고등학교 정보 · 알고리즘과 프로그래밍 · 2022 개정 교육과정
[12정03-02] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12정03-02] 데이터를 정렬하는 다양한 알고리즘의 특징과 효율을 비교·분석한다.
성취기준 해설
[12정03-02], [12정03-03] 여러 가지 정렬, 탐색 알고리즘을 적용하여 실생활의 간단한 데이터의 정렬, 탐색 문제를 해결할 수 있어야 한다. 정렬, 탐색 알고리즘의 수행 과정을 분석해보고 문제에 따라 알고리즘의 효율성이 다를 수 있음을 설명할 수 있어야 한다.
쉽게 풀어 보면
선택 정렬, 버블 정렬, 삽입 정렬, 퀵 정렬 등 여러 정렬 알고리즘이 데이터를 어떻게 정렬하는지 단계별로 따라가 보고, 비교와 교환 횟수를 세어 효율을 비교하는 성취기준이에요. 데이터의 크기와 초기 상태에 따라 알맞은 알고리즘이 달라진다는 점이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
정렬 알고리즘 효율 비교
- 선택 정렬로 5, 3, 8, 1, 4를 오름차순 정렬할 때 각 단계가 끝난 뒤의 상태를 차례로 쓰세요.
- 데이터가 n개일 때 선택 정렬의 비교 횟수가 n(n-1)/2번임을 n=5인 경우로 확인해 보세요.
- 거의 정렬된 데이터에서 삽입 정렬이 선택 정렬보다 빠른 까닭을 비교 횟수로 설명하세요.
- 데이터 개수를 1천, 1만으로 늘려 가며 버블 정렬과 파이썬 내장 sorted 함수의 실행 시간을 측정하고 증가 경향을 비교해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 키 순서가 뒤섞인 친구 여덟 명을 가장 적은 자리 바꿈으로 줄 세우는 방법을 직접 몸으로 시도해요.
- 전개 1: 숫자 카드로 선택, 버블, 삽입 정렬을 수행하며 비교 횟수와 교환 횟수를 기록표에 남겨요.
- 전개 2: 기준값을 골라 작은 값과 큰 값으로 나누는 퀵 정렬의 분할 과정을 그림으로 그리고, 앞선 정렬과 단계 수를 비교해요.
- 정리: 무작위 데이터, 거의 정렬된 데이터, 역순 데이터에서 각 알고리즘의 성능 차이를 표로 정리해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
도서관 반납 도서를 번호 순서로 정리하는데 대부분은 이미 순서대로 꽂혀 있고 몇 권만 뒤섞여 있다. 선택 정렬과 삽입 정렬의 수행 과정을 비교하여 이 상황에 더 효율적인 알고리즘을 고르고 그 이유를 비교 횟수 관점에서 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 선택 정렬은 초기 상태와 무관하게 비교 횟수가 같지만 삽입 정렬은 거의 정렬된 경우 비교가 크게 줄어듦을 수행 과정과 함께 정확히 설명하고 삽입 정렬을 선택함 |
| 중 | 삽입 정렬을 올바르게 선택했으나 두 알고리즘의 비교 횟수 차이를 구체적으로 설명하지 못함 |
| 하 | 정렬 알고리즘의 이름만 제시하고 수행 과정이나 효율 비교 근거를 서술하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
정렬 알고리즘 비교 활동에서 숫자 카드로 선택 정렬과 삽입 정렬을 수행하며 단계별 비교 횟수를 기록하고, 역순 데이터와 거의 정렬된 데이터에서 삽입 정렬의 성능 차이가 크게 벌어짐을 확인함. 데이터 수를 늘려 가며 실행 시간을 측정하고 n²에 비례해 증가하는 경향을 그래프로 제시함. 상황에 따라 알맞은 정렬 방법이 다름을 논리적으로 설명함.
이 예시는 191자, 나이스 기준 469Byte예요. 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
가장 빠른 정렬 알고리즘이 하나 정해져 있다고 믿는 학생이 많아요. 퀵 정렬도 기준값을 잘못 고르면 느려지고 거의 정렬된 데이터에서는 삽입 정렬이 유리하므로, 같은 알고리즘을 여러 초기 상태에서 실행해 비교하게 해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 제시된 문제 상황을 컴퓨팅 시스템으로 해결할 수 있도록 문제 분해, 모델링, 알고리즘 설계 등의 추상화 과정 및 프로그램 작성, 실행 결과 평가, 오류 수정 등의 자동화 과정이 유기적으로 연결되도록 나선형으로 교수·학습을 제시하고 과정 전반을 평가하도록 한다.
- 정렬, 탐색 알고리즘 학습 과정에서 정렬, 탐색의 효율적인 부분을 효과적으로 이해할 수 있도록 실제 대규모 데이터를 정렬하고 탐색하는 과정을 교수·학습 과정에 충분히 포함하도록 한다.
- 다차원 데이터 구조 학습 과정에서 프로그래밍 언어에 따라 2차원 혹은 그 이상의 배열이나 리스트를 활용하도록 하며, 다차원 데이터를 활용하는 이유를 이해하기 쉽도록 실제로 사용되는 데이터의 예시를 충분히 제공하도록 한다.
- 프로그래밍 학습 시 최소 성취수준을 보장하기 위하여 프로그래밍 관련 학습 개념을 우선 이해할 수 있도록 미리 제작된 코드를 제공하거나, 프로그래밍 언어에서 활용할 수 있는 여러 라이브러리를 활용하는 방안을 구상하도록 한다. 기본적인 프로그래밍 개념이 부족한 학생을 위해 수준에 맞게 스스로 학습을 진행할 수 있는 추가적인 교육 내용을 제공하는 것도 고려하도록 한다.
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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.