중학교 정보 · 알고리즘과 프로그래밍 · 2022 개정 교육과정
[9정03-03] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[9정03-03] 알고리즘의 중요성을 이해하고, 문제를 해결하는 다양한 알고리즘을 비교·분석한다.
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.
쉽게 풀어 보면
같은 문제도 여러 알고리즘으로 해결할 수 있음을 알고, 정확하면서도 효율적으로 해결하는 알고리즘이 중요함을 이해하는 성취기준이에요. 비교 횟수나 수행 단계 수처럼 구체적인 기준으로 여러 알고리즘의 장단점을 비교·분석해 논리적으로 설명하는 것이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
알고리즘 비교와 분석
- 1부터 100까지 적힌 카드가 순서대로 놓여 있을 때, 처음부터 하나씩 확인하는 순차 탐색으로 73을 찾으면 몇 번 비교하는지 쓰세요.
- 같은 카드에서 가운데 값과 비교해 범위를 절반씩 줄이는 이진 탐색을 쓰면 최대 몇 번 안에 원하는 수를 찾을 수 있는지 구하고 이유를 쓰세요.
- 카드가 뒤섞여 있다면 이진 탐색을 바로 쓸 수 없는 까닭을 설명하세요.
- 1부터 100까지의 합을 하나씩 차례로 더하는 방법과 (1+100)×100÷2로 구하는 방법을 계산 횟수로 비교하세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 1부터 100 사이의 숫자 맞히기 놀이를 하며 몇 번 만에 맞혔는지, 어떤 방법이 빨랐는지 공유해요.
- 전개 1: 순차 탐색과 이진 탐색을 카드로 직접 수행하고, 찾는 수에 따라 비교 횟수가 어떻게 달라지는지 표로 기록해요.
- 전개 2: 데이터가 정렬되어 있는지, 데이터 양이 얼마나 많은지에 따라 두 알고리즘의 장단점을 비교하고 상황에 맞는 선택을 토의해요.
- 정리: 좋은 알고리즘의 기준인 정확성과 효율성을 정리하고, 비교 결과를 근거로 한 문장 결론을 써요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
1부터 1000까지 오름차순으로 정렬된 번호표에서 특정 번호를 찾으려 한다. 순차 탐색과 이진 탐색의 최대 비교 횟수를 각각 구하고, 두 알고리즘의 장단점을 데이터의 정렬 여부와 양을 기준으로 비교하여 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 순차 탐색 최대 1000번, 이진 탐색 최대 10번(2의 10제곱이 1024)을 근거와 함께 구하고, 정렬이 필요하다는 이진 탐색의 조건과 데이터 양에 따른 장단점을 논리적으로 비교함 |
| 중 | 비교 횟수 가운데 하나를 틀리거나 근거가 부족하고, 장단점 비교에서 정렬 조건과 데이터 양 가운데 하나만 다룸 |
| 하 | 이진 탐색이 더 빠르다고만 쓰고 비교 횟수나 장단점의 근거를 제시하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
알고리즘을 비교·분석하는 활동에서 순차 탐색과 이진 탐색을 숫자 카드로 직접 수행하며 찾는 수에 따른 비교 횟수를 표로 기록함. 데이터가 2배로 늘어도 이진 탐색의 최대 비교 횟수는 한 번만 늘어난다는 규칙을 발견하여 모둠에 설명함. 정렬되지 않은 데이터에서는 순차 탐색이 적합할 수 있다는 점도 함께 제시하며 상황에 따라 알고리즘을 판단하는 모습을 보임.
이 예시는 199자, 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
이진 탐색이 언제나 순차 탐색보다 낫다고 생각하는 학생이 많아요. 이진 탐색은 데이터가 정렬되어 있어야 쓸 수 있고 데이터가 아주 적으면 차이가 크지 않다는 점을 함께 보여 주어, 상황과 조건에 따라 알고리즘의 장단점이 달라짐을 이해하게 해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 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.
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.