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1 수탁연구 CR 정보과학영재교육교수학습자료 중등심화단계단원 2 새로운네비게이션만들기

2 수탁연구 CR 정보과학영재교육교수학습자료 중등심화단계단원 2 새로운네비게이션만들기 연구진 연구책임자 공동연구자 연구조원 : 김미숙( 한국교육개발원) : 유효현( 한국교육개발원) : 김아름( 한국교육개발원) 집필진 최종원( 숙명여자대학교) 조재완( 한국기술교육대학교) 김도형( 파주검산초등학교) 검토진 ( 가나다순) 김창수( 제주여자상업고등학교) 박상찬 (KAIST) 박효훈 (ICU) 오성훈( 인천산곡초등학교) 유철중( 전북대학교) 이경숙( 성남풍생중학교) 정치봉( 순천향대학교)

3 머리말 지식정보화사회로불리는 21세기의시작점에살고있는현대인에게정보를효율적으로조직하여새로운정보를창출하는정보관련능력은매우중요한생존능력이다. 정보과학의중요성은전문과학기술분야를넘어서우리의일상생활깊숙이들어와있으며, 논리적사고, 비판적사고, 수리적사고, 언어능력등에바탕을둔효율적인정보처리능력은인간의삶의질을높이는창의적산출물생산에핵심적인능력이되고있다. 이에따라정보과학분야에높은흥미와적성을보이는영재들을대상으로정보과학에대한그들의어린호기심을충족시키고, 가진잠재력의싹을꽃피우게도와주는정보과학영재교육은국가영재교육의맥락속에서진행되고있다. 하지만그동안현장에서의절실한필요에도불구하고정보과학영재교육은체계적인교육과정은커녕변변한교재나교수학습자료의지원없이이루어지고있던측면이컸다. 본자료는 2005 년교육인적자원부위탁 정보과학영재교육을위한교육과정, 선발도구, 및교수학습자료개발 의후속연구로서, 2005년수립한정보과학영재교육과정을따르고있다. 2005년도에이미개발한 1학기분중학생용정보과학영재교육교수학습자료에이어 2006년도에 2 학기분의자료를개발함으로써, 2년에걸쳐 3 개년중학생용교수학습자료시리즈가완성되었다. 본교수학습자료시리즈의구성은 탐색 - 발전 - 심화 의수준별삼단계로이루어져있으며, 각단계별로 2005년에단원 1 이, 2006년에단원 2와단원 3이개발되어총 9종의책자로구성되었다. 본책자는이중 심화 단계의교수학습자료이다. 교사들이이책자를활용할때그대로실제수업에편리하게적용할수있도록학생들의읽기자료와활동지등에주안점을두었다. 하지만이제더나아가교사가이책자내용에자신의반짝이는독창적아이디어를추가해자신의학생과수업여건에가장잘맞는내용으로재창조하여사용하는토대가된다면더욱좋겠다. 따라서각책자는중학생영재를대상으로 4~12주분량의교수학습활동을제안하고있지만, 교사재량으로초등학생영재를위한수업에활용하거나또는그적용기간을축소하거나확대재구성해사용할수도있겠다. 본교수학습자료가정보과학영재교육현장에서교사가즐겁고도전적인교수학습활동을이끌어내는시작과밑거름이되기를기대한다. 끝으로이책자가나오기까지많은사람들의노력이있었다. 우선밤샘작업도마다않고수차례에걸친집중작업과수정보완과정을거쳐각단원의내용을훌륭하게집필해준집필진과, 그내용을꼼꼼하게검토하고때론구체적아이디어까지제공해준검토진, 과제를총괄해준연구진, 또이연구가애초가능하게해준교육부과학실업교육정책과의지원에감사를드린다. 2006년 12월한국교육개발원 원장

4 차 례 Ⅰ. 총론 1 1. 정보과학영재교육프로그램개발 3 2. 정보과학영재교육과정개요 정보과학영재교육교수학습자료개요 개발된중학생용정보과학영재교육교수학습자료체제 31 Ⅱ. 교수학습자료 43 단원개요 47 단원목표 48 개념모형도 48 단원학습내용 49 1 주주제오리엔테이션 51 2 주주제텔레매틱스이야기 64 3 주주제네비게이터의특징및기능이해하기 90 4 주주제네비게이터의길찾기서비스원리분석하기 주주제그래프이론( 한붓그리기, 오일러길) 주주제그래프이론( 해밀턴길) 및합리적인길찾기 주주제길찾기알고리즘을적용한여행계획설계하기 주주제텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성알아보기 주주제새로운네비게이터기능제안하기 주주제새로운네비게이터기능구현하기 주주제새로운네비게이터기능개선보고서작성 주주제단원결론및평가 272 단원마무리학생설문조사 285 부록 289 [ 부록 1] 정보과학영재교육과정구성기본방향 291 [ 부록 2] 정보과학영재교육관련자네트워크 295 색인 301

5 Ⅰ. 총론

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7 1. 정보과학영재교육프로그램개발 시 도교육청의영재학급및영재교육원등에서활용하는영재교육프로그 램은영재교육의본질을효과적으로추구하고달성할수있으며, 사용이용이하 도록다음과같은방향으로개발한다. 즉 1) 개별화맞춤형영재교육의취지를 살려무엇보다도교육프로그램이투입될교육대상자의특성을우선적으로이해 하고 2) 창의적문제해결력과자기주도적인학습능력을신장할수있도록하 며 3) 속진ㆍ선행학습보다는심화학습을중심으로하고 4) 각시 도교육청에서 자체적으로응용개발하는데활용할수있으며 자율적으로수업에활용할수있도록구성한다. 5) 교사가최대한재량을가지고 위의방향은영재교육교수학습자료를개발하는일반적인방향이다. 이에더 해특별히정보과학분야의영재교수학습자료를개발하기위해서는보다구체 적으로어떠한특성을가지는학습자를대상으로, 무엇을목표로하여, 어떠한 내용과방법으로학생들을지도해야하는지에대한청사진이필요하다. 한국교육 개발원영재교육센터에서는 2005년에델파이조사와전문가협의회를통해정보 과학과그인근학문분야전문가들의정보과학영재교육에대한폭넓은의견을 청취하고수렴하였다. 이러한연구내용을토대로하여정보과학영재교육이목표 로할교육대상자들이누구인지를명시하고정보과학영재교육과정의기본방 향과교수학습프로그램개발의기본지침을수립하였다( 김미숙, 이재호, 2005). 다음에서는그교육과정과프로그램의핵심내용인정보과학영재교육의대상자, 교육목표, 교육내용, 교육방법, 교육평가등을소개하도록하겠다. 가. 정보과학영재교육대상자 현재정보과학영재교육은흔히들수학영재, 과학영재에이어정보영재라는 말로그대상자를지칭하며정보반또는정보영재반이라는명칭으로교육을실 시하고있는곳이많다. 하지만과연초등학생이나중학생의어린시기부터정보 영재라고규정하여지칭하는것이과연적절한지에대해심도깊은토론이필요 하다. 아직까지학계에서는정보과학영재의구분에대한논의가진행중이고, 정보과학영재에대한개념정의가불명확한상태에있다. 따라서 정보영재 라는 말보다는 정보과학영재교육대상자 라는말이더적절하며미래사회에서의정 - 3 -

8 보과학의중요성에비추어볼때정보과학영재교육은꼭정보과학에특수한재능을보이는영재가아니더라도일반지적능력이우수한영재에게나또는다른특수재능을가지고있는영재에게도보편적으로교육될수있으며또한그필요성이강조되고있는분야이다. 따라서정보과학영재교육을효과적으로실시하기위해서는그대상자를폭넓게정의할필요가있다. 델파이와협의회를통한전문가의견조사결과에따라정보과학영재교육대상자는다음의지적능력과정의적특성중한가지또는그이상의능력과특성을보이는초등학교 4~6 학년, 중학교 1~3학년학생으로할것을권장하며, 본교수학습자료는이러한특성을가진학생을염두에두고개발되었다. < 표 1> 정보과학영재교육대상자특성 지적능력ㆍ창의적사고가우수한자ㆍ수리및논리적사고가우수한자ㆍ문제발견및문제해결력이우수한자ㆍ논리전개( 알고리즘설계) 능력이우수한자ㆍ관찰력및과학적사고가우수한자ㆍ직관력및통찰력이우수한자ㆍ새로운정보창출능력을가진자ㆍ높은지적능력을가진자 정의적특성 ㆍ뛰어난과제집착력및집중력을가진자ㆍ강한도전의식및모험심을가진자ㆍ의문이많고지적호기심이매우많은자ㆍ정보과학분야에대한관심과흥미가매우많은자ㆍ풍부한상상력및자유로운사고를가진자 나. 정보과학영재교육교육목표 정보과학영재교육은다음다섯가지를그주요교육목표로삼는다. 즉정보 과학분야에필요한필수적인사고력을신장하고, 학생들에게잠재되어있는정 보과학적성을강화하며, 정보과학분야의특정지식을습득하고, 이와관련된 특수능력을습득하며, 정보과학분야와관련된일반적인능력도아울러신장하 도록한다

9 < 표 2> 정보과학영재교육교육목표 정보과학영재교육교육목표 1. 정보과학분야에필수적인사고력을신장한다. 2. 정보과학분야의잠재적적성을강화한다. 3. 정보과학분야를구성하는특정지식을습득한다. 4. 정보과학분야와관련된특수능력을습득하되기능과는구분한다. 5. 정보과학분야와관련된일반능력을신장한다. 위의교육목표를달성하기위하여교육내용, 교육방법, 교육평가를교육목표 와일관되게상호유기적으로제시하여교육과정전반에걸쳐교육목표가명확 히반영되도록하였다. 다. 정보과학영재교육교육내용 정보과학영재교육의교육목표로설정된다섯가지중첫번째목표인정보 과학분야에필수적인사고력신장은구체적으로수리적사고, 논리전개및추론 능력, 창의적인문제발견및해결능력을핵심적인사고능력을말하는것으로교 육내용이초ㆍ중학생영재들이위의사고력을신장시킬수있는데도움을주는 내용이되게한다(< 표 3> 참조). 두번째교육목표인정보과학분야의잠재적적성을강화하는것과관련하 여교육내용이초ㆍ중학생영재들의정보과학에대한호기심을강화시켜주고, 정보과학의미래비전을제시해주며, 정보과학과실생활과의연계성을볼수있 도록설계되도록한다. 또한중학생의경우정보과학분야의진로에대한구체적 인그림을그릴수있도록도와주는내용이되게한다. 세번째목표인정보과학분야의특정지식습득을위해서이특정지식을 다음과같이명시하였다. 즉초등학생수준에서알고리즘설계, 계산원리, 기초 프로그래밍, 이산구조, 정보보호및윤리, 인간과컴퓨터의상호작용등에대한 지식이교육내용에포함되도록하고, 중학생수준에서는이들외에프로그래밍 언어, 자료구조, 기초수학이론, 정보과학과연관된과학이론, 고급프로그래밍 등을추가로교육내용에포함시킨다

10 네번째목표는정보과학분야의특수능력습득에관한것이다. 이에따라 초ㆍ중학생의교육내용에과학적규칙성발견및과학적탐구능력실습과문 제의구조화및모델링능력실습등을포함시키는것이필요하다. 중학생영재 를위해서는프로그램제작능력, 시스템개발능력, 객체지향적프로그래밍능 력등을추가적으로포함시킬수있겠다. 마지막으로정보과학분야에서필요한일반적인능력으로는자율적탐구및 하습능력, 상호작용과의사소통능력, 공동작업능력, 리더십등이있겠다. 이러 한능력은초등학생수준에서부터관심을가지고교육내용에담고있어야한다

11 < 표 3> 정보과학영재교육교육목표와교육내용 교육목표 교육내용 초등학교 4-6 학년 중학교 1-3 학년 사고력신장 1-1. 수리적사고 1-1. 수리적사고 1-2. 논리전개및추론능력 1-2. 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및 1-3. 창의적인문제발견및해결능력해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-1. 정보과학에대한호기심 적성강화 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 연계성 2-4. 정보과학분야진로 3-1. 알고리즘설계 3-2. 이산구조 3-1. 알고리즘설계 3-3. 프로그래밍언어 3-2. 계산원리 3-4. 자료구조 3-3. 기초프로그래밍 3-5. 계산원리특정지식습득 3-4. 이산구조 3-6. 기초수학이론 3-5. 정보보호및윤리 3-6. 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 과학적규칙성발견및과학적탐구능력특수능력습득 4-2. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력일반능력신장 5-3. 공동작업능력 5-4. 리더십 3-7. 정보과학과연관된과학이론 3-8. 고급프로그래밍 3-9. 정보보호및윤리 인간과컴퓨터의상호작용 4-1, 문제의구조화및모델링능력 4-2. 프로그램제작능력 4-3. 시스템개발능력 4-4. 객체지향적프로그래밍능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 5-3. 공동작업능력 5-4. 리더십 라. 정보과학영재교육교육방법 정보과학영재교육의다섯가지목표와그에따른교육내용을가지고초ㆍ중학생영재들을지도할때다음과같은교육방법, 즉교수학습활동을적절히활용할수있다. 다음에제시한다양한방법은학교급별로또는학생과교사가처한교육여건에따라융통성있게활용하도록하며교육과정에명시적으로표현 - 7 -

12 되게한다(< 표 4> 참조). 사고력신장활동을위해서권장되는교육방법은초등학교수준에서전문가 멘토링, 읽기와글쓰기, 발표와토론등이다. 중학교수준에서는전문가멘토링, 주제별연구프로젝트활동, 문제풀이, 발표와토론등을들수있겠다. 정보과학에대한적성을강화하는활동들로초등학생영재들에게는그룹프 로젝트, 현장교육및실습, 발표와토론, 읽기와글쓰기등을권장한다. 중학생 영재들에게는전문가특강, 발표와토론, 주제별연구프로제트, 현장교육및실 습등을통해그들이가진적성과호기심을격려하는것이바람직하다. 정보과학분야의특정지식습득에적절한교수학습활동으로는전문가멘토 링, 발표와토론, 강의, 팀티칭, 그룹프로젝트, 실험, 현장교육및실습등다양 한방법이동원될수있겠다. 초ㆍ중학생영재들이특수능력을습득하도록도와주는활동으로실험, 연구 프로젝트및현장교육과실습등이바람직하다. 일반능력신장을위해서는현장교육및실습, 프로젝트활동, 발표와토론등 을권장한다. < 표 4> 정보과학영재교육교육목표와교육방법 교육목표에따른활동 1. 사고력신장활동 2. 적성강화활동 3. 특정지식습득활동 교육방법 ( 교수학습활동 ) 초등학교 4-6 학년중학교 1-3 학년 ㆍ전문가멘토링ㆍ읽기와글쓰기ㆍ발표와토론ㆍ그룹프로젝트ㆍ현장교육및실습ㆍ발표와토론ㆍ읽기와글쓰기ㆍ전문가멘토링ㆍ발표와토론ㆍ강의ㆍ그룹프로젝트ㆍ실험ㆍ현장교육및실습 ㆍ전문가멘토링ㆍ주제별연구프로젝트ㆍ문제풀이ㆍ발표와토론ㆍ전문가특강ㆍ발표와토론ㆍ주제별연구프로젝트ㆍ현장교육및실습ㆍ전문가특강ㆍ전문가멘토링ㆍ발표와토론ㆍ강의ㆍ팀티칭ㆍ주제별연구프로젝트ㆍ실험ㆍ현장교육및실습 - 8 -

13 4. 5. 특수능력습득활동 일반능력신장활동 ㆍ실험ㆍ현장교육및실습ㆍ현장교육및실습ㆍ그룹프로젝트ㆍ발표와토론 ㆍ실험ㆍ현장교육및실습ㆍ주제별연구프로젝트ㆍ현장교육및실습ㆍ주제별연구프로젝트ㆍ발표와토론 마. 정보과학영재교육평가 정보과학영재교육의성과는역시다섯가지교육목표를중심으로평가하되 목표에따라평가내용과평가방법을다소달리한다(< 표 5> 참조). 사고력을평가하기위해서는특히문제발견및해결능력에초점을맞추는것 이좋겠다. 이를위한평가방법으로는전문가평가, 구술평가, 발표및토론평 가, 연구보고서평가, 작문평가등의방법이적절하다. 정보과학적성을평가하기위해서는정보과학시간의수업태도및참여도, 도 전의지등을볼수있겠다. 이를평가하는데에는관찰, 면담, 그룹프로젝트산 출물, 연구보고서등을활용하는것이권장된다. 정보과학분야의특정지식에대한평가는그내용이알고리즘, 이산구조, 프 로그래밍에관한지식, 정보보호및윤리, 인간과컴퓨터의상호작용등이관련 된다. 이를평가하기위해전문가, 그룹프로젝트산출물, 연구보고서, 발표및 토론을통한평가방법이활용될수있다. 정보과학분야의특수능력은과학적탐구능력, 설계및모델링능력및프 로그래밍능력으로평가한다. 평가방법은전문가평가및그룹프로젝트산출 물, 연구보고서, 실험ㆍ실습의산출물등을통한평가방법을사용한다. 마지막으로일반능력을평가할때는초ㆍ중학생영재들의협동수준, 발표 능력, 토론능력등을평가할수있다. 이는관찰, 그룹프로젝트산출물, 연구보 고서, 발표, 토론등의방법을통해서평가할수있겠다

14 < 표 5> 정보과학영재교육평가영역, 내용및방법 평가영역 평가내용 1. 사고력평가ㆍ문제발견및해결능력 2. 적성평가 3. 특정지식평가 4. 특수능력평가 5. 일반능력평가 ㆍ수업태도및참여도 ㆍ도전의지 ㆍ알고리즘 ㆍ이산구조 ㆍ프로그래밍에관한지식 ㆍ정보보호및윤리 ㆍ인간과컴퓨터의상호작용 ㆍ과학적탐구능력 ㆍ설계및모델링능력 ㆍ프로그래밍능력 ㆍ협동수준 ㆍ발표능력 ㆍ토론능력 평가방법ㆍ전문가평가ㆍ구술평가ㆍ발표및토론평가ㆍ연구보고서평가ㆍ작문평가ㆍ관찰평가ㆍ면담평가ㆍ그룹프로젝트산출물평가ㆍ연구보고서평가ㆍ전문가평가ㆍ그룹프로젝트산출물평가ㆍ연구보고서평가ㆍ발표및토론평가ㆍ전문가평가ㆍ그룹프로젝트산출물평가ㆍ연구보고서평가ㆍ실험ㆍ실습산출물평가ㆍ관찰평가ㆍ그룹프로젝트산출물평가ㆍ연구보고서평가ㆍ발표및토론평가 2. 정보과학영재교육과정개요 2. 1) 가. 교육과정구성체제 정보과학영재교육을위한교육과정은앞에서구체적으로기술한 정보과학 영재교육과정구성기본방향 에서제시한교육목표, 교육내용, 교육방법, 교육평 1) 김미숙, 이재호 (2005) 의내용부분발췌

15 가를반영하여초등학교고학년(4~6 학년) 과중학교정보과학영재교육대상자를 위해개발하였다. 또한전문가의견조사결과를바탕으로정리되었던 교육내용 을중심으로개발단계를체계화하고교육과정에담길하위항목을수립하여교 육과정의내용에일관성을부여함과아울러개발과정의기준이되게하였다. 개발된모든학년의교육과정은 1, 2 학기로구분하여구성하였으며, 매학기 는 16주의교육내용으로구성하였고 1주의교육내용은 2시간수업을기준으로 구성하였다. 정보과학영재교육을위한교육과정의구성체제를요약하면다음과 같다. 1) 교육과정구성체제의표준화 정보과학영재교육을위한교육과정은학년별교육내용체계의일관성을확보하기위하여교육과정의구성체제를표준화하였다. 결과적으로모든학년의교육내용체제는다음과같이표준화된체제를가지도록구성하였다. 모든학기의교육과정은오리엔테이션(1 주), 단원 1(2~8 주), 단원 2(9~15 주), 학기결론및평가(16 주) 의순으로구성하였음 모든학기의시작(1 주) 은해당학기의교육내용에대한오리엔테이션으로구 성하였으며, 각학기의마무리(16 주) 는해당학기의교육내용을정리하고평 가하는내용으로구성하였음 모든학기는오리엔테이션주와마무리주를제외한단원 성하였으며, 각단원은 7주의교육내용으로구성하였음 1, 2로구분하여구 이와같은교육과정구성체제의표준화를통하여일부초 중등교육내용을 공통적으로구성하였다. 즉, 초등과중등의교육내용중핵심내용인 알고리즘 에대한교육시행시에 주제 는공유하되 난이도 를조정하는방법으로교육과 정을구성하였다

16 2) 교육과정구성체제의모듈화 정보과학영재교육을위한교육과정은현장학교에서교육내용을탄력적으로적용할수있도록교육과정의구성체제를모듈화하였다. 결과적으로모든학년의교육내용체제는다음과같이모듈화된체제를가지도록구성하였다. 단원 1, 2의제목은교육내용을대표하는정보과학측면의주제를부여하였음 단원 1 은해당학년의교육주제에대한필수교육내용으로구성하였으며, 단 원 2는단원 1 의교육내용을활용하여창의적인프로젝트학습( 보고서작성) 을수행하도록구성하였음 단원 1의교육내용은현장학교의교육여건에따라추가또는삭제가가능 하며, 단원 2의교육주제는정보과학분야의최신주제로변경하여적용이 가능함 이와같은교육과정구성체제의모듈화를통하여다음과같은교육과정구 성및운영이가능하다. 첫번째, 교육과정의내용및분량을교수학습환경에 따라탄력적으로구성할수있다. 예를들면, 1학기 16주분량으로구성된교육 과정을 12 주분량으로축소하여운영할수있으며, 경우에따라서는 20주분량으 로확대하여운영할수도있다. 두번째, 빠르게발전하는정보과학의특성을반 영한교육과정을구성할수있다. 예를들어, 초등 6학년 1 학기 의 단원 2 의교 육주제인 휴대전화기능개선하기 와같은경우새로운첨단교육내용( 예, 학습 로봇기능개선하기) 으로교체가가능하다. 즉, 정보과학분야의영재교육과정은 첨단기술을반영하여주기적인개정작업을필요로한다. 나. 교육과정구성내용 정보과학영재교육을위한교육과정의내용은정보과학의학문적특성과영 재교육의특성을고려하여다음과같은특징을갖도록구성하였다. 1) 정보과학의핵심개념을학습하기위한교육과정

17 계산원리, 기초수학이론, 이산구조, 자료구조, 알고리즘설계, 인간과컴퓨터 의상호작용, 프로그래밍언어, 기초프로그래밍, 고급프로그래밍등정보과학 분야의핵심개념을학습할수있도록교육과정의내용을구성하였다. 2) 정보과학에대한호기심을유발하기위한교육과정 컴퓨터의구성및동작원리, 운영체제이야기, 운영체제활용및동작원리, 자료구조이야기, 컴퓨터구조이야기, 정보통신이야기등정보과학분야의주 요원리를재미있는이야기형식으로학습함으로써정보과학분야의호기심을 유발할수있도록교육과정의내용을구성하였다. 3) 정보과학에대한미래비전을제시하기위한교육과정 최신의정보과학기술주제( 미래컴퓨터기술, 새로운인터넷서비스, 텔레매 틱스등) 를학습함으로써정보과학에대한미래비전을학습자들이가질수있도 록교육과정의내용을구성하였다. 4) 정보통신윤리의식고취를위한교육과정 해커의부작용, 해커로부터나를보호하자, 나만의네티켓만들기등최근의 정보통신이용부작용에대한사례학습과이에대한대처방안등을학습함으 로써미래정보과학자들이지녀야할정보통신윤리의식을학습자들이가질수 있도록교육과정의내용을구성하였다. 5) 정보과학과실생활과의연계를위한교육과정 우리주변에서주요자료구조( 스택, 큐, 리스트, 트리, 그래프등) 찾아보기, 생활속알고리즘( 등교, 수업, 점심시간, 하교, 소풍, 긴급상황처리등) 설계하기, 생활속응용프로그램을찾아설계하기, 다양한자료구조를이용한응용프로그 램구현하기등우리생활주변에서정보과학분야의주요원리를찾아응용하 는형식으로학습함으로써정보과학과실생활과의연계가가능하도록교육과정

18 의내용을구성하였다. 6) 창의적인산출물을생산하기교육과정 미래의정보기기, 최적의귀성방법, 놀이공원의다양한알고리즘, 새로운코 드, 휴대전화기능개선하기, 스택과큐를이용한응용프로그램만들기, 미래의 컴퓨터기술, 미래의가전제품, 놀이공원알고리즘구현하기, 최첨단디지털카메 라만들기, 네비게이터기능개선하기, 응용프로그램과게임만들기등정보고 학의핵심개념을이용하여학습자들이창의적인보고서를작성할수있도록교 육과정의내용을구성하였다. 7) 학습자활동중심의교육과정 매주별학습자가교육내용에대한기초조사를실시하고발표하며이에대 한내용을토론함으로써학습자의참여를최대한유도할수있도록교육과정의 내용을구성하였다. 기초조사시행시에개별학습자가하거나그룹으로참여할 수있을것이다. 또한, 단원 2의교육시에는모든학습자가동일한교육주제를 가지고프로젝트를시행함으로써학습자의활동을극대화할수있도록교육내용 을구성하였다. 이경우에도개별학습자가프로젝트를수행하거나그룹을조직 하여프로젝트를수행하도록할수있을것이다. 다. 영재교육과정내용체계 정보과학영재교육과정의내용체계는초등학교 4학년에서중학교 3학년까지 학기별로구성되었으며, 초등학교와중학교각기탐색, 발전, 심화의 3 단계로나 뉜다. 즉초등학교 4 학년과정은 초등탐색단계, 5 학년과정은 초등발전단 계, 6 학년과정은 초등심화단계 로구분된다. 이와동일하게중학교 1학년과 정은 중등탐색단계, 2 학년과정은 중등발전단계, 3 학년과정은 중등심화 단계 로구분된다. 이러한구분은단계의심화수준을지칭해주는편의상의분 류이며, 실제현장에서는교사가융통성있게학생의학년과심화수준에맞추어 서얼마든지재구성하여사용할수있다

19 < 표 6> 정보과학영재교육과정내용체계( 초등 4학년 1 학기) 단계초등 4학년 1 학기 ( 초등탐색단계) 단 원 1. 컴퓨터구성이해하기 2. 미래의정보기기( 보고서작성) 구분주주제교육내용 2) 단원 1 단원 2 1주오리엔테이션 2주컴퓨터이야기 3주컴퓨터의구성및동작원리 4주운영체제이야기 5주운영체제활용및동작원리 6주생활속문제찾아내기 7주문제해결방법찾기 (1) 8주문제해결방법찾기 (2) 9주나는그래픽전문가 10주창의적인그래픽자료만들기 (1) 11주창의적인그래픽자료만들기 (2) 12주미래사회의정보기기는? 13주새로운정보기기설계하기 14 주 새로운정보기기동작원리제안 하기 15주새로운정보기기보고서작성 16주학기결론및평가 2-2. 정보과학의미래비전제시 3-2. 계산원리 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 계산원리 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 계산원리 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 계산원리 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 3-6. 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 3-6. 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 3-6. 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-2. 정보과학의미래비전제시 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 2) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

20 < 표 7> 정보과학영재교육과정내용체계( 초등 4학년 2 학기) 단계초등 4학년 2 학기( 초등탐색단계) 단 원 1. 자료구조이해하기 2. 최적의귀성방법( 보고서작성) 구분주주제교육내용 3) 1주오리엔테이션 단원 1 단원 2 2주자료구조이야기 3주우리주변에서스택구조찾아보기 4주스택구조표현하기 5주우리주변에서큐구조찾아보기 6주큐구조표현하기 2-1. 정보과학에대한호기심 3-4. 이산구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 이산구조 3-4. 이산구조 4-2. 문제의구조화및모델링능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 이산구조 3-4. 이산구조 4-2. 문제의구조화및모델링능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 7주우리주변에서리스트구조찾아보기 3-4. 이산구조 8주리스트구조표현하기 9주우리주변에서트리구조찾아보기 10주트리구조표현하기 3-4. 이산구조 4-2. 문제의구조화및모델링능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 이산구조 3-4. 이산구조 4-2. 문제의구조화및모델링능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 11주우리주변에서그래프구조찾아보기 3-4. 이산구조 12주그래프구조표현하기 13주우리나라의귀성전쟁 14주귀성문제해결하기 15주최적의귀성방법보고서작성 3-4. 이산구조 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 16주학기결론및평가 3) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

21 < 표 8> 정보과학영재교육과정내용체계( 초등 5학년 1 학기) 단계초등 5학년 1 학기( 초등발전단계) 단 원 1. 알고리즘이해하기 2. 놀이공원의다양한알고리즘( 보고서작성) 구분주주제교육내용 4) 1주오리엔테이션 단원 1 단원 2 2주알고리즘이야기 3주생활속알고리즘( 취침알고리즘) 4주생활속알고리즘( 기상알고리즘) 5주생활속알고리즘( 주차알고리즘) 6주생활속알고리즘( 화장실알고리즘) 7주생활속알고리즘( 운동알고리즘) 8 주 9 주 10 주 11 주 생활속알고리즘 ( 긴급상황처리알고리즘) 집에서놀이공원까지그래프로 표현하기 집에서놀이공원까지알고리즘으로 표현하기 놀이공원의구성을그래프로 표현하기 12주 Big 5권으로놀이기구타기 13주새로운놀이기구만들기 14 주 새로운놀이기구를알고리즘으로 표현하기 15주놀이기구알고리즘보고서작성 16주학기결론및평가 1-2. 논리전개및추론능력 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 4) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

22 < 표 9> 정보과학영재교육과정내용체계( 초등 5학년 2 학기) 단계초등 5학년 2 학기( 초등발전단계) 단 원 1. 컴퓨터구조이해하기 2. 새로운코드( 보고서작성) 구분주주제교육내용 5) 1주오리엔테이션 단원 1 2주컴퓨터구조이야기 3주컴퓨터가이용하는 2진법 4주 2진수의다양한변환방법 5주비트(bit) 의법칙찾기 6주생활속의논리회로 7주나는논리회로설계자 (1) 8주나는논리회로설계자 (2) 9주나는애니메이션전문가 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 계산원리 1-1. 수리적사고 3-2. 계산원리 1-1. 수리적사고 3-2. 계산원리 1-1. 수리적사고 3-2. 계산원리 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-2. 계산원리 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 3-6. 인간과컴퓨터의상호작용 단원 창의적인문제발견및해결능력 10주창의적인애니메이션자료만들기 (1) 3-6. 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 11주창의적인애니메이션자료만들기 (2) 3-6. 인간과컴퓨터의상호작용 12주코드이야기 13주여러가지코드비교하기 14주새로운코드만들기 15주새로운코드보고서작성 16주학기결론및평가 3-2. 계산원리 4-1. 과학적규칙성발견및과학적탐구능력 3-2. 계산원리 4-1. 과학적규칙성발견및과학적탐구능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 5) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

23 < 표 10> 정보과학영재교육과정내용체계( 초등 6학년 1 학기) 단계초등 6학년 1 학기( 초등심화단계) 단 원 1. 정보( 컴퓨터) 통신이해하기 2. 휴대전화기능개선하기( 보고서작성) 구분주주제교육내용 6) 1주오리엔테이션 단원 1 2주정보통신이야기 3주전화에서사용하는알고리즘 4주인터넷의주요알고리즘 (1) 5주인터넷의주요알고리즘 (2) 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 계산원리 1-2. 논리전개및추론능력 3-1. 알고리즘설계 1-2. 논리전개및추론능력 3-1. 알고리즘설계 1-2. 논리전개및추론능력 3-1. 알고리즘설계 6주해커의부작용 3-5. 정보보호및윤리 7주해커로부터나를보호하자 3-5. 정보보호및윤리 8주나만의네티켓만들기 3-5. 정보보호및윤리 단원 2 9주새로운인터넷서비스 10주새로운인터넷서비스표현하기 11주휴대전화기능찾아보기 12주휴대전화기능알고리즘표현하기 13주새로운휴대전화기능제안하기 14주새로운휴대전화기능표현하기 15주휴대전화기능개선보고서작성 16주학기결론및평가 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 문제의구조화및모델링능력 6) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

24 < 표 11> 정보과학영재교육과정내용체계( 초등 6학년 2 학기) 단계초등 6학년 2 학기( 초등심화단계) 단 원 1. 프로그램이해하기 2. 스택과큐를이용한응용프로그램만들기( 보고서작성) 구분주주제교육내용 7) 단원 1 단원 2 1주오리엔테이션 2주프로그램이야기 3주좋은프로그램과나쁜프로그램 4주생활속응용프로그램찾아보기 5주생활속응용프로그램설계하기 6주나는일류프로그래머 7주입출력프로그래밍 8주핵심프로그래밍 9주스택을이용한계산기만들기 10 주 11 주 12 주 13 주 14 주 생활속에서스택을이용한응용프로그램찾기 생활속에서스택을이용한응용프로그램구현하기 스택과큐를이용한미로찾기게임구현하기 생활속에서큐를이용한응용프로그램찾기 생활속에서큐를이용한응용프로그램구현하기 1-2. 논리전개및추론능력 3-3. 기초프로그래밍 1-2. 논리전개및추론능력 3-3. 기초프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-3. 기초프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-3. 기초프로그래밍 1-2. 논리전개및추론능력 3-3. 기초프로그래밍 1-2. 논리전개및추론능력 3-3. 기초프로그래밍 1-2. 논리전개및추론능력 3-3. 기초프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-3. 기초프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-3. 기초프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-3. 기초프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-3. 기초프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-3. 기초프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-3. 기초프로그래밍 15주미래의컴퓨터이야기 2-2. 정보과학의미래비전제시 16주학기결론및평가 7) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

25 < 표 12> 정보과학영재교육과정내용체계( 중등 1학년 1 학기) 단계중등 1학년 1 학기( 중등탐색단계) 단 원 1. 컴퓨터와정보와의관계찾기 2. 미래의컴퓨터기술( 보고서작성) 구분주주제교육내용 8) 단원 1 단원 2 1주오리엔테이션 2-4. 정보과학분야진로 2주컴퓨터와정보분야의활용분야찾기 3-5. 계산원리 3주반도체와컴퓨터 4주운영체제의특징및유형 5주운영체제의구조와프로세스 6주생활속문제찾아내기 7주문제해결하기 (1) 8주문제해결하기 (2) 9주나는그래픽전문가 10주창의적인그래픽자료만들기 (1) 11주창의적인그래픽자료만들기 (2) 12주미래의컴퓨터기술과문제점 13주미래의컴퓨터기술설계하기 14주미래의컴퓨터기술동작원리 15주미래의컴퓨터기술보고서작성 16주학기결론및평가 3-5. 계산원리 3-7. 정보과학과연관된과학이론 2-1. 정보과학에대한호기심 3-5. 계산원리 2-1. 정보과학에대한호기심 3-5. 계산원리 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-2. 정보과학의미래비전제시 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 8) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

26 < 표 13> 정보과학영재교육과정내용체계( 중등 1학년 2 학기) 단계중등 1학년 2 학기( 중등탐색단계) 단 원 1. 자료구조이해하기 2. 미래의가전제품( 보고서작성) 구분주주제교육내용 9) 1주오리엔테이션 단원 1 단원 2 2주자료구조이해하기 3주우리주변에서정렬구조찾아보기 4주정렬구조표현하기 5주우리주변에서해싱구조찾아보기 6주해싱구조표현하기 7주우리주변에서히프구조찾아보기 8주히프구조표현하기 9주우리주변에서탐색구조찾아보기 10주탐색구조표현하기 11주가전제품의기능분석하기 12주가전제품의기능알고리즘표현하기 13주가전제품의새로운기능제안하기 14주가전제품의새로운기능구현하기 2-1. 정보과학에대한호기심 3-4. 자료구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 자료구조 1-2. 논리전개및추론능력 3-4. 자료구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 자료구조 1-2, 논리전개및추론능력 3-4. 자료구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 자료구조 1-2. 논리전개및추론능력 3-4. 자료구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 자료구조 1-2. 논리전개및추론능력 3-4. 자료구조 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-2. 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-3. 시스템개발능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-3. 시스템개발능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 15주새로운가전제품에대한보고서작성 4-1. 문제의구조화및모델링능력 16주학기결론및평가 9) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

27 < 표 14> 정보과학영재교육과정내용체계( 중등 2학년 1 학기) 단계중등 2학년 1 학기( 중등발전단계) 단 원 1. 알고리즘이해하기 2. 놀이공원알고리즘구현하기( 보고서작성) 구분주주제교육내용 10) 1주오리엔테이션 단원 1 단원 2 2주알고리즘이야기 3 주 4 주 5 주 6 주 7 주 8 주 9 주 10 주 11 주 생활속알고리즘구현하기 ( 취침알고리즘) 생활속알고리즘구현하기 ( 기상알고리즘) 생활속알고리즘구현하기 ( 주차알고리즘) 생활속알고리즘구현하기 ( 화장실알고리즘) 생활속알고리즘구현하기 ( 운동알고리즘) 생활속알고리즘구현하기 ( 긴급상황처리알고리즘) 집에서놀이공원까지그래프형태로 구현하기 집에서놀이공원까지최단거리 구현하기 놀이공원의구성을그래프로 구현하기 12주놀이기구정렬방법구현하기 13주놀이기구탐색방법구현하기 14 주 15 주 새로운놀이기구를구현하여 설치하기 전체놀이기구탐색및정렬결과 보고서작성 16주학기결론및평가 2-1. 정보과학에대한호기심 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-2. 이산구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-2. 이산구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-2. 이산구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 자료구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-4. 자료구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 4-3. 시스템개발능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 10) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

28 < 표 15> 정보과학영재교육과정내용체계( 중등 2학년 2 학기) 단계중등 2학년 2 학기( 중등발전단계) 단 원 1. 컴퓨터구조표현하기 2. 최첨단디지털카메라만들기( 보고서작성) 구분주주제교육내용 11) 1주오리엔테이션 단원 1 단원 2 2주컴퓨터의구조이해하기 3주이진수로구성하는가상의세계 4주이진수시스템의설계및구현 5주비트에나타난법칙찾기 6주생활속의논리회로구현하기 7주나는논리회로설계자 (1) 8주나는논리회로설계자 (2) 9주나는애니메이션전문가 10 주 11 주 창의적인애니메이션자료 만들기 (1) 창의적인애니메이션자료 만들기 (2) 12주디지털카메라기능분석하기 13주디지털카메라활용하기 14 주 15 주 디지털카메라새로운기능 제안및설계하기 최첨단디지털카메라 보고서작성 16주학기결론및평가 2-1. 정보과학에대한호기심 3-5. 계산원리 1-1. 수리적사고 3-6. 기초수학이론 1-1. 수리적사고 3-6. 기초수학이론 1-1. 수리적사고 3-5. 계산원리 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-5. 계산원리 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-3. 시스템개발능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 11) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

29 < 표 16> 정보과학영재교육과정내용체계( 중등 3학년 1 학기) 단계중등 3학년 1 학기( 중등심화단계) 단 원 1. 정보통신이야기 2. 네비게이터기능개선하기( 보고서작성) 구분주주제교육내용 12) 1주오리엔테이션 단원 1 단원 2 2주정보통신및네트워크이야기 3주새로운인터넷서비스이야기 4주새로운인터넷서비스구현하기 5주통신알고리즘분석하기 6주새로운통신알고리즘제안하기 7주새로운통신알고리즘구현하기 8 주 새로운통신알고리즘적용분야에 대해조사 9주텔레매틱스이야기 10 주 11 주 12 주 네비게이터의특징및기능 이해하기 네비게이터의길찾기서비스 원리분석하기 텔레매틱스를이용한네비게이터의 정보송수신방법구현하기 13주새로운네비게이터기능제안하기 14주새로운네비게이터기능구현하기 15 주 새로운네비게이터기능개선 보고서작성 16주학기결론및평가 2-1. 정보과학에대한호기심 3-5. 계산원리 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-2. 정보과학의미래비전제시 3-1. 알고리즘설계 3-9. 정보보호및윤리 3-1. 알고리즘설계 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-3. 시스템개발능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 2-1. 정보과학에대한호기심 3-5. 계산원리 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-3. 시스템개발능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-3. 시스템개발능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-3. 시스템개발능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 12) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

