인 문제는 어떤 점이 있는지 작성해 보자.

( 개인정보 유출, 해킹, 데이터 소유권과 저작권 )

4. 빅데이터 분석의 사회적 가치와 윤리적 측면의 중요성을 간단하게 표현해 보자.

( 여러 상황에서 만들어지고 있는 빅데이터 분석을 통해 새로운 가치가 창출되고 생활의 편의성을 높이는데 기여하지만, 데이터의 수집과 활용 시 개인정보 보호와 해킹과 같은 불법적 접근으로부터 데이터의 보호가 담보되지 않는다면 해악이 우려되므로 윤리적 수집과 활용이 중요하다. )

[수업 활동 2]

1. 빅데이터 분석의 사회적 가치와 윤리적 활용의 중요성에 관한 설명으로 옳은 것만 선택해 보자.

□ 사용자의 검색 기록, 구매 이력 등을 기반으로 한 추천 서비스는 편의성 제공의 가치를 갖지만, 개인정보 침해의 소지가 있다. ( V )

□ SNS 데이터를 활용한 사회관계망 분석은 개인이나 집단의 의사를 파악하는 데 도움을 줄 수 있지만 차별이나 감시의 도구로 악용되지 않도록 유의해야 한다. ( V )

□ 다양한 센서로부터 수집되는 데이터는 재난을 예측하고 대응하는데 활용될 수 있다. ( V )

□ 많은 사람에게 편의성을 제공하기 위한 데이터 분석을 위해서는 개인의 사생활 침해는 감수해야 한다.

□ 빅데이터 기술은 계속 발전하고 있으므로 윤리적 문제는 자연스럽게 해소될 것이다.

비고

∙빅데이터 분석에 따른 긍정적인 영향과 부정적인 영향에 관해 생각해 볼 수 있는 읽기 자료를 활용한 학습을 진행한다.

∙최소 수행 특성을 보이는 학생을 위하여 긴 글의 경우 핵심 키워드에 밑줄이나 볼드체를 지원하여 도움을 줄 수 있다.

∙읽기 자료와 관련한 사회적, 윤리적 측면의 질문에 대한 답을 찾는 과정을 통해 빅데이터 분석에 관한 사회적, 윤리적 측면의 가치를 수용하고 나아가 틀린 설명을 수정해 보는 것으로 지도할 수 있다.

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[12정03] 알고리즘과 프로그래밍

최소 능력의

수행 특성

㉮문제를 작은 문제로 분해할 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

1. 문제 분해 : 문제 분해는 복잡한 문제를 해결 가능한 작은 문제로 나누는 것을 말한다. 문제 분해를 통해 문제를 더 쉽게 이해하고 체계적으로 해결할 수 있다.

2. 문제 분해의 특징과 장점

∙문제의 복잡도 감소 : 문제를 작은 부분으로 나누면 전체 문제의 복잡도를 줄일 수 있다.

∙문제를 논리적으로 나누어 체계적으로 해결할 수 있다.

∙문제를 여러 작은 문제로 나누면 각각 독립적으로 해결하고 나중에 작은 문제 간의 패턴을 찾고, 조합하여 최종 해결책을 도출할 수 있다.

∙작은 문제를 해결하는 과정에서 알아낸 해결책을 다른 유사한 문제에 재사용할 수 있다.

[수업 활동 1]

※ 두 수를 입력받아 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈의 사칙연산한 결과를 출력하는 계산기 프로그램을 작성하려고 한다. 물음에 답해보자.

1. 작은 문제로 분해할 때의 장점이 맞으면 O, 틀리면 X 표시해 보자.

∙문제 해결 방법이 명확해질 수 있다. (O )

∙문제를 해결하기 쉬워질 수 있다. (O )

∙작은 문제 간의 관계를 통해 문제 해결 방법을 찾을 수 있다. (O )

2. 문제에서 제시된 계산기 프로그램을 만들려고 할 때, 몇 개의 작은 문제로 나누면 좋을지 작성해 보자.

3. 2에서 제시한 작은 문제가 무엇인지 작성해 보자.

[수업 활동 2]

※ 달의 공전 궤적을 파악하는 시뮬레이션을 만든다고 할 때 물음에 답해보자.

1. 다음의 링크에 접속하여 달의 공전 궤적 시뮬레이션을 살펴보자.

