고등학교 정보 · 데이터 · 2022 개정 교육과정
[12정02-01] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12정02-01] 디지털 데이터 압축의 개념과 필요성을 이해하고, 압축의 효율성을 분석하여 평가한다.
성취기준 해설
문자, 이미지, 소리 데이터 등의 기본적인 압축 원리를 이해하고 간단한 데이터에 압축 기법을 적용하여 원본 데이터와 품질 및 용량 분석, 압축 방법 간의 효율성을 비교·분석할 수 있어야 한다.
쉽게 풀어 보면
디지털 데이터를 압축하면 저장 공간과 전송 시간을 줄일 수 있다는 필요성을 이해하고, 손실 압축과 무손실 압축의 원리를 간단한 데이터에 적용해 보는 성취기준이에요. 압축률과 품질을 비교해 상황에 맞는 압축 방법을 평가하는 것이 목표예요.
학습지 문항 예시 예시
줄여도 똑같을까, 달라질까
- 손실 압축과 무손실 압축의 차이를 설명하고, 각각에 해당하는 파일 형식을 하나씩 쓰세요.
- 문자열 AAAABBBCCD를 런 길이 부호화(RLE)로 압축해 A4B3C2D1처럼 나타내고, 원래 문자 수와 압축 후 문자 수를 비교하세요.
- 문자열 ABCDEF를 같은 방식으로 압축하면 오히려 길어지는 까닭을 설명해 보세요.
- 같은 사진을 서로 다른 품질 값으로 저장한 뒤 파일 용량과 확대했을 때의 화질을 표로 비교하고, 어떤 용도에 어느 설정이 적합한지 쓰세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 고화질 동영상을 압축 없이 전송하면 얼마나 오래 걸릴지 짐작해 보며 압축이 왜 필요한지 이야기해요.
- 전개 1: 흑백 픽셀 그림을 런 길이 부호화로 줄여 보고, 자주 나오는 문자에 짧은 부호를 주는 허프만 부호화의 아이디어를 종이 활동으로 익혀요.
- 전개 2: 텍스트, 이미지, 소리 파일을 여러 방식으로 압축해 압축률과 품질 변화를 측정하고 표로 정리해요.
- 정리: 의료 영상, 메신저 사진, 소스 코드 파일 각각에 알맞은 압축 방식을 고르고 이유를 발표해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
병원에서 보관하는 엑스레이 영상과 친구에게 보내는 여행 사진을 압축하려고 한다. 손실 압축과 무손실 압축의 원리를 비교하여 각 상황에 더 적합한 압축 방법과 그 이유를 압축 효율과 품질 측면에서 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 무손실 압축은 원본 복원이 가능하고 손실 압축은 사람이 덜 민감한 정보를 버려 용량을 크게 줄임을 설명하고, 진단 정확도와 전송 편의를 근거로 각각을 적절히 선택함 |
| 중 | 두 압축 방식의 차이와 상황별 선택은 맞으나 품질과 용량의 상충 관계에 대한 근거가 부족함 |
| 하 | 압축을 단순히 파일 크기를 줄이는 것으로만 설명하고 방식 간 차이를 구분하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
데이터 압축 탐구에서 흑백 도트 그림을 런 길이 부호화로 압축하여 압축 전후 비트 수를 계산하고, 무늬가 복잡할수록 압축 효과가 떨어짐을 발견함. 문자 빈도표를 만들어 허프만 부호화의 원리를 적용해 보고 빈도 차이가 클 때 고정 길이 부호보다 전체 비트 수가 줄어드는 이유를 설명함. 사진의 품질 설정별 용량과 화질을 비교하여 용도에 맞는 압축 기준을 제시함.
이 예시는 201자, 나이스 기준 491Byte예요. 과목별 세특은 1,500Byte(500자)까지 써요. 내 문장은 나이스 글자수·바이트 계산기로 세어 볼 수 있어요.
세특에는 학생이 실제로 한 활동과 교사가 관찰한 내용만 써요. 대회명·기관명처럼 쓰면 안 되는 내용은 생기부 기재 금지 사전에서 확인할 수 있어요.
학생들이 자주 헷갈리는 점
압축 파일을 다시 압축하면 계속 작아진다고 생각하는 학생이 있어요. 이미 압축된 데이터는 반복 패턴이 거의 남아 있지 않아 더 줄지 않거나 오히려 커질 수 있다는 점을 같은 파일을 두 번 압축해 보는 실험으로 확인시켜 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 압축이나 암호화가 실제로 구현되는 과정을 프로그래밍 과정에서 확인할 수 있도록 ‘알고 리즘과 프로그래밍’ 영역과 연계하여 교수·학습 과정을 설계하도록 한다. 최소 성취수준을 보장하기 위하여 학습자의 수준에 따라 미리 작성된 코드에 데이터를 입력하고 출력되는 결과를 분석하는 활동을 제시할 수 있다.
- 피지컬 컴퓨팅이나 스마트 기기를 활용한 센서 데이터 수집, 설문조사 등을 통한 직접 수 집, 공개된 공공 데이터나 민간 데이터 활용 등 다양한 데이터 수집 방법을 경험할 수 있도록 활동을 구성하며, 빅데이터를 통해 다양한 해석이 가능하도록 프로젝트 방식으로 과제를 수행하고 평가하도록 한다.
- 데이터의 생성, 저장, 송·수신, 활용 등의 활동에 디지털 자원과 전기 에너지가 소요됨을 인식하고, 데이터 압축 및 암호화를 통해 컴퓨팅 자원 절약과 탄소중립 실천에 영향을 미 칠 수 있음을 안내하도록 한다.
- 수집한 데이터와 분석 방법에 따라 특정 문제에 대한 해석이 다를 수 있음을 인정하고, 다른 사람의 의견을 존중하면서 데이터에 기반하여 자신의 주장을 펼치는 민주적인 토의
- 토론 문화를 조성하도록 한다.
같은 영역의 다른 성취기준
왓퀴즈는 이런 AI예요
왓퀴즈는 한국 학교의 수업과 기록 업무에 맞춘 교사용 AI예요. 이 사전과 같은 2022 개정 교육과정 성취기준 데이터로 학습지, 수업 PPT, 평가계획서 초안을 만들고, 2026학년도 학교생활기록부 기재요령 원문을 바탕으로 세특 초안을 쓰고 기재 금지 표현을 검사해요.