30 < 표 17> 정보과학영재교육과정내용체계( 중등 3학년 2 학기) 단계중등 3학년 2 학기( 중등심화단계) 단 원 1. 프로그램활용하기 2. 응용프로그램과게임만들기( 보고서작성) 구분주주제교육내용 13) 1주오리엔테이션 단원 1 단원 2 2주프로그램이야기 3주프로그램에대한행복과성취감 4주생활속응용프로그램분석하기 5주생활속응용프로그램구현하기 6주새로운응용프로그램제안하기 7주교착상태이야기 8주교착상태해결방법구현하기 9 주 10 주 11 주 12 주 생활속에서정렬을이용한 응용프로그램찾기 생활속에서정렬을이용한 응용프로그램구현 생활속에서탐색을이용한 응용프로그램찾기 생활속에서탐색을이용한 응용프로그램구현 13주창의적인게임알고리즘설계하기 14주재미있는게임알고리즘구현하기 15주게임에대한결과보고서작성 16주학기결론및평가 3-3. 프로그래밍언어 4-4. 객체지향적프로그래밍능력 3-3. 프로그래밍언어 4-4. 객체지향적프로그래밍능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-8. 고급프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-8. 고급프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-8. 고급프로그래밍 2-1. 정보과학에대한호기심 3-5. 계산원리 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-2. 프로그램제작능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-8. 고급프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-8. 고급프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-8. 고급프로그래밍 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-8. 고급프로그래밍 3-8. 고급프로그래밍 4-2. 프로그램제작능력 3-8. 고급프로그래밍 4-2. 프로그램제작능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 4-1. 문제의구조화및모델링능력 13) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

31 3. 정보과학영재교육교수학습자료개요 본교수학습자료는앞에서소개한 정보과학영재교육과정( 김미숙, 이재호, 2005) 의기본체제와내용을따른다. 교사가처한교육상황에따라기본교육과정의내용을구체화및다소변형 시킬수있는융통성을가지고개발하였다. 중학생 1, 2, 3학년과정을염두에둔탐색-발전-심화의 3단계의총 9단원으 로개발되었으며, 교사의판단에따라서는초등학생에게도적용할수있다. 각단원은 1주 2차시 90분수업을기준으로단원에따라 4~12주분량의내 용을담고있으며, 교사의재량에따라수업시간과기간을줄이거나늘릴수 있다. 본교수학습자료의기본구성요소들은다음과같다. 교수학습자료구성요소 집필요소 참 고 단원제목단원개요 단원명( 학생의흥미를유발하며전체활동을함축하여나타낼수있는재미있는표현을사용하고자하였다.) 단원학습의배경, 필요성및목적, 활동구성의특징및교육과정과의관련등주제의기본방향을제시하였다. 단원목표개념모형도 전체단원의학습목표를 7-8 개정도기술하였다. 인지적영역, 정의적영역( 가치 태도), 기능적영역의목표를고루포함한다. 안다, 이해한다. 등의추상적인용어가아니라구체적이고행동적인용어로진술하였다. : 설명/ 예언/ 추측/ 비교/ 분석/ 적용/ 평가/ 설계할수있다, -- 을만들수있다, -- 을구안할수있다, --하는태도를지닌다, --한통계기법을활용할수있다등 단원( 대주제) 및주별학습내용( 소주제) 에서다루는주요한개념들을나타내었다. 본개념모형도의주요목적은본자료를사용하는교사가사용된중요한개념들의구조를한눈에파악할수있도록하는것이다

32 집필요소참고 주별교육주제 주별교육주제를기술하였다. 교육목표 정보과학영재교육의취지및목적에맞는주별교육주제의구성과지도방향에관하여기술하였다. 교육내용 위에서언급한교육목표에해당하는교육내용을맞추어제시하였다. 세부교육내용 교육내용을구체적으로기술하였으며학생들의입장에서보면 학습목표 에해당한다. 교육방법 사용할교육방법을모두기술하였다. 준비물 교사용과학생용준비물을제시하였다. 교수학습활동 주요초점질문 도입활동-본활동- 정리활동이한눈에보이도록표로제시하였다. 전체수업의진행과정과지도초점및유의점을쉽게파악할수있도록기술하였다. 교수학습활동과지도초점및유의점을포괄적으로기술하기보다각활동의지도초점및유의점을바로옆에기술하였다. 본주제에서학생들이오개념을갖기쉬운개념이나가장강조되는내용을질문형태로제시하였다. 지도활동 도입활동, 본활동, 정리활동으로나누어기술하였다. 평가 필수정보 읽기자료 참고자료 활동지 평가도구 단원마무리학생설문조사 색인 제시된교육정보가달성여부를평가하기위해 평가내용, 방법, 기준및유의점 을제시하였다. 지도에도움이되는다양한참고자료를제시하였다. 학습내용에대한보충자료, 대안자료및대안활동, 기타관련참고자료등을기술하였다. 주제와관련하여학생들이재미있고유익하게읽을수있는읽기자료를제시하였다. 필수정보과읽기자료에제시된참고문헌과인터넷사이트를작성하였다. 수업시간에사용되는학생용활동지를작성하였다. 본차시의학습내용을이해하기위하여수행해야하는활동내용들과다음차시에학습할내용중기본적인사항들을학생들이미리조사 분석하여발표및토론시에활동할수있는내용들을정리한것등이포함된다. 경우에따라서평가에도움이되는평가도구를제시하였다. 평가도구상단우측에교사용, 학생용, 교사용 학생용으로사용자를구분하여제시하였다. 학생들의학습내용과다양한활동에대한만족도조사를위해설문지를제시하였다. 각차시에사용되는용어를빨리쉽게찾을수있도록각단원뒷부분에는색인을제시하였다. * 음영표시된부분은주로교수학습활동에관한내용임

33 예 ) 각주제별교육목표, 교육내용, 세부교육내용, 교육방법의관계를표로제시함 으로써전체적으로일관성있는교수학습활동이되도록하였다. 교육목표와교육내용앞에제시된번호는 정보과학영재교육과정구성기본 방향( 다음절참조) 에서제시된번호체계를따랐으며, 서로동일한번호로 표기된교육목표와교육내용은이둘이서로유기적으로연결되어있음을의 미한다. 즉아래예에서 2. 정보과학에대한호기심 은 2. 정보과학분야적 성강화 라는교육목표를성취하고자고안된교육내용임을의미한다. 교육목표 교육내용 세부교육내용 단원의주제인놀이공원알고리즘구현 2. 정보과학하기에대한오리엔테이션을실시한다 정보과학에분야적성 다음주교육주제( 자료구조이야기) 에대한호기심강화대한학습자의발표준비사항에대해 안내를한다. 교육방법 강의 활동지의번호체계는본차시의활동지와다음차시의활동지를구분하여 적용하였다. 예를들어, 본차시의활동지는 < 활동지차시-1( 순서)> 로표시하 였고, 다음차시의활동지는 < 활동지차시-2( 순서)> 로표시하였다. 이때본 차시또는다음차시활동지의순서는몇번째활동지인가를나타내는것이 다. ( 예) < 활동지 6-1(2)> : 6주차본차시활동을위한 2번째활동지 ( 예) < 활동지 6-2(2)> : 6 주차의다음차시(7 주차) 준비( 조사및분석) 를 위한 2번째활동지 교사및학생들이최적의방법으로활동지를활용할수있는 교육방법 을제 시하였다. 예를들어, 활동지에제시한과제내용을해결하기위하여그룹별 작업이필요한경우에는 [ 팀별연구과제] 로명시하였고, 개인적으로활동지의 과제내용을해결할수있는경우에는구체적인학습활동방법인 론], [ 실험실습], [ 기관방문] 등의형태로제시하였다. 활동지에서제시한 [ 발표와토 교육방법 은학교현장의여건에따라교사가탄력적으로 변환하여적용이가능하다. 예를들어, 개별참여가가능하다고제시한내용 도그룹별참여로변환하여적용할수있을것이며, 반대로적용할수도있을 것이다

34 활동지는정보과학영재교육을받는학생들의수준및수업환경( 여건) 에따 라교사가선택적으로활용이가능하다. 활동지와평가도구는한글파일로도제공이되므로, 교사가출력하거나여건에 맞게다소수정하여사용할수있다. 교수학습자료의주제와교육내용은 정보과학영재교육과정 에서제시한 6개 년교육과정의기본틀을따르고있기는하지만, 실제로개발하는과정에서집필 진에따라다소차이를보일수있음

35 4. 개발된중학생용정보과학영재교육교수학습자료체제 가. 탐색단계 탐색단계 - 단원 1 학습내용 단원 1 : 컴퓨터와정보와의관계찾기 구분 주제 교육내용 14) 1주오리엔테이션 자율적탐구및학습능력 상호작용과의사소통능력 2주정보사회와정보산업 2-4. 정보과학분야진로 3주부울대수와논리회로 4주중앙처리장치의기능과동작원리 5주주기억장치의기능과동작원리 6주컴퓨터의활용분야찾기 7주저작권침해방지및대응방안 8주사생활침해방지및대응방안 계산원리정보과학과연관된과학이론창의적인문제해결및해결능력정보과학과연관된과학이론창의적인문제해결및해결능력정보과학과연관된과학이론창의적인문제발견및해결능력문제의구조화및모델링능력창의적인문제발견및해결능력정보보호및윤리창의적인문제발견및해결능력정보보호및윤리 9주문자데이터표현과처리방법 10주수치데이터표현과처리방법 11주소리데이터표현과처리방법 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 12주단원결론및평가 상호작용과의사소통능력 공동작업능력 14) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

36 탐색단계 - 단원 2 학습내용 단원 2 : 미래의컴퓨터기술 구분 주제 교육내용 15) 1주오리엔테이션 2주전자태그의동작원리이해하기 3주개인정보침해사례분석하기 정보과학에대한호기심자율적탐구및학습능력창의적인문제발견및해결능력정보과학에대한호기심정보과학과실생활과의연계성자율적탐구및학습능력창의적인문제발견및해결능력정보과학과실생활과의연계성정보보호및윤리자율적탐구및학습능력 4주전자태그활용사례탐구하기 5주유비쿼터스홈시스템체험하기 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 6주헬스케어서비스탐구하기 창의적인문제발견및해결능력 정보과학과실생활과의연계성 자율적탐구및학습능력 7 주 새로운유비쿼터스서비스제안 하기 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-2. 정보과학의미래비전제시 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력

37 8주휴대목적에따른기능분석하기 9주휴대방법에따른디자인제안하기 10주새로운개인용휴대장치설계하기 11주미래의일상생활상상하기 12주단원결론및평가 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-2. 정보과학의미래비전제시 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 3-7. 정보과학과연관된과학이론 5-1. 자율적탐구및학습능력 1-2. 논리전개및추론능력 2-2. 정보과학의미래비전제시 5-2. 상호작용과의사소통능력 15) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

38 탐색단계 - 단원 3 학습내용 단원 3 : 미래의가전제품 구분 주제 교육내용 16) 1주오리엔테이션 2주스스로이동하는기능탐구하기 정보과학에대한호기심자율적탐구및학습능력논리전개및추론능력정보과학에대한호기심시스템개발능력자율적탐구및학습능력 3주사람과대화하는기능탐구하기 4주상황을판단하는기능탐구하기 5주미래의가정용로봇설계하기 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 3-1. 알고리즘설계 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-2. 정보과학의미래비전제시 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 16) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

39 나. 발전단계 발전단계 - 단원 1 학습내용 단원 1 : 알고리즘이해하기 구분 주제 교육내용 17) 1주오리엔테이션 2-1. 정보과학에대한호기심 2주알고리즘이야기 정보과학과실생활과의연계성 알고리즘설계 3 주 순서도를이용한알고리즘표현 하기 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계 4 주 의사코드를이용한알고리즘표현 하기 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계 5 주 생활속알고리즘구현하기 ( 등교알고리즘) 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계 6 주 생활속알고리즘구현하기 ( 수업알고리즘) 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계 7 주 생활속알고리즘구현하기 ( 점심시간알고리즘) 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계 8 주 생활속알고리즘구현하기 ( 하교알고리즘) 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계 9 주 생활속알고리즘구현하기 ( 소풍알고리즘) 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계 10 주 생활속알고리즘구현하기 ( 긴급상황처리알고리즘) 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계 11주보고서작성 정보과학과실생활과의연계성 알고리즘설계 12주단원결론및평가 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 17) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

40 발전단계 - 단원 2 학습내용 단원 구분 2 : 놀이공원알고리즘구현하기 주제 교육내용 18) 1주오리엔테이션 2-1. 정보과학에대한호기심 2주자료구조이야기 3 주 배열과 행렬을 이용한 자료구조 표현 4주트리의표현및순회방법 5 주 6 주 7 주 집에서놀이공원까지그래프형태로표현하기 집에서놀이공원까지최단거리구현하기 놀이공원의구성을그래프로구현하기 8주놀이기구정렬방법구현하기 1-2. 논리전개및추론능력 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 이산구조 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-2. 논리전개및추론능력 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 이산구조 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-2. 논리전개및추론능력 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 이산구조 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-2. 논리전개및추론능력 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 이산구조 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-2. 논리전개및추론능력 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 이산구조 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-2. 논리전개및추론능력 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 이산구조 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-2. 논리전개및추론능력 2-1. 정보과학에대한호기심 3-2. 이산구조 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력

41 9주놀이기구탐색방법구현하기 논리전개및추론능력정보과학에대한호기심이산구조자율적탐구및학습능력상호작용과의사소통능력 10 주 11 주 새로운놀이기구를구현하여설치하기 놀이공원의알고리즘구현하기 ( 보고서작성) 논리전개및추론능력정보과학에대한호기심정보과학과실생활과의연계성이산구조자율적탐구및학습능력상호작용과의사소통능력논리전개및추론능력정보과학에대한호기심이산구조자율적탐구및학습능력상호작용과의사소통능력 12주단원결론및평가 5-2. 상호작용과의사소통능력 18) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

42 발전단계 - 단원 3 학습내용 단원 3 : 논리회로이해하기 구분 주제 교육내용 19) 1주오리엔테이션 2-1. 정보과학에대한호기심 2주논리회로와표현방법 3주논리대수학이해하기 4주논리회로함수표현하기 논리전개및추론능력정보과학에대한호기심계산원리자율적탐구와학습능력상호작용과의사소통능력논리전개및추론능력정보과학에대한호기심계산원리자율적탐구와학습능력상호작용과의사소통능력논리전개및추론능력정보과학에대한호기심계산원리자율적탐구와학습능력상호작용과의사소통능력 5주논리회로설계하기 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 4-1. 문제의구조화및모델링능력 19) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

43 다. 심화단계 심화단계 - 단원 1 학습내용 단원 1 : 정보통신이야기 구분 1주오리엔테이션 주제 2주정보통신및네트워크이야기 I 3주정보통신및네트워크이야기 II 4주인터넷서비스이야기 5주새로운정보통신서비스이야기 6주차세대인터넷서비스이야기 7주통신알고리즘분석하기 I 8주통신알고리즘분석하기 II 9주통신알고리즘설계하기 10주다중접속프로토콜분석하기 11 주 이더넷의접속프로토콜설계하기 12주단원결론및평가 교육내용 20) 자율적탐구및학습능력상호작용과의사소통능력정보과학에대한호기심정보과학과연관된과학이론정보과학에대한호기심정보과학과연관된과학이론창의적인문제발견및해결능력정보과학의미래비전제시정보보호및윤리창의적인문제발견및해결능력정보과학의미래비전제시논리전개및추론능력자율적탐구및학습능력알고리즘설계문제의구조화및모델링능력알고리즘설계문제의구조화및모델링능력창의적인문제발견및해결능력문제의구조화및모델링능력시스템개발능력창의적인문제발견및해결능력문제의구조화및모델링능력시스템개발능력창의적인문제발견및해결능력문제의구조화및모델링능력시스템개발능력창의적인문제발견및해결능력문제의구조화및모델링능력 20) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

44 심화단계 - 단원 2 학습내용 단원 2 : 새로운네비게이션만들기 구분 주제 교육내용 21) 1주오리엔테이션 2주텔레매틱스이야기 3 주 4 주 5 주 6 주 7 주 8 주 9 주 네비게이터의특징및기능이해하기 네비게이터의길찾기서비스원리분석하기 그래프이론 ( 한붓그리기, 오일러길) 그래프이론( 해밀턴길) 및합리적인길찾기 길찾기알고리즘을적용한여행계획설계하기 텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성알아보기 새로운네비게이터기능제안하기 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-2. 계산원리 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 창의적인문제발견및해결책 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-3. 공동작업능력 1-1. 수리적사고 3-1. 알고리즘설계 3-2. 이산구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 3-5. 계산원리 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 5-1. 자율적탐구및학습능력 1-3. 창의적인문제발견및해결책 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학에대한미래비전제시 4-1. 문제의구조화및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 5-2. 상호작용과의사소통능력

45 10 주 11 주 새로운네비게이터기능구현하기 새로운네비게이터기능개선보고서작성 12주단원결론및평가 1-3. 창의적인문제발견및해결책 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 1-2. 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 5-3. 공동작업능력 1-2. 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 2-4. 정보과학분야진로 3-5. 계산원리 3-7. 정보과학과연관된과학이론 3-9. 정보보호및윤리 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 5-3. 공동작업능력 5-4. 리더십 21) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

46 심화단계 - 단원 3 학습내용 단원 구분 3 : 교착상태이해하기 주제 교육내용 22) 1주오리엔테이션및운영체제 2-1. 정보과학에대한호기심 2주프로세스와자원 3주교착상태이야기 I 4주교착상태이야기 II 2-1. 정보과학에대한호기심 3-5. 계산원리 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-2. 논리전개및추론능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 22) 각교육내용앞부분의번호는 6 쪽의 < 표 3> 의번호체계를따름

47 II. 교수학습자료

48 - 44 -

49 중등심화단계 단원 2 : 새로운네비게이션만들기

50 - 46 -

51 새로운네비게이션만들기 단원 2 새로운네비게이션만들기 단원개요 텔레매틱스(telematics) 는업무목적또는정부관련공공서비스의주최를 개선하기위해대규모네트워크상에서정보를효율적으로전송하고자하는표 면상의목표가있지만, 기본적으로는컴퓨터와무선통신기술이혼합된결정 체라정의할수있다. 이용어는행선지까지찾아가는경로를안내해주는장 치와원격진단등을위해, GPS 추적장치와무선통신등이결합된자동차 시스템을지칭하는쪽으로진화해왔다. 주요자동차제조업체들은새로운시 제품자동차에음성으로명령을내릴수있는무선서비스를장착하고있다. 이러한종류의텔레매틱스는자동차운전자들이인터넷접속, 전자우편송수 신, 디지털비디오나오디오파일의다운로드, 수시로변화하는교통정보의 획득등, 다양한무선서비스기능들을이용할수있게해준다. 텔레매틱스산 업은비단자동차분야의응용에만국한되지는않는다. 다른텔레매틱스응용 분야로는수질및대기공해의감시, 의료정보및건강관리그리고원격학습 등에서현재연구되거나개발이진행중이다. 유럽의많은국가들이텔레매틱 스를정부나기업및교육분야에통합하기위한동일표준의정책들을개발 하고있다. 따라서이단원에서는네비게이터의기능을분석하고, 텔레매틱스 기술을이용한네비게이터기능을제안하고구현한다

52 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 단원목표 텔레매틱스에대해학습한다. 네비게이터의특징및기능을이해한다. 네비게이터의길찾기서비스의원리를분석하고실습한다. 그래프이론중오일러길과해밀턴길을학습한다. 길찾기알고리즘을적용한여행계획을설계한다. 새로운네비게이터의기능을제안및구현한다. 정보통신기술구현전시관을찾아가보고꿈을키워본다. 프로젝트결과를발표하고토론을통하여발표력과분석력을키운다. 개념모형도 새로운네비게이션만들기 텔레매틱스이야기 네비게이터의특징및기능이해하기 네비게이터의길찾기서비스원리분석하기 그래프이론 길찾기알고리즘을적용한여행계획설계하기 텔레매틱스를 이용한 네비게이터의 인터페이스 특성 알아보기 새로운네비게이터기능제안및구현하기 텔레매틱스란 텔레매틱스활용예 네비게 이터의특징 네비게 이터의기능 네비게이터의길찾기서비 스원리분석및실습 한붓그리기 오일러길 해밀턴길 길찾기알고리즘 알고리즘을적용한여행계획설계하기 네비게이터 의 스특성 인터페이 새로운네비게이터기능제안 새로운네비게이터구현

53 새로운네비게이션만들기 단원학습내용 단원 2 : 새로운네비게이션만들기 구분 1주오리엔테이션 주제 교육내용 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 2주텔레매틱스이야기 3 주 4 주 5 주 6 주 7 주 8 주 9 주 네비게이터의특징및기능 이해하기 네비게이터의길찾기서비스 원리분석하기 그래프이론 ( 한붓그리기, 오일러길) 그래프이론( 해밀턴길) 및 합리적인길찾기 길찾기알고리즘을적용한 여행계획설계하기 텔레매틱스를이용한 네비게이터의인터페이스특성 알아보기 새로운네비게이터기능 제안하기 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-2. 계산원리 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 창의적인문제발견및해결책 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-3. 공동작업능력 1-1. 수리적사고 3-1. 알고리즘설계 3-2. 이산구조 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 3-5. 계산원리 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-1. 알고리즘설계 5-1. 자율적탐구및학습능력 1-3. 창의적인문제발견및해결책 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학에대한미래비전제시 4-1. 문제의구조화및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 5-2. 상호작용과의사소통능력

54 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 구분 10주 11주 주제새로운네비게이터기능구현하기새로운네비게이터기능개선보고서작성 교육내용 1-3. 창의적인문제발견및해결책 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 1-2. 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 5-3. 공동작업능력 1-2. 논리전개및추론능력창의적인문제발견및해결능력 12주단원결론및평가 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 2-4. 정보과학분야진로 3-5. 계산원리 3-7. 정보과학과연관된과학이론 3-9. 정보보호및윤리 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 5-3. 공동작업능력 5-4. 리더십

55 새로운네비게이션만들기 1 주주제오리엔테이션 본활동은 새로운네비게이션만들기 의첫시간으로서이번학기에배우게 되는학습내용들에대한개괄적인구성과주별학습목표를소개한다. 그리고앞 으로진행될수업의진행방식에대하여설명하고, 끝으로, 2 주차교육주제( 텔레 매틱스이야기) 에대한학습자의발표준비사항에대하여안내를한다. 교육목표 2. 정보과학분야적성강화 교육내용 정보과학에대한호기심 정보과학과실생활과의연계성 세부교육내용 본학기주제인 다. 새로운네비게이션만들기 에대한오리엔테이션을실시한 다음주교육주제( 텔레매틱스이야기) 에대한학습자의발표준비사항에대해 안내를실시한다

56 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교육방법 강의및실습, 발표토론 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 2. 정보과학분야 적성강화 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 -체험관을방문하고미래에대해이야기해보는시간을갖는다. -학습자들의정보통신관련생활에대하여각자소개하고미래에대해이야기해보는시간을갖는다. 실습, 발표토론발표토론 준비물 교사용학생용 관련시청각자료, 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 사진

57 새로운네비게이션만들기 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시 킨다. 학습준비물을확인시킨다. 10 학생들이앞으로 새로운네비 게이션만들기 를주제로무엇 본 을배울지에대하여개괄적으 로설명한다. 이번학기과정의주제와목표, 주별학습목표를설명하고확 인시킨다. 학습자들의정보통신관련생활 학습자가 앞으로의 활동 내용에대해흥미를가질 수있도록정보통신의비 전을 실감나게 이야기한 다. 활동 에대하여각자소개하고체험 관을방문하고미래에대해이 야기해보는시간을갖는다. 발표자의내용중에서토론이 가능한내용을선정하여토론을 지도교사는학생스스로가진행할수있도록도우면서, 모든학생들이참여하도록독려한다. 진행한다. 토론내용을종합정리한다. 이번학기학습목표와정보통신 정리활동 의비전공유 다음주교육내용과준비사항을안내한다. 5 주요초점질문 1. 텔레매틱스는나의생활에어떤영향을미치고있는가? 2. 새로운네비게이션만들기단원이어떻게진행되는가?

58 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 도입활동 지도활동 1. 서로소개한다 이번주의세부교육내용을소개한다 학습목표제시한다 본활동 1. 학습내용과주별학습목표에대하여개괄적으로소개합니다. 이번학기전체학습내용은 1 개의단원으로구성되어있고, 12주의주별학습 내용으로구성되어있음을설명한다. 학습내용에대해서는심화단원 2의개요 를먼저소개하고, 12 개의주별학습목표및세부내용을간략히설명한다. 1.1 심화단원 2 ( 새로운네비게이션만들기 ) 의개요필수정보를참조하여텔레매틱스와네비게이션의의미를알아보고새로운네비게이션만들기의단원개요에대하여간략하게설명한다. 1.2 심화단원 2 ( 새로운네비게이션만들기 ) 학습목표 텔레매틱스에대해학습한다. 네비게이터의특징및기능을이해한다. 네비게이터의길찾기서비스의원리를분석하고실습한다. 그래프이론중오일러길과해밀턴길을학습한다. 길찾기알고리즘을적용한여행계획을설계한다. 새로운네비게이터의기능을제안및구현한다. 정보통신기술구현전시관을찾아가보고꿈을키워본다. 프로젝트결과를발표하고토론을통하여발표력과분석력을키운다. 1.3 주별학습내용및구성 1 주주제 : 오리엔테이션 주제에대한오리엔테이션을실시한다

59 새로운네비게이션만들기 2 주주제 : 텔레매틱스이야기 학습자가준비한 텔레매틱스' 에대해발표를실시한다. 발표한내용에대해토론한다. 텔레매틱스의정의및특징에대해설명한다. 텔레매틱스의활용사례에대해설명한다. 3 주주제 : 네비게이터의특징및기능이해하기 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 네비게이터 에대해발표를실시한다. 네비게이터의특징에대해설명한다. 4 주주제 : 네비게이터의길찾기서비스원리분석하기 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 네비게이터의길찾기서비스 에대해발표한다. 네비게이터의정보송수신방법에대해설명한다. 네비게이터의길찾기서비스원리에대해설명한다. 5 주주제 : 그래프이론( 한붓그리기, 오일러길) 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 그래프이론 에대해발표한다. 그래프이론과네비게이터와의관계에대해설명한다. 그래프이론중한붓그리기와오일러길의원리를실생활의문제를통해이 해한다. 6 주주제 : 그래프이론( 해밀턴길) 및합리적길찾기 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 그래프이론중해밀턴길 에대해발표한다. 그래프이론중해밀턴길의원리를실생활의문제를통해이해한다. 7 주주제 : 길찾기알고리즘을적용한여행계획설계하기 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 여행계획설계 에대해발표를실시한다. 길찾기알고리즘의원리에대해학습한다. 여행계획설계를알고리즘의원리를적용하여수정, 보완한다

60 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 8 주주제 : 텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성알아보기 학습자가준비한 해발표를실시한다. 발표한내용에대해토론한다. 텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성 에대 텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성에대해설명한다. 9 주주제 : 새로운네비게이터기능제안하기 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 새로운네비게이터의기능 에대해발표를실시한다. 지능형교통시스템등관련신기술에대하여조사한다. 네비게이터의다양한활용방법에대해설명한다. 10 주주제 : 새로운네비게이터기능구현하기 프로젝트학습을하기위한준비를하고실행한다. 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 네비게이터의새로운기능구현 에대해발표를실시한다. 11 주주제 : 새로운네비게이터기능개선보고서작성 네비게이터기능개선보고서를만든다. 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 네비게이터기능개선보고서 에대해발표를실시한다. 12 주주제 : 학기결론및평가 3학년 2 학기의교육내용에대한정리를통하여토론을실시한다. 최종보고서내용에대한발표를실시한다. 발표한내용중에서토론이가능한내용을선정하여토론을진행한다. 토론내용을종합정리한다. 2. 수업진행방식을소개합니다. 교수학습활동은전체교수학습활동을표로나타낸것이다. 지도활동에서는수업진행방식을제안하고있다. 도입활동, 본활동, 정리활동 등세부분으로나누어교사가어떻게수업을전개할지, 언제활동지를활용하 며필수자료를활용할지에대해서안내한다

61 새로운네비게이션만들기 평가에서는교수학습목표를다양하게평가하기위한평가내용, 평가방법, 평가도구등이제시된다. 탐구학습자료에서는탐구학습에필요한각종활동지를제공한다. 필수정보에서는교수학습에필요한학습내용을제공한다. 활동지는실제탐구학습자료로서학습에활용한다. 참고자료는참고서적또는인터넷사이트를안내한다. 3. 정보통신기술의변화와생활에대하여토론합니다. 현재와미래의정보통신기술의변화와우리생활에대하여이야기한다. 관련사이트를방문해본다. 정보통신부에서운영하는 u-dream 전시관 ( 광화문정보통신부 1 층) - 사이트주소 : - 선생님이이사이트를미리방문해보고학생들에게소개하고방문이가능한 학생은꼭방문하여경험을해보도록독려한다. 정리활동 1. 학습내용정리 2. 다음교육내용안내 활동지 1-2(1) 사용

62 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 평가내용 평가 본학기주제인 새로운네비게이션만들기 에대한학습목표와주별학습 내용이해와관련사이트나전시관방문을통해정보과학에대한호기심을 갖게되었는지를평가한다. 학습자들의정보통신기술변화와관련생활에대하여각자소개하고미래 에대해토론해봄으로써정보과학과실생활과의연계성을평가한다. 평가방법 토론평가 : 본활동 3번활동시평가 활동지평가 : 정리활동 1번활동시평가 활동지 1-1(1) 평가기준 사용 텔레매틱스와네비게이션의의미를말할수있는가. 본학기학습목표와주별학습내용을이해하는가. 정보통신기술이나의생활에어떤영향을미치고있는지토론할수있는가. 평가유의점 전체학습내용과목표를이해하고적극적이고자발적으로참여하도록지도 한다

63 새로운네비게이션만들기 필수정보 1. 텔레매틱스의정의 통신(Telecommunication) 과정보공학(Informatics) 의합성어로서운전자와탑 승자에게위치정보와교통안내, 긴급구나, 원격차량진단, 인터넷( 금융, 뉴스, 이 메일, 메신저, VOD) 및모바일오피스기능등을제공하는서비스로정의된다. 텔레매틱스는업무목적또는정부관련공공서비스의주최를개선하기위해대 규모네트워크상에서정보를효율적으로전송하고자하는표면상의목표가있지 만, 기본적으로는컴퓨터와무선통신기술이혼합된결정체라정의할수있다. 2. 텔레매틱스의개요 텔레매틱스는업무목적또는정부관련공공서비스의주최를개선하기위해대 규모네트워크상에서정보를효율적으로전송하고자하는표면상의목표가있지 만, 기본적으로는컴퓨터와무선통신기술이혼합된결정체라정의할수있다. 가장주목할만한텔레매틱스의예로는인터넷그자체가될수있는데, 그이유 는인터넷은통신백본(Backbone) 을통하여전세계적으로연결된컴퓨터네트 워크의수에좌우되기때문이다. 이용어는행선지까지찾아가는경로를안내해 주는장치와원격진단등을위해, GPS 추적장치와무선통신등이결합된자 동차시스템을지칭하는쪽으로진화해왔다. 주요자동차제조업체들은새로운 시제품자동차에음성으로명령을내릴수있는무선서비스를장착하고있다. 이러한종류의텔레매틱스는자동차운전자들이인터넷접속, 전자우편송수신, 디지털비디오나오디오파일의다운로드, 수시로변화하는교통정보의획득 등, 다양한무선서비스기능들을이용할수있게해준다. 텔레매틱스산업은비 단자동차분야의응용에만국한되지는않는다. 다른텔레매틱스응용분야로는 수질및대기공해의감시, 의료정보및건강관리그리고원격학습등에서현재 연구되거나개발이진행중이다. 유럽의많은국가들이텔레매틱스를정부나기 업및교육분야에통합하기위한동일표준의정책들을개발하고있다. 따라서 이단원에서는네비게이터의기능을분석하고, 텔레매틱스기술을이용한네비게 이터기능을제안하고구현한다

64 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3. 네비게이션이란 우리가흔히알고있는네비게이션은차량항법시스템 (Car Navigation System) 에서온말이다. 차량항법시스템이란운행중인자동차에위치정보를제공하여목적지에 정확하게유도하는운행안내시스템또는운행유도시스템을말한다. 위성위치 확인시스템(GPS) 위성으로부터수신된자료를이용하여현재차량의위치및진 행방향을설치된모니터를통하여운전자에게보여주며, 모르는지역을방문할 경우출발지와목적지를입력하면화면상에진행해야할도로와거리예상시간 등을표시해준다. 기기에따라서는차량항법시스템(CNS) 에서표시한방향과 다른방향으로진행할경우경로를재설정하거나경고메시지를방송하여운전 자의안전운전에많은도움을준다

65 새로운네비게이션만들기 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 조국현(2001), 인터넷으로본정보통신개론, 이한출판사 최종원(2005), 컴퓨터네트워킹 3 판, 피어슨에듀케이션코리아 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉과학출판사 김형철(2004), 인터넷이해와활용, 한빛미디어 2. 인터넷사이트 1 정보통신부 2 한국인터넷진흥원 3 한국전산원 4 전자신문 5 디지털타임스 6 정보통신부유비쿼터스관

66 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-1주심화단원 2 활동지 1-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 학습계획 ] 1. 새로운네비게이션만들기단원을공부하는마음가짐을정리하고학습계획을세워봅시다. [ 인터넷검색, 조사학습 ] 2. 정보통신부에서운영하는 u-dream 전시관을방문, 유비쿼터스가실생활에활용하는예를모둠별로조사해봅시다. 참고사이트

67 새로운네비게이션만들기 정보과학-1주심화단원 2 활동지 1-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ] [ 웹검색또는모둠별조사발표 ] 1. 텔레매틱스의정의와특징에대하여조사합니다. 2. 텔레매틱스가우리주변에서비스되고있는예를찾아조사합니다

68 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 2 주주제텔레매틱스 (Telematics) 이야기 본활동은 텔레매틱스이야기 시간으로텔레매틱스의정의, 특징, 서비스의 종류에대하여학습한다. 교육목표 정보과학분야사고력신장활동정보과학분야적성강화정보과학분야특정지식습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 논리전개및추론능력창의적인문제발견및해결능력정보과학에대한호기심정보과학과실생활과의연계성계산원리상호작용과의사소통능력 세부교육내용 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 텔레매틱스이야기 에대해발표를실시한다. 텔레매틱스의정의및특징에대해설명한다. 텔레매틱스의활용범위에대해설명한다

69 새로운네비게이션만들기 교육방법 발표와토론, 강의, 실습 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 1. 정보과학분야사고력신장 1-2. 창의적인문제발견및해결능력 1-3. 논리전개및추론능력 -제주도텔레매틱스시범사업에대하여조사발표한다. -텔레매틱스서비스의종류에대해알아보고활용사례를조사발표한다. 조사발표조사발표 2. 정보과학분야적성강화 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 2-1. 정보과학에대한호기심 -개념과기술및활용사례를모둠별로조사후정리발표하도록한다. -개념과기술및활용사례를모둠별로조사후정리발표하도록한다. 주제별연구프로젝트조사발표 3. 정보과학분야특정지식습득 5. 정보과학분야일반능력신장 3-2. 계산원리 5-2. 상호작용과의사소통능력 -텔레매틱스관련기술에대하여학습한다. -텔레매틱스중주변활용사례를모둠별로조사후정리발표하도록한다. 강의실습주제별연구프로젝트, 조사발표 준비물 교사용학생용 관련시청각자료, 사진 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 인터넷검색용 PC

70 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 지난주의과제를꼭확 인하고 준비가 되도록 한다. 학습자가준비한과제를발표하 20 게한다. 발표자의내용중에서토론이 가능한내용을선정하여토론을진행한다. 토론내용을종합정리한다. 개념과기술및활용사례를모둠별로조사후정리발표하도록한다. 본 텔레매틱스의정의및특징에 30 활동 대해학습한다. 텔레매틱스 관련 기술에 대하여 학습한다. 텔레매틱스 서비스의 종류에 대 해 알아보고 활용사례를 조사 본활동에대한순서는지도교사의편의에따라바꾸어도무방함 발표한다. 정리활동 본시간에배운개념정리 다음교육내용안내 5 주요초점질문 1. 텔레매틱스의개념및관련기술에는무엇이있는가? 2. 텔레매틱스활용의사례를조사발표할수있는가?