※ https://scratch.mit.edu/projects/182001459

2. 위 시뮬레이션을 만들기 위해 작은 문제로 나누고, 작은 문제별로 해결해야 할 방법을 설명해 보자.

비고

∙학생들이 작은 하위 문제로 나누어 설계하고 각 부분을 해결하면서 어떻게 전체가 해결되는지 이해하도록 안내한다.

∙문제를 분해하여 복잡한 문제를 이해하고 관리하는 것이 문제 해결에 어떤 도움이 되는지 깨닫도록 한다.

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[12정03] 알고리즘과 프로그래밍

최소 능력의

수행 특성

㉯정렬 알고리즘 수행 과정을 표현할 수 있다.

㉰탐색 알고리즘 수행 과정을 표현할 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

1. 정렬 알고리즘:데이터를 특정 순서(오름차순 또는 내림차순)로 배열하는 방법이다. 정렬된 데이터는 더 효율적으로 탐색할 수 있도록 돕는다. 정렬 알고리즘에는 버블 정렬, 삽입 정렬, 선택 정렬, 퀵 정렬, 병합 정렬 등이 있다.

2. 탐색 알고리즘:특정 값에서 데이터를 찾는 방법이다. 데이터가 정렬되어 있는지 여부, 데이터의 양, 상황 등에 따라 알고리즘을 선택하게 된다. 탐색 알고리즘에는 순차 탐색, 이진 탐색 등이 있다.

[수업 활동 1]

※ 버블 정렬은 인접한 두 데이터를 비교하여 순서대로 정리가 될 때까지 교체하는 알고리즘이다. 물속의 기포가 올라오는 듯한 방식이라고 해서 버블 정렬이라고 부른다. 버블 정렬의 알고리즘이 다음과 같을 때, 주어진 데이터를 정렬하시오.

1. 버블 정렬에 대한 설명이 맞으면 O, 틀리면 X 표시해 보자.

∙제일 마지막 자리부터 데이터가 정렬된다. (O )

∙데이터를 앞에서부터 2개씩 크기를 비교한다. (O )

2. 버블 정렬 알고리즘을 이용하여 다음 데이터를 정렬하는 과정을 나타내시오.

[수업 활동 2]

※ 이진 탐색 알고리즘은 정렬된 데이터의 중간값을 찾고자 하는 값과 비교하면서 그 값을 찾아내는 알고리즘이다. 이진 탐색 알고리즘이 다음과 같을 때 찾고자 하는 데이터를 탐색하시오.

1. 이진 탐색에 대한 설명이 맞으면 O, 틀리면 X 표시해 보자.

∙데이터가 정렬되어 있어야 한다. (O )

∙탐색 범위를 반으로 나누어 찾고자 하는 값을 찾아가는 범위를 좁힌다. (O )

2. 이진 탐색 알고리즘을 이용하여 42를 찾는 과정을 나타내시오.

비고

∙정렬의 개념과 중요성을 깨닫도록 한다.

∙탐색을 위해서는 정렬이 선행되어 있어야 함을 안내한다.

∙학생들이 더 쉽게 이해할 수 있도록 애니메이션을 활용하거나 학생들이 직접 데이터가 되어 이름의 가나다순으로 정렬 또는 탐색하는 방법을 수행해 보게 할 수 있다.

영역

[12정03] 알고리즘과 프로그래밍

최소 능력의

수행 특성

㉱기본적인 자료형을 분류할 수 있다.

㉲프로그램에서 표준입출력에 대해 알 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[수업 활동 1]

※ 게임 시나리오 이용하여 게임 프로그램으로 작성하려고 한다. 이때 ㉠~㉦은 변수로 저장할 데이터이다. 다음 물음에 답해보자.

1. 위의 시나리오에서 ㉠~㉦을 저장할 변수들의 자료형을 구분해 보자.

2. 위의 시나리오에서 ㉠~㉦의 변수 중 사칙연산이 가능한 변수를 모두 적어보자.

3. 위의 시나리오 일부를 이용해서 다음과 같은 프로그램을 작성했을 때 실행 결과를 적어보자.

[수업 활동 2]

※ 다른 우주선을 만났을 때 교신하는 내용을 추가하는 프로그램 코드이다. 다음 물음에 답해보자.

