01
[9정01-01]
컴퓨팅 시스템
컴퓨터는 어떻게 명령을 처리하는가?
CPU·메모리·저장장치 사이의 데이터 이동 과정을 모형화하고, 프로그램 실행 속도에 영향을 주는 요인을 분석한다.
- 핵심 연구 질문
- 컴퓨터 구성 요소의 역할과 상호작용을 설명하고 간단한 처리 시간 모델을 설계할 수 있는가?
- 권장 도구·자료
- Python, 작업 관리자, 간단한 벤치마크
- 예상 산출물
- 구성 요소 관계도, 실행 시간 비교표, 병목 원인 분석
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
02
[9정01-02]
컴퓨팅 시스템
스마트폰·노트북·마이크로컨트롤러의 계산 능력 비교
서로 다른 컴퓨팅 기기의 처리 성능, 전력 소비, 휴대성, 활용 목적을 비교하여 과제별 최적 기기를 제안한다.
- 핵심 연구 질문
- 동일한 문제라도 기기의 구조와 목적에 따라 해결 효율이 달라지는 이유는 무엇인가?
- 권장 도구·자료
- 공개 사양 자료, Python, 스프레드시트
- 예상 산출물
- 기기 비교 지표, 레이더 차트, 활용 시나리오
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
03
[9정01-03]
컴퓨팅 시스템
센서 오차가 자동화 시스템의 판단에 미치는 영향
온도·조도·거리 센서 값을 반복 측정하고 평균, 분산, 오차 범위를 분석하여 신뢰도 높은 판단 기준을 설계한다.
- 핵심 연구 질문
- 센서 측정값의 흔들림을 줄이기 위한 가장 효과적인 방법은 무엇인가?
- 권장 도구·자료
- micro:bit 또는 Pico WH, 센서, Python
- 예상 산출물
- 측정 데이터셋, 오차 그래프, 보정 알고리즘
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
04
[9정01-04]
컴퓨팅 시스템
교실 환경 자동 제어 시스템 설계
온도·조도·소음 데이터를 입력받아 조건에 따라 LED, 부저, 팬 등을 제어하는 피지컬 컴퓨팅 시스템을 구현한다.
- 핵심 연구 질문
- 여러 센서의 값을 함께 고려하면 단일 센서보다 더 합리적인 제어가 가능한가?
- 권장 도구·자료
- micro:bit, Raspberry Pi Pico WH, MakeCode 또는 MicroPython
- 예상 산출물
- 회로도, 제어 코드, 테스트 기록
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
05
[9정01-05]
컴퓨팅 시스템
학교생활 문제를 해결하는 사물인터넷 장치
분실물 알림, 교실 혼잡도, 화분 관리 등 학교 문제를 선택하여 센서와 통신 기능을 활용한 해결 장치를 설계한다.
- 핵심 연구 질문
- 실제 사용자가 필요로 하는 기능을 어떻게 컴퓨팅 시스템으로 구체화할 수 있는가?
- 권장 도구·자료
- 센서, 무선 통신, 프로토타이핑 도구
- 예상 산출물
- 문제 정의서, 시제품, 사용자 평가
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
06
[9정02-01]
데이터
문자·그림·소리는 컴퓨터 안에서 어떻게 숫자가 되는가?
문자 인코딩, 비트맵 이미지, 디지털 음원의 표본화 원리를 실험하여 데이터 표현 방식에 따른 용량과 품질을 비교한다.
- 핵심 연구 질문
- 데이터 품질과 파일 크기 사이에는 어떤 관계가 있는가?
- 권장 도구·자료
- Python, 이미지·음원 파일, Hex Viewer
- 예상 산출물
- 이진 표현 예시, 용량 비교, 품질 분석
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
07
[9정02-02]
데이터
우리 학교의 에너지 사용 데이터 수집 방법 비교
관찰, 설문, 센서, 공공데이터 등 여러 수집 방법을 비교하고 신뢰도와 비용을 고려한 수집 계획을 수립한다.
- 핵심 연구 질문
- 동일한 현상을 조사할 때 가장 정확하고 효율적인 데이터 수집 방법은 무엇인가?
- 권장 도구·자료
- 설문 도구, 센서, 공공데이터 포털
- 예상 산출물
- 수집 설계서, 데이터 사전, 윤리 점검표
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
08
[9정02-03]
데이터
급식 메뉴 데이터를 가장 잘 표현하는 구조는 무엇인가?
리스트, 딕셔너리, 표, 트리 구조로 급식 정보를 표현하고 검색·수정·집계의 편리성을 비교한다.
- 핵심 연구 질문
- 데이터의 목적에 따라 적합한 구조가 달라지는 이유는 무엇인가?