71 새로운네비게이션만들기 지도활동 도입활동 1. 지난주의과제활동지 1-2(1) 를확인한다. 2. 이번주의세부교육내용을소개한다 3. 학습목표제시한다 본활동 1. 과제학습을발표하여종합하면서학생스스로이해할수있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록 지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 2. 텔레매틱스의정의와특징에대하여조사발표한다. 필수정보참조 활동지 2-1(1) 사용 3. 텔레매틱스의서비스종류에대하여정리한다. 필수정보참조 활동지 2-1(1) 사용 4. GPS 를이용한카네비게이션에대하여탐구발표한다. 필수정보참조 5. 차량원격진단서비스에대하여학습해본다. 필수정보참조 활동지 2-1(1) 사용 6. 제주도텔레매틱스시범사업에대하여조사발표한다. 읽기자료참조 활동지 2-1(2) 사용

72 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 7. 텔레매틱스중우리주변에실제로사용되는예를조사하여발표해본다. 정리활동 1. 활동지 2-1(2) 학습내용정리 사용 2. 다음교육내용안내 활동지 2-2(1) 사용

73 새로운네비게이션만들기 탐구학습자료 1. 텔레매틱스의정의와특징에대하여조사정리해봅시다. 활동지 2-1(1) 참조 2. 텔레매틱스서비스의종류에대하여정리해봅시다. 활동지 2-1(1) 참조 3. 차량원격진단서비스의특징을학습해봅시다. 활동지 2-1(1) 참조 4. 제주도의텔레매틱스시범사업에대하여조사하여발표해봅시다. 활동지 2-1(2) 참조 5. 텔레매틱스중우리주변에실제로사용되는예를조사하여발표해봅시다. 활동지 2-1(2) 참조 6. GPS 위성을이용한네비게이션의특징에대하여조사해봅시다. 활동지 2-2(1) 참조 7. 네비게이션의기능과미래활용도에대하여조사하여봅시다. 활동지 2-2(1) 참조 8. 위치기반서비스이용방법에대하여조사해봅시다. 활동지 2-2(1) 참조 9. 위치측정기술에대하여조사해봅시다. 활동지 2-2(1) 참조

74 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 평가 평가내용 텔레매틱스의정의와특징, 종류및구조에대한이해를통해정보과학과연 관된과학이론을평가한다. 제주도텔레매틱스시범사업에대하여조사발표함으로써창의적인문제발 견및해결능력을평가한다. 텔레매틱스중주변활용사례들을조사하여설명할수있는지를통해정보 과학에대한호기심과정보과학과실생활과의연계성을평가한다. 학습자가준비한과제의보고서, 학습자의발표내용, 토론참여도등을종 합적으로평가하여상호작용과의사소통능력을평가한다. 평가방법 발표평가: 본활동 1, 2, 4, 6, 7번활동시평가 평가기준 평가도구 1/2 평가도구 2/2 사용 사용 텔레매틱스에대한정의, 특징, 종류및구조를이해하였는가? 텔레매틱스의다양한이슈나활용사례를독창적으로분석하였는가? 평가유의점 발표학습각단계에서협력학습을적용하여학생들이팀과제해결시올바 른문제해결과방법에대한접근성을갖도록지도한다

75 새로운네비게이션만들기 필수정보 1. 텔레매틱스 (Telematics) 1.1 텔레매틱스란 텔레매틱스기술은통신(Telecommunication) 과정보공학(Informatics) 의합성 어로서운전자와탑승자에게위치정보와교통안내, 긴급구나, 원격차량진단, 인 터넷( 금융, 뉴스, 이메일, 메신저, VOD) 및모바일오피스기능등을제공하는 서비스로정의된다. 텔레매틱스는단말플랫폼, GPS, 이동통신, 교통정보, GIS 등의 IT 기술에적합하게가공하여새로운부가가치를창출하고차량내멀티미 디어서비스환경을제공하는것을목적으로한다. [ 그림 2-9] 텔레매틱스개념< 출처 : 인터넷사이트 1> 텔레매틱스서비스는네비게이션을통한지리, 위치정보를제공하는데그치지 않고차량의현재위치를감지해각종교통정보를제공할수있다. 텔레매틱스 는복잡한도로, 교통환경에서운전에대한불안감이가중되면서도로정보사전 숙지, 차량상태사전점검, 사고시신속한구난체제, 운전자의응급상황구난시 스템에대한욕구증가로인하여지속적인성장을보이고있다. 텔레매틱스는자동차산업에첨단산업인정보통신산업과서비스관련산업을 접목시킴으로써 21 세기주도적인산업중의하나가될것이다. 텔레매틱스서비 스는모바일통신과 GPS 기술을접목하여고객에게서비스를제공하기위하여 이동통신망, 텔레매틱스사업자가운용하는정보관제센터, 교통정보의수집과 가공등의여러가지기술을동시에필요로한다

76 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 1.2 텔레매틱스의필요성과전망 텔레매틱스는인터넷과무선네트워크의발전을기반으로개인의모바일화가 급속도로진행되고있는환경에서정보통신산업의새로운고부가가치산업으 로등장하고있다. 정부에서도 IT 9대신성장동력의하나로텔레매틱스를집중 육성하려하고있다. 이와같이텔레매틱스가정보통신산업의선두에서게된 것은다음과같은이유에서이다. 첫째, 정보통신산업전반에미치는파급효과가매우크다. 현재의정보통신 산업은인터넷과무선통신의급속한발전이후유비쿼터스컴퓨팅 (Ubiquitous Computing) 이라는새로운패러다임의도래를기대하고있다. 텔레매틱스는이미 존재하는자동차산업을통하여구체적으로시장이형성되어있기때문에유비 쿼터스컴퓨팅의여러분야중가장대표적이고현실성있는산업형태라할수 있다. 따라서텔레매틱스산업의발전은이를통해서유비쿼터스관련시장을선 점하고원천기술을확보를한다고하는의미가있다. 또한, 텔레매틱스는현대정보통신기술의총아라고할만큼매우다양한종 류의기술을필요로한다. 예를들어차량단말기를위해서는임베디드 SW/HW 기술과 GPS 등의센서기술, 음성인식등의 HMI(Human Machine Interface) 기술등이필요하고, 무선네트워크를위해서는 IEEE series 등의무선 근거리네트워크기술과 CDMA 등의무선광대역네트워크기술, DMB( 디지털 방송) 기술등이필요하다. 따라서텔레매틱스의발전을통하여정보통신제반 분야의기술발전을꾀할수있는것이다. 둘째, 텔레매틱스산업은전통제조산업과 IT산업의결합이라는점에서의미 가크다. 이를통하여기존의자동차업계에서는부대산업확장을통한고수익 창출을, 무선통신및네트워크업체나인터넷서비스및콘텐츠제공업체등에 게는새로운소비자시장의개척이라는효과를가져올수있다. 또한기술적으 로는전통제조업과 IT 큰영향을미칠것으로기대된다. 산업의단순결합을넘어서는전통산업의정보통신화에 셋째, 텔레매틱스시장은고부가가치와고성장을기대할수있는새로운시장 이다. 시장조사기관인 Allied Business Intelligence 에따르면, 텔레매틱스시장은 지속적으로성장하여 2006년까지텔레매틱스시스템의시장가치는약 128역달 러에이를것으로전망되며, 미국에서생산되는새로운차량의 70% 이상이텔레 매틱스를장착할것으로전망하고있다. 텔레매틱스관련산업은전세계적으로 아직기술개발시작단계이며서비스인프라와서비스개념이아직구체화되어 있지않기때문에관련기술선점을위해적극적인투자와기술개발이요구된 다. 따라서많은나라들이경쟁적으로텔레매틱스관련서비스및제품을출시하 고있으며기술개발에적극나서고있다. 우리나라의경우인터넷및무선네트

77 새로운네비게이션만들기 워크인프라가잘갖추어져있고또한자동차산업의발달로텔레매틱스산업의 발전을위한기반환경은매우좋은편이라할수있다. 하지만, 전문적인기술 이나인력은아직매우부족한실정이다. 넷째, 텔레매틱스의발전으로첨단교통체계의기반형성을유도할수있다. 정보통신의발전은최근통신인프라를크게발전시켰지만, 교통은여전히만성 적인혼잡을벗어나지못하며이로인해커다란사회적비용을발생시키고있다. 텔레매틱스는현재진행되고있는지능형교통시스템 (ITS: Intelligent Transportation System) 과관련되어교통정보서비스제공을위한기반형성 에기여할수있다. 1.3 텔레매틱스구조 (Telematics Architecture) 텔레매틱스서비스제공을위한인프라는크게텔레매틱스서비스제공자구 조, 무선네트워크구조와단말기구조로나눠볼수있다. 다음그림은텔레매틱 스서비스제공자구조와무선네트워크구조에대해개략적으로나타낸것이다 텔레매틱스서비스제공자구조 텔레매틱스서비스제공자(Telematics Service Provider) 는줄여서 TSP라고도 부른다. TSP 는텔레매틱스사용자에게다양한종류의서비스를제공한다. 이때 TSP가모든서비스를자체적으로제공하기보다는제3의인터넷콘텐츠제공자 와협력하여서비스를제공한다. 예를들면주식시세, 뉴스및날씨정보, VOD, 음악스트리밍서비스등은기존의인터넷콘텐츠제공자와협력을통해텔레매 틱스사용자에게서비스를제공하게된다. 하지만, 기본적인텔레매틱스사용자 를위한서버기능들, 예를들면 PIM(Personal Information Management), 사용 자의단말기에적합하도록콘텐츠변환/ 합성(Contents Adaptation and Integration), 혹은단말기와의네트워크연결관리등은 TSP 서버에서해줄수 도있다. 이러한기본적인 TSP 서버기능은기존의다른인터넷서버에서해왔 던기능과유사하다. 다음은이러한기본적인 TSP 서버기능과구조를정리하여 나타낸그림이다. TSP 서버의기능중에기존의다른인터넷서버의기능과크게다른점중의 하나는 Context data 를관리하는것이다. Context data 란사용자의정보( 예를들 어사용자의인적사항혹은관심분야), 사용자의차량정보( 예를들어차량위 치정보, 주행거리및속도, 차량번호, 차량의오일등의상태정보) 등을일컫 는데 Context-Aware 서비스를받기위해서꼭필요하다. TSP 서버는그외에도사용자가원하는서비스나자원을찾아주는서비스를

78 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 제공해주어야한다. 예를들어현재자동차의위치에인접하면서가장싼주유 소( 혹은쇼핑몰이나식당등) 를찾는경우를생각할수있다. 이렇게원하는서 비스나자원을찾는것을 Resource Discovery Service 라고한다 텔레매틱스무선네트워크구조 텔레매틱스무선네트워크를통하여언제어디서나서비스가가능하여야한다. 이를위한무선네트워크는크게무선 Wide-Area-Network와무선 Local-Area-Network, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 세가지로분류할 수있다. 각각의무선네트워크는단말기의이동성이나전송속도등의특징이 다르다. 운전중에는주로무선 Wide-Area-Network 를, 정차한경우는고속의 무선 Local-Area-Network 를사용하게된다. DMB의경우는운전중이나정차 시모두서비스를받을수있다. 이중 DMB는 CD 수준의음질과데이터또는영상서비스가가능하고우수한 정지및이동수신품질을제공하는멀티미디어방송으로지상파 DMB와위성 DMB 로구분된다. 텔레매틱스사용자에게다양하고질좋은방송콘텐츠, 멀티미 디어부가서비스, 오락등을제공할수있다. 지상파 DMB 의경우단방향( 방송 용) 이나위성 DMB 의경우양방향을지원한다 텔레매틱스단말기구조 텔레매틱스단말기는무선네트워크로 TSP와통신하면서사용자가텔레매틱 스서비스를제공받도록해준다. 이때단말기에는다양한종류의하드웨어와소 프트웨어들이탑재된다. 1) 단말기하드웨어구조 단말기하드웨어구조는크게단말기자체구조와단말기와차량내의다른 하드웨어들과의통신구조로나눠볼수있다. 단말기자체는무선네트워크가가 능한일종의컴퓨터이다. 따라서, 단말기자체에는임베디드장치들과무선네트 워크모뎀이탑재된다. 또한, GPS 등의센서도탑재된다. 차량내에는단말기이 외에도차량제어장치, A/V 장치등의다른하드웨어들이탑재된다. 단말기는 이러한차량내기기들을제어하거나이들과데이터를주고받는다. 이러한차량 내의기기간의통신방식에대한표준화가진행되고있다. 자동차의내부의전장 및내장장치의제어통신방식으로는 IDB-C가사용되고 A/V(Audio/Video) 시 스템의데이터통신으로는 IDB-1394(400Mbps 급) 와 MOST(25Mbps 급) 가경합을 벌이고있다. 차량내기기간의통신을위해무선통신을이용하면탑승자의휴대단말기 (PDA, 캠코더등) 를차량내장치들과쉽게연동하여사용할수있다. 현재추

79 새로운네비게이션만들기 세는블루투스(Bluetooth) 를이용한차량내장치간데이터통신이제안되고있 다. 블루트스는 10m 의거리내에서데이터통신이가능하고, 최대 1Mbps의전송 을지원한다. 2) 단말기소프트웨어구조 단말기에는다양한종류의텔레매틱스응용프로그램들이설치되어운영된다. 이때단말기소프트웨어구조는이러한응용프로그램들의설치, 실행및관리를 위한기본적인틀을제공해준다. 현재개발중인소프트웨어구조는크게자바 계열과 Windows CE 계열로나눠볼수있다. 2. 텔레매틱스서비스종류 [ 그림 2-2] 텔레매틱스서비스종류 < 출처 : 참고문헌 2> 가. 길안내서비스 터치스크린을사용, 쉽고빠르게목적지입력 막히는길을피해가장빠른길안내 최적, 최단, 빠른길항법모드설정제공 다양한목적지검색방법제공( 명칭검색, 주소검색, 전화번호검색, 분류검색, 주 변검색, 웹검색)

80 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 나. 교통정보서비스 원터치로정보센터를통해교통정보제공 서울시/ 수도권/ 부산시주요도로의교통소통정보제공 현위치주변도로의교통정보제공 고속도로소통정보제공 고속도로 CCTV 모니터 다. 안전운전정보서비스 전국무인교통감시카메라안전운행정보제공 무선인터넷을통한최신정보업데이트 안전운행을위해 500M 전방부터무인카메라경보음제공 위험지역, 급커브지역, 터널지역음성안내제공 라. 정보마법사서비스 무선인터넷을통한실시간생활정보제공 웹과단말기를통하여쉽고빠르게컨텐츠변경 별도터치없이원터치만으로서비스제공 웹에서마법사설정하여단말기와연동 마. 생활정보서비스 무선인터넷을통한여행, 레저, 문화공연, 날씨와생활등의컨텐츠제공 전자메일/ 전화번호부/ 주소록관리기능 바. 주변시설정보서비스 주유소, 가스충전소, 카센터, 주차장등자동차에필요한필수시설안내 음식점, 공공기관등생활편의시설정보제공 최신정보주기적으로업데이트 사. 웹과의연동서비스 웹에서검색한지점및경로를저장하여단말에서저장된지점및경로를활용 경유지를지정하여맞춤경로설정 주요일정및거래처관리

81 새로운네비게이션만들기 3. GPS 를이용한 CNS(Car Navigation System) [ 그림 10-3]GPS 이용사례< 출처 : 인터넷사이트 2> 이전까지카네비게이션시스템은말그대로자동차를이용해가고자하는목 적지를알려주는디지털길잡이였다. 그것도일부고급승용차에나설치하는일 종의사치품으로인식되었다. 그러나오늘날카네비게이션은단순한도로안내 나교통정보를알려주는데머무르지않고다양한생활편의용정보를제공하고 있다. 기술면에서도최단거리계산, 특정위치정보(POI: Point of Interest), 서비 스탐색, 음성인식, 휴대전화접속등이실용화되고있다. 카네비게이션시스템은지상 2만Km의 6개궤도상에서 24개의위성항법장치 (GPS) 위성이발사하는전파를수신하여차량내부에장착한모니터에차량위 치, 목적지까지의최단거리등을표시하여주는도로교통안내장치이다. 카네 비게이션시스템에는 3개이상의위성에서동시에수신할수있는장치가탑재 되어있는데, 전파가해당차량까지오는시간을기초로각각의위성과차의거 리를계산, 3차원영상으로경도와위도를매우정밀한수치까지파악해내는것 이다. SKT에서는 2002 년부터네이트드라이브서비스를제공하고있으며, KTF에서 는 2004년 6월부터 K 웨이즈라는서비스를제공하고있다. 4. 차량원격진단서비스 차량원격진단서비스는핸드폰을통해언제, 어디서나차량의고장유무를 손쉽게파악할수있는서비스이다. 자동차 ECU(Electronic Control Unit) 커넥 터에텔레스켄(TeleScan) 및핸드폰을연결한후무선통신망을통해차량진단

82 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 서버에접속해안전진단서비스를제공받을수있다. 차량원격진단서비스는언제, 어디서나차량진단이가능한핸드폰기반서 비스이며자동차비전문가라도손쉽게자가진단이가능하다. 즉, 차량원격진단 서비스는이동통신사업자의무선데이터서비스를이용한차량의원격관리와 관제를 DB 화하여이용고객( 차량소유자, 정비업체) 의효율적인관리를하고자 개발된온오프라인의자동차유지보수솔루션이다. 고객차량의원격제어를위한 모듈과정비업체와의연계를위한온오프라인커넥션방안을오두포함한통합 차량관리솔루션이다

83 새로운네비게이션만들기 읽기자료 1. 제주도의텔레매틱스시범도시화 제주도의텔레매틱스시범도시사업추진은세계적인관광도시인제주도가명 실공히정보관광도시로거듭태어난다는데그의미가있다. 텔레매틱스는원 격통신(Telecommunication) 과정보과학(Informatics) 의합성어로위성위치확인 시스템(GPS) 과지리정보시스템(GIS) 을활용해차량운전자휴대전화나개인휴대 단말기로각종정보를제공하는종합정보시스템이다. 이에따라관광객과운전자 들은이서비스를통해맞춤형교통, 여행, 정보, 외국어통역서비스, 오락등을 제공받을수있다. 제주가시범도시로지정된것은지리적, 경제적으로다른지 방보다유리한여건을갖고있기때문이다. 우선제주가텔레매틱스의주고객층 인렌터카운용량이전국최고인데다국제적관광지로관광객이많아이서비 스의활용과홍보가쉽다는점이이점으로지적됐다. 또제주가지리적으로독립 된공간이어서서비스및대상지역선정시주변지역에미치는영향을최소화할 수있는 전파청정지역 이라는점도시범도시선정에중요한요인으로작용했다. 이같은조건속에서텔레매틱스시범도시사업이성공적으로추진되면다소 열악한제주지역 IT( 정보기술) 산업을활성화할수있을것으로기대된다. 특히 2000 년무렵국내에도입되기시작한텔레매틱스는올해들어다양한단말기와 서비스가등장하면서이용자층이급속도로넓어지고있는점과이동통신사들이 시장선점경쟁을벌이고있는점을감안할때제주도가정보관광도시로서위상 을높일수있으며도내업체가 IT분야에서경쟁력을확보할수있을것으로예 상된다. 또제주도의관광. 문화정보콘텐츠를좀더효율적으로활용할수있는 체계를마련할수있어향후관광산업과문화콘텐츠관련산업의발전을촉진 할수있는기회가될것으로전망된다. 이외에도제주도내신규로필요한콘텐츠를구축하기위해도내청년실업자 가2년동안약 350명에 2개월간기술교육을받을수있고기술이수자들이관련 업체로취업의기회가제공될경우청년실업해소에도도움을줄전망이다. 이에 따라정보통신부와제주도는텔레매틱스시범도시사업의성공적인추진을위해 상호협력을강화할방침이다. 정통부는시범도시사업의활성화를위해전문기술지원을비롯해서비스개 발과보급, 기술표준화및인력양성등정책적인지원에나설계획이다. 제주도 는각종자료, 정보, 인력및시설을지원하는한편텔레매틱스단말기탑재차 량회사의협력을적극유도키로했다. < 출처 : 제주일보>

84 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 2. 네비게이션시스템 (navigation system) 자동차등에서음성과영상표시로운전자에게목적지까지의최단경로나도로 정보등을알려주는시스템으로카네비게이션시스템 (Car Navigation System) 이라고도한다. 데이터를입력한 CD와소형디스플레이를운전석에탑재하고특 수센서로자동차의현재위치를파악하여디스플레이상의지도에나타내거나, 교통정보를표시한다. 일본마쓰다자동차등이일찌감치개발에착수했는데, 일본교통관리기술협회 가중심이되어신자동차교통정보통신시스템(AMTICS) 에대한개발도추진 하고있다. 당초에군사용으로개발되어현재에이르렀다. 한국에서는 1990년대 후반부터자동차에네비게이션시스템을장착하기시작했는데점점확대되는추 세이다. 현대오토넷 대우통신 삼성전자등에서제품을출시하고있다. 2.1 GPS 와네비게이션의차이 GPS와네비게이션의가장큰차이점은지도검색능력이다 에설치되어있는교통안내와관련된다양한정보들을 GPS가전국도로 DB로구축하고이것을 음성으로전달해주는시스템이라면, 네비게이션은액정화면을통해현재의위치 와원하는목적지까지의지도를화면과음성으로알려주는위치안내시스템이 다. [ 그림 1] 전화번호만으로목적지까지안내해주는 PDA네비게이션 GPS 와는기능면에서큰차이가있기때문에가격에서도많은차이를보인다

85 새로운네비게이션만들기 GPS의경우는 20~40만원정도의제품들이주류를이루는반면네비게이션은 70~150 만원정도의제품들이주류를이루고있으며, 요즘은게임기능, MP3 기 능, 추천맛집과같은생활레저정보안내와함께 TV 기능까지두루갖춘네비 게이션들이상용화되고있다. 2.2 GPS 기능을포함하는네비게이션의다양한종류 네비게이션은고가의제품이고, 계속 PC를이용해업그레이드하여사용하는 제품이기때문에최근지리정보를활용할수있으며, GPS에서발전한아주기 본적인기능의경제적인네비게이션부터 2D, 3D기능으로 3차원지리정보를편 리하게제공하는다양한네비게이션이있다. [ 그림 2] 단순기능의네비게이션제품 < 출처 : 인터넷사이트 4>

86 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) [ 그림 3] 멀티미디어기능을갖춘네비게이션풀패키지 < 출처 : 인터넷사이트 5> 3. 네비게이션 컨버전스바람 최근컨버전스( 융 복합) 기능이강조되면서네비게이션에도다양한기능을통 합한컨버전스제품이잇달아나오고있다. 파인디지털이최근내놓은 5.1인치 네비게이션단말기 파인드라이브(Fine-A500) 는 TTS(Text To Speech) 기능이 적용돼보다정확하고상세한길안내와여행정보를제공한다. 기존네비게이션이 "500 m 앞에서좌회전입니다" 라고안내했다면이제품은 "500 m 앞역삼역에서좌회전입니다" 라는식으로지명을넣어말해준다. 그만큼 정확한길안내가가능해졌다. 이제품은또파인디지털이자체제작하는네비게 이션여행도서 3 고길라잡이 의관광지정보와관광지사진을수록했다. 필요에 따라메모리카드를추가로달수도있다. 전국주요교차로구간에서는실사이 미지로안내를해줘초보운전자의길찾기도도와준다. 고급텔레매틱스기능인 실시간교통정보 실시간빠른길찾기 실시간고속도로 CCTV 화면 을지원하 고리모컨조절기능도있다. 현대오토넷의보급형네비게이션 폰터스 3.5인치포터블네비게이션 (HNP-3510) 은차량에달아본체를분리하면휴대용멀티미디어플레이어(PMP) 로이용할수있다. MP3 파일, 동영상, 사진보기도버튼하나로해결된다. 지원하

87 새로운네비게이션만들기 는파일포맷은 WMA, MP3, MPG, DIVX, WMV, BMP, JPG 등거의모든그 래픽과동영상을볼수있다. 기존제품들이인터넷으로도로정보등을내려받아 설치해야했던것과달리 012 무선호출망을이용해정보를자동으로업데이트 하고도로교통, 일기예보, 뉴스도받아볼수있다. HNA-3520 은여기에 TV시청 도가능하다. HNA-6210 은게임기능과경로안내중화면이상시분할돼상세 한길안내기능에충실하다. 기륭전자의 조이앤나비 CNS4000 은 FM 트랜스미터가내장됐다. FM주파수로 네비게이션에서재생되는 MP3 음악을카오디오로보내줘자동차의스피커를통 해서음악을들을수있다. 기존네비게이션은본체에내장된소형스피커로음 악을듣거나별도케이블로카오디오시스템과연결해야했다. 이제품은또 WMV, MPG 포맷의그림을슬라이드로보여주거나 포맷의동영상파일을재생할수있고 JPG, BMP PC 처럼바탕화면으로저장할수도있다. 무인과속카메라와위험구간을알려주는 GPS 기능과게임, 디지털앨범, 동영상재 생등을 16대 9 와이드화면으로제공하는 멀티플레이어 다. < 출처 : 경향신문

88 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 조국현(2001), 인터넷으로본정보통신개론, 이한출판사 최종원(2005), 컴퓨터네트워킹 3 판, 피어슨에듀케이션코리아 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉과학출판사 김형철(2004), 인터넷이해와활용, 한빛미디어 2. 인터넷사이트 1 한국전자통신연구원 2 디지털타임스 3 텔레매틱스산업협회 4 네비게이션코리아 6 네비게이터관련카페 7 http: //k-ways.magicn.com KTF 텔레매틱스서비스사이트

89 새로운네비게이션만들기 정보과학-2주심화단원 2 활동지 2-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 조사발표 ] 통신(Telecommunication) 과정보공학(Informatics) 의합성어로서의텔레매틱스 기술은우리생활의여러분야에서편의성을높여줄것이다. 예를들어운전자 와탑승자에게위치정보와교통안내, 긴급구난, 원격차량진단, 인터넷( 금융, 뉴 스, 이메일, 메신저, VOD) 및모바일오피스기능등을제공하는서비스가생활 중심에자리잡을것이다. 인터넷검색을통하여다음의기초지식과자료를검색후모둠별로발표자료 를준비한다. 1. 텔레매틱스의정의와특징을조사하여정리해봅시다. 2. 텔레매틱스서비스의종류에대하여조사하여정리해봅시다. 3. 차량원격진단서비스의특징을정리하여발표해봅시다

90 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-2주심화단원 2 활동지 2-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 4. 제주도의텔레매틱스시범사업에대하여조사하여발표해봅시다. 5. 텔레매틱스중우리주변에실제로사용되는예를조사하여발표해봅시다

91 새로운네비게이션만들기 정보과학-2주심화단원 2 활동지 2-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ] 1. GPS 위성을이용한네비게이션의특징에대하여조사해봅시다. 2. 네비게이션의기능과미래활용도에대하여조사하여봅시다

92 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-2주심화단원 2 평가도구 (1/2) 교육청영재교육원 중학교이름 학생용 < 자기평가서> 평가부문특징( 분야별 2 가지이상) 추후보완해야할사항(1가지내외 발표준비 발표태도 내용의함축성 내용의독창성 본인스스로발표자료에대한의견( 주장) 을요약해서기록합니다

93 새로운네비게이션만들기 정보과학-2주심화단원 2 평가도구 (2/2) 교육청영재교육원 중학교이름 학생용 <( ) 모둠별상호평가지 > 평가자 모둠모둠원 제 목 평가항목 발표준비 1) 발표자료 2) 발표형식 발표태도 1) 자세와음성 2) 내용전달 평가의견특징(2 가지이상) 개선사항(1 가지) 내용함축성 내용독창성 1) 2) 1) 2) 내용의체계화내용의구조화내용의일관성신기술제언 위에서평가한내용들을기초로하여이상적인발표자료목록을구성하여봅시다. 평가의견은모둠별로토의와협의를거쳐가장대표적인의견을요약해서기록합니다

94 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3 주주제네비게이터의특징및기능이해하기 본활동은 네비게이터의특징및기능이해하기 시간으로네비게이터의특 징은무엇이며네비게이터의기능은어떠한지조사하고실제로실습한다. 교육목표 정보과학분야사고력신장 정보과학분야특정지식습득 정보과학분야특수능력습득 교육내용 1-3. 창의적인문제발견및해결책 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 세부교육내용 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 네비게이터 에대해발표를실시한다. 네비게이터의특징및기능에대해설명한다. 네비게이터의작동원리와활용범위에대해실습한다

95 새로운네비게이션만들기 교육방법 발표와토론, 강의, 실습 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 1. 정보과학분야 사고력신장 3. 정보과학분야 특정지식습득 1-3. 창의적인문제발견및해결책 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 -현재 GPS 기술이여러가 지측면( 기술적, 경제적 등) 에서가지는가능성과 한계점에대해토론해본 다. -네비게이터의의미와원리 를학습한다. - 네비게이터의특징및기 능, 작동원리와활용범위 를학습한다. - 자동항법장치의작동원리 와활용범위를학습한다. 발표와토론강의 4 정보과학분야. 특수능력습득 4-1. 문제의구조화및모델링능력 - 네비게이터의작동원리와 활용범위에대해실습한 다. 실습 준비물 교사용학생용 관련시청각자료, 사진 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 인터넷검색용 PC

96 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 본 학습자가준비한발표내용에 대하여간단한질문을하여준 비정도를파악한다. 네비게이터의특징및기능이 해하기 에대하여발표할학습 자를선정발표하고토론을진 지도교사는학생스스로 가진행할수있도록도 우면서, 모든학생들이 참여하도록독려한다. 활동 행한다. 네비게이터의특징및기능에 대해설명한후정리한다. 네비게이터의작동원리와활용 범위에대해실제로실습을실 시한다 인터넷으로실습을할 수있도록사전에인터 넷및멀티미디어환경 을확인한다. 정리활동 본시간에배운개념정리 다음교육내용안내 5 주요초점질문 1. 네비게이터의특징및기능은무엇인가? 2. 네비게이터의작동원리와활용범위는무엇인가?

97 새로운네비게이션만들기 도입활동 지도활동 1. 지난주과제활동지 2-2(1) 를확인한다. 2. 이번주의세부교육내용을소개한다 3. 동기유발자료를활용한다. 동기유발 " 월요일아침, 폭주하는시민들의성난전화로서울교통상황실은완전히마비되어버렸다. 종로3가에서광화문까지버스를탄한시민은무려 10 만원이넘는요금이찍혔다며언성을높였다. 도로의운전자들도혼란을비껴가지는못했다. 자동차계기판의네비게이션스크린은 "NO SIGNAL" 만깜박이며운전자들을속터지게했다. 어렵사리도착한사무실한쪽의 TV 화면에서는부산항에입항하던초대형컨테이너선이느닷없이항로를이탈하며좌초했다는긴급속보가흘러나오고있었다. 2006년 6월 26일아침 6 시, 미국은한반도전역에서 GPS 신호를차단했다. " 위뉴스는위성항법시스템의한종류인 상황을가정한시나리오다. 여기에서는위의 GPS 신호가차단될경우벌어질 GPS와관련된기술로우리생활에서사용되고있는네비 게이션에대해알아보면서이와관련된여러정보기술들을살펴보려고한다. 4. 학습목표를제시한다 본활동 1. 지난주과제를발표하고토론내용을종합하여정리하면서학생스스로 정리할수있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록 지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 2. 네비게이션의의미에대하여정리해본다. 필수정보참조 활동지 3-1(1) 사용

98 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3. 네비게이션의원리에대하여정리해본다. 필수정보참조 활동지 3-1(1) 사용 4. GPS 위성을이용한네비게이션의특징에대하여조사학습한다. 필수정보참조 활동지 3-1(1) 사용 5. [ 실습 ] 네비게이션중 에서빠른길찾기를이용하여내가살고있는곳에서원하는곳까지의길찾기를실제로해본다. 활동지 3-1(2) 참조 6. 자동항법시스템의작동원리와활용범위에대하여알아본다. 필수정보참조 7. 자동항법시스템의미래에대하여논의해본다. 필수정보참조 8. 현재 GPS 기술이여러가지측면( 기술적, 경제적등) 에서가지는가능성과 한계점에대해토론해본다. 활동지 3-1(3) 참조 정리활동 1. 학습내용정리 2. 다음교육내용안내 활동지 3-2(1) 사용

99 새로운네비게이션만들기 탐구학습자료 1. 네비게이션의의미및원리에대하여정리해봅시다. 활동지 3-1(1) 참조 2. GPS 위성을이용한네비게이션의특징에대하여정리해봅시다. 활동지 3-1(1) 참조 3. 자동항법장치의작동원리와활용범위에대하여정리해봅시다. 활동지 3-1(1) 참조 [ 실습 ] 4. 네비게이션중 에서빠른길찾기를이용하여내가살고있는곳에서원하는곳까지의길찾기를실제로해봅시다. 활동지 3-1(2) 참조 [ 토론학습 ] 5. 현재 GPS 기술이여러가지측면 ( 기술적, 경제적등 ) 에서가지는가능성과한계점에대해토론해봅시다. 활동지 3-1(3) 참조 [ 자료조사 ] 6. 위치기반서비스 (Location Based Service) 에대하여조사해봅시다. 7. 위치기반서비스이용방법에대하여조사해봅시다. 8. 위치측정기술에대하여조사해봅시다. 활동지 3-2(1) 참조

100 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 평가 평가내용 현재 GPS기술의가능성과한계점에대해토론함으로써창의적인문제발견 및해결책능력을평가한다. 네비게이션과자동항법장치에대한전반적인특정지식을습득하고활용범위 를학습함으로써정보과학과연관된과학이론, 인간과컴퓨터의상호작용을 평가한다. 자동항법장치의작동원리와활용범위를조사하여발표할수있는가? 평가방법 실험실습평가: 본활동 4번활동시평가 평가도구 1/1 평가기준 사용 네비게이션의의미와원리를이해하였는가? 위치기반서비스를이해하고설명할수있는가? 네비게이션과자동항법장치의작동원리와활용범위를독창적으로분석하 였는가? 평가유의점 기본개념을이해한후응용단계로전이될수있도록함으로서학생들이 올바른방법으로문제해결력을함양할수있도록지도한다

101 새로운네비게이션만들기 필수정보 1. 네비게이션의의미 우리가흔히알고있는네비게이션은차량항법시스템 (Car Navigation System) 에서온말이다. 차량항법시스템이란운행중인자동차에위치정보를제공하여목적지에 정확하게유도하는운행안내시스템또는운행유도시스템을말한다. 위성위치 확인시스템(GPS) 위성으로부터수신된자료를이용하여현재차량의위치및진 행방향을설치된모니터를통하여운전자에게보여주며, 모르는지역을방문할 경우출발지와목적지를입력하면화면상에진행해야할도로와거리예상시간 등을표시해준다. 기기에따라서는차량항법시스템(CNS) 에서표시한방향과 다른방향으로진행할경우경로를재설정하거나경고메시지를방송하여운전 자의안전운전에많은도움을준다. 2. 네비게이션 ( 인공위성을이용한차량항법시스템 ) 의원리 네비게이션은한마디로인공위성을이용한차량항법장치이다. 이제까지는 여러분이여행을가거나낯선곳을찾아갈대종이에인쇄가된지도를가이드 로사용하였다면, 네비게이션은인공위성의도움을받아화면과음성으로길 안내를자동적으로해주는기능을가지고있다. 낯선곳에서사거리를만나거나야간주행중에길을몰라차를정차하고지 도책을펼쳐길을찾기란여간번거로운일이아니다. 그러나네비게이션은좌회 전, 우회전등의음성을통한길안내는물론 1300여곳에달하는전국의무인감 시카메라의위치도사전에예고를해줌으로서교통사고도예방해주는역할까 지수행한다. 한마디로, 네비게이션은전국어디나길을상세히안내해주며, 여러분은편 안하게운전에만전념할수있도록도와주는첨단과학장비이다

102 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3. 네비게이터의작동원리 3.1 GPS(Global Positioning System) 1) 기본개념 GPS(Global Positioning System) 가어떠한원리로작동되는가를이해하는것 은개념적으로매우단순하다. 근본적으로 GPS는삼각측량의원리를사용하는데 전형적인삼각측량에서는알려지지않은지점의위치가그점을제외한두각의 크기와그사이변의길이를측정함으로결정되는데반해 GPS에서는알고싶은 점을사이에두고있는두변의길이를측정함으로미지의점의위치를결정한다 는것이고전적인삼각측량과의차이점이라할수있겠다. 인공위성으로부터수신기까지의거리는각위성에서발생시키는부호신호의발 생시점과수신시점의시간차이를측정한다음여기에빛의속도를곱하여계 산한다. 거리 = 빛의속도 * 경과시간 실제로위성의위치를기준으로수신기의위치를결정하기위해서는이거리 자료이외에도위성의정확한위치를알아야하는데이위성의위치를계산하는 데는 GPS 위성으로부터전송되는정보를사용한다. 2) GPS 의구성 [ 그림 3-1] GPS의구성요소

103 새로운네비게이션만들기 1 우주부문 GPS 우주부문은모두 24개의위성으로구성되는데이중 21개가항법에사 용되며 3 개의위성은예비용으로배치된다. 위성궤도의반경은약 20,183km의원 이고, 12시간을주기로지구주위를돌고있으며궤도면은지구의적도면과 55도 의각도를이루고있다. 모두 6개의궤도는 60도씩떨어져있고한궤도면에는 4 개의위성이위치한다. 실용위성의공전주기는 0.5 일, 개별수명은 7.5 년으로계획되어있다. 각위성 은세슘원자시계 2 대, 루비듐원자시계 2 대가탑재되어있으며, 무게는약 845kg 이다. 이와같이 GPS 위성을지구궤도상에배치하는것은지구상어느지점에서 나동시에 5개에서최대 8 개까지위성을볼수있게하기위함이다. 현재의 GPS 위성들은미국의 Rockwell 사에서제작되고있으며가격은위성한 대당약 4 천만달러이다. 한편위성을궤도에진입시키는데드는발사비용은위 성한대가격의약 1/4인 1천말달러로써지금까지 GPS 체계를유지하는데미 국방성에서투자한금액은 100 억달러이상이다. 각위성의무게 900kg 정도로 태양전지판을완전히펼쳤을경우폭이약 5m 이다. [ 그림 3-2] PS 위성과궤도 2 관제부문 지상제어국에서수행하는업무는위성에서송신되는신호의품질점검, 위성 궤도의추적, 위성에탑재된각종기기의동작상태점검및그밖의각종제어작 업등이있다. 지상제어국은아래그림과같이전세계적으로 5 개소가있다. 4개

104 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 의무인제어국은대부분적도부근에일정한간격으로배치되어있으며, 주제어국은미국콜로라도스프링스에있다. 주제어국은다른제어국과달리위성의궤도를수정할뿐만아니라사용불능위성을예비위성으로교체하는업무를담당하고있다. [ 그림 3-3] GPS의지상제어국 3 사용자부문 GPS의사용자부문은 GPS 수신기와사용자단체로이루어진다. GPS 수신기 는위성으로부터수신받은신호를처리하여수신기의위치와속도, 시간을계산 하는데 4 개이상위성의동시관측을필요로한다. 이것은 3차원좌표와시간이 합쳐져 4 개의미지수를결정해야하기때문이다. GPS 수신기는현재항해와, 위 치측량, 시간보정등다양한분야에이용되고있다. 나. GPS 위성을이용한네비게이션의특징 - 정확한 3 차원위치, 고도, 시간정보를제공함 - 전세계적으로하루 24시간연속적으로서비스를제공함 - - 수동적이며무제한의사용자에게정보를제공함 어떤기상조건에서도사용가능함 - 간섭과방해에강함

105 새로운네비게이션만들기 4. 자동항법시스템의활용범위 가. 차량항법시스템 1) 차량항법시스템의개념 차량항법시스템(Car Navigation System ; CNS) 은선박 항공기등의항법장 치에쓰이고있는초정밀위치측정시스템 GPS(Global Positioning System) 를차 량용으로개발한것으로, 현재지구주위를선회하는 24개의 GPS위성이송신하 는데이터를수신하여운행중인차량의현재위치, 진행방향, 목적지까지의최적 경로, 각종편의정보를제공해편안하고안전한운전환경을제공한다. 2) 차량항법시스템의종류 차량항법시스템의종류는상용되는기기에따라크게 데, 전용시스템, 복합형, PDA 용, PC 용이그것이다. 4종류로나눌수있는 1 전용시스템 이것은네비게이션기능만을위해제작된것으로요즘널리사용되고있다. [ 그림 3-4] 전용시스템 2 복합형네비게이션기능과함께다른기능이같이포함된기기들을말한다. 능으로는일반TV, PMP, DMB 등의기능이포함된다. 다른기 [ 그림 3-5] 복합형

106 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3 PDA 용 개인용휴대단말기(PDA) 에 GPS 수신기와네비게이션프로그램을설치하여 네비게이션의기능을할수있도록한것이다. 평상시에는 PDA로사용을하다가 차에탑승할때, 네비게이션으로사용할수있다. 즉, PDA와네비게이션두가지 용도로사용이가능하다. [ 그림 3-6] PDA용 4 노트북용일반노트북에 GPS 수신기와네비게이션프로그램을설치하여네비게이션의기능을할수있도록한것이다. [ 그림 3-7] 노트북용네비게이션프로그램실행화면 5노트북용 GPS 시스템 휴대용컴퓨터를위한 GPS 시스템 PACY-CNV10 23) 이 3대의인공위성으로 23) 노트북용 GPS 시스템 PC 카드네비게이션킷 PACY-CNV

107 새로운네비게이션만들기 부터전파를수신하고있다. 4개이상의위성으로부터전파를수신하면보다정 밀도높은 3 차원위치측정이가능하다. 2005년소니에서발표한 PC 카드네비게이션킷( 이하 PC 네비게이션) 은노트북 에서손쉽게 GPS 위치측정을실현하기위한킷이다. 이전부터시리얼을통해 PC에접속할수있는 GPS 위치측정수신장치는있었지만지도소프트웨어가 제공되지않아도입하는데어려움이많았다. 이 PC 네비게이션에는필요한모든 것이있어다른준비없이 GPS 위치측정이가능한게특징이다. GPS(Global Positioning System) 란인공위성전파를이용해현재위치를찾 는( 위치측정) 시스템으로처음에는미국국방성이군사용으로개발했다. 자동차 네비게이션시스템에서흔히볼수있다. PC 네비게이션에는 GPS 수신기와 GPS용 PC 카드, 지도소프트웨어와통신 용드라이버가포함돼있다. GPS 수신기에는소니의 I PS-5100G 가사용된다. 안테나일체형수신기로한손에쏙들어갈정도의크기지만최대 8개의인공위 성으로부터전파를동시에수신할수있다. IPS-5000G에서의신호는시리얼포트 를통해전송되지만신호레벨이다르기때문에직접 PC 에서취급할수없다. 여기에부착된 PC 카드를통해접속하게된다. 이 PC카드에는레벨컨버터와시 리얼컨트롤러가내장돼있어 IPS-5000G로부터데이터를 PC에서이용할수있 는형태로변환한다. 이 PC 카드는시리얼포트로인식된다. 나. 기타자동항법시스템활용분야 1) 항공기분야 [ 안개자욱한밀림의전장. 길이 10여cm의약간큰 모기 가지상 군에앞서적정염탐에나선다. 잠시뒤이모기는 100 만화소(, pixel) 의선명한화질에적진지의모습과지상군의규모를전송한다. 이어 B2 폭격기가출격하고모기는폭격의성공여부를전한다.] 첩보영화나소설에나올법한미래전장비초소형비행체 (MAV, micro air vehicles) 의활약상이다. 이코노미스트최신호보도에따르면미국방선진연구국(DARPA) 은최근 군수산업체록히드마틴사가주도하는컨소시엄과 1,000만달러에 MAV 개발계 약을맺었다. 록히드사는 마이크로스타 로명명된 MAV를올해안에선보일 계획이다

