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중학교 정보, 성취기준 적용 시 고려 사항, 핵심 아이디어, 내용요소 - Coggle Diagram
중학교 정보
데이터
성취기준과 성취기준 해설
[9정02-01] 실생활의 데이터가 디지털 형태로 변환되어 활용되는 긍정적 가치를 탐색하고, 다양한 데이터를 디지털 형태로 표현한다.
<해설> 디지털 형태의 데이터가 갖는 특징과 장점을 탐색하고, 문자, 이미지, 소리, 동영상 등의 데이터를 컴퓨팅 시스템에서 표현하기 위해 사용하는 기법을 활용하여 실제로 데이터를 디지털 형태로 표현할 수 있어야 한다.
[9정02-02] 문제해결에 적합한 데이터를 수집하고, 목적에 맞게 구분하여 관리한다.
<해설> 여러 가지 문제 상황을 해결하는 데 활용 가능한 데이터를 다양한 방식으로 수집하고 분류하여 활용도를 높일 수 있어야 한다. 데이터의 종류, 데이터의 의미, 공통점 등 데이터가 가지고 있는 의미나 형식에 따라 데이터를 구분하여 저장하고 활용할 수 있어야 한다
[9정02-03] 실생활의 데이터를 표, 다이어그램 등 다양한 형태로 구조화한다.
[9정02-04] 사례를 중심으로 데이터 간의 관계를 파악하고, 데이터에 기반하여 의미를 해석한다.
<해설> 수집, 관리하는 데이터를 분석하기 용이한 형태로 나타내고, 이를 소프트웨어나 프로그래밍으로 분석하여 얻은 결과의 가치를 인식하고, 데이터를 기반으로 자신의 주장을 논리적으로 설명할 수 있어야 한다.
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교수학습 방법
실제적 맥락과 융합적 문제 해결 [교수학습 1-가, 다]
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민주시민교육, 지속가능발전 등 현시대의 사회문제를 주제로 데이터 수집, 학습과제 제시
학생 수준을 고려한 맞춤형, 단계적 설계 [교수학습 1-나]
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프로젝트 기반, 문제기반 학습과 프로그래밍 연계 [교수학습 2-가, 라]
데이터 수집, 구조화, 해석하는 과정에서 프로젝트 기반 또는 문제기반학습 활용
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평가방법
과정중심 포트폴리오 관찰평가 [평가 1-나, 라, 2-가]
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데이터 분석 활동 전 과정을 통합적으로 관찰, 평가하는 포트폴리오 또는 수행평가 형태의 평가 지향
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루브릭 공유 및 다면적, 정성적 평가 [평가 1-다, 2-다]
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데이터의 디지털 표현, 구조화능력 평가 등은 정량적 평가 / 데이터 활용 가치 탐색, 해석 등은 정성적 평가
인공지능
내용 요소
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과정·기능
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⋅인공지능 시스템을 선택하여 문제 해결하기
[9정04-04] 인공지능 시스템으로 해결 가능한 문제를 발견하고, 문제 해결에 적합한 인공지능 시스템을 적용한다.
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핵심 아이디어
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⋅인공지능은 데이터를 기반으로
문제 해결을 가능하게 하므로,
인공지능에 사용되는 데이터는
윤리적 편향성이 없도록 하는 것이 중요하다.
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디지털 문화
내용 요소
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지식·이해
⋅디지털 사회와 직업
[9정05-01] 디지털 사회의 특성을 탐구하고, 사회 변화에 따른 직업의 변화를 탐구한다.
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핵심 아이디어
⋅디지털 세상에서의 직업이나 진로는 기술의 발전에 따라 변화되므로, 기술과 사회 변화의 관계를 파악하는 것이 중요하다.
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알고리즘과 프로그래밍
내용요소
지식⋅이해
문제 추상화, 알고리즘 표현 방법,
순차적인 데이터 저장, 논리 연산,
중첩 제어 구조, 함수와 디버깅
가치⋅태도
문제 분석을 통한 추상화의 중요성을 이해하고, 실생활 문제 해결을 실천하는 자세
문제 해결을 위한 다양한 해법을 탐색하고, 명확하게 알고리즘으로 표현하는 자세
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프로그램의 효과성을 분석하고, 프로그램의 오류를 해결하려는 자세
과정⋅기능
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논리 연산, 중첩 제어 구조, 순차적인 데이터 저장을 활용하여 프로그램 작성하기
문제의 초기 상태, 현재 상태, 목표 상태를 정의하고 해결 가능한 형태로 구조화하기
함수를 활용하여 프로그램을 모듈화하고, 프로그램의 오류를 발견하여 수정하기
성취기준 및 해설
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[9정03-07]프로그램 작성에서 함수를 활용하고, 프로그램 수행 결과를 디버거로 분석하여 오류를 수정한다.