- 권장 도구·자료
- Python, pandas, JSON
- 예상 산출물
- 구조별 예시, 연산 비교, 최적 구조 제안
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
09
[9정02-04]
데이터
학교 도서관 대출 데이터로 읽기 패턴 발견하기
익명화한 대출 데이터를 이용하여 인기 분야, 학년별 차이, 시기별 변화를 분석하고 독서 활동 개선 방안을 찾는다.
- 핵심 연구 질문
- 대출 기록 속에서 학생들의 독서 경향을 설명하는 패턴을 찾을 수 있는가?
- 권장 도구·자료
- CSV, pandas, 통계 함수
- 예상 산출물
- 빈도표, 교차 분석, 독서 정책 제안
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
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[9정02-05]
데이터
같은 데이터도 그래프에 따라 다르게 보일까?
막대그래프, 꺾은선그래프, 원그래프, 산점도 등으로 동일 데이터를 표현하고 해석의 차이와 왜곡 가능성을 분석한다.
- 핵심 연구 질문
- 어떤 시각화가 데이터의 의미를 가장 정확하게 전달하는가?
- 권장 도구·자료
- Matplotlib, Plotly, 스프레드시트
- 예상 산출물
- 시각화 비교판, 왜곡 사례, 설계 원칙
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
11
[9정03-01]
알고리즘과 프로그래밍
학교 매점 대기 시간을 줄이기 위한 문제 분해
대기 행렬을 주문, 결제, 상품 전달 단계로 나누고 각 단계의 소요 시간을 측정하여 핵심 문제를 찾아낸다.
- 핵심 연구 질문
- 복잡한 생활 문제를 작은 문제로 나누면 해결 전략이 어떻게 선명해지는가?
- 권장 도구·자료
- 관찰 기록, 스프레드시트, 순서도
- 예상 산출물
- 문제 분해도, 원인 분석, 개선안
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
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[9정03-02]
알고리즘과 프로그래밍
교내 최단 이동 경로 알고리즘 비교
학교 건물을 그래프로 표현하고 완전 탐색, 탐욕적 방법, 최단 경로 알고리즘의 결과와 효율을 비교한다.
- 핵심 연구 질문
- 항상 가장 가까운 곳을 선택하는 방법이 전체 최단 경로를 보장하는가?
- 권장 도구·자료
- Python, NetworkX 또는 직접 구현
- 예상 산출물
- 그래프 모델, 알고리즘 비교표, 경로 시각화
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
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[9정03-03]
알고리즘과 프로그래밍
조건과 반복으로 만드는 스마트 분리배출 도우미
쓰레기 종류와 상태를 입력하면 분리배출 방법을 안내하는 프로그램을 설계하고 예외 상황을 처리한다.
- 핵심 연구 질문
- 복잡한 분류 규칙을 조건문과 반복문으로 정확히 표현하려면 어떻게 해야 하는가?
- 권장 도구·자료
- Python 또는 엔트리
- 예상 산출물
- 의사코드, 프로그램, 테스트 케이스
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
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[9정03-04]
알고리즘과 프로그래밍
변수와 연산으로 구현하는 개인 탄소발자국 계산기
이동 거리, 전기 사용량, 일회용품 사용량 등을 입력받아 탄소 배출량을 추정하고 절감 시나리오를 계산한다.
- 핵심 연구 질문
- 사용자의 행동 변화가 예상 탄소 배출량에 얼마나 영향을 주는가?
- 권장 도구·자료
- Python, 공개 배출계수 자료
- 예상 산출물
- 계산식, 입력 프로그램, 시나리오 분석
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
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[9정03-05]
알고리즘과 프로그래밍
함수 분해가 프로그램 품질에 미치는 영향
동일한 프로그램을 하나의 긴 코드와 여러 함수로 나눈 코드로 작성하고 가독성, 재사용성, 수정 시간을 비교한다.
- 핵심 연구 질문
- 함수로 구조화한 프로그램은 실제로 오류 수정과 기능 확장에 더 유리한가?
- 권장 도구·자료
- Python, 코드 복잡도 지표
- 예상 산출물
- 두 버전 코드, 비교 실험, 코딩 규칙
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
16
[9정03-06]
알고리즘과 프로그래밍
디버깅 전략에 따른 오류 해결 시간 비교
출력 확인, 중단점, 로그 기록, 테스트 케이스 등 여러 디버깅 방법을 적용하여 오류 해결 효율을 비교한다.
- 핵심 연구 질문
- 초보 학습자에게 가장 효과적인 디버깅 절차는 무엇인가?
- 권장 도구·자료
- Python IDLE 또는 Thonny
- 예상 산출물
- 오류 유형표, 해결 시간 데이터, 디버깅 안내서
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
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[9정04-01]
인공지능
규칙 기반 프로그램과 인공지능의 차이 탐구
같은 분류 문제를 조건문 프로그램과 간단한 머신러닝 모델로 해결하여 필요한 데이터, 정확도, 설명 가능성을 비교한다.
- 핵심 연구 질문
- 규칙 기반 프로그램과 학습 기반 인공지능은 어떤 문제에서 각각 유리한가?