108 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 개발중인 MAV 는이미시험비행을마쳤다. 마이크로스타의원형이된캘리포 니아의한연구소가개발한 15cm의 블랙위도우 는시속70km로 16분간비행 에성공했다. 그러나실전에서는 1 시간가량비행해야한다. 미군은대당 1,000달 러에불과한이장비를지상군분대단위까지보급한다는계획이다. 비행체모양 은다양하게연구되고있다. 블랙위도우는외계인비행접시를닮았다. 앞쪽에는 배터리로동력을받는프로펠러가달렸다. 배터리가덩치가크고폭발위험성이 있다는문제로가스터빈이나연료칩개발도병행되고있다. 또다른연구소에서 개발중인모기모양의비행체는양날개를펄럭거리면서비행한다. 동력으로는 왕복운동이가능한생화학근육이개발중이다. MAV 는자동항법장치를장착, 지구궤도상의지표위치확인위성(GPS) 에연결 돼운항한다. 또 2년내개발가능한 100만화소의고화질을자랑하는소형카메라 와전송장치는동영상정보를송신한다. 마이크로스타는이모든장비를싣고도 무게가 85g 밖에나가지않는다. 비행체를초소형으로만드는비결은통합기술. 날개는안테나로도사용되고연료통은기체구조를결정짓고엔진은동체와결합 된다. 전쟁터에서는물론산업스파이포착까지이비행체의임무는매우다양할 수있다. 단하나전문가들이우려하는가장큰위협은정체가노출됐을경우파 리채한방에무력화할지도모른다는것이다. 2) 선박자동항법시스템 삼면이바다인우리나라는국토개발의효율성증진및자원개발을위해서는 해양개발이필요하다. 이를위해서추진되고있는자율무인잠수정( Autonomous Underwater Vehicle, AUV) 의개발사업은해양자원개발및해양공 간이용, 확보차원에서경제, 사회적으로필요성이높아지고있다. 이러한 AUV 를개발하기위해서는수상지원선과의통신, 현작업위치의정밀계측및자동항 해제어기능이필요하다. 이들중에서자동항해제어기술은 AUV 개발에기본이된다. 자동항해를위해 서는수중에서 AUV의 3 차원운동을정확히측정할수있어야하는데, 이를위 해서고정밀도의관성항법장치(Inertial Navigation System, INS) 를이용하거나 소나신호를이용한수중위치추적장치를이용하는방법이제안되고있다. 그러 나고정밀도의 INS는고가일뿐만아니라크기및중량이크므로소형AUV에는 탑재하기가용이하지않다. 그리고소나신호만으로위치를추적하기에는 AUV 에탑재된 CPU 에과중한부담을주게되므로적합하지않다. 따라서중급의정

109 새로운네비게이션만들기 밀도를갖는 INS와소나신호를적절히조합하여 AUV의운동을측정할수있 는자세계측장치(Motion Reference Unit, MRU) 의개발이필요하다. 또한첨단전자기술을기존의종이해도의제작기술에접목시켜선박의안전운 항에필수적정보를디지털화하여선박의안전항해를획기적으로도울수있는 전자해도를개발하고이를항해자에게보급함으로서날로대형화되고있는해 난사고의예방에기여할계획이다. 한편국방부는해양조사원이전자해도개발에채택하고있는국제표준을국 방해도의표준규격으로사용키로결정함으로서국립해양조사원이개발하는전 자해도가민간은물론국방목적으로유용하게사용될수있는계기를마련하였 다. 전자해도의기능은전자해도상의목표항로, 예정항로설계. 수정, 항해중위험 물의자동감지및우회항로선정, 경제항로의자동선정, 자동항법및운항상 황감시, GPS 자료의수신으로선박의운항항로표시기능등이있다. 5. 자동항법시스템의미래 (1) GPS 의미래 아무도정확히 GPS 의미래가어떨지는알수없다. 10년전만해도 GPS가현 재와같이도약할줄아무도예상못했다. GPS의미래가어떻게될지는아무도 모르지만추측해볼수은있다. 몇년전만해도거의모두 GPS 수신기는미국 에서제조되었지만현재일본과우리나라에서도대량생산을하고있으며, 가격도 저렴해지고있다. 멀지않아다른나라에서도곧생산이가능하게될것이다. 차에장착된자동 차항법시스템은우리가어디에있고어디로가로있으며어떻게우리가가고 자하는방향으로가야하는지를알려주고있다. 멀지않아손목에찰수있는수 신기도곧나올전망이다. 가까운미래에는길을잃는다는자체가시대착오적인 말로받아들여질것이다

110 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) (2) 카네비게이션시스템의미래 GPS 네비게이션의발전방향 GPS/INS 통합항법시스템 Real-Time Carrier Phase 를이용한측량및항법 다양한 DGPS항법 RAM (Receiver Autonomous integraity Monitoring) GLONASS, inmarsat 등과연계된사용 선진여러나라들은 21세기의첨단도로교통체계를추진하고있는데이것이 ITS(Intelligent Transport System) 이다. ITS 는자동차와그이용환경( 도로 주차 장등) 을지능화 첨단기술화함으로써사람과자동차와도로가일체의시스템으 로상호작용, 운전환경의최적화를이룰수있도록해준다. 이에따라신속하고 안전한그리고쾌적한자동차문화가실현될것으로기대되고있다. 실제일본에서는 96년 4월부터차량항법장치와각종통신미디어를통해차량 정체, 도로공사, 사고, 주차장등의교통정보를주행중의차량에전달하는차량 정보통신시스템인 VICS(Vehicle Information & Communication System) 가실용 화되고있다. 우리나라보다먼저차량항법시스템을상용화한일본은 네비게이션 워(Navigation War) 라는신조어를탄생시킬만큼차량항법시스템이폭발적인인 기를끌고있으며, 일본전파신문사가선정한 94년도히트상품 5위에기록되기도 했다. 96년도에는총출하대수 70 만대를기록했으며, 성능도단순한전자지도 에서부터점차기능이고도화되고있어차량항법시스템을중심으로하는차량 멀티미디어는첨단을향해계속나아가고있다. 차량항법시스템은원하는목적지를쉽게찾을수있도록신속하고안전하게 안내함으로써드라이브에새로운즐거움을선사해줄것이며, 향후지능형교통시 스템인 ITS 가실용화되면운전자에게종합교통상황등을제공, 그야말로꿈의 자동차를실현하는데크게기여할것으로기대되고있다. 핸들에서손을떼고발을의자에올린체프리웨이를질주한다. 믿겨지지 않지만꿈속에서나일어날일이지난해샌디에이고인근 15번프리웨이에서실 제로선보였다. 연방정부와자동차학계및업계가컨소시엄형태로연구해온

111 새로운네비게이션만들기 자동항법시스템 프로젝트가이날프리웨이에서의시범주행에성공한것 이다. 이날각종첨단설비가장치된시범주행차량은총 7.6마일에이르는프리웨이 구간에서아무런사고없이최고시속 1백20마일까지속도를올리며시험주행 을마쳤다. 이자동차에는컴퓨터와이동감지센서가설치되었으며앞 뒤범퍼에 는다른차량과의간격을유지할수있도록자성체가부착됐다. 또이동감지센서는도로표면에설치된특수자석으로부터신호를받아방향 을유지했으며전반적인운행조절은차내부에설치된컴퓨터가맡았다. 출구 에다다르면도로옆분리벽에설치된항법카메라가자동차에신호를발사, 컴퓨터가스스로알아서목적한출구로향했다. 네비게이션은처음에군사적목적으로개발되었다가민간에그기능의일부 가개방된것이다. 전세계상공에떠있는 24개 GPS 위성에서발사되는데이터 로오차범위 100m 내에서실시간으로현재의위치를계산해준다. 즉, 위치추적시스템(GPS) 단말기를통해위성에서수신한도로정보를액정 표시장치(LCD) 모니터에보여주며, 이정보를간단히조작하여현재의위치, 목 적지까지의지리정보, 원하는위치까지의최단거리정보등을얻을수있습니다. 동시에주유소, 정비소, 편의점등각종정보를음성으로안내해주기도한다. 인공위성에서우리가사는지구를한눈에내려다볼수있다는것은누구나 다알고있는사실입니다. 바로이점을활용하여지구상의모바일화된첨단장 비와의교신을통하여길안내를해주는장치가바로네비게이션이다. 최근에상용화초기단계에진입한 능성이더무궁무진하다는것을보여준다. Wibro( 지능형이동통신) 는통신의발전가

112 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 읽기자료 1. 위성항법시스템 (Global Navigation Satellite System) 위성항법시스템(GNSS) 이란인공위성네트워크를이용해지상에있는목표물 의위치를정확히추적해내는시스템이다. 이시스템에는현재미국에서만든 GPS, 구소련에서만든 GLONASS 유럽연합(EU) 에서만들고있는 Galileo Project 가여기에속한다. < 표1 위성항법시스템의종류> 위성항법시스템만든나라위성수현재상태 GPS 미국 24개이용중 GLONASS 러시아( 구소련) 24 개( 현재 8 개) 진행중 Galileo 유럽연합 (EU) 30개진행중 인공위성에서오는전파신호를받아현재자기의위치를알아내는위성항법 시스템중제일먼저만들어진것은미국의 'GPS(Global Positioning System)' 인 데, 이것은미국국방성에서군사적인목적으로 1978년부터만들기시작한것으 로, 1995년부터는지구주위를도는 24 대의인공위성으로구성되었다. 당초요격 미사일의유도를위해개발됐던 GPS는냉전시대가끝나면서민간영역으로그 이용범위를급속히넓혀항공기, 선박, 차량의자동항법시스템등에도널리사 용되고있다. 러시아도미국의 GPS 에대응되는 'GLONASS(Global Navigation Satellite System)' 를보유하고있다. GLONASS는 1982년구소련에서위성을발사하기시 작하여 GLONASS가완성되는경우에는총 24 대의위성으로구성되지만, 러시아 의경제사정등에의해현재운용되고있는위성수는 8 개정도이다. 그런데 GLONASS는 GPS와달리주파수분할다중방식을채택하고있어서위성마다 반송파의주파수가다르다. 그리고 GPS에서군사용으로만허용되는 P-code를 GLONASS 에서는민간이사용할수있도록허용하고있다. GPS나 GLONASS가군사적인목적으로설치된것이기때문에미국이나러

113 새로운네비게이션만들기 시아가유사시에자국의이익을위해서이위성시스템을사용하지못하게할수 있다는불안감이사용도가높은여러나라에서제기돼왔다. 유럽에서는이문제를해결하기위해서민간이설치하고운영하는인공위성 시스템인 ' 갈릴레오(Galileo)' 를만들기로하였다. 2002년 3월열린바르셀로나정 상회담에서승인된이갈릴레오프로젝트는 GPS와 GLONASS가군사적목적으 로출발한데비해민간용도를우선시하고있으며계획대로추진된다면오는 2008 년본격가동될예정이다. 갈릴레오가사용하는기술은기본적으로 GPS나 GLONASS와동일하나갈릴 레오시스템은 30 개의위성과지상관제시스템으로구성되며, 1m 이내까지물체 의위치를파악할수있어미국방부가군사위성 24개로운영중인 GPS(30m) 보 다정확도가훨씬뛰어날것으로보인다. [ 그림1] 갈릴레오프로젝트구상도복합형 2. 네비게이션의활용의예 국립중앙박물관( 관장이건무) 은세계최초로박물관에적용되는네비게이터서 비스를실시하고있다. 박물관네비게이터서비스란요즘장착이일반화되고있는차량네비게이션 과유사한개념의모바일서비스로서, 박물관을찾은관람객에게단순히전시품에 대한정보만이아니라, 관람객의현위치와최적화된관람동선에대한정보까지 제공함으로써관람의편의를돕는새로운개념의박물관관람안내서비스이다. PDA와 MP3 등단말기를대여받은관람객이전시품앞에서면개별전시품

114 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 위에설치된적외선발생장치와전시품에관한정보를주고받아관람객들에게 화상및음성으로전시물에대한안내를제공받을수있는세계최초의첨단전 시안내시스템이다. 용산새국립중앙박물관은약 40여개의상설전시실을모두살펴보기만 11시 간, 거리로약4Km 가소요될것으로예상되지만, 모바일단말기가추천하는추천 코스중하나를선택할경우 2시간정도의관람만으로도주요전시품을재미있 게관람할수있도록프로그래밍되어있어, 특히박물관을처음찾는관광객이 나초심자들에게그활용도가더욱높다. 박물관측은시간이없는관광객을위 한명품100 선코스, 수학여행온학생들을위한수학여행100 선코스, 어린이와 함께온가족관람객을위한어린이안내코스 4 종등, 모두 12종의추천코스를준 비하고있다. 국립중앙박물관은 MP3 400 대, PDA 300대등총 700대의단말기를운영하고 있으며, 박물관네비게이터서비스를원하는관람객은홈페이지를통해사전에 회원가입후박물관에서신분증을제공하고단말기를대여받을수있도록하고 있다. 세계최초로박물관에적용된 전시품북마크서비스 는또다른자랑이다. 진열 장한구석에서숙제때문에유물설명카드의내용을베껴적는학생들은그동안 박물관에서보아오던익숙한풍속도였다. 그러나이제그런모습은북마크서비 스와함께사라질듯하다. 관람객은숙제에대한걱정없이여유있게전시품을 감상한뒤북마크정보를이용하여집에서과제물을작성하면되는것. 본서비스의또다른특징은박물관학예사와외부전문가뿐만아니라사회 명사와전문작가들이공동으로작업하여구축된국내최대규모의약2,000건의 방대한 ' 참여형눈높이콘텐츠' 를기반으로했다는것이다. 그동안딱딱하고다 소지루한감이없지않았던박물관전시설명이이렇게편안하고재미있을수 있다는것은참신한충격으로받아들여진다. 국내에서모바일단말기를이용한관람안내는 1996년국립중앙박물관상설전 시실을통해본격적으로도입된이래, 2001년국립민속박물관의 MP3 단말기도 입과 2004년리움박물관의 PDA 단말기도입을통해경량화, 멀티미디어화되며 발전되었는데, 2005년세계최초로네비게이터개념을접목한관람안내서비스를 국립중앙박물관에서제공함으로써한국은전시관람분야의정보화에있어서다 시한번세계최고수준임을과시할수있게되었다. 이서비스의시스템구축은삼성전자에서담당하고있는데, 국립중앙박물관의

115 새로운네비게이션만들기 콘텐츠와삼성전자의하드웨어가어우러져과연세계적수준의시스템과서비스 가이루어지고있는것이다. 대전에있는국립중앙과학관에서는위와비슷한네비게이터안내시스템을 이용하여이해하기어려운과학작품에대하여자세한관람안내( 설명) 도하고관 람이종료되면관람자의관람경로와설명자료등이본인의메일로전송되는서 비스를제공하고있다. [ 국립중앙박물관 ] [ 국립중앙과학관 ] 만원대청소로봇개발 [ 파이낸셜뉴스 ] 가정에서손쉽게사용할수있는저가의가정용청소로봇이국내한중소기 업에의해서도개발됐다. 멀티미디어가전업체인우리기술은순수한국내기술로 고기능을갖춘 60 만원대의가정용청소로봇을개발하여시판하고있다. 이에따라앞으로폭발적으로시장규모가늘어날것으로예상되는청소로봇 시장을놓고 LG, 삼성등대기업과전문기업간의시장선점을위한치열한경쟁 에예상된다. 기존제품은외국기업이나국내대기업이개발한것으로 200만 300 만원대의고가제품이주류를이루고있다. 반면우리기술이개발한청소로봇 은고기능을갖춘데다가격경쟁력에서대기업제품을압도하고시장에서의선 전이예상된다. 기존청소로봇들은청소영역을계산하기위해벽을따라서돌아다는방식인데 반해최근우리기술이개발한청소로봇은청소할영역을여러구역을임의대로 나눠구역마다바둑판모양으로청소하는 스마트24) 네비게이션알고리즘 방식 을채용했다. 이제품은직경 33cm, 높이 11.3cm, 무게 5kg으로 2시간충전으로 1 시간동안사용할수있다. 흡입모터는 100W 이며, 벽이나장애물을감지하는전 방초음파센서 3개와바닥높이를감지하는바닥센서 3개를탑재했고 30평크 기의공간을약 60 분에청소할수있다. 또트윈브러시를사용해자동청소기능을향상시켰으며, 리모컨을이용한부분 청소도가능하다. 자동청소기능과예약청소기능, 청소후자동충전기능도가 지고있으며후속으로물걸레질이가능한제품도상용화를준비하고있다. 한편우리기술은보안기능과오락기능을갖춘홈로봇에서전시장, 내방객을응대하는 안내로봇 을개발하여사용하고있는수준이다. 박물관에서 24) 스마트기술처럼음성과동작등종합정보를하나의프로세스에서감지하여인공 (smart home) 지능처럼작동하게하는신기술을지칭함

116 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 조국현(2001), 인터넷으로본정보통신개론, 이한출판사 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉출판사 2. 인터넷사이트 1 SKT 텔레매틱스서비스사이트 2 KTF 텔레매틱스서비스사이트 3 텔레매틱스산업협회 4 한국인터넷진흥원 3. 가볼만한장소 국립중앙박물관 : 1945년 9월조선총독부박물관을인수개편하여경복궁안의석조전건물에 서처음으로업무를시작하였다. 1953년 8월서울환도이후잠시남산분관 에서머무르다 1954년 10 월덕수궁석조전으로이전하고, 1972년경복궁에 박물관을신축하여확장이전하였으며, 1986년옛중앙청건물로이전하였 으나건물이철거됨에따라 1996년경복궁내의사회교육관건물을증개축 하여개관했다. 2004년 10월까지경복궁에서운영되다가 2005년 10월 28일 서울용산가족공원내의새로운건물에서개관했다

117 새로운네비게이션만들기 정보과학-3주심화단원 2 활동지 3-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 네비게이션의의미및원리에대하여정리해봅시다. 네비게이션이란 네비게이션의원리 2. GPS 위성을이용한네비게이션의특징에대하여조사해봅시다. 3. 자동항법장치의작동원리와활용범위에대하여조사해봅시다

118 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-3주심화단원 2 활동지 3-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 실습 ] 1. 네비게이션중 에서빠른길찾기를이용하여내가살고있는곳에서원하는곳까지의길찾기를실제로해봅시다. 출발지 : 도착지 : 빠른길찾기 : 느낀점 :

119 새로운네비게이션만들기 정보과학-3주심화단원 2 활동지 3-1(3) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 토론학습 ] 1. 현재 GPS 기술이여러가지측면 ( 기술적, 경제적등 ) 에서가지는가능성과한계점에대해토론해봅시다

120 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-3주심화단원 2 활동지 3-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ] [ 자료조사 ] 1. 위치기반서비스 (Location Based Service) 에대하여조사해봅시다. 2. 위치기반서비스이용방법에대하여조사해봅시다. 3. 위치측정기술에대하여조사해봅시다

121 새로운네비게이션만들기 정보과학-3주심화단원 2 평가도구 (1/1) 교육청영재교육원 중학교이름 학생용 < 실험실습평가 > 1. 실험실습제목( 창의적이고독창적인명칭으로기술하시오) 2. 실험실습에필요한이론과형식 3. 실험실습방법 4. 실험실습결과( 내용) 출발지 : 도착지 : 빠른길찾기 : 느낀점 :

122 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 4 주주제 네비게이터의길찾기서비스원리분석하기 본활동은 네비게이터의길찾기서비스의원리분석하기 시간으로실제네비 게이터는어떻게길찾기서비스를하는지그원리를분석해보는시간입니다. 교육목표 정보과학분야사고력신장정보과학분야적성강화정보과학분야특수능력습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 창의적인문제발견및해결책정보과학의미래비전제시정보과학과실생활과의연계성문제의구조화및모델링능력자율적탐구및학습능력공동작업능력 세부교육내용 네비게이터의정보송수신방법에대해설명한다. 네비게이터의길찾기서비스원리에대해설명한다. 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 네비게이터의길찾기서비스 에대해발표를실시한다

123 새로운네비게이션만들기 교육방법 발표와토론, 강의, 실습 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 1. 정보과학분야사고력신장 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 - 위치측정기술의종류와특 징을이해하고네비게이터 에적용한다. 강의및브레인스토밍 2. 정보과학분야적성강화 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 - 네비게이터의정보송수신 방법에대해설명한다. - 네비게이터의길찾기서 비스원리에대해설명한 다. 강의실습 - 위치정보시스템사용에따 4. 정보과학분야특수능력습득 4-1. 문제의구조화및모델링능력 른정보화역기능( 개인정 보침해등) 과생활의편 의성에대하여탐구해봅 탐구활동 시다 자율적탐구 - 응용서비스동향및개인 5. 정보과학분야일반능력신장 및학습능력 5-3. 공동작업능력 정보침해가능성에대해 조사하고모둠별발표한 조사발표 다. 준비물 교사용학생용 관련시청각자료, 사진 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 인터넷검색용 PC

124 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 네비게이터의정보송수신방 20 법 에대하여학습한다. 본활동 네비게이터의길찾기서비스 원리 에대하여학습한다. 응용서비스동향및개인정보 침해가능성에대해조사하고 발표한다 지도교사는학생스스로 가진행할수있도록도 우면서, 모든학생들이 참여하도록독려한다. 발표자의내용중에서토론이 가능한내용을선정하여토론을 진행한다. 토론내용을종합정리한다. 20 본활동에대한순서는 지도교사의편의에따라 바꾸어도무방함 정리활동 본시간에배운개념정리 다음교육내용안내 5 주요초점질문 1. 네비게이터의정보송수신방법은무엇인가? 2. 네비게이터의길찾기서비스원리는무엇인가?

125 새로운네비게이션만들기 지도활동 도입활동 1. 지난주의과제활동지 3-2(1) 를확인한다. 2. 이번주의세부교육내용을소개한다 3. 학습목표제시한다 본활동 1. 네비게이터의정보송수신방법에대해서학습한다. 읽기자료참조 활동지 4-1(1) 사용 2. 위치기반서비스이용방법에대하여정리하고이야기해본다. 필수정보참조 활동지 4-1(1) 사용 3. 위치측정기술의종류와특징을정리해본다. 필수정보참조 활동지 4-1(1) 사용 4. LBS 의정의를이해한다. 필수정보참조 5. 무선측위방식의기본원리를비교해본다. 필수정보참조 활동지 4-1(2) 사용 6. 응용서비스동향및개인정보침해가능성에대해조사하고발표토론해본다. 필수정보참조 활동지 4-1(3) 사용

126 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 7. 발표및토론내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할수 있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 정리활동 1. 학습내용정리 2. 다음교육내용안내 활동지 4-2(1) 사용

127 새로운네비게이션만들기 탐구학습자료 [ 강의노트 ] 1. 네비게이터의정보송수신방법에대하여정리해봅시다. 활동지 4-1(1) 참조 2. 위치기반서비스이용방법에대하여정리해봅시다. 활동지 4-1(1) 참조 3. 위치측정기술의종류와특징을정리해봅시다. 활동지 4-1(1) 참조 4. 무선측위방식의기본원리를비교해봅시다. 활동지 4-1(2) 참조 [ 탐구활동 ] 5. 위치정보시스템사용에따른정보화역기능 ( 개인정보침해등 ) 과생활의편의성에대하여조사해봅시다. 활동지 4-1(3) 참조 [ 자료조사 ] 6. 그래프이론중한붓그리기와오일러길에대해서조사해봅시다. 활동지 4-2(1) 참조

128 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 평가 평가내용 위치측정기술의종류와특징을이해하고네비게이터에적용해봄으로써창 의적인문제발견및해결능력을평가한다. 네비게이터의정보송수신방법과길찾기서비스원리를설명함으로써정 보과학의미래비전제시와정보과학과실생활과의연계성을평가한다. 위치정보시스템사용에따른정보화역기능( 개인정보침해등) 과생활의편 의성에대하여탐구하여문제의구조화및모델링능력을평가한다. 모둠별로응용서비스동향과개인정보침해가능성을조사하여발표함으로 써자율적탐구및학습능력과공동작업능력을평가한다. 평가방법 수행평가 : 본활동 5번활동시평가 평가기준 활동지 4-1(2) 사용 네비게이터의정보송수신방법을이해하였는가? 위치측정기술의종류와특징을이해하고설명할수있는가? 위치정보시스템사용에따른정보화역기능( 개인정보침해등) 과생활의편 의성에대하여조사하여발표할수있는가? 평가유의점 자료조사와정리단계에서학생들이창의성을갖고참여하도록지도한다

129 새로운네비게이션만들기 필수정보 1. 정보송수신방법의개요 텔레매틱스서비스를위해서는셀룰러와 WLAN/DSRC와같은무선액세스 기술, GSP 기술, 단말플랫폼기술, 무선측위및 GIS/LBS/ 교통정보서버기술 등복합기술이필요하다. 텔레매틱스서비스제공을위한텔레매틱스서비스제 공을위한텔레매틱스정보수집망과정보분배망은기존의무선통신기술을 활용할수있다. 하지만, 차량에초고속멀티미디어서비스를제공하기위해서는 차세대셀룰러이동통신기술과 DSRC 통신, W-LAN 통신, 방송 DMB 기술을 활용하여텔레매틱스통신망이고도화될필요가있다. 텔레매틱스서비스를위해필요한기본적인통신인프라기술을살펴보면다 음과같다. 개방형네트워크인인터넷의표준프로토콜(TCP/IP) 에대해서간단 히알아본다. 그리고무선액세스기술인셀룰러네트워크에대해서살펴본다. 이어서네트워크를통해서비스를제공하는서버기술을살펴보고, 마지막으로 GPS 와위치측위기술에대해서살펴본다. 2. TCP/IP 기초 인터넷이생기기이전의네트워크는각각다른기종의하드웨어와다른종류 의운영체제를사용하였고, 다른프로토콜로통신했기때문에이종네트워크를 통합하는인터넷에서는이종네트워크사이에서통신할수있도록해주는방식 이필요하였다. IP는인터넷에서채택한네트워크계층의프로토콜로어떤종류 의네트워크에도적용될수있고, 다른조유의네트워크사이에도통신할수있 도록해준다. IP 는네트워크상의노드와노드사이에서패킷의전송을담당한다. IP는 IP 주소라고하는 4 바이트숫자에따라서패킷을전달한다. IP 는이종네트워크를통합할수있도록해주지만, 매우간단한프로토콜이기 때문에신뢰할수있는전송을지원하지못한다. TCP는클라이언트의서버간의 신뢰할수있는전송을담당한다. 네트워크에서는데이터가소실될수있으므로 TCP 는에러검사와데이터가소실되었을때재전송하는법을제공한다

130 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) < 표 4-1> TCP/IP에맞는 4 계층 응용계층트랜스포트계층네트워크계층링크계층 Telnet, FTP, TCP, UDP IP, ICMP, IGMP 디바이스드라이버와인터페이스카드 3. 셀룰러이동통신 셀룰러이동통신이란무선통신을위하여기지국을육각형의셀로모델링하 여기지국및단말기에서적은출력으로통신하는방식을의미한다. 셀룰러이동 통신의기본적인개념은 1940년대 Bell Lab 에서제안된것으로, 기지국과단말기 의저출력을기본으로한주파수재사용에관한내용이었다. 하지만당시는이론 적인가능성만제시되었으며, 실질적인구현의가능성은 1970년대에이르러 microprocessor 의등장으로높아지게되었다. 이후실제상용서비스는 1983년미 국의 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 전하게되었다. 시스템의시작과함께급격히발 1980년대이동통신을 1 세대이동통신이라고한다. 1세대이동통신은주파수 변조방식인 FDMA 방식을사용하여음성을서비스하는수준이었다 년대에들어서면서, 이동통신사용자들은새롭게데이터통신서비스를 요구하기시작한다. 이를해결하기위해나타난 2세대이동통신시스템은음성과 함께저속의데이터통신을지원하였다. 2세대이동통신은크게시간분할방식 을사용하는 TDMA 방식과코드분할방식을사용한 CDMA 방식으로나눌수 있다. 유럽의 GSM 시스템과일본의 PDC 등은 TDMA 방식을채택하였으며, 미 국의 IS-95 시스템은 CDMA 방식을채택하여 9.6kbps/14.4kbps의데이터전송 속도를지원하였다. 3세대이동통신으로분류되는 IMT-2000은전세계적으로 2GHz대의공통된 주파수와유무선통합에의한통일된이동성관리기능을이용하면서고품질의 음성, 영상그리고고속데이터서비스를하나의단말기를통하여가능하게하는 것을목표로하였다. 국제적으로 IMT-2000의표준화는 ITU 주관하에진행하고있었으나, 여러 가지이유로하나의방식으로통일되지않고, 현재크게두가지의표준이이루 어지고있다. 하나는유럽식 GSM을바탕으로발전한비동기식 CDMA 방식이 고, 다른하나는미국의 IS-95 방식의 CDMA를기반으로한동기식 CDMA 방 식이다

131 새로운네비게이션만들기 4. LBS( 위치기반서비스 : Location Based Service) LBS( 위치기반서비스) 는말그대로사용자의위치정보를파악할수있게해 주는모든서비스를포괄하는용어이다. 예를들면인공위성을이용해사용자의 현재위치를파악하는 GPS( 위성위치확인시스템: Global Positioning System) 나데이터베이스를활용한주변위치와상세한부가정보를알아내는 GIS( 지리 정보시스템: Geographical Information System) 등이있다. 이러한기반기술들 을활용해사용자의위치를파악하고부가서비스를제공하는서비스를총칭하 여 LBS 라고한다. 원래 LBS 는대형유통업체에서차량이나화물운송, 추적등물류관제를위 해사용되어왔다. 하지만최근에는휴대폰이나 PDA 등각종이동단말기를이 용해친구찾기, 실시간교통정보, 현재위치, 날씨정보등일반인을위한서비 스가점차활성화되는추세이다. LBS 관련기술은크게현재위치를파악하기위한위치결정기술(LDT: Location Determination Technology), 위치데이터관리를위한위치기반서비 스기술, 위치기반서비스응용기술로나누어볼수있다. 그간자주접한 GIS나 GPS, 텔레매틱스등에비해 위치기반서비스 라는용어가다소낯설게느껴질 수도있다. 하지만위치기반서비스는 GIS, GPS, 텔레매틱스를포함하며사용자 에게위치관련정보를제공해주는모든서비스를망라하는개념이다. 무선단말기를통해사용자의위치를찾는것이 를찾도록도와주는것이 GPS이고사용자주변의정보 GIS라면사용자의주변정보를기준으로실질적인서 비스를제공해주는것이 LBS 이다. 긴급상황이발생했을때나특정장소를예약 할때, 그리고사용자의위치를기준으로주변상가에서활용할수있는전자할 인쿠폰을받는등의행위는위치정보를기반으로할때가능하다. 휴대전화로 상대방의위치를알아낼수있는 친구찾기 서비스도이용자가크게늘고있 다. 휴대전화를이용해친구나연인, 그리고자녀등의행선지파악은물론자신 의위치도상대방에게불과몇분안에알려줄수있게되었다. 서울의경우실제위치에서반경 300m~500m 이내, 지방은 1km 정도이내 에있는주요건물을표시할수있다. 특히무선인터넷에서이서비스를이용 하면단순히문자뿐만아니라지도를이용해보다상세하게상대방의위치를 확인할수있다. 특히, 어린자녀들과함께이서비스를이용할경우유괴나교 통사고등불의의사고를당했을때매우유용하게활용할수있다. 그러나여 러가지장점에도불구하고사회적으로도덕적으로불신풍조를조장한다는지 적도적지않다. 자칫사생활을침해할수있고감시를목적으로악용될수 있기때문이다

132 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 4.1. LBS 이용방법 LBS 플랫폼은크게단말기, 위치측정게이트웨이, 응용서버로구성되어있 다. 단말기는휴대폰이나 PDA등을의미하며사용자의위치정보를이동통신망에 전달하는역할을한다. 일반적으로게이트웨이는다른네트워크로들어가는입구 역할을하는장치를뜻한다. 위치측정게이트웨이는말그대로사용자의위치정 보를서비스제공업자에게전달하는인터페이스역할을하는시스템이다. 응용 서버는유무선위치기반서비스를제공할수있도록데이터베이스를이용하여 다양한정보를저장, 제공하는기능을수행한다. 위치기반서비스에서는간단한 사용자정보부터목표지점까지의최단거리, 상세한디지털지도를표현할수있 는 GIS 데이터베이스, 그리고실시간교통량이나뉴스, 기상정보등의세부적인 부가콘텐츠까지관리해야할정보가매우방대하기때문에따로서버를두고 활용한다. LBS 시스템에서위치를파악하는핵심적인기술은바로 GPS 이다. GPS는 인공위성을이용해위치와시간을정확하게알아내는항법기술로, 사용이간편하 고정확하며시간이나장소, 기상여건에관계없이사용할수있다는장점이있 다. 초창기에는휴대폰과기지국사이에신호를주고받아이를바탕으로휴대폰 의위치를파악하는방식이쓰였지만이방식은오차범위가너무크다는단점 이있다. 비교적기지국이촘촘한수도권의경우오차가반경 500m이내지만기 지국이듬성듬성한외곽지역은반경 1km 이상으로오차가커진다. 이에비해 GPS 기술을적용하면기지국이커버하지못하는사각지대를 냄으로써정확도를높일수있기때문에최근에는 있다. GPS GPS 위성이찾아 방식이주로사용되고 GPS는 1973년미국국방부에서군사적인목적으로개발되었으며특히 1991 년걸프전을통해뛰어난성능과효용성이검증되었다. 4.2 LBS 의정의 LBS는이동중인사용자또는이동중인사용자의위치를추적하는자에게무선및유선통신을통해쉽고빠르게사용자의위치와관련된다양한정보를제공하는서비스로, 외부에서이동중인사람이나차량등을효율적으로관리하

133 새로운네비게이션만들기 는데이용될수있다. 또, 어린이나노약자등보호가필요한대상의현재위치 나이동경로를보호자에게알려주는데도이용될수있다. 실제로미국에서는이 미휴대폰과 GPS 를통합한 GPSOne 솔루션을사용해긴급구난시스템인 911시 스템에 LBS 용하고있다. 개념을도입해긴급상황발생시해당자의위치를추적하는데활 무선단말기를통해사용자의위치를찾는것이 GPS 이고, 사용자주변의정 보를찾도록도와주는것이 GIS 라면, 사용자의주변정보를기준으로실질적인 서비스를제공해주는것이 LBS 이다. 5. 위치측정기술 5.1 위치측정기술의종류 우선 사용자의위치를파악하기위한측정기술의종류에는여러가지가있다. GPS 방식은단지수미터정도의오차만을허용하는정확한측위정보를 제공하지만, 단말에 GPS 칩을장착해야하므로고가화되는경향이있으며, 실내 에서는사용하기가어렵다는단점이있다. 다음으로셀방식은이동통신망의셀식별자(ID) 를이용하므로비용측면에서 추가적인부담이적으나정확성이떨어진다는단점이있다. 그밖에무선랜, RF 기술은원래위치추적용기술은아니지만서비스제공영역에있는단말기의 인식을통해위치정보의획득이가능하다. < 표 4-2> 측위기술의종류 기술인식방식측위범위 GPS 방식위성시스템이용수 m 내외셀방식이동망의셀 ID 이용 m 무선랜방식핫스팟내에서위치확인가능랜커버리지 RF 태그방식좁은반경내에서 ID인식좁은범위 LBS의대표적인서비스로각광받고있는네비게이션등은엄밀한의미에서새로운서비스가아니라텔레매틱스에서이미그서비스개념이구체화된것들이다. 단말기의차이와그에따른서비스형태상의차이는있을수있으나서비스성격은동일하다고볼수있다

134 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 위치측정기술은단말의위치를측정하기위한기술로서기지국수신신호를 이용하는네트워크기반(Network Based) 방식, 단말기에장착된 GPS 수신기등 을이용하는단말기기반(Handset Based) 방식, 그리고이들을혼합하여사용하 는혼합(Hybrid) 방식으로분류할수있다. 네트워크기반방식은특별한장치를추가로필요하지않지만위치정확도가 기지국셀크기와측정방식에따라차이가많으며, 일반적으로 500미터에서수 킬로미터까지의측정오차를가진다. 단말기기반방식은네트워크기반방식에비해위치정확도가높지만단말 기에 GPS 수신기등신호수신장치를추가로장착해야하며, 높은빌딩이많 은도심지역, 나무가많은산림지역, 그리고실내에서는신호의수신이간섭을 받아정확한위치를결정하지못하는문제가있다. 이러한두방식이가지는문 제를해결하기위하여두방식을혼합하여사용하는혼합방식, 즉 Assisted-GPS 기술이연구개발되고있다. 단말의위치를결정하기위한측정 기술은위치기반서비스의핵심기술로써위치측정에소요되는시간과위치정 확도를높이기위한다양한방법들이연구되고있다. 5.2 네트워크기반위치측정기술 이기술은기지국을이용한셀 ID 방식과휴대폰이보내는신호를이용하여 기지국에서위치를계산하는 AOA(Angle of Arrival) 방식, 기지국간의신호도 착시간차이를이용하여위치를계산하는 TOA(Time of Arrival) 방식, 그리고 휴대폰에서 2개이상의기지국신호의도착시간을측정하여위치를계산하는 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식등이있다. 5.3 단말기기반위치측정기술 단말기를기반으로하는위치측정기술은 3개이상의기지국에서수신되는 신호의상대적인도착시간차를측정하여위치를결정하는 E-OTD(Enhanced Observed Time Difference) 기술등이있다. E-OTD 방식은이동단말기가 3개이상의기지국에서수신된신호를상대적 인도착시간과거리의차를계산하여위치를결정합니다. E-TOD 방식은 OTD(Observed Time Difference), RTD(Real Time Difference), GTD(Geometric Time Difference) 방식을조합하여사용한다. OTD 방식은두기지국으로부터단 말기까지신호도착시간(T1, T2) 을계산하고, RTD 방식은두개의기지국에서 신호송신시작시간의차(T3, T4) 를계산한다. GTD 방식은기지국과단말기까