내용요소
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과정·기능: 함수를 활용하여 프로그램 작성하기, 프로그램의 오류 분석·수정하기
핵심 내용 요소 : 함수, 디버거, 오류 분석·수정
교수학습 방법 및 평가 방법
짝 프로그래밍, 디버깅 중심 탐구학습 / 디버깅 보고서, 과정 관찰 평가
[9정03-03]알고리즘의 중요성을 이해하고, 문제를 해결하는 다양한 알고리즘을 비교⋅분석한다.
내용요소
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가치·태도 : 문제 해결에서 알고리즘의 중요성 인식, 효율적인 알고리즘과 프로그램의 가치 인식
성취기준 해설
• 문제를 해결하는 알고리즘은 여러 가지 방식으로 나타날 수 있으나 정보 과목에서 추구하는 목표는 문제를 효과적이고 효율적으로 해결하는 알고리즘임을 인식하고, 하나의 문제를 해결하는 여러 알고리즘에 어떠한 장단점이 존재하는지를 비교⋅분석하여 논리적으로 설명할 수 있어야 한다.
내용요소
지식·이해: 알고리즘의 다양성, 효과성·효율성
과정·기능: 알고리즘의 장단점 비교·분석, 논리적으로 설명하기
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핵심 내용 요소 : 알고리즘의 중요성, 알고리즘 비교·분석
교수학습 방법 및 평가 방법
탐구학습, 토의·토론 / 비교·분석 보고서, 발표·동료 평가
[9정03-08]실생활의 문제를 탐색하여 발견하고, 프로그래밍을 통해 해결한다.
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핵심 내용 요소 : 실생활 문제 발견, 프로그래밍을 통한 해결
교수학습 방법 및 평가 방법
프로젝트 기반학습, 디자인기반학습 / 프로젝트 결과물 및 과정 포트폴리오
[9정03-02]문제 해결을 위한 추상화의 중요성을 이해하고, 핵심요소를 중심으로 알고리즘을 표현한다.
내용 요소
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과정·기능 : 문제의 핵심 요소 추출하기, 알고리즘 표현하기
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핵심 내용 요소 : 추상화, 핵심 요소 추출, 알고리즘 표현
교수학습 방법 및 평가 방법
탐구학습, 디자인기반학습 / 알고리즘 표현 결과물, 서술형평가
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핵심 아이디어
프로그램 개발은 협력이 필요하며, 공유하는 문화를 통해 더 좋은 프로그램이 개발된다.
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성취기준 적용 시 고려 사항
• 문제를 해결하는 과정에서 문제 발견, 상태 정의, 핵심요소 추출 등의 추상화 단계를 거쳐 알고리즘을 설계하는 과정을 자연스럽게 경험할 수 있도록 교수⋅학습 절차를 설계하고, 문제 해결 과정 전반을 평가할 수 있도록 보고서나 포트폴리오 등을 활용하여 학생의 사고 과정을 누적하여 기록하도록 한다.
• 학생의 수준을 고려하여 적합한 프로그래밍 언어를 선정하고, 초등학교 실과 과목에서 학습한 기초적인 프로그래밍 기능을 바탕으로 데이터를 순차적으로 저장하는 구조, 논리 연산, 중첩 제어 구조를 활용할 수 있도록 프로젝트의 수준을 적절하게 설정하도록 한다.
• 프로젝트 활동에서는 실생활의 문제를 해결하기 위한 알고리즘을 설계하고 이를 적용한 소프트웨어를 개발하는 활동을 중점으로 교수⋅학습을 설계하도록 한다. 필요에 따라서는 ‘컴퓨팅 시스템’ 영역과 연계하여 피지컬 컴퓨팅 시스템을 설계, 제작하고 이를 동작하게 하는 소프트웨어를 결합하는 형태의 프로젝트도 제공할 수 있다.
• 효율적인 알고리즘 설계와 프로그램 작성은 시간, 에너지, 컴퓨팅 시스템 자원을 절약하는 방안임을 학생들이 인식할 수 있도록 안내한다.
컴퓨팅 시스템
내용요소
과정⋅기능
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컴퓨팅 시스템의 구성요소를 파악하고, 동작 원리를 운영 체제와 관계짓기 :
<관련 성취기준>
[9정01-01] 컴퓨팅 시스템의 구성요소와 동작 원리를 이해하고, 운영 체제의 기능을 분석한다.