- 권장 도구·자료
- Python, scikit-learn
- 예상 산출물
- 두 모델, 성능 비교, 적용 기준
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
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[9정04-02]
인공지능
이미지 분류 인공지능은 무엇을 보고 판단할까?
간단한 이미지 분류 모델을 만들고 배경, 밝기, 각도 변화에 따른 예측 결과를 분석하여 학습 데이터의 영향을 탐구한다.
- 핵심 연구 질문
- 인공지능의 예측은 대상의 본질적 특징과 배경 중 어느 것에 더 영향을 받는가?
- 권장 도구·자료
- Teachable Machine 또는 Python
- 예상 산출물
- 학습 데이터셋, 혼동행렬, 오류 사례
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
19
[9정04-03]
인공지능
학교생활 불편 신고 자동 분류 모델
익명화한 예시 문장을 시설, 안전, 급식, 학습 등으로 분류하는 모델을 만들고 정확도와 활용 가능성을 평가한다.
- 핵심 연구 질문
- 인공지능을 활용하면 학교의 의견 처리 과정을 얼마나 효율화할 수 있는가?
- 권장 도구·자료
- Python, 텍스트 벡터화, 분류 모델
- 예상 산출물
- 분류 모델, 정확도 분석, 서비스 화면
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
20
[9정04-04]
인공지능
얼굴 인식 출석 시스템은 공정하고 안전한가?
얼굴 인식 출석 시스템의 편리성, 오류, 개인정보 침해, 편향 문제를 분석하고 대체 설계를 제안한다.
- 핵심 연구 질문
- 정확도가 높더라도 학교에서 얼굴 인식을 사용해도 되는가?
- 권장 도구·자료
- 문헌 조사, 설문, 윤리 영향 평가
- 예상 산출물
- 찬반 근거표, 위험 분석, 윤리 지침
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
21
[9정05-01]
디지털 문화
생성형 인공지능 시대에 새롭게 등장하는 직업 탐구
AI 기술로 변화하는 직업의 업무, 필요한 역량, 인간의 역할을 조사하여 미래 진로 지도를 만든다.
- 핵심 연구 질문
- 인공지능은 직업을 없애는가, 아니면 새로운 역할을 만드는가?
- 권장 도구·자료
- 직업정보 자료, 인터뷰, 생성형 AI 비교
- 예상 산출물
- 미래 직업 지도, 역량 분석, 진로 제안
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
22
[9정05-02]
디지털 문화
온라인 토론에서 건강한 디지털 시민성 측정하기
댓글의 근거성, 존중, 사실 확인, 감정 표현을 기준으로 온라인 의사소통 사례를 분석하고 실천 규칙을 만든다.
- 핵심 연구 질문
- 좋은 온라인 토론을 판단하는 구체적인 기준은 무엇인가?
- 권장 도구·자료
- 익명화된 댓글 자료, 내용 분석표
- 예상 산출물
- 평가 루브릭, 사례 분석, 실천 선언
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
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[9정05-03]
디지털 문화
비밀번호 길이와 보안성의 관계 실험
비밀번호 길이, 문자 종류, 반복 패턴에 따른 경우의 수와 추정 공격 시간을 비교하고 안전한 인증 방법을 제안한다.
- 핵심 연구 질문
- 복잡성보다 길이가 비밀번호 보안에 더 중요한 요인이 될 수 있는가?
- 권장 도구·자료
- Python, 해시 함수, 경우의 수 계산
- 예상 산출물
- 보안 강도 계산기, 그래프, 사용 지침
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
24
[9정05-04]
디지털 문화
학교 과제에서 저작권과 생성형 AI 출처 표시 기준 만들기
이미지, 글, 코드, 생성형 AI 결과물의 이용 사례를 조사하고 학생용 출처 표시 및 라이선스 안내 기준을 설계한다.
- 핵심 연구 질문
- 창작물의 종류에 따라 어떤 방식으로 출처와 AI 활용 사실을 표시해야 하는가?
- 권장 도구·자료
- CC 라이선스 자료, 사례 분석
- 예상 산출물
- 출처 표시 양식, 판단 흐름도, 학교 지침
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰
25
[9정05-05]
디지털 문화
추천 알고리즘이 청소년의 선택에 미치는 영향
영상·음악·쇼핑 추천 서비스의 작동 방식을 조사하고 추천 결과가 관심, 소비, 정보 편식에 미치는 영향을 분석한다.
- 핵심 연구 질문
- 개인화 추천은 편리함을 높이는가, 선택의 다양성을 줄이는가?
- 권장 도구·자료
- 사용 기록 일지, 설문, 추천 결과 비교
- 예상 산출물
- 추천 편향 분석, 시각화, 개선 정책
권장 연구 절차
문제 정의 → 자료 수집 → 설계·구현 → 실험 → 결과 분석 → 윤리·한계 성찰