135 새로운네비게이션만들기 지의거리를계산하여두기지국의차(D1, D2) 를계산한다. 즉 GTD=OTD-RTD 가되어서 OTD 값을알고있고, 네트워크내의 LMU(Location Measurement Unit) 를통해 RTD 값을구할수있다. LMU란 BST(Base Transceiver Station) 내의하드웨어구성요소중의하나로서무선신호의타이밍정보를기록하고있 다. LMU의반경을기준으로단말기의위치반경을계산하며단말은 3개이상의 원의교점에위치한다. 5.4 혼합방식 혼합위치측정기술은네트워크기반기술과단말기기반기술을혼합하여 위치를측정하는기술로서 GPS 기술과네트워크기술을동시에사용하는 A-GPS(GPS+ 네트워크) 기술이사용될수있으며, CDMA 표준위원회에서표준 화한 AFLT(Advanced Forward Link Triateration) 방식도있다. 6. 무선측위 무선단말기사용자의정확한위치정보를측정하기위한기술을 Wireless Location Technology 라고한다. 이러한위치정보를제공하는방법은크게두 가지로나눌수있는데, Network-based 방법과 Handset-based 방법이있다. Network-based 방법의측위방식기본원리에는 TDOA(Time Difference of Arrival), AOA(Angle of Arrival) 와 RF Fingerprint 가있으며, Handset-based방 법의측위방식기본원리에는 GPS(Global Positioning System) 를이용하는 TOA(Time of Arrival) 가있다. 또한이러한측위방식의기본원리들을결합한 Hybrid 측위방식이있다. 6.1 AOA 방식 수신기로부터보내온신호의도래각을측정하여신호원을기준으로수신기로 부터오는신호의방향을찾아내어위치를결정하는측위방식이다. 즉, 하나의 기지국에서 4~12 개정도의안테나가각방향별로배치되어있고, 신호를보내는 안테나의번호를수신하여각기지국안테나의방향, 즉커버영역(cell site) 과 신호원과겹치는곳을그위치로파악하는방법이다. 이방식은 건물들에의해실제 LOS(Line of Sight) 를가정하고위치를구하는데도심지역에서는 LOS 신호성분이수신되지않거나반사되어들어온신호에 의해상당히큰오차가나타날수있다는문제를지니고있다. 또, 신호원과수

136 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 신기간의거리가멀어지면정확도가떨어진다는단점을지니고있으며, 이동망에서는신호가지속적으로유지되고있지않고그위치가변화하므로실제적용에있어서는어려움이있다. [ 그림 4-2] AOA 방식 6.2 TDOA 방식 두개의신호원으로부터전파도달시각의상대적인차를측정하여위치를결 정하는측위방식으로, 다수의신호원과한개의수신기로구성된순링크 (forward link) 방식과한개의신호원과다수의수신기로구성된역링크(reverse link) 방식이있다. TDOA 의기본원리는두신호원에서수신기까지거리의차에비례하는전파 도달시간차가측정되고, 두신호원에서거리가일정한곳즉, 두신호원을초점 으로하는쌍곡선위에수신기가위치하게된다. 이때, 각기지국은동기화되어 있어야하며기지국간의시간의동기화는위성시계를이용하여이루어진다. 이를 통해, 3개의신호원으로부터 2개의쌍곡선이얻어지고두곡선의교점이수신기 의위치가된다

137 새로운네비게이션만들기 [ 그림 4-3] TDOA 방식 6.3 RF Fingerprint 수신되는수신기신호의특성값을얻기위하여순간적으로수신된신호를 스냅샷(snap shot) 하고스냅샷된수신기의송신신호를분석하여수신된신호의 고유한특성을추출, 라디오카메라(radio camera) 가기존의데이터베이스와이 신호를비교분석하여수신기의위치를측정하는측위방식이다. 그러나이방식 의경우데이터베이스구축에높은비용이필요하며정확도가지리적환경과날 씨의변화등에크게의존하게된다. 또한, 지리적환경이바뀔때마다데이터베 이스를모두업그레이드를해야한다는문제점을지니고있다. 6.4 TOA 신호원과수신기사이의전파도달시간(TOA) 을측정하여수신기와신호원간 의거리를알게되는측위방식으로, 기본적으로신호원과수신기모두정확히 동기화되어야하며신호원에서수신기로부터신호가언제출발했는지를알기 위한시각표시가필요하다. IS-95B/C에서는신호원과수신기간의동기를맞추기 위하여 GPS 가이용된다

138 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) [ 그림 23-4] TOA 방식 6.5 무선측위방식 무선측위기술의방식에따라 Cell 추적방식, GPS 추적장식, Network 방식, GPS+Network, MSP Hybrid 방식등으로구분되며, 무선측위방식비교는 < 표 4-2> 와같다. Cell 측위기술 추적방식 GPS 추적방식 Network 방식 GPS + Network < 표 4-3> 기술개요 통신망기지국단위로위치추적 GPS 수신기를이용하여현재위치를파악 AOA 또는 TDOA 알고리즘을이용하여위치추적 GPS 방식과 Network 방식을혼합 GPS 없이전파DB를이용한Image MSP Hybrid방식 Matching + AOA + TDOA 알고리즘을혼용 무선측위방식비교 모바일 단말기 위치오차 범위 단말기 M GPS 수신기 + 무선모뎀 단말기 GPS 수신칩이내장된단말기 20M 내외 ( 개활지기준 ) 500M 내외 M 단말기 M 특징 오차가상당히심하다 GPS 수신기비용부담, 실내에서는위치추적불가, 음영지역에서는오차가심함 위치측정파라미터정보의신뢰성에따라차이가많이발생 Network 방식은위와같은문제발생 Hybrid 방식으로최적의알고리즘을상황에맞게적용하여 Network 방식의오차를대폭개선함

139 새로운네비게이션만들기 6.6 개발동향 LBS 서비스에서측정되는위치의정확도는무선측위기술에따라, 또한무 선환경의변화에따라차이가있다. 무선측위는현재미국(FCC) 에서 E-911 규 정을만족시키기위해가장활발히진행되고있으며, 제3세대이동통신시스템인 IMT-2000 에서도측위서비스제공을위한표준화가진행중에있다. IMT-2000 에서의무선측위는 IMT-2000 서비스로기본적인위치서비스를규정함에따라 이를제공하기위한무선측위방식을규정하기위한표준화가 3GPP를중심으로 이루어지고있다. 3GPP에서의무선측위는 ETSI SMG에서진행되던작업이계 속되고있는것으로볼수있다. 무선측위개발은이동통신망을이용하는것을기본으로하고있다. 무선측위 서비스는현재미국, 일본등통신선진국에서다양한서비스에활용되고있을 뿐만아니라국내에서도제공이시작되었다. 국내에서의서비스제공형태를보 면모든이동통신사업자들은휴대폰에 GPS 수신기를연결한형태로차량에대 한위치정보, 위치추적서비스를제공하고있다. 이는무선측위에서플리트관리 (fleet management) 서비스로분류될수있는서비스이다. 그런데국내의예에서 알수있는바와같이휴대폰에별도의 경우 GPS GPS 수신기를연결하여사용하게되는 수신기를구입해야할뿐만아니라부피가크고무거워개인용휴대전 화의형태로사용하는데불편함이따른다. 한편 GPS 수신기만을이용하는경우자신의위치는알수있으나통신수단 이없으므로광범위하게사용하기에는어려움이따르게된다. 따라서이동통신망 을이용한무선측위는별도의 GPS 수신기의구매없이현재사용하고있는단 말기를이용한다양한측위응용서비스제공이가능하게하고, 유럽에서제기되 고있는 GPS 위성의안정성문제도해결할수있게하므로개발의효과가매우 클것으로기대되는기술이라할수있다. Strategies Group 및국내의연구결과에나타난바와같이무선측위는 2005 년미국에서 80 억$, 국내에서 6 억$ 이상의시장을형성할것으로예상되는분야 로, 이를점유하기위한방안으로국내와같이이동통신망이전국적으로구축된 국가에서는이동통신망을이용하는기술이 기술중의하나일것이다. 21세기를위해반드시개발하여야할

140 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 7. 응용서비스동향 7.1 개인응용서비스동향 SKT 는네이트의위치기반포털서비스를위치기반정보, 커뮤니티및엔터 테인먼트, 커머스등 3 개부문으로나눠실시할예정이며, 이가운데상거래와 관련된서비스는단말기가위치한곳에서가장가까운택시를알려주는 택시콜 서비스, 원하는물품을선택하면가장가까운점포를연결해주는 주문배달서 비스, 단말기가위치한지역내에서쓸수있는쿠폰을제공하는 움직이는쿠폰 서비스 등이있다. 또한, 차세대 LBS 의하나인 모바일시큐리티서비스 제공을 위해국내최대보안업체인에스원과전략적제휴를맺고, GPS 단말기를소지한 고객이어린이나노약자의정확한위치를확인하거나위급한상황시긴급버튼을 누르면고객의위치가관제센터에전달되어, 신변안전용긴급출동서비스에이 용될수있으며, 이기술의상용화를위해향후출시되는모든단말기에 GPS 칩 을내장될것이다. KTF 는주변시설정보서비스, 추적서비스, 교통항법서비스(car navigation), 안전및구난서비스, 기업용위치추적서비스등모두 15가지의서비스를제공하 고있으며, 하반기부터는위치기반모바일상거래나모바일광고, 티켓예매등 광고및전자상거래서비스를신규로선보일계획이다. KTF는다른회사와달 리개인사생활을보호한다는측면에서이용자가수호천사서비스에등록하려면 반드시대리점을방문하도록했는데, 이는등록자가허용한위치추적자만이서 비스를이용할수있도록한것이다. LG텔레콤도 11가지정도의 LBS 서비스를제공하고있으며, 기존의친구찾기 나텔레매틱스서비스등을더욱활성화시키기위해서는오차범위를축소하는 것이중요하다고판단하고, GPS칩을이용해내장된휴대폰을사용해서위치추 적범위를 30m 이내로줄일수있도록하고있다. 현재 LG텔레콤이중점을두 는서비스는볼거리ㆍ먹거리ㆍ놀거리등의정보를제공하는POI (Point of Interest) 서비스로, 향후에는 POI 서비스와연계된모바일쿠폰서비스와 M-커 머스등을기획해시장을확대할방침이다. 텔레매틱스서비스와관련해서는, 현 대자동차와의합작법인인로티스의교통정보제공서비스를토대로교통정보에 서여행자정보, 응급대응, 차량진단, 원격지원서비스등각종정보서비스를 차량운전자와유무선인터넷을이용하는고객들에게제공할방침이다

141 새로운네비게이션만들기 7.2 기업용응용서비스동향 기업및산업에활용되고있는 LBS 관련서비스로는 SI업체들이기업고객을 위해물류, 유통분야에적용중인물류관제시스템을꼽을수있다. 물류정보화 바람으로가장먼저열린기업용시장에는대신정보통신(OK 넷), SK(Net-truck), 한국통신(CVO) 이포진하고있는가운데 SI 업체로는삼성SDS가새롭게시장에 참여했다. 이들업체는물류관제서비스에가입된트럭의규모가 1만대수준으로 미미한상황이지만, 향후개척될부문이많다고보고이동통신단말기와차량용 단말기의개발추이등을주시하며시장공략에박차를가하고있다. 삼성SDS는 삼성그룹내보안업체인에스원에긴급차량출동및추적서비스를제공하고있 으며영업사원이많은보험이나물류분야계열사로서비스를확대할방침이다. 7.3 공공부분응용서비스동향 공공부문에서는비상구조서비스, 긴급정보서비스, 공공목적의추적서비스 등에 LBS 관련기술이활용되고있다. 비상구조서비스는 119나 112 시스템과연 계하여응급재난상황에서구조기관에자동적으로위치정보를제공하는것이다. 긴급경보서비스는태풍, 지진, 홍수, 산사태, 산불등과같이긴급히대피하여 야할상황이발생했을때해당지역의사람들에게자동적으로긴급정보를제공 하는것이다. 공공목적의추적서비스는합법적인절차를통해범인이나도난차 량등의위치를추적하는것이다. 7.4 해외응용서비스동향 해외부문에서는, 응급구난서비스(E-911) 를준비하고있는미국을비롯해서, 이동통신네트워크기반의단순 LBS를제공하는유럽과일본은우리나라에비 해서비스다양성면에서뒤지고있는것으로나타났다. 미국은정부가발표한 E-911 규정에따라모든통신사업자가의무적으로응급구난서비스를제공하도 록돼있으나단말기, 장비개발과서비스안정화속도가더딘상태다. 유럽은프 랑스, 노르웨이, 이탈리아등각국주요사업자들이이동통신네트워크기반의 LBS 를제공하고있으며우리나라와달리모바일커머스보다는일반정보나위치 기반게임등에관심을보이고있다. 일본의경우, 우리나라와가장유사한형태 의 LBS를제공하고있으나다양성측면에서는한국이다소앞서는것으로나타 났으며 KDDI, 도코모, J폰등주요사업자가모두 LBS 를제공중이다. 이가운데

142 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) KDDI 는주변정보, 교통항법, 위치정보메일통지, 안전경호서비스등 4개서 비스를실시하고있으며도코모는친구찾기, 기업용위치추적, 안전서비스, 주변 정보, 지도찾기, 교통항법분야의서비스를선보이고있다. J폰은주변정보서비스 와휴대폰으로지도보내기를제공하고있다

143 새로운네비게이션만들기 읽기자료 1. GM OnStar GM OnStar 는미국의제너럴모터스에의해서제공되는텔레매틱스서비스로 서응급서비스, 차량원격진단, 도난차량위치추적등여러가지편리한서 비스를제공한다. GM은 1990 년대중반, 미국내자동차시장점유율이 30% 이하 로떨어지면서고객들을다시확보해야하는필요에의해텔레매틱스서비스인 OnStar 개발에나섰다. OnStar 는제너럴모터스북미본부, 델코전자, 휴즈전 자에의해서설계개발되었다. GM은 1996년캐딜락모델에서처음으로 OnStar 를선보였는데초기가입자들이호의적인반응을보임으로써 1998년에는 OnStar 의가입자가 2만 3 천명에이르렀다. GM은 OnStar 서비스를받을수있는차량 의수를계속늘렸는데, 올즈모빌, GMC, 쉐볼레, 폰티악과같은상위모델에 OnStar 를장착하였다. 1999년말에 OnStar는거의 15만명의가입자를확보하였 고수익이 4천300 만달러에달하였다. 2000년에는 31개의자동차모델에대해 OnStar 서비스를받을수있게하였다. 현재 OnStar는 GM의주된수입원으로서 큰역할을하고있다. 2. 서비스종류 OnStar 서비스는사용자가차량에설치된 OnStar 버튼을누르거나교통사고 와같은특정이벤트가발생했을때, OnStar 센터에서는상황에맞는서비스를 사용자에게제공해준다. 이를위해 GPS 위성을이용한위치정보를이용하고 있으며, OnStar 센터에는요원이항시대기하고있다. 다음은 OnStar에서제공 하고있는 13 가지서비스에대한설명이다. 2.1 에어백알림장치 (Air Bag Deployment Notification) 탑승자앞에설치된에어백이터지는경우, OnStar 센터에에어백이터졌다 는사실을알려주는서비스이다. 에어백이터지게되면, 차량의단말기는자동적 으로 OnStar 센터에신호를보낸다. 신호를받은 OnStar 센터의요원은먼저차 량의탑승자와통화를시도해서도움이필요한상황인지아닌지를탑승자에게 직접물어본다. 만약대답이없으면, 긴급한상황으로판단하여적절한조치를 취하게된다

144 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 2.2 긴급서비스 (Emergency Services) 사용자가응급상황에있는경우에빨간색 OnStar 버튼을누르면, 즉시도움 을받을수있도록해주는서비스이다. 빨간색버튼을누르면차량의위치정보 가 OnStar 센터에전송이되고, 동시에요원이지켜보는화면상에원적으로사 용자의응급상황이표시된다. 요원은가장가까운응급서비스제공기관에연 락을하여사용자를도와주게된다. 2.3 도난차량추적 (Stolen Vehicle Tracking) 사용자의차량이도난당했을때, 차량의위치를추적하여빨리찾을수있도록도와주는서비스이다. 사용자는자신의차량이도난당했다는사실을알았을때, OnStar 센터에도움을요청하며, OnStar 센터는경찰이도난차량을쉽게찾을수있도록도와준다. 2.4 원격도어잠금 (Remote Door Unlock) OnStar 센터에서원격으로문을열고닫아주는서비스이다. 사용자가자동 차열쇠를차안에둔채문을잠갔다면, OnStar 센터에문을열어달라고요청 할수있다. 당연히이서비스는차량소유주일경우에만가능하고, 이를위해 사용자는자신의고유아이디를요원에게알려주어야한다. 그리고문을여는것 을최고 15분후까지연기할수도있어서자신이차에도달하는데시간이조금 걸린다면몇분후에문을열어달라고요구할수있다. 또한사용자가차문을 잠그지않았다는사실을차로부터멀리떨어진후에알았다면, OnStar 차에신호를보내어사용자대신문을잠가줄수도있다. 요원이 2.5 주행방향 (Driving Directions) 사용자가목표로하는위치까지정확하게갈수있도록안내해주는서비스 이다. 요원들은최신의전자지도를가지고있다. 사용자가요청을하면, GPS 시 스템을이용하여사용자의차량위치를알아낸후, 목적지로의정확한방향을알 려준다. 뿐만아니라사용자가호텔이나 ATM 등을찾고있다면가장가까운위 치로안내해준다

145 새로운네비게이션만들기 2.6 도로상의도우미 (Roadside Assistance) 차량에돌발상황이발생했을때, OnStar 가도움을줄수있는서비스이다. 예를들어차량에연료가다떨어진경우, 타이어가펑크난경우, 혹은차가견 인된경우등과같이도로변에서일어날수있는예상치못한상황에대해, OnStar 요원이도움을줄수있다. 경우에따라서는사용자가자신의차를더 이상이용할수없는경우가생길수도있는데, 그런경우에는사용자의친구나 친척에게현재의상태와위치를알려주고차를가지고와서태워줄필요가있 음을알려주기도한다. 2.7 차량문제해결사 (GM Goodwrench Remote Diagnostics) 차량에문제가발생했을때, 그것을감지하여적절한대처법을사용자에게제 공하는서비스이다. 운행중에 Check Engine" 라이트가켜져있거나, 후드밑에 서이상한소리가난다면, 요원은원격에서그것을점검할수가잇다. 차량상태 에따라서는사용자가계속해서차량을운전해서는안되는경우가발생할수도 있다. 그런경우에는사용자에게더이상운전을해서는안된다는사실을알려 주기도한다. 또한차량수리가필요한경우, 요원이사용자를위해차량수리 날짜를대신해서잡아줄수도있다. 2.8 차량전화서비스 (Personal Calling) 차량내의전화서비스이다. 이를위해추가적인무선장비가필요없다. 이 서비스는음성으로명령을내릴수있는완전통합형의핸즈프리서비스이다. 또 한 Fidelity Investment에의해제공되는주식과투자도구들로사용자의포트폴 리오를추적하게하거나, 최신의뉴스를얻거나, 매일의운세를듣거나날씨, 교 통, 좋아하는스포츠팀들에대해알려주는가상요원서비스를받을수있다. 심 지어는이메일내용을듣거나자신의차로부터음성으로응답을받을수도있다. 2.9 편의정보서비스 (Information/Convenience) 요원은호텔예약을돕는것에서부터, 다양한편이서비스이용을도울수있 다. 요원은사용자를가장가까운 ATM, 주유소, 식당등으로안내해줄수있고, 특정회사를찾도록도와주고, 그위치를알려줄수도있다. 요원들은정기적으로 업데이트되는 700 만이상의서비스리스트를이용해서비스를제공해준다

146 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 2.10 원격경적및라이트 (Remote Horn & Lights) OnStar가원격으로사용자차의외부등을켜주거나경적을울려주는서비스이다. 이서비스는사용자가차의위치를알아내는데어려움을겪고있을때이용할수있는서비스이다 사고도우미 (Accident Assist) 교통사고가발생했을때도움을주는서비스이다. 요원은사용자의요청이있을 때, 사용자의보험회사, 경찰, 다른응급서비스와친구, 가족들에게연락을해 준다. 이를위하여 1 급의보험회사들과함께 최상의사고처리방법(best practices)" 리스트를만들어사고처리를가장적절하게할수있도록하였다 운전도우미 (Ride Assist) 사용자의차량이운전에적합하지않은경우에, 요원은사용자의요청에따라 택시를불러주기도하고, 택시이용이가능하지않다면, 친척이나친구에게연락 을해주는서비스이다 온라인도우미 (Online Concierge) 전세계많은도시들에있는오락물, 식당, 쇼핑을추천하는서비스이다. 사용 자는 OnStar의 Online Service 에접속하여도시와범주를선택한후, 자주묻는 질문을이용하여데이터베이스를검색하면된다. 만약필요한정보가없다면이 메일서비스를이용할수있다. 그러면그지역의도시전문가가이메일로답해 준다. OnStar는 52개의미국및기타국제도시에대한독자적인추천사항들과 정보를데이터베이스로구축하고있다

147 새로운네비게이션만들기 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 조국현(2001), 인터넷으로본정보통신개론, 이한출판사 김형철(2004), 인터넷이해와활용, 한빛미디어 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉과학출판사 2. 인터넷사이트 1 SKT 텔레매틱스서비스사이트 2 KTF 텔레매틱스서비스사이트 3 텔레매틱스산업협회

148 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-4주심화단원 2 활동지 4-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 강의노트 ] 1. 네비게이터의정보송수신방법에대하여정리해봅시다. 2. 위치기반서비스이용방법에대하여정리해봅시다. 3. 위치측정기술의종류와특징을정리해봅시다. 종류 특징

149 새로운네비게이션만들기 정보과학-4주심화단원 2 활동지 4-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 4. 무선측위방식의기본원리를비교해봅시다. 종류 원리및특징 AOA TDOA RF Fingerprint 샘

150 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-4주심화단원 2 활동지 4-1(3) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 탐구활동 ] 1. 위치정보시스템사용에따른정보화역기능 ( 개인정보침해등 ) 과생활의편의성에대하여조사해봅시다. 2. 위치정보시스템의개인정보침해가능성에대해기술적으로해결할수있는방법에대해생각해봅시다

151 새로운네비게이션만들기 정보과학-4주심화단원 2 활동지 4-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 자료조사 ] 1. 그래프이론중한붓그리기와오일러길에대해서조사해봅시다

152 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 5 주주제그래프이론 ( 한붓그리기, 오일러길 ) 본활동은텔레매틱스와네비게이션의원리가되는그래프이론에대해공부 하는시간입니다. 교육목표 정보과학분야사고력신장 정보과학분야특정지식습득 교육내용 수리적사고 알고리즘설계 이산구조 세부교육내용 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 그래프이론에대해설명한다. 그래프이론 에대해발표를실시한다. 한붓그리기와오일러길에대해설명하고문제를해결한다. 교육방법 발표와토론, 강의, 실습

153 새로운네비게이션만들기 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 - 한붓그리기와오일러길에 대해설명하고문제를해 1. 정보과학분야사고력신장 1-1. 수리적사고 결한다. - 학습자가준비한 그래프 이론 에대해발표를실시 한다. 문제풀이발표와토론 3. 정보과학분야특정지식습득 알고리즘설계이산구조 - 그래프이론에대해설명한 다. 강의 준비물 교사용학생용 관련시청각자료, 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 사진

154 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시 킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 학습자가준비한발표내용에 10 대하여간단한질문과정을통 하여준비정도를파악한다. 지도교사는학생스스로 그래프이론과오일러길 의개 30 가진행할수있도록도우 본활동 념을알고문제를해결한다. 오일러길이실생활에적용되는 예를논의한다. 20 면서, 모든학생들이참여하도록독려한다. 본활동에대한순서는지도교사의편의에따라 학습한내용에대해토론을진 30 바꾸어도무방함 행한다. 정리활동 본시간에배운개념정리 다음교육내용안내 5 주요초점질문 1. 그래프이론이란무엇인가? 2. 한붓그리기와오일러길의개념을이해하고문제해결에적용할수있는가?

155 새로운네비게이션만들기 지도활동 도입활동 1. 지난주의과제활동지 4-2(1) 을확인한다. 2. 이번주의세부교육내용을소개한다 3. 학습목표제시한다 본활동 1. 그래프이론이란 필수정보참조 2. 오일러경로와오일러회로의정의 필수정보참조 활동지 5-1(1) 사용 2. 오일러경로 과 오일러회로 을찾기 필수정보참조 활동지 5-1(2) 사용 3. 오일러경로와오일러회로를찾을수있는방법을정리해본다. 활동지 5-1(3) 사용 4. 오일러경로와오일러회로가일상생활에사용되는경우를생각해본다. 활동지 5-1(4) 사용 5. 발표및토론내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할수있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 정리활동 1. 학습내용정리

156 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 2. 다음교육내용안내 활동지 5-2(1) 사용 평가 평가내용 오일러경로 와 오일러회로 에대하여설명하고찾을수있는방법을조 사하여발표하게함으로써수리적사고를평가한다. 그래프이론에대한학습을통해알고리즙설계와이산구조를평가한다. 학습자가준비한과제의보고서, 학습자의발표내용, 토론참여도등을종 합적으로평가한다. 평가방법 활동지평가: 본활동 2,3,4번활동시평가 활동지 5-1(1),(2),(3),(4) 평가기준 사용 오일러경로 와 오일러회로 를이해하였는가? 오일러경로와오일러회로를찾을수있는방법을독창적으로분석하였는 가? 평가유의점 과제해결력보다그래프특성과원리를이해할수있도록지도한다

157 새로운네비게이션만들기 필수정보 1. 그래프이론이란 그래프이론(graph theory) 을이용한문제해결은 1736년스위스의수학자오 일러(Leonard Euler, ) 에의하여최초로시작되었다. 당시러시아의쾨니히 스베르크(Konigsberg) 에는 [ 그림 5-1] 처럼프레겔(Pregel) 강에있는두개의섬 과일곱개의다리로구성된산책할수있는공원이있었다. 이곳시민들은자주 산책을즐기면서이들은집에서출발하여정확하게일곱개의다리를산책하는 데지나간다리는다시지나지않는방법으로이어지는산책경로가존재하는지 궁금하게생각하였다. 그런데오일러는 [ 그림 5-2] 의단순화된그래프이론을 이용하여이문제를쉽게해결할수있었다. [ 그림 5-1] [ 그림 5-2] 1과 2 는강의양쪽기슭을의미하며, 3과 4는 2 개의섬을나타낸다. 이점들을 연결하는 7개의선들은 7 개의다리를나타낸다. 여기서오일러는이문제를다음 과같은방법으로설명하였다. 1, 2, 3, 4 중어느한위치에서시작해서각다리를정확하게한번만산책하 는방법으로출발했던위치로되돌아오는것이가능할까? 이문제에대한해답은뒤에서학습할 수있을것이다. 오일러와해밀턴경로의이론에서알

158 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 오일러는주어진그래프에서정점의차수(degree) 가짝수를갖고있을때, 이 문제가해결됨을수학적증명으로보였다. 위의그림 2 와같은도형을그래프 (graph) 라고부르며, 각점들을정점 (vertex) V 로, 다리와도로를모서리 (edge) E 로표현되는그래프 G = (V, E) 라고하며, 이러한그래프이론은 1736 년오일러의논문에서처음발표되었다. 정의 1. V 를공집합이아닌정점 (vertex) 들의집합이라고하고모서리 (Edge) 들의집합을 E V V 라고하자. 이때, 우리는 G = <V, E > 를방향그래프 (directed graph) 라고하며, 방향이없는그래프는단순히 G = ( V, E ) 로표시하기로한다. 2. 오일러경로와오일러회로 2.1 < 보기1> 과같이집에서출발하여모든길을정확히한번만통과하면 오일러경로 이라하고, < 보기2> 와같이오일러경로중에서집에서출발하여출 발한지점인집으로다시되돌아오면 오일러회로 이라고약속한다. < 보기1> < 보기2> [ 그림 5-3] 오일러경로 [ 그림 5-4] 오일러회로 2.2 < 보기3> 와같이각건물에연결된길의수는다음과같다. 집, 학교, 교회, 놀이터와같이홀수개의선과연결된점을 같이짝수개의선과연결된점을 홀수점 이라하고, 주유소, 병원과 짝수점 이라고약속한다

159 새로운네비게이션만들기 < 보기3> 집 : 3개 학교 : 3개 주유소 : 2개 교회 : 5개 놀이터 : 1개 병원 : 2개 [ 그림 5-4] 홀수점 : 집, 학교, 교회, 놀이터 짝수점 : 주유소, 병원 < 출처 : 참고문헌 1> 3. 오일러회로찾는방법 3.1 그래프의차수표현 정의 1. 무방향그래프 G 에서한정점 v 의차수 (degree) 는 정점 v 에연결되는모서리의개수이다. 정점 v 의차수를 deg(v) 로표시하며, deg(v) 는정점 v 에연결된모서리의수이다. 다음그래프에서정점에표시된수는각정점의차수를나타낸다. [ 그림 5-5] 정점의차수

160 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3.2 차수의정의 정의 2. 단순방향그래프 G =< V, E > 에서한정점에대하여정점 v 를출발점으로갖는모서리의수를 v 의외부차수 (outdegree) 라고하며, v 를도착점으로갖는모서리의수를 v 의내부차수 ( indegree) 라고말한다. 내부와외부차수의합을총 차수 (total degree) 라고말한다. 문제 1. 다음그림에서각정점의차수를구해봅시다. 이제오일러의쾨니히스베르크의다리문제를해결하기위하여각정점에서 의차수를사용하여봅시다. 쾨니히스베르크도시는프레겔강에의하여 4 개의구역으로나누어졌다. 다 음그림처럼, 이지역은 7 개의다리로연결되어있었고주민들은어느점을시작 하여산책하면한번지나간다리는다시거치지않고 할수있는가를항상궁금하게생각하였다고한다. 7개의다리를전부산책 이때오일러라는대수학자가정점의차수를이용하여해결할수있었으며, 이것이곧그래프이론 (graph theory) 의시작이었던것은앞에서말한바있다. 이러한문제를해결하기위하여, 오일러는 [ 그림 5-6] 처럼그래프의정점과 간선을이용하여간단하게표현하였고. 여기서각각의정점의차수는 deg(1) = deg(2) = deg(3) = 3, deg(5) = 5 이다

161 새로운네비게이션만들기 [ 그림 5-6 ] 정점의차수 [ 그림 5-7] 정점과간선의조합 위 [ 그림 5-6], [ 그림 5-7] 에서 1과 2 는강의양쪽기슭을의미하며, 3과 4는 2 개의섬을나타낸다. 이점들을연결하는 7개의선들은 7 개의다리를나타낸다. 위문제의해결은그래프에서홀수차수의정점의수에달려있다는것을오 일러는발견했다

162 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 문제 (1) 2. 다음그래프에서오일러경로를찾아봅시다. (2) (3) 오일러경로는주어진그래프에서모서리에관한경로를발견하였지만, 는모든정점을경유하는경로에대하여다루지않았다. 오일러 여기서우리는연결된그래프가각정점을정확히한번만경유하는경로를 갖고있는지를생각하여봅시다. 즉, 정점들은방문할도시들을나타냈으며, 이게임의목적으로는각도시를 정확히한번만경유하는최적의방문판매(sales) 여행경로를발견할수있는가 하는문제이다. < 출처 : 인터넷사이트 1 >

163 새로운네비게이션만들기 읽기자료 수학에는그래프를연구하는그래프이론(graph theory) 이라는분야가있는데, 다양한학문분야에활용된다. 독일의물리학자키르히호프는그래프이론을전기 회로이론에적용했고, 그외에도그래프이론은교통공학, 통신공학, 경영학, 컴 퓨터프로그램등에널리이용되고있다. 그래프이론에대한연구는스위스의수학자오일러(Euler) 에의해제기된쾨니 히스베르크의다리문제에서시작되었다. 쾨니히스베르크는도시를관통하는강 에의해 A, B, C, D 네지역으로나뉜다. 이지역들을잇는 7 개의다리가있었는데, 사람들은같은다리를두번건너지 않고, 모든다리를건널수있는지에관심을갖게되었다. 결국이다리건너기 문제는연필을떼지않고한번에모양을그리는한붓그리기문제로귀결된다. 한점에연결된선의개수가홀수인경우를 홀수점 이라고하는데, 한붓그리 기가가능하기위해서는홀수점이없거나두개여야한다. 그런데쾨니히스베르 크다리에서네개의점 가능하다. A, B, C, D는모두홀수점이기때문에한붓그리기가불 홀수점이없으면어느점에서시작하더라도모든선을다지나그점으로돌 아오는 오일러회로(Euler circuit) 가된다. 또홀수점이 2개인경우에는하나의 홀수점에서시작하여모든선을다돌고다른홀수점에서끝나게된다. 따라서 다음두그래프는모두한붓그리기가가능하다. 한번한붓그리기를시도해보세요

164 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) < 출처:

165 새로운네비게이션만들기 1. 참고문헌 1 참고자료 한국교육개발원(2004), 수학영재교재, 한국교육개발원 2. 인터넷사이트 1 하늘바다영재교육원

166 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-5주심화단원 2 활동지 5-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 오일러회로찾기가. 다음약도를보고물음에답해봅시다. 1) 집에서출발하여모든길을다지나는오일러경로를찾아봅시다. 2) 어떤건물에서출발하여그건물로다시돌아오는오일러회로가있는지알아 봅시다. 3) 다. 만약오일러회로가없다면오일러회로가되도록길을새롭게만들어봅시

167 새로운네비게이션만들기 정보과학-5주심화단원 2 활동지 5-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 2. 오일러경로 와 오일러회로 를찾기 가. 다음그림에서 오일러경로 와 오일러회로 를찾아봅시다. 그리고짝수점과 홀수점을찾아봅시다. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12)

168 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-5주심화단원 2 활동지 5-1(3) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 나. 가의결과를다음과같이표로나타내어봅시다. 번호각점에연결된선의수오일러오일러홀수점짝수점오솔길회로개수개수 1) 2, 2, 2, ) 3, 2, 3, ) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 다. 알게된점은무엇입니까? 3. 위의결과를통하여오일러경로와오일러회로를찾을수있는방법을정리해봅시다. 1 오일러경로 : 2 오일러회로 :

169 새로운네비게이션만들기 정보과학-5주심화단원 2 활동지 5-1(4) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 탐구조사활동 ] 1. 오일러경로와오일러회로가일상생활에사용되는경우를생각해봅시다

170 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-5주심화단원 2 활동지 5-1(5) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 쾨니히스베르크의육지를점으로, 다리를선으로나타내어봅시다. 2. 쾨니히스베르크의육지를점으로, 다리를선으로나타낸그림에서점가, 점나, 점다, 점라에는선이각각몇개연결되어있습니까? 3. 쾨니히스베르크의육지를점으로, 다리를선으로나타낸그림은일곱개의 다리를한번씩건너서처음의지점으로되돌아올수있습니까? 년에살쉬츠(L. Saalschütz) 라는사람은강위와강아래의두개의육지 인가와나를잇는새다리를건설하자고하였습니다. 이다리를건설하면처음 에제시한일곱개의다리를한번씩건너서처음의지점으로되돌아올수있 을지생각해봅시다. 가 다 라 새다리 나 5. 위 1 번문제를해결하기위해서새롭게다리를건설하여봅시다

171 새로운네비게이션만들기 정보과학-5주심화단원 2 활동지 5-1(6) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 심화활동 ] 1. 다음미로를점과선으로나타내어보고 A에서 M으로나갈수있는가장빠 른길을찾아봅시다

172 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-5주심화단원 2 활동지 5-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ] 1. 그래프이론중해밀턴이론에대해서정리해봅시다

173 새로운네비게이션만들기 6 주주제그래프이론 ( 해밀턴길 ) 및합리적길찾기 본활동은길찾기의기초가되는그래프이론중해밀턴길에대해서알아보 고우리생활에서의합리적인길찾기에대해서탐구하는시간입니다. 교육목표 정보과학분야적성강화정보과학분야특정지식습득정보과학분야특수능력습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계계산원리문제의구조화및모델링능력상호작용과의사소통능력 세부교육내용 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 해밀턴길에대해설명한다. 해밀턴길과합리적길찾기 에대해발표를실시한다. 합리적인길찾기의원리에대해설명한다

174 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교육방법 발표와토론, 강의, 실습 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 2. 정보과학분야적성강화 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 -해밀턴경로와해밀턴회로가일상생활에사용되는경우를생각해봅시다. 강의토론 3. 정보과학분야특정지식습득 4. 정보과학분야특수능력습득 5. 정보과학분야일반능력신장 3-1. 알고리즘설계 3-5. 계산원리 4-1. 문제의구조화및 모델링능력 5-2. 상호작용과의사 소통능력 - 해밀턴길이란무엇인가? 강의정리 - 우리생활주변에서합리 적길찾기가필요한예를 조사해보고합리적으로설 계하여발표해봅시다. -발표및토론내용을비교 분석하여정리하면서학생 스스로결과를정리한다. 발표및토론 발표및토론 교사용학생용 준비물 관련시청각자료, 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 사진

175 새로운네비게이션만들기 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시 킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 학습자가준비한발표내용에 대하여간단한질문과정을통 10 하여준비정도를파악한다. 본활동 그래프이론과합리적길찾기 에대하여발표할학습자를선 정한다. 해밀턴길의개념에대해이해한 다. 합리적인길찾기의원리에대 해설명한다. 실생활에서적용되는예에대하 지도교사는학생스스로 가진행할수있도록도 우면서, 모든학생들이 참여하도록독려한다. 본활동에대한순서는 지도교사의편의에따라 바꾸어도무방함 여탐구하고토론한다. 정리활동 본시간에배운개념정리 다음교육내용안내 5 주요초점질문 1. 해밀턴길이란무엇인가? 2. 합리적인길찾기의원리는무엇인가?