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지식⋅이해
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피지컬 컴퓨팅의 개념
<관련 성취기준>
[9정01-02] 피지컬 컴퓨팅의 개념을 이해하고, 생활 속에서 적용된 사례 조사를 통해 컴퓨팅 시스템의
필요성과 가치를 판단한다.
컴퓨팅 시스템의 동작 원리
<관련 성취기준>
[9정01-01] 컴퓨팅 시스템의 구성요소와 동작 원리를 이해하고, 운영 체제의 기능을 분석한다.
성취기준
[9정01-02] 피지컬 컴퓨팅의 개념을 이해하고, 생활 속에서 적용된 사례 조사를 통해 컴퓨팅 시스템의 필요성과 가치를 판단한다.
성취기준 해설
[9정01-02] 다양한 구성요소가 컴퓨팅 시스템에서 고유한 역할을 담당하고 있음을 이해하고, 목적에 맞는 물리적인 장치와 소프트웨어를 결합하여 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구현하는 과정을 통해 사회의 다양한 영역에서 피지컬 컴퓨팅 시스템이 유용하게 사용될 수 있음을 판단할 수 있어야 한다.
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[9정01-01] 컴퓨팅 시스템의 구성요소와 동작 원리를 이해하고, 운영 체제의 기능을 분석한다.
성취기준 해설
[9정01-01] 컴퓨팅 시스템은 컴퓨터라는 특정한 기기에서 더욱 큰 범위의 시스템으로 확장되었음을 인식하고, 현실 세계에서 볼 수 있는 다양한 컴퓨팅 시스템이 문제를 해결하는 방식을 설명할 수 있어야 한다. 컴퓨팅 시스템이 올바르게 동작하기 위해 운영 체제라는 특수한 형태의 소프트웨어가 필요함을 이해하고, 운영 체제가 컴퓨팅 시스템을 효율적으로 활용하기 위해 수행하는 작업을 설명할 수 있어야 한다.
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성취기준 적용 시 고려 사항
③ 피지컬 컴퓨팅 시스템 구현 활동(하드웨어 구성 + 소프트웨어 제작): 초등학교 실과에서 학습한 수준의 프로그래밍 활동으로 수행할 수 있도록 미리 구성되어 있는 피지컬 컴퓨팅 시스템을 동작하거나 간단한 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구현하는 난이도로 교수⋅학습을 구성하여 하드웨어와 소프트웨어가 통합적으로 동작함을 인식하는 데 초점
⑥ 초등학교 수준에서 프로그래밍 학습이 충분히 이루어지지 않은 학생: 피지컬 컴퓨팅 활동을 통해 물리적인 도구를 활용하여 기초적인 프로그래밍 역량을 충분히 함양할 수 있게 활동 구성
① 실생활에서 관찰할 수 있는 구체적인 컴퓨팅 시스템의 예시를 적극적으로 활용하여 나의 삶과 컴퓨팅 시스템이 괴리되어 있지 않음을 인식하도록 유도
② 컴퓨팅 시스템이 사회에서 담당하는 역할을 탐색하여 사회에 주는 영향력을 진술할 수 있는 구체적인 과제를 제공하는 방식으로 교수⋅학습 구성
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핵심 아이디어
하드웨어와 소프트웨어의 유기적 연결을 통해 동작하는 컴퓨팅 시스템은 사회적, 기술적 가치를 높이는 데 활용된다.
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성취기준 적용 시 고려 사항
학생의 수준에 따라 데이터를 다양한 시각적 형태로 나타내는 기초적인 활동부터 스프레드시트 등과 같은 소프트웨어를 활용하여 데이터의 의미를 분석하는 활동까지 단계적으로 교수⋅학습을 설계하도록 한다.
학생이 다양한 형태의 데이터를 경험하고, 분석할 수 있도록 활동 중심으로 교수⋅학습을 구성한다. 즉, 데이터 분석 활동의 전 과정이 프로젝트 기반의 문제 해결 활동, 혹은 문제기반 학습의 맥락에서 수행되어 데이터를 기반으로 문제를 해결하는 실제적인 경험을 제공하도록 한다.
실습 환경에 따라 다양한 운영 체제와 파일 시스템을 운용할 수 있으므로 실습 환경에 비교적 독립적인 소프트웨어를 활용하여 디지털 데이터를 탐색하고 저장하여 활용하는 능력이 여러 기기로 전이될 수 있게 교수⋅학습을 구성하도록 한다.
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핵심 아이디어
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문제 해결을 위해서는 필요한 데이터를 수집하고, 분석하여 의미를 해석하는 것이 필요하다.
수집된 데이터 간의 관계를 파악하고, 구조화하는 것은 데이터를 통해 새로운 지식을 찾는 데 도움을 준다.
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