1. 위의 프로그램 코드에서 print의 역할을 적어보자.

2. 위의 프로그램 코드에서 input 명령의 역할을 적어보자.

3. input 명령, print 명령과 가장 관련이 깊은 하드웨어 장치를 표시해보자.

비고

∙변수의 자료형에 대한 이론적 접근보다는 저장할 데이터의 관점에서 살펴보고, 연산이 가능한지를 알 수 있도록 지도한다.

∙학생들이 프로그램 코드의 내용을 이해하고 응용하는 것보다는 간단히 해석하고 입력과 출력을 이해하는 수준에서 설명을 덧붙일 수 있다.

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[12정03] 알고리즘과 프로그래밍

최소 능력의

수행 특성

㉳ 2차원 데이터 구조를 알 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[수업 활동 1]

※ 다음 십자말풀이를 프로그램으로 구현하려고 한다. 다음 물음에 답해보자.

1. 다음 힌트를 참고하여 위의 십자말풀이를 완성해 보자.

2. 위의 십자말풀이에 대한 설명으로 빈칸을 채워보자.

3. 십자말풀이의 답을 채우기 위한 프로그램 코드의 빈칸(_)을 채워보자.

비고

∙프로그래밍과 게임을 결합하여 흥미롭게 접근할 수 있도록 하였으며, 다른 십자말풀이를 만드는 활동으로 확장하거나 실제 프로그래밍까지 연결할 수 있다.

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[12정03] 알고리즘과 프로그래밍

최소 능력의

수행 특성

㉴ 제시된 제어 구조를 알 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

1. 제어 구조:프로그램의 처리 과정을 제어하기 위해 사용되는 구조이다. 프로그램은 단순히 명령을 순서대로 실행하는 것만으로는 충분하지 않은 경우가 많아 흐름을 제어할 필요가 있다. 조건에 따라 다른 명령을 실행하거나, 특정 명령을 여러 번 반복하는 등 다양한 상황에 맞게 처리 과정을 조절하는 것이 제어 구조의 역할로 제어 구조에는 순차구조, 선택구조, 반복구조가 있다.

2. 순차 구조: 프로그램 내의 명령을 작성된 순서대로 하나씩 차례대로 실행하는 구조이다. 별도의 조건이나 반복 없이 코드가 위에서 아래로 순서대로 처리된다. 순차구조는 코드의 흐름이 단순하고 예측 가능하다는 특징이 있다.

3. 선택 구조:조건문을 이용해 주어진 조건에 따라 실행되는 명령이 달라지도록 흐름을 제어하는 구조이다. 프로그램 내에서 특정 조건이 참일 때와 거짓일 때 각각 다른 명령을 실행하는 것이 선택 구조의 핵심이다. 선택 구조는 프로그램이 다양한 상황(조건)에 맞게 동작할 수 있도록 한다.

4. 반복 구조:같은 명령을 여러 번 반복해서 실행해야 할 때 사용하는 구조이다. 반복문을 통해 특정 조건이 만족되는 동안 동일한 작업을 반복 수행한다. 반복 구조는 데이터를 처리하거나 특정 작업을 여러 번 수행할 때 유용하다. 반복 구조는 코드의 길이를 줄이고 효율성을 높이는 데 기여한다.

[수업 활동 1]

※ 제어 구조의 개념에 대해 학습하고, 다음 물음에 답해보자.

1. 제어 구조에 대한 설명이 올바른 설명인지 O, X로 표시해 보자.

∙제어 구조는 프로그램의 처리 과정을 제어하는 구조이다. (O )

∙선택 구조는 주어진 조건에 따라 흐름을 달리하여 프로그램을 실행한다. (O )

∙반복 구조는 같은 명령을 반복하여 실행할 때 사용한다. (O )

∙선택 구조는 반복문, 반복 구조는 조건문을 활용한다. (X )

2. OO이는 ‘Hello World’를 10번 출력하기 위해 print문을 사용하여 총 10줄의 프로그램을 작성하였다. OO이가 코드의 길이를 줄여 효율적인 프로그램을 작성할 수 있는 방법을 작성해 보자.

[수업 활동 2]

※ 다음은 숫자들이 짝수인지 홀수인지 출력하는 프로그램이다. 다음 물음에 답해보자.