176 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 도입활동 지도활동 1. 지난주의과제활동지 5-2(1) 를확인한다. 2. 이번주의세부교육내용을소개한다 3. 학습목표제시한다. 본활동 1. 해밀턴길이란무엇인가? 필수정보참조 활동지 6-1(1) 활동지 6-1(2) 사용 사용 2. 해밀턴경로 과 해밀턴회로 을찾기 필수정보참조 활동지 6-1(3) 활동지 6-1(4) 사용 사용 3. 해밀턴경로와해밀턴회로가일상생활에사용되는경우를생각해본다. 활동지 6-1(5) 사용 4. 우리생활주변에서합리적길찾기가필요한예를조사해보고합리적으로설계하여발표해본다. 활동지 6-1(6) 사용 5. 발표및토론내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할수있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다

177 새로운네비게이션만들기 정리활동 1. 학습내용정리 2. 다음교육내용안내 활동지 6-2(1) 사용 탐구학습자료 1. 해밀턴경로 과 해밀턴회로 이해하기 활동지 6-1(1), 6-1(2) 참조 2. 해밀턴경로 과 해밀턴회로 을찾기 활동지 6-1(3), 6-1(4) 참조 3. 해밀턴경로와해밀턴회로가일상생활에사용되는경우를생각해봅시다. 활동지 6-1(5), 6-1(6) 참조 4. 우리생활주변에서합리적길찾기가필요한예를조사해보고합리적으로설계하여발표해봅시다. 활동지 6-1(7) 참조 5. 생활속의알고리즘의예를조사해봅시다. 활동지 6-2(1) 참조 6. 길찾기알고리즘의원리를그림이나표등으로표현해 봅시다. 활동지 6-2(1) 참조

178 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 평가 평가내용 해밀턴길의의미와원리를학습하도록하여계산원리, 알고리즘설계를평 가한다. 해밀턴경로 와 해밀턴회로 가일상생활에사용되는경우를조사하게함 으로써정보과학과실생활과의연계성을평가한다. 생활주변에서합리적길찾기가적용된사례를조사하여발표함으로써문 제의구조화및모델링능력을평가한다. 학습자가준비한과제의보고서, 학습자의발표내용, 토론참여도등을종 합적으로평가하여상호작용과의사소통능력을평가한다. 평가방법 구술평가: 본활동 3, 4번활동시사용 평가기준 활동지 6-1(5), 6-1(7) 사용 해밀턴경로에대한개념을이해하였는가? 해밀턴경로 와 해밀턴회로 를이해하고설명할수있는가? 해밀턴경로와해밀턴회로가일상생활에서사용되는예를찾을수있는가? 평가유의점 문제제기와문제탐색단계에서의학생참여( 발표등) 활동이활발하도록 지도한다

179 새로운네비게이션만들기 필수정보 1. 해밀턴경로란 1.1. 해밀턴그래프의정의 해밀턴그래프(Hamiltonian graph) 란, 그래프에서모든정점을정확히한번 만통과한것을해밀턴경로(Hamiltonian path) 라하고, 출발점과도착점이같은 해밀턴경로를해밀턴회로(Hamiltonian cycle) 이라하며, 이러한해밀턴회로를 가지는그래프를해밀턴그래프라고한다. 1.2 해밀턴경로와해밀턴회로 [ 그림 6-1] 과같이집에서출발하여모든건물을정확히한번만통과할 수있는길을 해밀턴경로 라하고, [ 그림 6-2] 와같이해밀턴경로중에서집 에서출발하여출발한지점인집으로다시되돌아오면 해밀턴회로 이라고 약속합니다. [ 그림 6-1] 해밀턴경로 [ 그림 6-2] 해밀턴회로 < 출처 : 참고문헌 1> 1.3 해밀턴경로의수학적정리 연결된그래프가각정점을정확히한번만경유하는경로인한순환 (circle) 을아일랜드의수학자해밀턴 (Sir William Rowan Hamilton, ) 의이 름을따서해밀턴순환 (Hamiltonian cycle) 이라고부르며, 해밀턴순환을갖는 모든그래프를해밀턴그래프(Hamiltonian graph) 라고한다

180 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) [ 그림 6-3] 해밀턴그래프 즉, 그래프 G =( V, E ) 가주어진모든정점들을정확하게한번만경유해서 하나의경로가있는그래프를우리는해밀턴경로가존재한다고한다고한다. 더욱이그래프에서모든정점들을포함하는사이클을우리는해밀턴사이클이라 고하며, 한모서리를제외한경로를우리는해밀턴경로라고한다. 주어진그래프 G =( V, E ) 에서, 해밀턴경로가있는가를확인하려면다음 을검토하여야한다 만일그래프 G 가해밀턴경로를갖는다면, V에속한모든정점들의차수는 2 보다크다. 즉 deg(v) 2 이다. 만일 V에속하는정점 a에대해 deg(a) =2 이면, 정점 a에연관된두개의 모서리들은당연히그래프 G 에대한해밀턴경로에속하는모서리이다. 만일 V에속하는정점 a에대해 deg(a) = 2 이면, 정점 a에연관된두개의 모서리는그래프 G 의해밀턴경로에속하는간선에서제외된다. 4 그래프 G에서해밀턴경로를찾는과정에서그래프의모든정점들을포함하 지않는부분그래프에서경로를얻을수없다. 정리 1. 만약 G =( V, E ) 가 n 3 인정점을갖는단순그래프라고할때, 서로인접하지않는두정점 u 와 v 사이에식 deg(u) + deg(v) n 이성립하면, 그래프 G 는해밀턴경로를갖는다

181 새로운네비게이션만들기 정리 2. 그래프 G =( V, E ) 가 n 3 인정점을갖는단순그래프라고할때, 모든정점 v 에대해다음부등식 deg(v) 2 을만족하면, 그래프 G 는해밀턴경로를갖는다. < 출처 : 인터넷사이트 1>

182 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 1. 참고문헌 1 참고자료 한국교육개발원(2004), 수학영재교재, 한국교육개발원 2. 인터넷사이트 1 하늘바다영재교육원

183 새로운네비게이션만들기 정보과학-6주심화단원 2 활동지 6-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 해밀턴경로 과 해밀턴회로 이해하기 1. 다음약도를보고물음에답해봅시다. 1) 집에서출발하여모든건물을다지나는해밀턴경로를찾아봅시다. 2) 어떤건물에서출발하여그건물로다시돌아오는해밀턴회로가있는지알 아봅시다. 3) 다. 만약해밀턴회로가없다면해밀턴회로가되도록길을새롭게만들어봅시

184 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-6주심화단원 2 활동지 6-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 탐구조사활동 ] 1. 다음약도를보고물음에답해봅시다. 단, 선위의숫자는거리(km) 를나타냅 니다 ) 해밀턴경로를몇가지찾아봅시다 ) 해밀턴회로를몇가지찾아봅시다 ) 해밀턴회로중에서가장짧은거리와가장긴거리를구해봅시다

185 새로운네비게이션만들기 정보과학-6주심화단원 2 활동지 6-1(3) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 탐색활동 ] 해밀턴경로 와 해밀턴회로 를찾기 1. 다음그림에서해밀턴경로와해밀턴회로를찾아봅시다. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 탐색결과의정리( 기록) 는활동지( 답지) 를이용하세요

186 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-6주심화단원 2 활동지 6-1(4) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 답지 / 토의 ] 1. 위의결과를다음과같이표로나타내어봅시다. 번호각점에연결된선의수해밀턴해밀턴최소두점의개수경로회로선의수합 1) 2, 4, 3, 3, = 5 5 2) 1, 4, 2, 3, = 3 5 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 2. 알게된점은무엇입니까? 3. 위의결과를통하여해밀턴회로를찾을수있는방법을정리해봅시다. 해밀턴회로 :

187 새로운네비게이션만들기 정보과학-6주심화단원 2 활동지 6-1(5) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 3. 해밀턴경로와해밀턴회로가일상생활에사용되는경우를생각해봅시다

188 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-6주심화단원 2 활동지 6-1(6) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 4. 해밀턴회로문제풀이 1.1 서양장기판에서기사(knight) 는 < 보기> 의화살표와같이대각선으로한 칸이동한후앞으로한칸전진합니다. 즉, 흰색에서검은색으로, 검은색에서흰 색으로이동합니다. 지점은기사가움직일수있는곳입니다. < 보기> 1) 서양장기판의크기가다음과같이 3 3 일때, 정사각형을점으로나타내고, 기사의움직임을선으로나타내어봅시다. 2) 모든점을한번씩만통과하여출발한점으로되돌아오는해밀턴회로가있습 니까? 3) 서양장기판의크기가 3 3, 5 5, 7 7 과같이홀수일때해밀턴회로가있을지생각해봅시다. 그렇게생각한이유를적어봅시다

189 새로운네비게이션만들기 정보과학-6주교육청영재교육원활동지 6-1(7) 중학교 3학년중학교이름 5. 우리생활주변에서합리적길찾기가필요한예를조사해보고합리적으로설계하여발표해봅시다. 필요한예 ) 가장적은거리로우유배달하기, 우리집에서국립중앙박물관가기

190 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-6주심화단원 2 활동지 6-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ] 1. 생활속의알고리즘의예를조사해봅시다. 2. 길찾기알고리즘의원리를그림이나표등으로표현해봅시다. 3. 네비게이션에숨은길찾기알고리즘을찾고설계해봅니다

191 새로운네비게이션만들기 7 주주제 길찾기알고리즘을적용한여행계획설계하기 본활동은 길찾기알고리즘을적용한여행계획설계하기 시간으로길찾기 알고리즘의원리를실제여행코스에접목하여설계해보는시간이다. 교육목표 정보과학분야사고력신장정보과학분야적성강화정보과학분야특정지식습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 창의적인문제발견및해결능력정보과학과실생활과의연계성알고리즘설계자율적탐구및학습능력 세부교육내용 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 생활속의알고리즘 에대해발표를실시한다. 길찾기알고리즘에대해설명한다. 네비게이션에숨은길찾기알고리즘을찾고설계한다. 길찾기알고리즘을실제여행계획에적용한다

192 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교육방법 모둠활동, 주제별연구프로젝트, 발표와토론, < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 1 정보과학분야사고력신장 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 -네비게이션에숨은길찾기알고리즘을찾고설계한다. 문제풀이 2. 정보과학분야 2-3. 정보과학과 - 길찾기알고리즘을실제 주제별 연구 적성강화 실생활과의연계성 여행계획에적용한다. 프로젝트 3. 정보과학분야 특정지식습득 3-1. 알고리즘설계 - 길찾기알고리즘에대해 설명한다. 강의 - 학습자가준비한 생활속 5. 정보과학분야 일반능력신장 5-1. 자율적탐구 및학습능력 의알고리즘 에대해발표 를실시한다. - 발표한내용에대해토론 발표및토론 한다. 준비물 교사용학생용 관련시청각자료, 사진 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 인터넷검색용 PC

193 새로운네비게이션만들기 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와 학습목표를 확인 시킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 학습자가준비한발표내용에 10 대하여간단한질문과정을 본활동 통하여준비정도를파악한다. 길찾기알고리즘을실제여 행계획에적용한다. 길찾기알고리즘을실제여 행계획에적용 을학습한후에 지도교사는학생스스로가진행할수있도록도우면서, 모든학생들이참여하도록독려한다. 발표한다. 발표자의내용중에서토론이 가능한내용을선정하여토론 을진행한다. 토론내용을종합정리한다 본활동에대한순서는지도교사의편의에따라바꾸어도무방함 정리활동 본시간에배운학습내용정 리한다. 다음교육내용안내한다. 5 주요초점질문 1. 길찾기알고리즘에대해설명하였는가? 2. 네비게이션에숨은길찾기알고리즘을찾고설계하였는가? 3. 길찾기알고리즘을실제여행계획에적용하였는가?

194 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 지도활동 도입활동 1. 지난주의과제활동지 6-2(1) 을확인한다. 2. 이번주의세부교육내용을소개한다 3. 학습목표제시한다 본활동 1. 생활속의알고리즘발표하기 활동지 7-1(1) 사용 2. 길찾기알고리즘설명하기 활동지 7-1(2) 사용 3. 네비게이션에숨은길찾기알고리즘을찾고설계하기 활동지 7-1(4) 사용 4. 길찾기알고리즘을실제여행계획에적용하기 활동지 7-1(4) 사용 5. 발표및토론내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할수 있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록 지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 정리활동 1. 학습내용정리 활동지 7-1(5) 사용 2. 다음교육내용안내 활동지 7-2(1) 사용

195 새로운네비게이션만들기 평가 평가내용 길찾기알고리즘의의미와원리를학습함으로써알고리즘설계를평가 한다. 네비게이터에숨은길찾기알고리즘을찾고설계함으로써창의적인문제 발견및해결능력을평가한다. 길찾기알고리즘을실제여행계획에적용한실례를조사하여발표함으로 써정보과학과실생활과의연계성을평가한다. 학습자가준비한과제의보고서, 학습자의발표내용, 토론참여도등을종 합적으로평가하여자율적탐구및학습능력이신장되었는지를평가한다. 평가방법 구술평가: 본활동 2, 3, 5번활동시평가 활동지 7-1(1), (2) 사용 사고력평가: 본활동 4번활동시평가 평가기준 활동지 7-1(3), (4) 사용 네비게이터의길찾기알고리즘의의미와원리를이해하였는가? 네비게이터에숨은길찾기알고리즘의실제예를찾아설명할수있는가? 길찾기알고리즘의원리와활용범위를독창적으로분석하였는가? 평가유의점 과제해결과문제발견학습과정이학생들의발표과정에나타나도록지도 한다

196 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 필수정보 1. 생활속알고리즘 긴급알고리즘 취침알고리즘 기상알고리즘 화장실알고리즘 주차알고리즘 운동알고리즘 1.1 긴급알고리즘 ( 가로채기알고리즘 ) 화장실에서일을보고있는데뱀이나타났다고하자. 이때, 일이덜끝 났다고하여계속힘만주고있을것인가? 내생명에위협을느끼는경우이를제거하는것은빠른우선권을갖는다. 주위의어려움에처한사람을돕는것은빠른우선권을갖는다. 경우에따라서수행중인알고리즘을그상태에서중단하고긴급알고리즘 을행한다. 경우에따라서수행중인알고리즘을잠시멈췄다가긴급알고리즘을행한 후중단했던알고리즘을계속한다. 경우에따라서현재알고리즘을끝까지다한뒤에긴급알고리즘을행한 다. 밀린긴급알고리즘은항상기억해둔다. 여러개의밀린알고리즘이있고또다른긴급알고리즘이들어올때그 일의우선순위를정한다. 시간이촉박한둘이상의긴급알고리즘을만들지않을게좋다. 이러한경우주위에도움을요청할수있다. 절대고마움을잊지않는다. 긴급알고리즘의해결은신속하면서도침착하게한다. 남에게도긴급알고리즘이있음을알고양보하는습관을갖는다

197 새로운네비게이션만들기 1.2 취침알고리즘 자면서무슨알고리즘이있냐고묻는다면그대답은 " 있다" 이다. [ 용어] 취침자세 : 잠을자고자하여취한자세( 방바닥, 침대, 차, 책상... 등등어디서든 ). 잠을원해서취침자세를취한다. 잠을원하나잠이안오면자신에게계속잠을요구하며다음을행한다. 하루의일을반성한다. 내일할일을계획하며맘속으로그일을그려본다. 기상해야할시각을계획하며, 꼭그시각에일어나도록자기최면을건다. 부모님을비롯한고맙고중요하고가까운사람들을생각한다. 오늘내가도움받은사람을생각하고, 내일도와줄사람을생각한다. 최근의나의일을반성하고근래에해야할일을생각한다. 이제까지의일을돌아보고지금의어려움은즐거움이라생각한다. 숫자를 100 부터역으로세며잠을청한다. 숫자를수열에의해세며잠을청한다. 그래도잠이안오면취침자세를다시취하며 잠이들었다. 잠을깨기전까진계속잔다. 1 번으로간다. 잠든상태에서기상알고리즘으로자신도모르게넘어간다. 1.3 기상알고리즘 아침에는누구나바쁘다. 그바쁜중에도여유로울수있으려면어떻게해야할까. 여기서는아침에잠자리에서일어나는것을기준으로삼았다. 잠이든상태이다. 즉, 취침상태이다. 잠이깨었다. 눈은감은상태이다. 눈을떠야함을직관적, 감각적, 지각적으로느끼면눈을뜬다. 아니면취침알고리즘으로돌아간다. ( 눈뜬상태에서) 더자야함을직관적, 감각적, 지각적으로느끼면취침알 고리즘으로간다. ( 눈은떴고더자야할지는모르는상태에서) 일어나야함을직관적, 감각

198 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 적, 지각적으로느끼면일어난다. 아니면시계를보고더잘것인지(go 취침알고리즘), 눈만감고있을지, 눈뜨고수시로시계를확인할것인지를결정한다. ( 일어난상태임) 먼저해야할일을생각한다. 조금밖에시간적여유가없을땐간단히씻을수있다. 씻을여유가없거나늦었을땐옷만갈아입는다. 여유가있을땐다음을행할수있다. 신진대사를원활히하기위해한모금의물을천천히마신다. 화장실이무척급할땐화장실부터간다. 아침을집에서먹기로결정했다. 밥솥에밥이있으면화장실로바로가고, 없으면밥을되도록준비시키고 ( 즉, 쌀을씻어전기밥솥에게일을시키고) 화장실에간다. 서브루틴화장실알고리즘( 화장실알고리즘을시행하고돌아온다). 밥을준비하며반찬도준비한다. 필요에따라설거지도한다. 이때, 국을끓이는중에세면을하는등시간을효율적으로쓴다. 식사를즐겁게하며다음을생각한다. 음식이나오기까지의정성을생각하며부모님과농어민에감사한다. 오늘하루는어떻게보낼것인가, 반드시해야할일은어떤것인가. 식사후해야할일들을머릿속에그려본다. 설거지할것은물에불려놓았다가나중에하겠다. 이를닦는다. 이때도건설적인생각을한다. 준비물이나짐등을챙긴다. 시간적여유가있으면책을보거나생각을하는등여유를부려본다. 여유를다부렸으면적당한옷으로갈아입는다. 방상태를확인( 가스, 전기, 창문등의잠금상태) 하고짐을챙겨든다. 출입문을잠그고나가야할경우열쇠를밖으로가지고나와잠근다. 기상및출근알고리즘이끝났다. 절대로열쇠를방안에두고잠그는일이있어서는안된다. 1.4 화장실알고리즘 화장실에가야할필요가있는가? 화장실에가야할필요가없으면여기서화장실알고리즘을빠져나간다. ( 화장지챙기기)

199 새로운네비게이션만들기 화장지가필요한일이면 화장지는가지고있는가? 예. 화장지를챙긴다. 아니오. 화장지보다화장실이급하지않으면 화장지를찾는다. 화장지를못찾았으면대용으로쓸것이라도구한다. ( 화장실찾기) 빈화장실을못찾았으면 더찾을것인가? 예. 가까운화장실부터찾는다. 못찾으면 아니오. ( 화장실찾기) 을반복한다. 앞사람이나올때까지기다리던가 산으로올라간다. 이때, 주위에나무, 갈대나키큰풀이몸을숨길수있는곳을찾는다. 돌이나나뭇가지, 신발등을이용하여적당히넓게구덩이를판다. 적당한돌을구덩이옆에발판으로만든다. 일을볼때는불필요한요소가없게한다. 삐삐, 볼펜, 수첩, 동전또는기타나와서는안되는것이주머니에서나와 똥통으로빠지는일이없도록해야한다. 큰일을앞두고어떠한일이있어도화장지가바닥에떨어지게해서는안 된다. 큰변이나작은변이직접혹은굴절, 회절, 분사, 반사또는아직알려지 지않은다른방법으로몸이나옷, 신발등에튀게해서는안된다. 한여름밤엔모기향을준비하지않으면고생하는경우가있다. 경우에따 라선일을시작하지않았으면다시준비해서들어오는것이현명하다. 화장실에서힘을쓰며다음을생각한다. 현재고민하고있는문제를풀려고노력한다. 재밌는문제를머릿속으로만들어본다. 오늘혹은내일해야할일들을떠올려본다. 어제혹은오늘한일들을떠올려본다. 물을내려야하는화장실이면물을내린다. 이때물이없다면나중에아무

200 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 리먼곳에서라도물을퍼와서내린다. 화장지가필요한데현재없는경우몇가지방법. 주위에인기척이나면부탁한다. 핸드폰이있다면가까운사람에게부탁한다. 기타통신장비를최대한이 용한다. 주머니를뒤져종이나기타닦을수있는것을이용한다. 이미사용된좀깨끗한휴지를재사용한다. ( 산으로간경우) 잎이넓은풀이나나뭇잎등을이용한다. 인생에관해깊이생각하며죽치고누군가를기다린다. 이때, 마르고닳 는수가생길수있음. 그냥나온다. 어쨌든찝찝할경우나중에깨끗이처리해야함은당연하다. 일이끝나고옷은항상단정하게정리한다. ( 산으로간경우) 흙과풀, 나뭇잎등으로땅을덮고원상복구시킨다. 시원함과고마움을느껴야하며, 일을보기전과일을본후의마음이다 르지않아야한다. 바로손을씻을것을권한다. 화장실에삐삐를빠지게하는행위, 똥물이튀게하는행위, 화장지가찢 어지는경우등은생각하기도싫다. 1.5 주차알고리즘 차를운전해서목적지에왔다. 차에서내려야하고, 차를잠가야한다. 그전에확인해야할사항이있다. 주차할적당한곳이아니면적당한곳으로이동한다. 주차를제대로한다( 평지, 경사로등에따른고임목및브레이크등확인). 창문은모두올린다( 경우에따라약간열어둘수있다). 전기장치를모두끈다( 전조등, 미등.... 배터리방전방지위함). 열쇠를돌려뽑는다. 내부상태( 안전한지) 를확인하고차에서내린다. 열쇠를차밖으로가지고나와문을잠근다. 모든상태를다시확인하고잘못된부분이있으면거기부터다시행한다. 이상이없으면주차가완료되었으며다른할일을한다

201 새로운네비게이션만들기 가끔배터리방전되어고생하는운전자를보게된다. 또열쇠를차에두고내려고생하는운전자를보게된다. 좋은알고리즘의습관화로이러한실수를하지않도록하자. 만일실수를하게되면똑같은실수를하지않도록깊이반성하자. 1.6 운동알고리즘 자기몸에맞는운동을목적에맞게장기적으로계획하는게좋다. 어떤운동을어떻게( 시간, 강도, 효과) 할것인지계획한다. 운동에적합한복장( 필요할경우준비물포함) 을하고목적지로간다. 운동은 ' 준비운동 - 본운동 - 정리운동' 의 3 단계로나눌수있다. 운동에호흡이중요함을명심하고유의한다. 준비운동 본운동에앞서몸을푸는데목적이있다. 심장에서먼곳부터풀어준다. 근육, 관절등에처음부터무리를주어서는안된다. 동적, 정적인몸풀기를병행한다. 동작은최대한크게한다. 달리기등뛰는것은꼭할것을권한다. 몸이나마음에준비가덜되었을경우본운동을삼간다. 무리한운동은 안하는것만못할수있다. 본운동 본운동중에도수시로몸을풀어준다. 사람, 종목, 목적등에따라운동방식이다를수있다. 항상예의를다한다. 항상최선을다한다. 경기에선항상정정당당해야한다. 함께운동하는사람이있을경우고마움을느낀다. 위험을무릅써야할경우반드시주위에미리알린다. 수영에있어서수영장, 도랑, 계곡, 강, 저수지, 바다등에서의수영이모두 같지않음을알고수영에임해야한다. 상대와몸끼리부딪히는경우감정이상하지않게한다. 무리하지않는다. 무리한운동은몸을상하게한다. 가끔체력의한계에도전하는것도괜찮다

202 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정리운동 아무리피곤하거나귀찮더라도정리운동을반드시한다. 심장에서먼곳부터무리가가지않을정도로한다. 정리운동의습관화로건강한몸을유지하자. < 참고 : 인터넷사이트5> 2. 길찾기알고리즘 2.1 길찾기알고리즘의종류 BFS 알고리즘* DFS 알고리즘* A* 알고리즘 2.2 길찾기알고리즘활용분야주로게임분야에서많이사용그래프탐색알고리즘의하나인공지능탐색기법의활용 2.3 길찾기알고리즘이론및의사코드, 예제 미로탐색 ( 오른손우선법) 이론, 의사코드, 예제 DFS 탐색 ( 깊이우선탐색) 이론, 의사코드, 예제 BFS 탐색 ( 폭, 너비우선탐색) 이론, 의사코드, 예제 A* 알고리즘이론, 의사코드, 예제 1) 미로탐색 ( 오른손우선법 ) 이론, 의사코드, 예제가 ) 미로탐색 ( 오른손 ( 왼손 ) 우선법 ) 오른손( 왼손) 우선법한쪽벽을따라계속진행하면미로의끝에다다를수있다. 나 ) 의사코드로나타내기 If( 오른쪽이벽이면) { If( 앞이벽이면) ( 오른손을짚고)

203 새로운네비게이션만들기 } 왼쪽으로돈다. If( 앞이벽이아니면) 앞으로진행 If( 오른쪽이벽이아니면) { } 오른쪽으로돈다. 다 ) 미로탐색실행결과 C실습시간에쓴코드오른쪽벽을타고이동하여출구에도착. 2) DFS 탐색 ( 깊이우선탐색 ) 이론, 의사코드, 예제 가) DFS 탐색 ( 깊이우선탐색) 재귀호출을사용 막힌곳이나오거나모든블록이검사될때까지방문한적이없는곳 으로계속루프를돌린다. -> 방문한적이있는곳도검색공간에포 함하게된다면무한루프를돌게된다. 나) DFS탐색의사코드 for( 변수값초기화변수값이노드보다작을때까지변수값증가) { } if(visited가 0) { } 사용함출력 재귀호출 back 출력 else if(visited가 1) { } 사용안함출력

204 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3) BFS 탐색 ( 폭, 너비우선탐색 ) 이론, 의사코드, 예제 가)BFS 탐색 ( 폭, 너비우선탐색) DFS탐색이무조건끝까지가고본다면이탐색은내려가서재보고돌아와서다른방향으로재보고길을결정한다. -> 경우에따라서더적은공간만을검색할수도있다. 장애물이있는지도에서의검색결과좀더복잡한길에서의경우같은거리( 너비) 이동할수있다. 값을갖는칸으로돌아서 나) BSF탐색의사코드 While(NULL) { } for( 변수값초기화변수값이노드보다작을때까지변수값증가) { } back if(visited가 0) { } 사용함출력 방문한곳은 큐함수호출 else if(visited가 1) { } 출력 사용안함출력 1로

205 새로운네비게이션만들기 다) A* 알고리즘 길찾기알고리즘중에서가장많이사용되는방법 복잡함에관계없이비슷한성능을발휘. -> 어떤지형이든지 분기와한정탐색, 동적프로그래밍, 저평가치알고리즘의결합체. 분기와한정탐색 동적프로그래밍 저평가치 4) A* 알고리즘이론, 의사코드, 예제 가) A* 알고리즘이론 F = G + H F(fitness: 적합도) : 저평가치값을가지고있는값 G(goal: 목표) : 노드의깊이값 H(heuristic: 휴리스틱) : 노드로부터목적지까지의직선거리 ( 피타고라스 의삼각형이용 ) 나) A* 알고리즘의의사코드 시작위치에노드추가 While ( 최종목적지도착 루프카운트< 최대한계지 ) { } If( 노드가목적지) { } 종료 Else if( 노드가목적지가아님) { } 8 방향으로노드를확장(8개의노드중이미추가된 노드는새로이추가하지는않고비교하여정렬함 ) 각방향노드의비용을계산 최소비용의순서대로정렬 최적의노드로노드를추가

206 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 1. 참고문헌 참고자료 1 Wilson, R. J. & Watkins J. J. (1990). Graphs : an introductory approach. New York: John Wiley & Sons, Inc. 2 Gardiner, A. (1996). Mathematical puzzling. UK Mathematics Foundation. 3 대구광역시교육청(2001). 수학영재지도를위한교사연수교재( 기본과정). 4 대구교육대학교부설초등교육연수원. 교육인적자원부(2003). 이산수학교사용지도서. 서울: 천재교육. 2. 인터넷사이트 1 SKT 텔레매틱스서비스사이트 2 KTF 텔레매틱스서비스사이트 3 텔레매틱스산업협회 4 정보통신부홈페이지

207 새로운네비게이션만들기 정보과학-7주심화단원 2 활동지 7-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 생활속의알고리즘의예를발표해봅시다. 2. 길찾기알고리즘을설명해봅시다. 3. 네비게이션에숨은길찾기알고리즘을찾고설계해봅시다

208 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-7주심화단원 2 활동지 7-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 4. 길찾기알고리즘을실제여행계획에적용하기 [ 교통비, 숙박비알아보기 ] 1. 인터넷을활용하여서울에서부산까지의교통비를알아봅시다. 1) 서울에서부산까지의여행을위한교통기관의종류에는어떤것이있습니까? 2) 각각의교통기관을이용할때사용되는운임을인터넷을활용하여조사하여 봅시다. 교통기관의종류 필요경비 비행기 KTX 기차고속버스자가용 2. 인터넷을활용하여부산에서의숙박비를알아봅시다. 1) 부산에서의숙박을위한방법에는어떤것이있습니까? 2) 각각의방법을활용하는비용을인터넷을활용하여조사하여봅시다. 숙박의방법 필요경비 호텔여관펜션텐트

209 새로운네비게이션만들기 정보과학-7주심화단원 2 활동지 7-1(3) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 비용에따른여행설계하기 ] 앞에서조사한것을바탕으로 [ 조건] 을스스로정하여여행을설계해봅시다. [ 조건 ] 서울에서부산을여행하려합니다. 동행자의비용까지함께사용합니다. 여행기간과동행자의수, 여행기간은여러분이정합니다. 비용 : 만원 동행자 : 여행기간 : 1. 여행을위해비용과시간을고려한교통수단을정해봅시다. 1) 교통수단 : 2) 결정의이유 : 2. 여행을위한숙박의방법을정해봅시다. 1) 숙박할곳 : 2) 결정의이유 : 3. 여행지의특색을살릴수있는여행코스를정해봅시다. 1) 둘러볼곳 : 2) 코스의선정 : 3) 코스결정의이유 : 4. 위에서결정한사항들을참고로자신의여행의일정을만들어봅시다

210 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-7주심화단원 2 활동지 7-1(4) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 토의하기 ] 1. 내가계획한여행설계를검토해봅시다. 잘된점 개선해야할점 2. 모둠원과의토의를통해부족한부분과본받을부분을찾아봅시다. 부족한점 본받을점 3. 토의된결과를바탕으로여행계획을수정하여봅시다

211 새로운네비게이션만들기 정보과학-7주심화단원 2 활동지 7-1(5) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 자료조사 ] 기술발전에따라일상생활에여러가지변화가생기는것은흔히볼수있다. 예를들어지금은대부분차량에장착된네비게이션을이용하여처음가는길을 잘찾아갈수있지만네비게이션이보급되기전에는근처의부동산중개업소나 관공서( 교통경찰관등) 를찾아가서길을묻곤했었던때가있었다. 이와같이현재에는우리가당연하다고생각하는일들이과거에는불가능했던 것처럼, 지금은우리가상상만으로가능하다고여기는일들이미래에는일상생활 에서자연스럽게이루어질수있을것이다. 1. 부모님들이중 고등학교에다니던시절에는불가능했지만현재여러분은일 상생활에서쉽게접할수있는변화를 3 가지만제시해봅시다. 가 옛날에는 지금은 나 옛날에는 지금은 다 옛날에는 지금은

212 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-7주심화단원 2 활동지 7-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ] 1. 텔레매틱스사용자인터페이스정의및특징에대하여조사해봅시다. 2. 텔레매틱스사용자인터페이스연구현황에대하여인터넷등을통하여조사정리해봅시다

213 새로운네비게이션만들기 8 주주제 텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성알아보기 본활동은 텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성알아보기 로 서텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스의특성을알아보는활동을 한다. 교육목표 정보과학분야사고력신장정보과학분야적성강화정보과학분야특정지식습득정보과학분야특수능력습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 1-3. 창의적인문제발견및해결책 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 세부교육내용 학습자가준비한 대해발표를실시한다. 발표한내용에대해토론한다. 텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성 에 텔레매틱스를이용한네비게이터의인터페이스특성에대해설명한다. 네비게이터의정보송수신방법에대하여설명한다

214 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교육방법 발표와토론, 강의 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 1. 정보과학분야사고력신장 2. 정보과학분야적성강화 3. 정보과학분야특정지식습득 4. 정보과학분야특수능력습득 5. 정보과학분야일반능력신장 교육내용 1-3. 창의적인문제 발견및해결책 2-3. 정보과학과 실생활과의연계성 3-7. 정보과학과 연관된과학이론 인간과컴퓨터의 상호작용 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구 및학습능력 세부교육내용 - 텔레매틱스를이용한네 비게이터의인터페이스특 성 에대해발표를실시한 다. -지금까지배운텔레매틱스 와네비게이션의원리, 길 찾기알고리즘의원리등 을이용해새로운네비게 이션의기능을조사해봅시 다. - 텔레매틱스사용자인터페 이스특징에대해조사한 다. - 텔레매틱스사용자인터페 이스관련기술현황을알 아본다. -미래의네비게이터의모습 을마음껏상상해서그려 봅시다. 교육방법발표와토론조사학습강의및조사강의자기주도적학습 교사용학생용 준비물 관련시청각자료, 사진 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 인터넷검색용 PC

215 새로운네비게이션만들기 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 학습자가준비한발표내용에 대하여간단한질문과정을통 10 하여준비정도를파악한다. 텔레매틱스를이용한네비게이 30 지도교사는학생스스로 터의인터페이스특성 에대하 가진행할수있도록도 본활동 여발표할학습자를선정한다. 발표자의내용중에서토론이 가능한내용을선정하여토론을 진행한다. 토론내용을종합정리한다. 네비게이터정보송수신방법에 우면서, 모든학생들이 참여하도록독려한다. 본활동에대한순서는 지도교사의편의에따라 바꾸어도무방함 대하여학습한다. 정리활동 본시간에배운학습내용정리 다음교육내용안내 5 주요초점질문 1. 텔레매틱스를이용한네비게이터의사용자인터페이스특성은무엇인가? 2. 네비게이터정보송수신방법은어떠한가?

216 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 지도활동 도입활동 1. 지난시간과제활동지 7-2(1) 을확인한다. 2. 이번차시의세부교육내용을소개한다 3. 학습목표제시한다 본활동 1. 사용자인터페이스개요 필수정보참조 2. 텔레매틱스사용자인터페이스특징 필수정보참조 활동지 8-1(1) 사용 3. 텔레매틱스사용자인터페이스관련기술현황 필수정보참조 활동지 8-1(2) 사용 4. 발표및토론내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할수있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 정리활동 1. 학습내용정리 2. 다음교육내용안내 활동지 8-2(1) 사용

217 새로운네비게이션만들기 탐구학습자료 1. 텔레매틱스사용자인터페이스정의및특징에대하여 정리해봅시다. 활동지 8-1(2) 참조 2. 텔레매틱스사용자인터페이스연구현황에대하여조사해 봅시다. 활동지 8-1(2) 참조 3. 지금까지배운텔레매틱스와네비게이션의원리, 길찾기알고리즘의원리등을이용해새로운네비게이션의기능을조사해봅시다. 활동지 8-1(2) 참조 4. 미래의네비게이터의모습을마음껏상상해서그려봅시다. 활동지 8-2(1) 참조 평가 평가내용 텔레매틱스의사용자인터페이스의특징을조사함으로써정보과학과연관된과학이론과인간과컴퓨터의상호작용을평가한다. 텔레매틱스사용자인터페이스기술현황을파악하도록하여시스템개발능력을평가한다. 지금까지배운텔레매틱스와네비게이션의원리, 길찾기알고리즘의원리등을이용한새로운네비게이션의기능을소개하고사례를조사함으로써정보과학과실생활과의연계성을평가한다. 미래의네비게이터의모습을상상하여그려보게함으로써자율적탐구및학습능력을평가한다

218 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 학습자가준비한과제의보고서, 학습자의발표내용, 토론참여도등을종 합적으로평가한다. 평가방법 실습평가: 본활동 3 번, 정리활동 2번활동시평가 활동지 8-1(2), 8-2(1) 사용 자기주도적지식평가: 본활동 2번활동시평가 평가기준 활동지 8-1(1) 사용 텔레매틱스의사용자인터페이스의특징에대하여체계적으로정리하였는 가? 텔레매틱스사용자인터페이스기술현황에대하여독창적으로정리하였는 가? 텔레매틱스가일상생활에서사용되는예를찾을수있는가? 평가유의점 문제제기, 문제탐색의과정이발표와토론참여에잘반영될수있도록발 표준비단계부터지도한다

219 새로운네비게이션만들기 필수정보 1. 사용자인터페이스개요 사용자인터페이스는사용자에게노출되는시스템의한부분으로서인간-기계 사이의상호작용을가능하게해주는사용자와시스템사이의인터페이스이다. 이 정의를인간의경험이란측면에서확장하면사용자인터페이스는 과도구( 기계) 사이의상호작용방식 이라정의할수있다. 인간( 사용자) 사용자인터페이스중에서가장대표적인것은인간과컴퓨터시스템사이의 상호작용을매개하는인터페이스, 즉 HCI(Human-Computer Interface) 이다. 과거 에는 CUI(Character User Interface) 를사용하였으나지금은 GUI(Graphic User Interface) 와가상현실을위한 VRUI(Virtual Reality User Interface) 를사용한다. 최근들어임베디드시스템의확산으로임베디드시스템과사용자와의상호작 용, 즉임베디드사용자인터페이스에대한관심이높아지고있다. 임베디드인 터페이스는일반적으로기존의컴퓨터와사용자와의상호작용보다굉장히제한 적인도구를사용해서보다유연하게이루어질것을요구한다. 또한임베디드 시스템의목적에따라시스템과사용자의상호작용방식이고도로특화되어있 다. 예를들어, 커피자판기처럼간단한 LCD 패널이부착되어그래픽없이사 용자인터페이스만을요구하는임베디드환경이있을수있고, 은행 ATM기와 같이높지않은해상도에광고등의동영상을재상할수있는정도기능만을제 공하는임베디드환경이있다. 또홈서버나셋탑박스에탑재되며디스플레이 장치로디지털 TV의고해상도기기를사용하는일반데스크탑 GUI와비슷한 환경도있다. 관심의대상인텔레매틱스사용자인터페이스는임베디드사용자인터페이스 의한종류이다. 2. 텔레매틱스사용자인터페이스특징임베디드사용자인터페이스기술은기존의그래픽사용자인터페이스보다제한적인방식으로사용자와상호작용하기때문에별도의독특한기술들이필요했다. 제한적인사용자입력을보완하기위한터치스크린기술은그좋은예이다. 텔레매틱스사용자인터페이스기술은사용자가운전중이라는독특한사용자환경을반영한보다진보된기술들을포함한다. 무엇보다도텔레매틱스사용자인터페이스기술은운전자의안전을고려해서설계되어야한다. 운전자는굉장히제한적으로단말기와상호작용할수밖에없기때문에운전자와단말기의상호작용은상당한융통성을필요로한다. 이것은기존의인간과컴퓨터의상호작용방식이보다융통성있게진보되어야한다는것을의미한다

220 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3. 텔레매틱스사용자인터페이스관련기술현황 3.1 전방주시장치 (Head-Up Display System) F-16 전투기조종사는앞유리바깥 5m 정도의허공에계기판이나타나기 때문에기판을보기위해고개를숙일필요가없다. 시속 1천km 정도로비행하 는전투기안에서계기판을보려고고개를숙이는순간, 적의전투기에꼬리가 잡힐수있다. 없다. 그러나허공에계기판이나조준표시가나타나면그럴염려가 최근자동차의계기판과각종정보가앞유리나허공에나타나안전운행을 하도록도와주는전방주시장치의개발이확산되고있다. 계기판을보느라속도 를늦추지않아도되고, 특히야간에안전운행에큰도움을줄수있기때문이 다. 자동차업계도미래형자동차의필수품이될것으로보고개발에적극적으로 나서고있다. 앞유리에각종정보를나타내는기술은홀로그램을이용하는것으로알려지 고있다. 홀로그램은같은종류의레이저이면서도두갈래로따로쏘아영상을 만든다. 하나는사진을찍으려는물체에비춰반사되어나오도록하고, 또한갈 래의레이저는반사되어나온레이저와부딪치게하는데이렇게되면간섭무늬 가생긴다. 이것을이용하면홀로그램이라는입체영상을만들수있다. 이렇게만든영 상을반사하면서도투명한특수유리에투사하게되면전투기조종사나자동차 운전자는그유리에서반사된영상을보게되는것이다. 그리고허공에스크린이 있는것처럼느끼는것은영상이맺히는초점을조정함으로써가능하게되는것 이다. 렌즈의경우초점이맺히는거리에어떤영상을투사하면마치아주멀리떨 어진거리에상이맺히는것과같은착시현상이생긴다. 항공기용은비교적쉽 다. 하늘이나구름들만보여특정색깔이보이지않도록해도조종에지장이없 기때문이다. 계기판을허공에나타내는특수유리는녹색만반사하고나머지 색은모두통과하도록한것이다. 조종사는이특수유리로는외부의녹색을느 낄수없다. 계기판의정보는녹색레이저로이유리에쏘며, 그색만반사되어 조종사의눈에녹색으로계기판이허공에보이게되는것이다. 그러나자동차용 은외부의녹색을보지못하도록하면사고의위험이커아직실용화되지않고 있다. 컬러헤드업디스플레이는안전과편리함을높여주는기능이다. BMW는이 장치를유럽에서처음으로차량에채용했다. 차량의속력, 네비게이션안내, 체크 컨트롤데이터및멀티-벨크루즈컨트롤과액티브크루즈컨트롤의디스플레이

221 새로운네비게이션만들기 가운전자의시선이통과하는앞유리창에반사되어나타난다. 반사된이미지는마치보닛끝부분위에떠있는것처럼나타나최적의인체공학적거리를유지한다. 센서가주변조명조건에맞추어이미지의밝기를자동으로조절해준다. 헤드업디스플레이를사용하면일반적인계기판을읽을때보다시선의각도와눈의초점변화가적기때문에운전자의피로감도적고정보를읽는시간도약절반정도로줄어든다. 3.2 실감형사용자인터페이스 (Tangible User Interface) TUI는 MIT 미디어랩의 Tangible Media Group에서처음제안되어지금은 여러학교와연구소를중심으로연구가진행되고있다. TUI는인간이실생활에 서오랜시간발전시켜온감각과운동을인터페이스에적용시키고자한다. 즉, 실제로물건을만지고느끼고잡고옮기는 등의행위를통해디지털정보를조 작하는것이다. TUI의연구에서는현실의공간과컴퓨터상의공간사이에벽이 없다. 사용자가컴퓨터안에담긴그림을끄집어내어책상위에올려놓으면다른 사람이다시드래그하여자신의컴퓨터안에담기도한다. 3.3 컴퓨터비전 또다른첨단연구분야는컴퓨터비전인데, 말그대로컴퓨터에눈을달아주 는것이다. 컴퓨터가저장한이미지를분석해서사람의신분을파악하기도하고, 사용자의감정상태를알아내기도한다. 이러한연구는첨단자동차정보시스템 에도응용될수있다. 예를들어운전자가지금졸고있는지, 피곤한상태인지를 컴퓨터가분석하여운전자의주위를환기시켜주는것이다. 컴퓨터비전을이용 한또다른재미있는연구중하나는제스처인터랙션이다. 시스템에달린컴퓨 터가사용자의손움직임등을파악하여어떠한지시를내리는지를파악한다. 다시자동차의예를들자면운전중에지도를확대하거나축소할때, 혹은전화 를받거나끌때, 음악을선곡할때기기에부착된버튼을누르는대신운전자 는수신호를사용해기기를조작한다. 아직은카메라가있어야하고충분한빛이 있어야한다는제약이있지만, 미래의인터페이스에서이러한제스처인터랙션은 큰기대를모으고있다. 3.4 음성인식사람의억양과음의높낮이가서로다르다는특성에기인한방식으로마이크등을통해전단된음성의특징을분석한후가장근접한것을찾아내는방식으로다른생체인식과달리멀리떨어진곳에서도전화를이용하여신분을확인할수있고, 사용하기위한별도의교육이필요하지않으며시스템가격이저렴하다

222 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 는장점이있다. 하지만감기나기타요인에의해목이쉬었을때나, 의도적으로 타인의목소리를흉내내거나주변환경에큰소음이있을경우에는잘못된인 식을할수있다는단점이있다. 음성인식방식에는일반적으로모든사람의음 성을인식하는화자독립형과학습시킨특정인의목소리만을인식하는화자종속 형의두가지방식이있다. TI 음성인식알고리즘을연구하는기관및회사는미국의 프랑스의프랑스텔레콤등무수히많으며상품으로는미국 AT&T, ITT, 벨코어, Intelitrak Technologies사 25) 의 <Citadel Gatekeeper>, ITT사 26) 의 < 스피커키> 등이있다. 최근음성인식기술은미국을중심으로구체적인응용분야가개척되어오고 있고멀티모드 / 멀티미디어환경속에서의다른미디어와통합에관한연구가 진행되고있다. 이러한멀티모드 / 멀티미디어기술의활용분야로는각종멀티미 디어정보기기의입출력인터페이스, 카네비게이션시스템개발, 시각장애자를 위한서비스시스템, 대화형자판기, 대화형로봇, 3 차컴퓨터시스템개발, 제품 의검사, 멀티모드의료서비스, 각종멀티모드데이터베이스검색멀티모드형 인터넷검색기, 홈쇼핑, 자동예약/ 문의시스템, 음성입출력 PC, 전자메일시스 템개발, 멀티모드형자동항법장치개발, KIOSK 개발등그분야는이루헤아 릴수없다. 이와같은응용연구와더불어대화체연속음성인식에관한연구가더욱활 발하게진행될것이며, 이와더불어각국간의자동통역전화에관한연구도가 속화되고있다. 하지만한시스템이동일한텍스트를사용하는경우녹음기와 사람을구별하지못하며언어의다양성이여러분야에활용되는것에방해가되 고있어실용화하기까지는많은시간이필요할것으로보인다. 음성인식은모두가생각하는것처럼만능마술상자가아니다. 그러나향후 음성인식기술은눈부시게발전할것임은분명하다. 물론이를통한생활의변 화는예측하기힘들만큼획기적일것이다. 이미음성인식은우리생활주변에 깊숙이전파되어흥미로운일들이심심치않게일어나고있는것을발견할수 있다. 이와관련, 학자들은 음성인식이 100% 완벽한기능을발휘하는데는얼마의 시간이걸릴지는모르지만, 음성은인간의가장자연스런통신수단으로써손으 로조작하던리모컨, 마우스, 키보드를대신할차세대컨트롤러로크게부각되고 있는것만은분명하다 고말했다. 음성인식전반적으로서는현재의통계적방법을기반으로실제의다량의음 25) 26)

223 새로운네비게이션만들기 성데이터에기초를둔일상언어의언어모델을구축하는것, 다수화장의음성 데이터에기저하여개인차의모델을구축하여이에의한다수화장의음성에의 적응화알고리즘을개발하는것, 여러종류의잡음, 왜곡에자동적으로적응되는 방법을확립하는것등의중요한기술적과제로될것이다. 3.5 음성자료브라우징소리라는매체의일시성때문에오디오데이터를브라우징하는것은인쇄된자료를브라우징하는것처럼쉬운일이아니다. MIT Media Lap에서진행중인 Dynamic Soundscape은오디오데이터의검색을위한공간인터페이스를제공하는브라우징환경이다. 이시스템은사람이공간상에서소리를듣고동시에그위치를기억할수있다는점을이용한다. 이시스템은오디오데이터를빠르게전진시키거나후진시키는방법대신에사용자가동시다발적으로들려지는오디오데이터사이를관심에따라이동하는방법을사용할수있도록했다. 오디오데이터의흐름은오디오데이터에서의위치가공간상의위치와대응되어통제된다. 연구원들은오디오의직관적인조작을위한핸드제스처를디자인했다. 사용자는그들이들은소리의위치를가리키는것만으로그들이원하는오디오자료를돌릴수있다. 3.6 음성합성 음성합성이란기계적인장치나전자회로또는컴퓨터모의를이용하여자동 으로음성파형을생성해내는것으로정의할수있다. 음성합성에대한연구는 다른음성에관련기술들보다가장먼저연구된기술이다. 초기의음성합성에 대한연구는대부분기계적또는전자적장치를이용하여인간의발성기관을 모의하는것이었다. 인간의발성기관을모델링하는것은아직까지도음성합성 연구에궁극적인목표로남아있지만, 컴퓨터의연산속도및기억용량이급속히 발전하면서음성합성에대한연구는단순히인간의발성기관모델링에그치지 않고문서처리기술을포함한문서- 음성변환기술로확장되었다. 음성합성에 의해메시지를전달하는경우에다음과같은이점이있다. * 특별한주의나훈련없이누구라도쉽게내용을이해할수있다. * * 이동중이거나작업중에도들을수있어서특별히귀기울이고있지않아 도언제든지정보를전달할수있다. 특별한장치가필요없고전화기가그대로사용가능하여경제적이며먼곳 에도손쉽게전할수있다. * 종이가필요없다. 음성합성기술은실제응용방식에따라크게두가지로구분될수있다. 제

224 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 한된어휘개수와구문구조의문장만을합성하는제한어휘합성또는자동음 성응답시스템과임의의문장을입력받아음성합성하는무제한어휘합성또는 문서- 음성변환시스템이있다. 자동음성응답시스템의기본적인구성은음성부호기를구동시키기위한파라 미터열로이루어져있다. 합성하고자하는어휘들을미리분석하여파라미터로 저장하였다가이들의조합으로음성부호기를구동하여음성을합성하는방법을 이용하므로합성대상어휘가제한되게된다. 초기에는저장가능한기억장치에 제약이있어서음성신호를파라미터로변환-압축하여저장하므로음성부호기 가필수적이었으나, 근래에는기억장치가대용량화되어음질면에서우수한부호 화하지않은음성신호를그대로저장하여재생하고있다. 주로단어또는소문 장단위의음편들을연결하여음성을합성하는데현재지하철안내방송, 각종무 인안내시스템등에이용되고있다. 이러한방식은구현이용이하며무제한어 휘합성에비하여높은음질을얻을수있으나음편들의연결부분이부자연스러 우며합성대상어휘가바뀔때마다다시녹음, 분석하여야하는단점이있다. 문서-음성변화시스템은작은합성단위음성과언어처리를이용하여임의 의문장에대한음성을생성한다. 언어처리를이용하여입력된문장을적당한 합성단위의조합으로대응시키고, 문장으로부터적당한억양과지속시간을추출 하여합성음의운율을결정한다. 언어의기본단위인음소, 음절등의조합에의 해음성을합성해내므로합성대상어휘에제한이없으며주로 TTS(Text-to-Speech) 장치및 CTS(Context-to-Speech) 장치등에적용된다. 그러나음소, 음절등의연결시상호조음현상의처리및자연스러운운율처리 등이아직미흡하여현재까지는제한어휘합성방법에의하여음질이떨어지는 실정이다. 최근대부분의음성합성에관한연구는문서-음성변환시스템의음 질향상에중점을두고있다

225 새로운네비게이션만들기 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 조국현(2001), 인터넷으로본정보통신개론, 이한출판사 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉출판사 2. 인터넷사이트 1 SKT 텔레매틱스서비스사이트 2 KTF 텔레매틱스서비스사이트 3 텔레매틱스산업협회 4 정보통신부홈페이지 5 국토교통관리시스템사이트 3. 가볼만한장소 l 가볼만한장소 : 를해본다. 화면의왼쪽하단에있는체험하기

226 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-8주심화단원 2 활동지 8-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 텔레매틱스사용자인터페이스정의및특징에대하여정리해봅시다. 정의 : 특징 : 2. 텔레매틱스사용자인터페이스연구현황에대하여조사해봅시다

227 새로운네비게이션만들기 정보과학-8주심화단원 2 활동지 8-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 자료조사 ] 1. 지금까지배운텔레매틱스와네비게이션의원리, 길찾기알고리즘의원리등을이용해새로운네비게이션의기능을조사해보자. 현재국내외에서는유비쿼터스기술과와이브로이동통신관련된연구가이루어지고있고산업분야에서도많은관심을가지고있다. 와이브로이동통신과관련된하나의사례를찾아연구하고있는내용의개요와진행과정을조사하시오

228 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-8주심화단원 2 활동지 8-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ] 1. 미래의네비게이터의모습을마음껏상상해서그려봅시다

229 새로운네비게이션만들기 9 주주제새로운네비게이터기능제안하기 본활동은 새로운네비게이터기능제안하기 의첫시간으로서지금까지배 운텔레매틱스와네비게이션의원리, 길찾기알고리즘의원리를이용해새로운 네비게이션의기능을제안해본다. 교육목표 정보과학분야사고력신장정보과학분야적성강화정보과학분야특수능력습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 창의적인문제발견및해결책정보과학에대한호기심정보과학의미래비전제시문제의구조화및모델링능력시스템개발능력상호작용과의사소통능력 세부교육내용 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 네비게이터의새로운기능 에대해발표를실시한다. 네비게이터의다양한활용방법에대해설명한다. 창의적인새로운네비게이터의기능을제안해본다

230 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교육방법 발표와토론, 강의, 탐구활동 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 1. 정보과학분야사고력신장 1-3. 창의적인문제발견및해결책 -미래의네비게이터의모습에대하여발표및토론을한다. 발표와토론 2. 정보과학분야적성강화 2-1. 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학의미래비전제시 -네비게이터의새로운기능으로제안할수있는것이무엇인지논의해본다. 조사학습 4. 정보과학분야특수능력습득 4-1. 문제의구조화및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 -제안된새로운기능을알고리즘으로표현해본다. 탐구활동 5. 정보과학분야일반능력신장 5-2. 상호작용과의사소통능력 -지능형교통시스템에대하여논의해본다. 발표및토론 준비물 교사용학생용 관련시청각자료, 사진 인터넷검색용 PC 학생용활동지 필기도구 인터넷검색용 PC

231 새로운네비게이션만들기 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 미래의네비게이터의모습 에 10 대하여발표한다. 발표자의내용중에서토론이 20 발표와토론을통하여 가능한내용을선정하여토론을 학생들스스로찾아나가 본활동 진행한다. 토론내용을종합정리한다. 네비게이터의새로운기능을제 도록도와준다. 안해본다. 제안된기능을알고리즘으로표 현해본다. 지능형교통시스템에대하여 논의해본다 본활동에대한순서는지도교사의편의에따라바꾸어도무방함 정리활동 본시간에배운학습내용정리 다음교육내용안내 5 주요초점질문 1. 새로운네비게이터기능으로무엇을추가할것인가? 2. 새로운네비게이터기능을알고리즘으로표현할수있는가?

232 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 지도활동 도입활동 1. 지난시간과제활동지 8-2(1) 을확인한다. 2. 이번차시의세부교육내용을소개한다 3. 학습목표제시한다 본활동 1. 미래의네비게이터의모습에대하여발표및토론을한다. 내용을종합하여정리하면서학생스스로미래의네비게이터의모습을정리할수있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 2. 네비게이터의새로운기능으로제안할수있는것이무엇인지논의해본다. 필수정보참조 활동지 9-1(1) 사용 3. 제안된새로운기능을알고리즘으로표현해본다. 필수정보참조 활동지 9-1(1) 사용 4. 카네비게이션에대하여논의해본다. 필수정보참조 5. 지능형교통시스템에대하여논의해본다. 필수정보참조 활동지 9-1(2), 활동지 9-1(2) 사용

233 새로운네비게이션만들기 정리활동 1. 학습내용정리 2. 다음교육내용안내 활동지 9-2(1) 사용 탐구학습자료 1. 네비게이터의새로운기능으로제안할수있는것이무엇인지생각해봅시다. 활동지 9-1(1) 참조 2. 제안된새로운기능을알고리즘으로표현해봅시다. 활동지 9-1(1) 참조 3. 카네비게이션에대하여자료를찾아봅시다. 활동지 9-1(2) 참조 4. 지능형교통시스템 5 가지의특징을정리해봅시다. 활동지 9-1(2) 참조 [ 과제제시 ][ 탐구활동 ] 5. 활동지 9-1,2 에서제안한미래의네비게이터기능과관련된신기술의기능에는어떤것이있는지 3 가지를설명하고 3 가지기능을구현하기위한방법에는어떤것이있는지조사해봅시다. 활동지 9-2(1) 참조

234 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 평가 평가내용 미래의네비게이터의모습에대해발표, 토론함으로써창의적인문제발견및 해결책을평가한다. 네비게이터의새로운기능제안에대한설명의독창성을통해정보과학에 대한호기심과정보과학의미래비전제시를평가한다. 제안된네비게이터의새로운기능을알고리즘으로표현함으로써시스템개 발능력과문제의구조화및모델링능력을평가한다. 생활주변에적용된사례( 지능형교통시스템등) 를조사하여발표함으로써상 호작용과의사소통능력을평가한다. 학습자가준비한과제의보고서, 학습자의발표내용, 토론참여도등을종 합적으로평가한다. 평가방법 관찰평가: 본활동 2, 3, 5번활동시평가 활동지 9-1(1), 9-1(2) 사용 자기주도적지식평가: 정리활동 2번활동시평가 평가기준 활동지 9-2(1) 사용 네비게이터의새로운기능을제안한내용이독창적으로정리하였는가? 제안한네비게이터의새로운기능을구현가능성이있는가? 평가유의점 기술에관한기초소양교육이학생들의창의적사고와연관성을갖도록지 도한다

235 새로운네비게이션만들기 필수정보 1. 네비게이터의새로운기능 지도회전화면에서의지도를회전시키고화면의윗방향이차량의주행방향이되게유지하는것이다. 또한운전자는화면의윗쪽이북쪽이되도록임의로선택할수도있다. 차량이주행하면이기능은목적지의방향을화면에화살표로나타내며이는운전자가길을잃었을때유익한기능이다. 목적방향/ 거리표시 일단목적지가설정되면현재위로부터목적지까지방향/ 거리가화면 (display) 에연속적으로표시된다. 교차점에서의도로선택및안내일단목적지가설정되면최적의루트가화면에표시되고교차점에서회전방향이화면에표시된다. 교차점에접근하면자동적으로교차점의전방에서교차점을확대하여표시하고음성으로안내한다. 루트등록루트선택절차를줄이기위해자주여행하는목적지는반복사용을위해목적지를등록할수있다. 업체마다다르나수개에서수십까지코스를등록할수있다. 궤적의표시 만약필요하다면현재위치까지여행한루트의궤적을화면에유지시키는 기능이다. 지명의검색 위치가알려지지않았을때지명을검색할수있는기능이다. 자동스크롤 이기능은항상차량의위치를화면의중앙에나타내는기능으로지도를 보기쉽게하고지도주변을알기쉽게하기위함이다. 어떤시스템은 "FRONT WIDE" 라는기능으로차량의위치를화면의약간밑에표시하여주

236 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 행방향을좀더넓게볼수있도록한다. 고속스크롤스크롤하는데시간을짧게하기위해스크롤속도를증가시켜거의실시간으로스크롤하는기능으로지도제작시고려하여소프트웨어기술로해결한다. 음성안내 교차점통과시및차량회전시 성으로안내하는기능이다. "GO STRAIGHT", "TURN RIGHT" 등의음 음성동작 물론 손으로조작하여명령을입력하는번거로움을피하기위해네비게이션은 AUDIO 으로보통은초기에 및차량전화의동작을컴퓨터가음성을인식하여동작하는기능 PASS WORD 의입력을요구한다. 엔터테인먼트정보 여러가지종류의엔터테인먼트정보가 CD-ROM 에저장되어진다. 기본적 인정보는일반적지도에저장되고특수분야즉 SKING 또는 CAMPING등과같은정보는별개의 세한정보를제공한다. AUTO CD-ROM하여이용할수있으며보다상 근린및유흥지 CD-ROM 에저장된위치는주차장, 기차역, 주유소, 상설매장, 호텔, 음식 점, 편의점, 공원, 골프클럽, 캠핑장등이다. 톨게이트및통행료정보 고속도로톨게이트의위치및통행료가각각저장되어있다. 지역정보 관광지정보는음식점은물론여행안내및토속음식정보와특산물의정보 가이용가능하다. 위치보고관리 수송회사나경찰에서는차량위치를파악하는것이중요하며네비게이션과

237 새로운네비게이션만들기 운전자의보고없이자동으로관제소까지전송하는전송장치를결합하면가능하다. 실제최초의네비게이션은스미토모전기가오사카의경찰청을위해개발하였다말할수있다. 지금은일본의대부분의경찰이이시스템을장착하고있다. 운송사업에서는관리센타에서현재의출동차량의위치를파악할수있어이들을효과적으로관리할수있다. 프론트와이드 진행방향에대하여자차의위치를셋트박스로표시하는기능 이중화면표시기능 상세지도와광역지도를 Display화면에동시에표시하는기능 표시기능 자기가원하는포인트를지도상에써넣어자신만의지도를만드는기능 자동경로탐색기능/Re-Route 기능목적지를탐색하여경로를자동으로탐색하여목적지까지안내를하고루트를벗어나면즉시재탐색하여루트를재설정해주는기능 드라이버시뮬레이션(Drive Simulation 기능자동경로탐색기능에서사전에루트를가상적으로주행하여확인하는기능 기타 검색기능, Safety 기능, 음악 CD 재생기능,Game 기능, 전탁기능. 2. 차네비게이션시스템 (Car Navigation System) 를 차네비게이션시스템 ( 이하 CARNAVI) 은 GPS 위성에서받은위치데이터 CARNAVI 본체또는외부의무선데이터망으로부터제공되는지리정보를 이용하여차량의위치를화면에표시하고경로안내를해주는기기이다. CARNAVI는 POI (Point Of Interest) 라고하는위치정보데이터를가지고있 다. 이 POL 은호텔, 관공서, 역, 은행. 음식점, 주차장, 주요소등우리가일상생활 에서접하는모든곳의위치( 좌표) 와해당항목에대한전화번호, 주소, 등과같 은정보를가지고있다. CARNAVI는사용자가지도상에서목적지를찾기힘들 경우이러한위치정보를이용하여운전자가가고자하는위치를선택할수있

238 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 도록한다. 또, CARNAVI는목적지가선택되었을경우운전자의차량이위치한곳에 서부터목적지까지도로주변의속성 ( 회전속성- 좌회전금지등, 차선수, 도로 등급- 국도, 일반도로, 고속도로) 을이용하여운전자가목적지까지가기위한최적 의경로를자동으로계산하여지도위에경로를표시하여준다. [ 그림 9-1] CARNAVI의접속개념도 CARNAVI는계산된경로를따라운전자가주행하는동안음성과 Graphic등 을이용하여경로에대한정보를알려주어운전자가편안하게목적지까지갈수 있도록안내하는시스템이다. CARNAVI 에서사용하는음성안내로는다음교차로까지의거리와교차로에 서의회전정보, 고속도로를이용할경우해당 Toll Gate에서의요금등이있으 며, Graphic 정보에는교차로의확대등이있다. 현재일본의 CARNAVI 의경우, DVD ROM을이용하여다량의 Graphic Data를이용하여 3차원 Graphic 지도를표시하여주고있으며, 고가도로와같은 입체교차로의경우 Rendering된 3차원 Image( 버드뷰) 를제공하여입체교차로 를정확하게이용할수있도록하고있다. CARNAVI 사용자는 POI 를이용하여목적지를설정하며, 시스템은설정된 목적지까지의경로를세가지경우에대해서최적의경로를찾아준다. 세가지 경우는일반도로우선, 고속도로우선, 두가지경우를감안한최적경로가있다. 운전자가설정된경로를따라운행하는동안시스템은어느교차로에서어 느쪽으로회전할지, 고가도로를이용해야하는지, 이용하지않는지등을음성 안내를통해안내하여준다. 또한교차로에서는시스템에부착된모니터를통 해교차로부분을확대하여운전자가눈으로회전정보를확인할수있도록도 와준다

239 새로운네비게이션만들기 운전자가고속도로를주행하는동안에는주변의도로와는관련성이적으므 로하이웨이모드(High Way Mode) 를이용하여고속도로에관련된정보 ( 다음 휴게소까지거리, 다음인터체인지명칭과거리) 만을표시하여보다편안하고안 전한운행을할수있도록도와줍니다. 또한운전자는 10 단계로구성된지도를 통해현재차량의위치를정확하게파악할수있다. CARNAVI 는이러한정보를가지고운전자가좀더편안하게운전을할수있 도록도와주는편리한장비이다 3. 지능형교통시스템 3.1 지능형교통시스템이란 지능형교통시스템두뇌의조절과기능에의해신체가움직이듯이기존의교 통시스템에인공지능을첨가하여정보를제공하고, 그정보를통하여교통시설이 상황에따라자동제어되어이용자에게최대한편의를제공하는시스템이다. 즉, 도로, 차량, 신호시스템등기존교통체계의구성요소에전자, 제어, 통신등 첨단기술을접목시켜교통시설의효율을높이고, 안전을증진시키기위한차세대 교통시스템이다 지능형교통시스템의현황 운전자는각각의시스템에서수집되는종합교통정보와지능형교통시스템을 통합관리, 제어하는중앙 ITS센터를통해자동제어되는신호기와교통정보에 따라편안하게차량을운전하며, 교통정보와관련되는사업자및이용자들은 ITS 에서제공하는각종서비스와교통정보를쉽게활용할수있다. ITS 는크게첨단교통관리시스템(ATMS), 첨단교통정보시스템(ATIS), 첨단 대중교통시스템(APTS), 첨단화물운송시스템(CVO), 첨단차량및도로시스템 (AV& HS) 으로구성된다. 우리나라에서는 1997년에과천시가 ITS시범지역으로 선정되어교통량감응실시간신호제어시스템, 과속차량자동단속시스템, 자동 요금징수시스템, 교통소통안내시스템, 주차안내시스템, 주행안내시스템, 버스 도착예정시간안내노선및운행현황안내시스템등의서비스를실시하고있다. < 출처 : 네이버백과사전

240 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 1) IRTS(Integrated Road Transportation System, 통합도로교통시스템) 기존의교통정보제공에만목적을두고있는 ITS 시스템에도로운전자들의 안전을위한노면상황및기상정보의제공이추가된새로운교통시스템임. 2) 향후 ITS계획소개 건설교통부는 2006년현재수도권북부일부구간까지도 ITS를본격적으로서 비스할예정이며, 향후 2010년까지 3척7백억투자해전국국토의 30% 에해당하 는구간에 ITS를구축하여 IRTS 가적용될계획임. < 출처 : 건설교통부도로교통관리시스템홈페이지 지능형교통시스템의분류 지능형교통시스템(ITS: Intelligent Transportation Systems) 은점점가속화 되고있는정보화사회에알맞은신속, 안전, 쾌적한차세대교통체계를구현하 는데목적을두고있다. ITS 서비스는다음과같이분류된다. 1) ATMS(Advanced Traffic Management System): 도로상에차량특성, 속도등 의교통정보를감지할수있는시스템을설치하여교통상황을실시간으로 분석하고, 이를토대로도로교통의관리와최적신호체계의구현을꾀하 는동시에여행시간측정과교통사고파악및과적단속등의업무자동화 를구현한다. 예로요금자동징수시스템과자동단속시스템이있다. 2) ATIS(Advanced Traveler Information System): 교통여건, 도로상황, 출발지 에서목적지까지의최단경로, 소요시간, 주차장상황등각종교통정보를 FM 라디오방송, 차량내단말기등을통해운전자에게신속, 정확하게제공 함으로써안전하고원활한최적교통을지원한다. 예로운전자정보시스템, 최적경로안내시스템, 여행서비스정보시스템등을들수있다. 3) APTS(Advanced Public Transportation System): 대중교통운영체계의정보화 를바탕으로시민들에게는대중교통수단의운행스케줄, 정보를제공하여이용자편익을극대화하고, 차량위치등의 대중교통운송회사및행정 부서에는차량관리, 배차및모니터링등을위한정보를제공함으로써업무 의효율성을극대화한다. 예로대중교통정보시스템, 대중교통관리시스템 등을들수있다

241 새로운네비게이션만들기 4) CVO(Commercial Vehicle Operation): 컴퓨터를통해각차량의위치, 운행상 태, 차내상황등을관제실에서파악하고실시간으로최적운행을지시함으 로써물류비용을절감하고, 통행료자동징수, 위험물적재차량관리등을 통행물류의합리화와안전성제고를도모한다. 예로전자통관시스템, 화 물차량관리시스템등이있다. 5) AVHS(Advanced Vehicle and Highway System): 차량에교통상황, 장애물인 식등의고성능센서와자동제어장치를부착하여운전을자동화하며, 도로 상에지능형통신시설을설치하여일정간격주행으로교통사고를예방하고 도로소통의능력을증대시킨다

242 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉과학출판사 김형철(2004), 인터넷이해와활용, 한빛미디어 2. 인터넷사이트 1 SKT 텔레매틱스서비스사이트 2 KTF 텔레매틱스서비스사이트 3 텔레매틱스산업협회 4 정보통신부홈페이지 5 국토교통관리시스템사이트

243 새로운네비게이션만들기 정보과학-9주심화단원 2 활동지 9-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 네비게이터의새로운기능으로제안할수있는것이무엇인지생각해봅시다. 2. 제안된새로운기능을알고리즘을표현해봅시다

244 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-9주심화단원 2 활동지 9-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 3. 카네비게이션에대하여자료를찾아봅시다. 4. 지능형교통시스템 5 가지의특징을정리해봅시다. 종류 특징

245 새로운네비게이션만들기 정보과학-9주심화단원 2 활동지 9-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ][ 탐구활동 ] 1. 활동지 1~2에서제안한미래의네비게이터기능과관련된신기술의기능에는 어떤것이있는지 3가지를설명하고 3가지기능을구현하기위한방법에는어떤 것이있는지조사해봅시다. 1 기능 2 방법( 기술)

246 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 10 주주제새로운네비게이터기능구현하기 본활동은 새로운네비게이터의기능을구현하기 의시간으로서지난시간에 제안한네비게이터의새로운기능을실제로표현하고만들어본다. 교육목표 정보과학분야사고력신장정보과학분야적성강화정보과학분야특정지식습득정보과학분야특수능력습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 1-3. 창의적인문제발견및해결책 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 3-7. 정보과학과연관된과학이론 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 세부교육내용 학습자가준비한 네비게이터의새로운기능구현 에대해발표를한다. 프로젝트학습을하기위한준비를하고실행한다. 발표한내용에대해토론한다

247 새로운네비게이션만들기 교육방법 프로젝트학습, 토론문제발견및문제해결학습 < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 1. 정보과학분야사고력신장 1-3. 창의적인문제발견및해결책 -창의적인네비게이션의기능을프로젝트학습단계에맞추어제작한다. 발표와토론 2. 정보과학분야 적성강화 2-1. 정보과학에대한호기심 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 - 네비게이션제작계획서를 창의적으로작성한다. 주제별 프로젝트 연구 3. 정보과학분야특정지식습득 4. 정보과학분야특수능력습득 5. 정보과학분야일반능력신장 3-7. 정보과학과연관된과학이론 -네비게이션의기능들을그 인간과컴퓨터의림과글로표현한다. 상호작용 4-1. 문제의구조화 -프로젝트학습의 5단계에 및모델링능력의해네비게이션제작을 4-3. 시스템개발능력실천한다. -새로운네비게이션제작 5-1. 자율적탐구계획서를창의적으로작성및학습능력한다. 문제해결학습 주제별 연구 프로젝트자기주도적학습 준비물 교사용학생용 프로젝터 프리젠테이션가능한 PC 학생용활동지 필기도구 인터넷검색용 PC

248 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시 킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 학습자가준비한발표내용에 대하여간단한질문과정을 10 본활동 대하여준비정도를파악한다. 새로운네비게이터기능을구 현하기 위한프로젝트학습방 법을알고수행준비및관련자 원탐색활동을한다. 지난시간에제안된기능을바 탕으로팀별로과제에대해논 의한다. 토론내용을종합정리한다. 결과물을어떻게보고서로작성 지도교사는학생스스로 가진행할수있도록도 우면서, 모든학생들이 참여하도록독려한다. 인터넷으로실습을할 수있도록사전에인터 넷및멀티미디어환경 을확인한다. 할것인지논의한다. 정리활동 프로젝트학습준비상태확인 다음시간까지팀별보고서작성 준비완료 5 주요초점질문 1. 새로운네비게이터의기능을구현할수있는가? 2. 프로젝트학습체계에의해새로운네비게이터만들기를수행하는가?

249 새로운네비게이션만들기 지도활동 도입활동 1. 지난주의과제활동지 9-2(1) 을확인한다. 2. 이번주의세부교육내용을소개한다 3. 학습목표제시한다 본활동 [ 프로젝트학습 ] 1. 프로젝트수행준비 필수정보참조 활동지 10-1(2) 사용 모둠을구성한다. 2. 관련자원탐색 활동지 10-1(2) 사용 기존네비게이터의기능을정리한다. 3. 협동학습과제해결 필수정보참조지난주에제안된알고리즘을바탕으로새로운네비게이터기능의구현에대하여논의해본다. 4. 결과물작성및발표 필수정보참조 활동지 10-1(4) 사용 새로운네비게이터에관한보고서를작성하고파워포인트발표자료를작성한다. 5. 성찰및평가 12 주필수정보참조

250 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 6. 발표및토론내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할수있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 정리활동 1. 학습내용정리 2. 다음교육내용안내 활동지 10-2(1) 사용 [ 프로젝트수행준비 ] 1. 모둠구성 활동지 10-1(1) 탐구학습자료참조 [ 관련자원탐색 ] 1. 기존네비게이션의기능을정리해봅시다. 활동지 10-1(2) 참조 [ 협동과제해결 ] 1. 지난주에제안된알고리즘을바탕으로새로운네비게이터기능의구현계획서를작성하고구현해봅시다. 10-1(3) 참조 [ 결과물작성및발표 ] 1. 새로운네비게이터에관한보고서를작성하고발표자료를파워포인트자료로만듭니다. 활동지 10-1(4) 참조

251 새로운네비게이션만들기 평가내용 평가 프로젝트학습방법을이해하고창의적인네비게이션의기능을프로젝트 학습단계에맞추어제작하게함으로써창의적인문제발견및해결책을평 가한다. 프로젝트학습의 5단계에의해네비게이션을제작하도록함으로써시스템 개발능력과문제의구조화및모델링능력을평가한다. 새로운네비게이션제작계획서를창의적으로작성하였는지를통해정보과 학에대한호기심과정보과학과실생활과의연계성, 자율적탐구및학습능 력을평가한다. 네비게이션의구성도를그림과글로표현하도록함으로써정보과학과연관 된과학이론, 인간과컴퓨터의상호작용을평가한다. 평가방법 관찰평가: 본활동 [ 프로젝트학습] 활동시평가 평가기준 프로젝트학습방법을이해하고실천하였는가. 프로젝트수행준비에적극적이고주도적으로참여하였는가. 새로운네비게이션제작계획서를창의적으로작성하였는가. 평가유의점 프로젝트학습을이해하고적극적이고자발적으로참여하도록지도한다

252 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 필수정보 1. 프로젝트학습단계별수행순서및활동내용 순서 단계 활동내용 1 프로젝트 수행준비 프로젝트목표파악및모둠조직 : 프로젝트단계별 활동목표파악, 활동로드맵구상. 4~5 명을한모둠으로팀조직. 모둠별활동주제선정 : 새로운네비게이터기능구현: 2 관련자원 탐색및 공유 모둠별로관련정보탐색및자료수집 ( 웹자료, 문헌조사) 수집한자료분석및종합 3 협동학습 과제해결 수집및분석한정보와자료로프리젠테이션제작 ( 학급내활동으로진행) 모둠별주제와관련된계획서작성 ( 프리젠테이션에포함) 새로운네비게이터구현 4 결과물 작성및 발표 새로운네비게이션구현프리젠테이션작성 결과보고서작성 5 성찰및 평가 개인별활동성찰노트작성 그룹간평가및피드백

253 새로운네비게이션만들기 2. 제작계획서 나만의네비게이션제작계획서 내가만들 네비게이션의이름 주제설정의 이유 필요한준비물 네비게이션의 구성도 ( 초기화면및 기능구조도 ) 창의적인 네비게이션의기능 역할분담

254 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉과학출판사 김형철(2004), 인터넷이해와활용, 한빛미디어 2. 인터넷사이트 1 SKT 텔레매틱스서비스사이트 2 KTF 텔레매틱스서비스사이트 3 텔레매틱스산업협회 4 정보통신부홈페이지 5 국토교통관리시스템사이트

255 새로운네비게이션만들기 정보과학-10주심화단원 2 활동지 10-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 프로젝트수행준비 ] 1. 모둠구성 모둠이름 모둠장과모둠원 역할분담

256 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-10주심화단원 2 활동지 10-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 관련자원탐색 ] 1. 기존네비게이션의기능을정리합니다

257 새로운네비게이션만들기 정보과학-10주심화단원 2 활동지 10-1(3) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 협동과제해결 ] 1. 지난주에제안된알고리즘을바탕으로새로운네비게이터기능의구현계획서를작성하고구현합니다. 모둠이만들 네비게이션의 이름 새로운네비게이션제작계획서 이름의 이유 필요한준비물 네비게이션의 구성도 ( 초기화면및 기능구조도 ) 창의적인 네비게이션의 기능 역할분담

258 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-10주심화단원 2 활동지 10-1(4) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 결과물작성및발표 ] 1. 새로운네비게이터에관한보고서를작성하고발표자료를파워포인트자료로만듭니다

259 새로운네비게이션만들기 정보과학-10주심화단원 2 활동지 10-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 발표자료준비안내 ] 활동지 10-1(1) ~(4) 에서네비게이터의신기술과적용에대한시나리오와신 기술의기능과기술에대해서아래와같은발표형식과괄호안의페이지수에맞 추어발표자료를 5~8 장범위내로완성해봅시다. 가능한발표자료는파워포인터(PPT) 로하되, 조별포스터도게시해봅시다. 1. 제목(1 장) 발표자, 소속, 날짜/ 조원역할분담 2. 개요(1 장) 목적, 기대효과, 추진경과 3. 시나리오에따른미래의신기술(1~2 장) 과거와현재비교 현재와미래비교 4. 신기술의기능설계(1~3 장) 미래신기술에필요한기능과기술설명 미래신기술을구현하기위해해결해야할난제기술요소 5. 결론및참고자료(1 장) 발표자료를만드는목적은자신의생각을다른사람에게소개하고전달하기위한만큼가능한파워포인트를사용하여필요한경우한글이나워드, 엑셀등으로작성된파일을링크하시오. 필요할경우자신이사용하기편리한소프트웨어를사용하여컴퓨터에서작업하거나아니면전통적인방법으로직접손으로도화지위에쓰거나그리는것도좋다

260 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 11 주주제네비게이터기능개선보고서작성 본활동은 네비게이터기능개선하기 의세번째시간으로서네비게이터기 능을제안하고개선하여새롭게구현한과정과결과를보고서로작성하고발표 하는시간이다. 교육목표 정보과학분야사고력신장정보과학분야적성강화정보과학분야특정지식습득정보과학분야특수능력습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 논리전개및추론능력 창의적인문제발견및해결능력 정보과학에대한호기심 정보과학의미래비전제시 정보과학과실생활과의연계성 인간과컴퓨터의상호작용 문제의구조화및모델링능력 시스템개발능력 자율적탐구및학습능력 상호작용과의사소통능력 5-3. 공동작업능력

261 새로운네비게이션만들기 세부교육내용 네비게이터기능개선보고서 를만든다. 학습자가준비한 발표한내용에대해토론한다. 네비게이터기능개선보고서 에대해발표를실시한다. 교육방법 발표와토론, 탐구활동

262 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 교육내용 세부교육내용 교육방법 1. 정보과학분야사고력신장 1-2. 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 -팀별로프로젝트학습과정에맞추어기능개선보고서를창의적으로작성한다. 주제별연구프로젝트 2. 정보과학분야적성강화 2.-1 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 -보고서의체계에맞게보고서를작성하고새로운기능개선방법이잘표현되었는가? 주제별연구프로젝트 3. 정보과학분야특정지식습득 4. 정보과학분야특수능력습득 5. 정보과학분야일반능력신장 인간과컴퓨터의 상호작용 4-1. 문제의구조화 및모델링능력 4-3. 시스템개발능력 5-1. 자율적탐구 및학습능력 5-2. 상호작용과 의사소통능력 5-3. 공동작업능력 - 새로운네비게이터기능 개선보고서를 프레젠테 이션도구를이용하여발 표한다. -새로운네비게이터의기능 을 시다. 9컷만화로표현해봅 - 새로운네비게이터의기능 을발표하고체크리스트로 상호평가한다. 발표및토론탐구활동자기주도적학습 준비물 교사용학생용 프로젝터 프레젠테이션가능한 PC 학생용활동지 필기도구 인터넷검색용 PC

263 새로운네비게이션만들기 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 도입활동 활동안내와학습목표를확인시 킨다. 학습준비물을확인시킨다. 5 팀별로프로젝트학습과정에 맞추어기능개선보고서를창의 적으로작성한다. 10 지도교사는학생스스로 가진행할수있도록도 네비게이터기능개선보고서 를 프레젠테이션도구를이용하여 30 우면서, 모든학생들이 참여하도록독려한다. 본 팀별로발표한다. 팀별역할분담이잘되도 활동 발표자의내용중에서토론이 가능한내용을선정하여토론 을진행한다. 토론내용을종합정리한다 록확인, 격려한다. 프레젠테이션으로발표 할수있도록사전에인 터넷및멀티미디어환 경을확인한다. 정리활동 다음시간에할보고서및산출 물전시를안내한다. 5 주요초점질문 1. 네비게이터기능개선보고서를작성하였는가? 2. 보고서의체계에맞게보고서를작성하고새로운기능개선방법이잘표현 되었는가?