1. 위 프로그램에서 선택 구조가 사용된 곳을 찾아 설명해 보자.

2. 위 프로그램에서 반복 구조가 사용된 곳을 찾아 설명해 보자.

비고

∙학생들이 제어 구조에서 선택 구조와 반복 구조를 구분하여 이해하도록 안내한다.

∙주어진 코드에서 선택 구조와 반복 구조가 무엇인지 아는지 확인하는 활동을 진행한다. 단, if, while이 선택 구조, 반복 구조인 것을 파악하는 것이 최소 능력의 수행 특성 목적이나 조금 더 나아가 해당 프로그램에 대해 설명하는 것도 확인할 수 있다.

영역

[12정03] 알고리즘과 프로그래밍

최소 능력의

수행 특성

㉵실생활의 문제 해결을 위한 프로그램의 일부를 작성할 수 있다.

㉶문제 해결을 위한 알고리즘을 프로그램으로 구현하는 과정에서 협력적 문제 해결력의 중요성을 인식할 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[수업 활동 1]

※ 언플러그드로 활동을 진행하며 <알고리즘>을 완성한 후, <순서 없이 나열된 코드>를 올바른 순서로 맞춰 프로그램을 완성해 보자.

1. 다음 <게임 방법>과 같이 컴퓨터 역할과 플레이어 역할을 번갈아 가며 게임을 진행한 후 <보기>를 참고하여 알고리즘의 6∼10을 완성해 보자.

(정답) ( Ⓔ ) - ( Ⓑ ) - ( Ⓒ ) - ( Ⓐ ) - ( Ⓓ ）

1-2. 위에서 익힌 알고리즘대로 작성한 프로그램의 <입출력 화면 예시>을 참고하여 F ∼ J까지 <순서 없이 나열된 코드>의 순서를 올바르게 정리하여 프로그램을 작성하시오. (단, 코드 작성은 한 단계씩 번갈아 1대의 컴퓨터에서 작성함.)

(코드 정답) A – B – C – D – E- ( H ) - ( I ) - ( J ) - ( G ) - ( F ）

2. 짝과 함께 문제를 해결하였을 때의 장점을 한 가지 이상씩 이야기해 보자.

( 타이핑을 잘못하는 것을 짝이 보고 있다가 찾아 주어서 오류를 빨리 해결할 수 있었다. 혼자 했으면 쉽게 포기했을 텐데 짝과 함께 해결하니 부담이 적어서 끝까지 할 수 있었다. )

비고

∙게임 장면을 실습하며 알고리즘을 말로 설명하도록 한다.

∙프로그램의 코드를 완성해 보는 경험이 중요하므로 순서대로 나열되지 않은 코드를 짝과 함께 순서를 맞추어 코드를 작성해 봄으로써 협력적 문제 해결력의 중요성을 인식하는 경험을 갖도록 지도한다.

정보

영역

[12정04] 인공지능

최소 능력의

수행 특성

㉮ 지능 에이전트의 개념을 알 수 있다.

교수･학습 및 평가 활동

[기초 이해 자료]

∙에이전트:사람 대신 단순하고 반복적인 작업을 처리하는 자동 시스템을 말하며 소프트웨어 혹은 하드웨어 형태 모두 가능하다.

∙지능 에이전트:사람 대신 ‘지능적이고’ 반복적인 작업을 처리하는 자동 시스템을 의미한다. 즉, 에이전트에 지능이 추가된 개념으로 학습, 추론, 문제 해결 등의 능력을 갖추고 있다.

[수업 활동 1]

1. 다음은 에이전트 혹은 지능 에이전트에 대한 예시이다. 지능 에이전트에 해당하는 것이 무엇인지 선택해 보자.

① 공장에서 정해진 프로그램에 따라 자동차를 조립한다.

② 자판기에서 사용자가 누른 버튼에 따라 음료수가 나온다.

③ 사용자의 과거 행동을 바탕으로 학습하여 적합한 콘텐츠를 추천한다.

④ 주변 환경의 물체가 무엇인지 인식하고 물체의 종류에 따라 움직임을 달리하며 청소를 한다.

[수업 활동 2]

※ 지능 에이전트는 지능적이고 반복적인 작업을 처리하며 학습, 추론, 문제 해결 등의 능력을 갖추고 있다. 다음은 지능 에이전트의 예시이다.