264 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 지도활동 도입활동 1. 지난주의과제활동지 10-2(1) 을확인한다. 2. 지난주에이어프로젝트학습네번째단계인 결과물작성및발표 를팀별로연속하여진행한다. 3. 학습목표제시한다 본활동 < 프로젝트학습중 4. 결과물작성및발표 > 1. 새로운네비게이터의기능을 9 컷만화로표현해본다. 활동지 11-1(1) 사용 2. 새로운네비게이터기능개선보고서를작성한다. 활동지 11-1(2) 사용 3. 새로운네비게이터기능개선보고서를프레젠테이션도구를이용하여발표하고체크리스트로평가한다. 활동지 11-1(3) 사용 4. 발표및토론내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할수있도록지도한다. 1) 발표자와자신의활동지내용을비교하여장단점을분석하도록지도한다. 2) 자신의활동지를스스로평가하도록지도한다. 정리활동 1. 학습내용정리 2. 다음교육내용안내 활동지 11-2(1) 사용

265 새로운네비게이션만들기 탐구학습자료 1. 새로운네비게이터의기능을 9 컷만화로표현해봅시다. 활동지 11-1(1) 참조 2. 새로운네비게이터기능개선보고서를작성해봅시다. 활동지 11-1(2) 참조 3. 새로운네비게이터기능개선보고서를발표해봅시다. 활동지 11-1(3) 참조 [ 과제제시 ] 1. 새로운네비게이터기능개선보고서및산출물을정리하여제출합니다. 활동지 11-2(1) 참조 2. 지금까지의산출물을전시할수있도록준비합니다. 활동지 11-2(1) 참조 평가내용 평가 팀별로프로젝트학습과정에맞추어기능개선보고서를창의적으로작성하 였는지를통해창의적인문제발견및해결능력, 논리전개및추론능력을평 가한다. 새로운기능개선방법이잘표현되도록보고서를작성하였는지를통해정 보과학에대한호기심, 정보과학의미래비전제시, 정보과학과실생활과의 연계성을평가한다. 새로운네비게이터기능개선보고서를프레젠테이션도구를이용하여발 표함으로써인간과컴퓨터의상호작용을평가한다

266 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 새로운네비게이터의기능을만화로표현하게함으로써시스템개발능력과 문제의구조화및모델링능력을평가한다. 새로운네비게이터의기능을발표하고체크리스트로상호평가하게함으로 써자율적탐구및학습능력, 상호작용과의사소통능력, 공동작업능력을 평가한다. 평가방법 발표내용에대한체크리스트평가 : 본활동 3번활동시평가 평가도구 1/2 사용 보고서체크리스트평가 : 본활동 3번활동시평가 평가도구 2/2 평가기준 사용 보고서의제목이창의적인가? 보고서의내용이정교한가? 보고서의핵심내용이독창적인가? 보고서의핵심내용이실현가능성이있는가? 평가유의점 보고서는문제의결과와함께문제학습의과정이포토폴리오로잘집약될 수있도록독창성을갖고주제에접근할수있도록지도한다

267 새로운네비게이션만들기 필수정보 우리들의연구발표회지도초점이시간에는보고서에대한발표를하는시간이다. 이발표에대한평가는교사혼자하는것이아니라, 서로동료평가를하도록한다. 서로의연구물과그에대한발표를평가할합리적인평가항목을정하고, 발표순서를정하여발표하는가운데학생들상호간에서로의연구에대해관심을갖고바라볼수있으며, 서로의장점에대해칭찬해주고격려해주며, 잘된작품을통해서로자극을받아개개인의연구에보다매진할수있도록지도한다. 1. 1) 2) 준비하기 평가항목정하기 - 학생들과의토론을통해친구들의발표를보면서어떤점을평가해야할지 에관해논의한다. 먼저, 학생들나름대로생각하는것들을브레인스토밍을 통해이야기하도록하고, 이를비슷한것끼리묶고기준에따라분류하여 합리적인기준을만들어나가도록한다. - 학생들이스스로좋은기준을제시하지못할때에는교사가 예를들어... 와같은방식으로조언을하여어떤측면의평가가필요한지학생들스스 로깨닫고, 그러한기준을생각해낼수있도록한다. 평가할항목을정리하여체크리스트로만들기 < 체크리스트예시 > 항목 내용태도 학생 ( 모둠) 이름 정확한정보와내용의완결성 연구내용의유용성 주제의참신성및창의적인아이디어 보고서의체계적인정리및정보출처의명확성 알맞은목소리 효과적인발표방법및발표자료의준비 기타의견이나참고사항

268 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 3) 발표순서정하기 - 발표순서를정함에있어서도교사가일방적으로정해주는것보다는학생들이준비한주제들간의연관성을고려하여발표순서를정할수있도록한다. 이때에도학생들과의합의를통해합리적인방법으로발표순서를정할수있도록한다. 2. 발표하기 - 그동안준비해온자료를가장효과적인방법으로발표하도록한다. 가능하 다면프로젝션 TV나빔프로젝트같은멀티미디어기자재를활용하여발표 할수있도록하고, 자신의연구내용을친구들에게가장잘알릴수있는 방법으로발표를하도록한다. - 발표자이외의다른학생들은청중이아닌심사위원임을잊지않고, 비판적 - - 인시각으로다른친구들의발표를들을수있도록하고, 그러한비판이다 른사람의연구에도움이될수있는방향의건전한비판이될수있도록 지도한다. 발표내용이방대하고다양한것보다는얼마나자기스스로의연구가담겨 있는지를살펴볼수있도록한다. 최근인터넷이발달하면서, 많은학생들 은인터넷검색결과를스크랩해오는것을연구라고생각하기도하는데, 그러한것보다는자기스스로의문제제기에의해자기의힘으로연구해온 것이무엇인지에초점을맞추어발표할수있도록한다. 발표후에는친구들의조언과비판을바탕으로자신의연구를좀더다듬 고심화시켜세련되고수학적으로완결성이있고, 유용한연구가되도록후 속작업을해야함을공지한다

269 새로운네비게이션만들기 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 조국현(2001), 인터넷으로본정보통신개론, 이한출판사 최종원(2005), 컴퓨터네트워킹 3 판, 피어슨에듀케이션코리아 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉과학출판사 김형철(2004), 인터넷이해와활용, 한빛미디어 2. 인터넷사이트 1 SKT 텔레매틱스서비스사이트 2 KTF 텔레매틱스서비스사이트 3 텔레매틱스산업협회 4 정보통신부홈페이지 5 한국인터넷진흥원 6 국토교통관리시스템사이트

270 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-11주심화단원2 활동지 11-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 새로운네비게이터의기능을 9 컷만화로표현해봅시다

271 새로운네비게이션만들기 정보과학-11주심화단원 2 활동지 11-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 2. 새로운네비게이터기능개선보고서를작성합니다 보고서제목 2-2. 개선목적 2-3. 새로운기능개선방법및일정 2-4. 개선산출물

272 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-11주심화단원 2 활동지 11-1(3) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 탐구활동발표대회 ] 새로운네비게이터기능개선보고서를발표하고체크리스트로상호평가한 다. 3. 다음과같이자신을제외한다른학생들의발표내용에대하여각자평가한 결과를문항별로학생이름이나모둠이름을 가. 시나리오를마치실제와같이잘정리한것은? 3 개이내로씁니다. ( ), ( ), ( ) 나. 신기술의기능중현재가장필요한기능에해당하는것은? ( ), ( ), ( ) 다. 신기술의기능중현재가장먼저실현될것같은기능은? ( ), ( ), ( ) 라. 발표의내용을멋있게작성한것은? ( ), ( ), ( ) 마. 발표를이해하기쉽게설명한것은? ( ), ( ), ( ) 바. 발표시간을준수한것은? ( ), ( ), ( ) 사. 발표자의목소리가좋은것은? ( ), ( ), ( ) 아. 발표자의태도가좋은것은? ( ), ( ), ( ) 자. 자신의발표내용과다른사람들의발표내용을비교할때, 본인스스로부족 하다고느낀부분은무엇인가? 차. 발표자료의작성과발표를하면서가장어렵다고느낀부분은무엇인가?

273 새로운네비게이션만들기 정보과학-11주심화단원 2 활동지 11-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 [ 과제제시 ] 1. 새로운네비게이터기능개선보고서및산출물을정리하여제출하고웹사이트과제학습방에올려서공유하도록합시다. 2. 지금까지의산출물을전시할수있도록준비합니다

274 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-11주심화단원 2 평가도구 (1/2) 교육청영재교육원 중학교이름 학생용 1. 발표내용에대한체크리스트평가 * 다음과같이자신을제외한다른학생들의발표내용에대하여각자평가한 결과를문항별로학생이름이나모둠이름을 3 개이내로쓰시오. 가. 시나리오를마치실제와같이잘정리한것은? ( ), ( ), ( ) 나. 신기술의기능중현재가장필요한기능에해당하는것은? ( ), ( ), ( ) 다. 신기술의기능중현재가장먼저실현될것같은기능은? ( ), ( ), ( ) 라. 발표의내용을멋있게작성한것은? ( ), ( ), ( ) 마. 발표를이해하기쉽게설명한것은? ( ), ( ), ( ) 바. 발표시간을준수한것은? ( ), ( ), ( ) 사. 발표자의목소리가좋은것은? ( ), ( ), ( ) 아. 발표자의태도가좋은것은? ( ), ( ), ( )

275 새로운네비게이션만들기 정보과학-11주심화단원 2 평가도구 (2/2) 교육청영재교육원 중학교이름 학생용 2. 보고서체크리스트평가 번호측정요소측정의근거 1점 2점 3점 4점 5점 1 독창성 2 논리성 3 복합성 기존의것에서탈피하여참신하고독특한 아이디어를제시하고있다. 전개과정과문제해결에서전후가명확하 며, 원인과결과및사용되는이론적배 경이분명하다. 몇가지의상이한요소, 부분또는사용 수준들을포함하고있다. 4 5 발전가능성변형가능성 앞으로새로운산출물들을만들어낼수있는새로운아이디어들을많이시사해주고있다. 사람들로하여금이분야를전혀새로운방식으로보거나생각하게만들고있다. 6 표현력 7 가치성 사물이나자연및사회현상을논리적으 로분명하게표현하고있다. 실제로가치있고, 중요한것이라고생각 할수있다. 8 9 유기적조직성기능적솜씨 전체성, 즉완전하다는느낌을가지게해주고있다이산출물에는논리적으로치밀하며, 도입전개결론에이르는전개과정이높은수준의성취라고할수있다. 10 유용성 실제에적용하여사용할수있음이분명 하다

276 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 12 주주제단원결론및평가 본활동은단원 2 새로운네비게이션만들기 의마지막시간으로서지금까지 학습한내용에대하여요약을하고설명을하며, 학생들이지금까지학습하고준 비한최종보고서와산출물에대한발표및전시를실시한다. 교육목표 정보과학분야사고력신장정보과학분야적성강화정보과학분야특정지식습득정보과학분야특수능력습득정보과학분야일반능력신장 교육내용 1-2. 논리전개및추론능력 1-3. 창의적인문제발견및해결능력 2-1. 정보과학에대한호기심 2-2. 정보과학의미래비전제시 2-3. 정보과학과실생활과의연계성 2-4. 정보과학분야진로 3-5. 계산원리 3-7. 정보과학과연관된과학이론 3-9. 정보보호및윤리 인간과컴퓨터의상호작용 4-1. 문제의구조화및모델링능력 5-1. 자율적탐구및학습능력 5-2. 상호작용과의사소통능력 5-3. 공동작업능력 5-4. 리더십

277 새로운네비게이션만들기 세부교육내용 심화단원 2( 새로운네비게이션만들기) 에대한내용을요약하여설명한다. 보고서전시및산출물을발표한다. 평가및설문조사를실시한다. 교육방법 발표와토론, 평가, 체험학습

278 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) < 교육목표 - 교육내용 - 세부교육내용 - 교육방법의유기적연관성 > 교육목표 1. 정보과학분야사고력신장 2. 정보과학분야적성강화 3. 정보과학분야특정지식습득 4. 정보과학분야특수능력습득 5. 정보과학분야일반능력신장 교육내용 1-2. 논리전개 및추론능력 1-3. 창의적인문제 발견및해결능력 2-1. 정보과학에 대한호기심 2-2. 정보과학의미래 비전제시 2-3. 정보과학과 실생활과의연계성 2-4. 정보과학분야 진로 3-5. 계산원리 3-7. 정보과학과 연관된과학이론 3-9. 정보보호및윤리 인간과컴퓨터의 상호작용 4-1. 문제의구조화 및모델링능력 5-1. 자율적탐구 및학습능력 5-2. 상호작용과 의사소통능력 5-3. 공동작업능력 5-4. 리더십 세부교육내용 - 발표및토론, 활동내용 을종합하여정리하면서 학생스스로결과를정리 할수있도록지도한다. - 발표한보고서를평가결과 를반영하여보완한다. 보고서및활동한포트폴 리오자료를완성된형태 로전시한다. 교육방법 주제별연구 프로젝트 주제별연구 프로젝트 - 지필평가를실시한다. 평가 - 발표한보고서안의네비 게이션의기능을보완한 다. - 발표한보고서를평가결과 를반영하여보완한다. 탐구활동 자기주도적 학습 준비물 교사용학생용 프로젝터 인터넷검색용 PC 학생용활동지 보고서및발표준비물

279 새로운네비게이션만들기 교수학습활동 학습단계 교수학습활동 시간 ( 총 90 분 ) 지도초점및유의점 전체단원에대해요약한다. 도입활동 보고서전시및산출물발표에 대한계획을이야기한다. 5 발표준비물을확인시킨다. 심화단원 2의교육내용에대하 여정리하고정보통신기술이미 20 래의사회에주는영향에대하 여토론한다. 최종보고서전시를실시하며 40 지도교사는학생스스로 가진행할수있도록도 본 산출물도발표, 전시하고평가 우면서, 모든학생들이 활동 를실시한다. 참여하도록독려한다. 새로운네비게이터만들기단원 을끝낸소감을정리한다. 10 사전에전시준비를충 분히한다. 토론내용을종합정리한다. 10 정리활동 학기를정리한다. 5 지도교사는학생들이방 학기간에하면좋은것 들을추천한다. 주요초점질문 1. 학습결과를정리하여토론, 발표할수있는가? 2. 토론및발표내용을종합정리하였는가?

280 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 도입활동 지도활동 1. 지난주작성한보고서및준비한과제를확인한다. 2. 이번주는프로젝트학습단계중 5. 성찰및평가부분을하게됨을소개 3. 한다 학습목표를제시한다 본활동 < 프로젝트학습단계중 5. 성찰및평가 > 1. 발표및토론, 활동내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할수있도록지도한다. 활동지 12-1(1) 사용 2. 발표한보고서를평가결과를반영하여보완한다. 필수정보참조 활동지 12-1(2) 사용 3. 보고서및활동한포트폴리오자료를완성된형태로전시한다. 4. 심화활동전체에대하여학생스스로결과를정리하고정보통신이 미래사회에주는영향에대하여토론할수있도록지도한다. 5. 지필평가를실시한다. 활동지 12-1(3) 사용 정리활동 1. 학습내용정리 2. 설문지작성 활동지 12-2(1)

281 새로운네비게이션만들기 탐구학습자료 1. 심화단원 2 에대한요약설명을실시합니다. 활동지 12-1(1) 참조 2. 발표한보고서를평가하고보완합니다. 활동지 12-1(2) 참조 3. 지필평가를실시합니다. 활동지 12-1(3) 참조 평가 평가내용 발표및토론, 활동내용을종합하여정리하면서학생스스로결과를정리할 수있도록지도함으로써논리전개및추론능력과창의적인문제발견및해 결능력을평가한다. 발표한보고서를평가결과를반영하여보완하고, 보고서및활동한포트폴리 오자료를완성된형태로전시함으로써정보과학분야진로, 정보과학에대 한호기심, 정보과학의미래비전제시, 정보과학과실생활과의연계성을평 가한다. 심화단원2 전반에대한지필평가를통해정보과학과연관된과학이론, 계산 원리, 정보보호및윤리, 인간과컴퓨터의상호작용을평가한다. 발표한보고서를평가결과를반영하여보완하도록하여자율적탐구및학 습능력, 상호작용과의사소통능력, 공동작업능력, 리더십을평가한다. 평가방법 체크리스트평가 : 본활동 1, 2번활동시평가 평가도구 1/3 사용 포트폴리오평가 : 본활동 3번활동시평가 평가도구 2/3 사용 지필평가 : 본활동 5번활동시평가 평가도구 3/3 사용

282 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 평가기준 평가도구 1/3, 2/3, 3/3 평가시유의점 참조 학습의전과정에적극적으로참여하는것이중요함을지도한다. 발표와토론의과정에상대방의견존중과자기주장의논리성과설득의 중요성을갖도록사전에충분히설명한후진행한다. 상대방의발표에대한평가시 3가지특징과 2 가지좋은점, 그리고 1가지 아쉬운점을찾아서발표하도록지도한다

283 새로운네비게이션만들기 필수정보 < 성찰및평가 > 어떤점을보완할까? 지도초점이활동은앞시간에있었던연구발표대회에서친구들과논의한여러가지내용을바탕으로자신의연구물을되돌아보고, 보다세련되고가치있는연구결과가되도록다듬는과정이다. 친구들이해준여러가지조언과비판중자신이생각하기에합리적이라고생각하는부분에대해서는그충고를겸허히받아들이고, 자신의연구를수정해나갈수있도록지도하고, 자신의생각이나주장이옳다면그러함을근거를제시하도록하여보다완결성있는연구물을만들도록한다. 1. 나의보고서에대한친구들의평가를살펴봅시다. 1) 친구들은내보고서의잘된점을무엇이라고하였습니까? - 단점보다는장점을먼저살펴봄으로서연구과제를진행하면서의기소침 해지거나포기하지않도록격려한다. 2) 수정하거나보완해야할점은무엇이라고하였습니까? 3) 내생각에는어떤부분을수정 보완하는것이좋을것이라생각합니까? 그 이유는무엇입니까? - 친구들의조언을바탕으로자신의연구를다시살펴보면서수정 보완해 야할부분을찾도록한다. 연구보고서에날개를 ~! 지도초점 학생들이보완한보고서를완성된형태의보고서로제출하게하 고, 영재교육원학생들의작품을한데모아한권의책으로만들거나, 자신의연구물을기사형식으로요약하게하여영재교육원신문을만 들어보도록한다. 이활동은영재교육원수료식에앞서, 여러부모님 과선생님께일년동안의활동에대해소개할수있는자료를만들어 전시하는활동으로활용해도좋다

284 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 읽기자료 1. 프로젝트학습단계별수행순서및활동내용 순서 단계 활동내용 1 프로젝트 수행준비 프로젝트목표파악및모둠조직 : 프로젝트단계별 활동목표파악, 활동로드맵구상. 4~5 명을한모둠으로팀조직. 모둠별활동주제선정 : 새로운네비게이터기능구현: 2 관련자원 탐색및 공유 모둠별로관련정보탐색및자료수집 ( 웹자료, 문헌조사) 수집한자료분석및종합 3 협동학습 과제해결 수집및분석한정보와자료로프리젠테이션제작 ( 학급내활동으로진행) 모둠별주제와관련된계획서작성 ( 프리젠테이션에포함) 새로운네비게이터구현 4 결과물 작성및 발표 새로운네비게이션구현프리젠테이션작성 결과보고서작성 5 성찰및 평가 개인별활동성찰노트작성 그룹간평가및피드백

285 새로운네비게이션만들기 1. 참고문헌 참고자료 송주석(2003), 정보통신이해, 생능출판사 정진욱(2005), 정보통신배움터, 생능출판사 차동완(2004), 인터넷정보기술, 홍릉과학출판사 김형철(2004), 인터넷이해와활용, 한빛미디어 송준화(2004), 텔레매틱스개론, 홍릉과학출판사 2. 인터넷사이트 1 SKT 텔레매틱스서비스사이트 2 KTF 텔레매틱스서비스사이트 3 텔레매틱스산업협회 4 정보통신부홈페이지 5 국토교통관리시스템사이트

286 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-12주심화단원2 활동지 12-1(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 포트폴리오평가 가. 활동지를클리어파일등으로잘정리하였는가? 나. 체험, 탐구학습자료가정리되어있는가? 다. 보고서를형식에맞게작성하였는가? 라. 산출물을실용적이며창의적으로만들었는가? 마. 프리젠테이션프로그램을이용하여보고서를발표하였는가? 바. 토론및모둠별학습에적극참여하였는가? 사. 미래의정보통신기술사회에대한비전을이야기할수있는가? 아. 리더십을발휘하여모둠활동을적극적으로이끌고모둠의산출물에기여하 였는가? 자. 인터넷검색및프로그램사용능력등정보통신기술활용능력이충분한가? 차. 프로젝트학습의방법을이해하고프로젝트학습을수행할수있는가?

287 새로운네비게이션만들기 정보과학-12주심화단원2 활동지 12-1(2) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 발표한보고서를평가보완해봅시다. 가. 보고서평가지 번호측정요소측정의근거 1점 2점 3점 4점 5점 1 독창성 2 논리성 3 복합성 4 5 발전 가능성 변형 가능성 6 표현력 7 가치성 8 9 유기적 조직성 기능적 솜씨 10 유용성 기존의것에서탈피하여참신하고독특한 아이디어를제시하고있다. 전개과정과문제해결에서전후가명확하 며, 원인과결과및사용되는이론적배 경이분명하다. 몇가지의상이한요소, 부분또는사용 수준들을포함하고있다. 앞으로새로운산출물들을만들어낼수 있는새로운아이디어들을많이시사해 주고있다. 사람들로하여금이분야를전혀새로운 방식으로보거나생각하게만들고있다. 사물이나자연및사회현상을논리적으 로분명하게표현하고있다. 실제로가치있고, 중요한것이라고생각 할수있다. 전체성, 즉완전하다는느낌을가지게해 주고있다이산출물에는논리적으로치밀하며, 도 입전개결론에이르는전개과정이높은 수준의성취라고할수있다. 실제에적용하여사용할수있음이분명 하다. 나. 보고서보완하기

288 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-12주심화단원2 활동지 12-1(3) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. 텔레매틱스란 < 지필평가 > 2. GPS 란 3. 네비게이션이란 4. GIS 란 5. CNS 란 6. 위치기반서비스 (Location Based Service) 란무엇인가 7. 위치기반서비스이용방법을설명하라 8. 위치측정기술을설명하라 9. 무선측위의두가지방식을설명하라 10. 그래프이론에서오일러길과해밀턴길의정의를이야기하라 11. 길찾기알고리즘설명하라 12. 네비게이션인터페이스의특징을설명하라

289 새로운네비게이션만들기 정보과학-12주심화단원2 활동지 12-2(1) 교육청영재교육원/ 영재학급 중학교이름 1. < 단원마무리학생설문조사 > * 단원을마무리하며다음질문에답하여주시기바랍니다. 전혀아니아니보통다다이다그렇매우그렇다다 주별학습내용이정보과학을이해하는데에도움이되었습니까? 2. 주별학습내용의양은적절하였습니까? 3. 주별학습내용을충분히이해하였습니까? 주별학습내용에대한흥미가처음보다많아졌습니까? 주별수업에대하여전반적으로만족하고있습니까? 6. 본단원내용중기억에많이남는것은무엇입니까? 7. 본단원내용중보다깊게다루었으면하는것은무엇입니까? 8. 본단원중어려워이해하기가어려웠던내용은무엇입니까? 9. 인터넷검색, 자료조사, 탐구활동, 토론과발표, 강의노트작업활동중에어려 운점이있었다면무엇입니까? 10. 수업진행방식에대한건의및개선사항이있다면무엇입니까?

290 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-12주심화단원 2 평가도구 (1/3) 교육청영재교육원 중학교이름 학생용 1. 포트폴리오평가 가. 활동지를파일등으로잘정리하였는가? 나. 체험, 탐구학습자료가정리되어있는가? 다. 보고서를형식에맞게작성하였는가? 라. 산출물을실용적이며창의적으로만들었는가? 마. 프리젠테이션프로그램을이용하여보고서를발표하였는가? 바. 토론및모둠별학습에적극참여하였는가? 사. 미래의정보통신기술사회에대한비전을이야기할수있는가? 아. 리더십을발휘하여모둠활동을적극적으로이끌고모둠의산출물에기여하 였는가? 자. 인터넷검색및프로그램사용능력등정보통신기술활용능력이충분한가?

291 새로운네비게이션만들기 정보과학-12주심화단원 2 평가도구 (2/3) 교육청영재교육원 중학교이름 학생용 2. 보고서평가지 번호측정요소측정의근거 1점 2점 3점 4점 5점 1 독창성 2 논리성 3 복합성 4 5 발전 가능성 변형 가능성 6 표현력 7 가치성 8 9 유기적 조직성 기능적 솜씨 10 유용성 기존의것에서탈피하여참신하고독특한 아이디어를제시하고있다. 전개과정과문제해결에서전후가명확하 며, 원인과결과및사용되는이론적배 경이분명하다. 몇가지의상이한요소, 부분또는사용 수준들을포함하고있다. 앞으로새로운산출물들을만들어낼수 있는새로운아이디어들을많이시사해 주고있다. 사람들로하여금이분야를전혀새로운 방식으로보거나생각하게만들고있다. 사물이나자연및사회현상을논리적으 로분명하게표현하고있다. 실제로가치있고, 중요한것이라고생각 할수있다. 전체성, 즉완전하다는느낌을가지게해 주고있다이산출물에는논리적으로치밀하며, 도 입전개결론에이르는전개과정이높은 수준의성취라고할수있다. 실제에적용하여사용할수있음이분명 하다

292 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 정보과학-12주심화단원 2 평가도구 (3/3) < 지필평가 > 교육청영재교육원 중학교이름 학생용 1. 텔레매틱스란 2. GPS 란 3. 네비게이션이란 4. GIS 란 5. CNS 란 6. 위치기반서비스 (Location Based Service) 란무엇인가 7. 위치기반서비스이용방법을설명하라 8. 위치측정기술을설명하라 9. 무선측위의두가지방식을설명하라 10. 그래프이론에서오일러길과해밀턴길의정의를이야기하라 11. 길찾기알고리즘설명하라 12. 네비게이션인터페이스의특징을설명하라

293 부 록 [ 부록 1] 정보과학영재교육과정구성기본방향 [ 부록 2] 정보과학영재교육관련자네트워크

294 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2)

295 새로운네비게이션만들기 [ 부록 1] 정보과학영재교육과정구성기본방향 * 본정보과학영재교육교육과정구성기본방향에서는먼저그교육대상자 를규정하였으며그들을위한교육목표를명시하였다. 또한그교육목표를달성 하기위하여교육내용, 교육방법, 교육평가를교육목표와일관되게상호유기적 으로제시하였다. Ⅰ. 정보과학영재교육교육대상자 * 본교육과정은다음의지적능력과정의적특성중한가지또는그이상의 능력과특성을보이는초등학교 4-6 학년, 중학교 1-3학년학생을주대상자로한 다. 지적능력 창의적사고가우수한자 수리및논리적사고가우수한자 문제발견및문제해결력이우수한자 논리전개( 알고리즘설계) 능력이우수한자 관찰력및과학적사고가우수한자 직관력및통찰력이우수한자 새로운정보창출능력을가진자 높은지적능력을가진자 정의적특성 뛰어난과제집착력및집중력을가진자 강한도전의식및모험심을가진자 의문이많고지적호기심이매우많은자 정보과학분야에대한관심과흥미가매우많은자 풍부한상상력및자유로운사고를가진자 Ⅱ. 정보과학영재교육교육목표 * 정보과학영재교육은다음다섯가지를그주요교육목표로삼는다. 1. 정보과학분야에필수적인사고력을신장한다. 2, 정보과학분야의잠재적적성을강화한다. 3. 정보과학분야를구성하는특정지식을습득한다. 4. 정보과학분야와관련된특수능력을습득하되기능과는구분한다. 5. 정보과학분야와관련된일반능력을신장한다

296 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) Ⅲ. 정보과학영재교육교육내용 * 정보과학영재교육은위에서제시한다섯가지교육목표에따라학교급별로 다음과같은교육내용을담는다. 교육목표 초등학교 교육내용 4-6 학년중학교 1-3 학년 1. 사고력신장 ㆍ수리적사고 ㆍ논리전개및추론능력 ㆍ창의적인문제발견및해결능력 ㆍ수리적사고 ㆍ논리전개및추론능력 ㆍ창의적인문제발견및해결능력 2. 적성강화 ㆍ정보과학에대한호기심 ㆍ정보과학의미래비전제시 ㆍ정보과학과실생활과의연계성 ㆍ정보과학에대한호기심ㆍ정보과학의미래비전제시ㆍ정보과학과실생활과의연계성ㆍ정보과학분야진로 3. ㆍ알고리즘설계ㆍ계산원리ㆍ기초프로그래밍특정지식습득ㆍ이산구조ㆍ정보보호및윤리ㆍ인간과컴퓨터의상호작용 ㆍ알고리즘설계ㆍ이산구조ㆍ프로그래밍언어ㆍ자료구조ㆍ계산원리ㆍ기초수학이론ㆍ정보과학과연관된과학이론ㆍ고급프로그래밍ㆍ정보보호및윤리ㆍ인간과컴퓨터의상호작용 4. ㆍ과학적규칙성발견및과학적특수능력습득탐구능력ㆍ문제의구조화및모델링능력 ㆍ문제의구조화및모델링능력ㆍ프로그램제작능력ㆍ시스템개발능력ㆍ객체지향적프로그래밍능력 5. ㆍ자율적탐구및학습능력ㆍ상호작용과의사소통능력일반능력신장ㆍ공동작업능력ㆍ리더십 ㆍ자율적탐구및학습능력ㆍ상호작용과의사소통능력ㆍ공동작업능력ㆍ리더십

297 새로운네비게이션만들기 Ⅳ.. 정보과학영재교육교육방법 ( 교수학습활동 ) * 위에서제시한다섯가지교육목표와그에따른교육내용을가지고정보과학 영재교육을실행할때, 처한교육여건에따라학교급별로다음과같은교육방법 ( 교수학습활동) 을적절히활용한다. 교육목표에따른활동 교육방법 ( 교수학습활동 ) 초등학교 4-6 학년중학교 1-3 학년 1. 사고력신장활동 ㆍ전문가멘토링 ㆍ읽기와글쓰기 ㆍ발표와토론 ㆍ전문가멘토링ㆍ주제별연구프로젝트ㆍ문제풀이ㆍ발표와토론 2. 적성강화활동 ㆍ그룹프로젝트ㆍ현장교육및실습ㆍ발표와토론ㆍ읽기와글쓰기 ㆍ전문가특강ㆍ발표와토론ㆍ주제별연구프로젝트ㆍ현장교육및실습 ㆍ전문가특강 3. 특정지식습득활동 ㆍ전문가멘토링ㆍ발표와토론ㆍ강의ㆍ그룹프로젝트ㆍ실험ㆍ현장교육및실습 ㆍ전문가멘토링ㆍ발표와토론ㆍ강의ㆍ팀티칭ㆍ주제별연구프로젝트ㆍ실험ㆍ현장교육및실습 4. 특수능력습득활동 ㆍ실험 ㆍ현장교육및실습 ㆍ실험 ㆍ현장교육및실습 ㆍ주제별연구프로젝트 5. 일반능력신장활동 ㆍ현장교육및실습 ㆍ그룹프로젝트 ㆍ발표와토론 ㆍ현장교육및실습 ㆍ주제별연구프로젝트 ㆍ발표와토론

298 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) Ⅴ. 정보과학영재교육평가 * 정보과학영재교육의성과는다섯가지교육목표를중심으로평가하되그평 가할주요내용과방법은다음과같다. 평가영역 평가내용 평가방법 1. 사고력평가ㆍ문제발견및해결능력 ㆍ전문가평가ㆍ구술평가ㆍ발표및토론평가ㆍ연구보고서평가ㆍ작문평가 ㆍ관찰평가 2. 적성평가 ㆍ수업태도및참여도 ㆍ도전의지 ㆍ면담평가ㆍ그룹프로젝트산출물평가ㆍ연구보고서평가 3. 특정지식평가 ㆍ알고리즘ㆍ이산구조ㆍ프로그래밍에관한지식ㆍ정보보호및윤리ㆍ인간과컴퓨터의상호작용 ㆍ전문가평가ㆍ그룹프로젝트산출물평가ㆍ연구보고서평가ㆍ발표및토론평가 4. 특수능력평가 ㆍ과학적탐구능력 ㆍ설계및모델링능력 ㆍ프로그래밍능력 ㆍ전문가평가ㆍ그룹프로젝트산출물평가ㆍ연구보고서평가ㆍ실험ㆍ실습산출물평가 5. 일반능력평가 ㆍ협동수준 ㆍ발표능력 ㆍ토론능력 ㆍ관찰평가ㆍ그룹프로젝트산출물평가ㆍ연구보고서평가ㆍ발표및토론평가

299 새로운네비게이션만들기 [ 부록 2] 정보과학영재교육관련자네트워크 < 정보과학영재교육교수학습자료개발연구진및집필진 > 구분 성명 소속 김미숙한국교육개발원 meek@kedi.re.kr 연구진 유효현한국교육개발원 hhyoo@kedi.re.kr 김아름한국교육개발원 annie146@kedi.re.kr 탐색단계 예홍진아주대학교 hjyeh@ajou.ac.kr 최종기평택태광고등학교 tkchok@hanmail.net 이근백천안계광중학교 rootone@chol.com 집필진 발전단계심화단계 이재호 경인교육대학교 jhlee@gin.ac.kr 허 경 경인교육대학교 khur@ginue.ac.kr 손원성 경인교육대학교 sohnws@gin.ac.kr 주길홍 경인교육대학교 khjoo@ginue.ac.kr 최종원 숙명여자대학교 choejn@sookmyung.ac.kr 조재완 한국기술교육대학교 ischool@knue.ac.kr 김도형 파주검산초등학교 pkh422@hanmail.net

300 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) < 시 도교육청정보과학영재교육실태및담당교사 > * 전국시. 도교육청에서보내준정보과학영재교육담당교사명단과 2006년 8월 KEDI 정보과학 영재교육기초연수대상자의명단을통합하여정리하였음. 교 육 청 KEDI 선발도구사용 현재 교육 실시 실시기관명 학교급 담당교사 선린인터넷고중등김옥경 rladhr@hanmail.net 서울 서울동부교육청영재교육원서울서부교육청영재교육원서울남부교육청영재교육원서울북부교육청영재교육원서울중부교육청영재교육원서울강동교육청영재교육원서울강서교육청영재교육원서울강남교육청영재교육원서울동작교육청영재교육원서울성동교육청영재교육원서울성북교육청영재교육원 초등 조형복 hyungbock@paran.com 초등 박기범 demake@chol.com 초등 유인철 - 초등 하현진 myth92@naver.com 초등 김예진 - 초등 이미선 leems1102@hanmail.net 초등 이준상 - 초등 김종훈 ilovetem@hanmail.net 초등 김태환 smallfry@chol.com 초등 최구환 - 초등 서인석 siseo16@hanmail.net 정보영재교육원중등조윤오 - 부산 동부영재교육원 서부영재교육원 초등중등초등중등 김하식 구자진 ( 동주여중) khs1785@paran.com o2goo@hanmail.net

301 새로운네비게이션만들기 교 육 청 KEDI 선발 도구 사용 현재교 육실시 실시기관명 학교급 담당교사 부산 북부영재교육원중등하정현 대구 인천 광주 대전 인천과학고부설 과학영재교육원인천송현초 영재학급 중등김인철 kinchul@dreamwiz.com 초등박진수 dracoj@paran.com 인천예술고중등안석구 ask0693@hanmail.net 교육정보원 IT 영재교육원 초등 중등 오공용 ohgy8914@naver.com IT영재교육원초등기용주 kisim27@chol.com 광주전산고중등이동윤 naganola97@nate.com 신탄진초등학교초등김나영 flowerny@hanmir.com 대전산성초초등유정 silentuu@hanmail.net 대전송촌초초등이미애 mintae93@hanmail.net 대전둔원초초등이진홍 hongjl00@hanmail.net 울산 울산영재교육원 중등 이창수 - - 강남영재교육원초등중등 최영복 chyobog@hanmail.net 전하초등학교 초등 김지호 vocal12th@hanmail.net 온양초등학교 초등 박허영 phy225@hanmail.net 강북영재교육원 중등 김인수 kimsou77@hanmail.net - - 이화중학교 중등 김지영 like-iris@hanmail.net - - 미래정보고중등안정수 jsmulti@use.go.kr 경기 풍생중부설영재학급 중등 이경숙 egossm@naver.com 부설영재교육원 초등 윤석형 ppc710@hanmail.net 부설영재교육원초등김삼수 disket8282@hanmail.net

302 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 교육청경기 KEDI 선발현재교 도구육실시사용 실시기관명학교급담당교사 부설영재교육원초등중등 김원섭 부설영재교육원초등중등 이민규 파주송화초 초등 김광찬 석천초등학교 초등 김현석 구리남양주부설 영재교육원 초등오승환 이천영재교육원 중등 손극모 부설영재교육원초등중등 류재식 - 강원 강원과학고정보영재학급 중등 백매선 backplus@hanmail.net 청안초등학교 초등 이윤종 sinebell@naver.com 충북 - - 심천초등학교 초등 전신용 tlsdyd1@hanmail.net 충주교육청영재학급담당 초등 최경희 ckhqueen1@daum.net 충남 전북 전북대학교초등유철중 - 과학영재교육원중등노혜민 hmino@chonbuk.ac.kr 완도과학영재교실 초등 김은경 tomatopot@hanmail.net - - 순천영재교육원 초등 박채구 daoge@korea.com 전남 여수영재교육원초등서원채 onework@hanmail.net - - 순천영재교육원초등옥윤옥 lieberbike@hanmail.net 여수영재교육원초등윤지용 garcia001@hanmail.net 순천영재교육원중등조승일 blindcho@hanmail.net

303 새로운네비게이션만들기 교육청경북 KEDI 선발현재교도구육실시 실시기관명 학교급 담당교사 사용 - - 구미교육청권순남부설영재교육원중등 ( 형곡중) london810@nate.com 도송중학교정보영재학급 중등 박영애 lotus1343@naver.com 성신여자중학교정보영재학급 중등 박수현 soo5598@hanmail.net 경산지역공동오세창정보영재학급중등 ( 무학중) osc713@chol.com - - 영주교육청연구원 초등 김욱 ook5389@hanmail.net - - 구미영재교육원초등석원덕 wdmansu@hanmail.net - - 구미영재교육원초등손준영 sjyzang@gyo6.net - - 봉화군수학공동공동영재학급 제주도 교육과학연구원 영재교육원 제주중앙초 제주 영재학급 제주제일중 국제교육정보원 제주여자상업 고등학교 12개 14개합계교육청교육청 66개기관 초등 허대홍 ih8996@naver.com 중등 홍남호연구사 hoya@jje.go.kr 초등 강남철 xrayeyes@chol.com 중등 강상우 smerf@paran.com 중등 김창수 kingdol2@hanmail.net 초등학교급 45 중등학교급

304 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2)

305 새로운네비게이션만들기 색인 ( ㄱ) 관성항법장치 102 기상알고리즘 190 긴급서비스 (Emergency Services) 137 긴급알고리즘 172, 189 길찾기알고리즘 184, 195 그래프이론 149, 156 ( ㄴ) 네비게이션 78, 93 네비게이션시스템 (navigation system) 78 네비게이터 107, 228 네비게이션의원리 95 네비게이션워 (Navigation War) 104 ( ㄷ) 단말기기반위치측정기술 128 도난차량추적 (Stolen Vehicle Tracking) 137 ( ㅁ) 무선네트워크 72 무선측위 129 미로탐색 195 ( ㅂ) 블루투스 (Bluetooth) 73 ( ㅅ) 사용자인터페이스개요 212 생활속알고리즘 172 셀룰러이동통신

306 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) 스마트네비게이션알고리즘 109 실감형사용자인터페이스 (Tangible User Interface) 214 ( ㅇ) 에어백알림장치 (Air Bag Deployment Notification) 136 오일러그래프 150 오일러경로 150, 156 오일러회로 150, 156 원격도어잠금 (Remote Door Unlock) 137 원격통신 (Telecommunication) 77 와이브로이동통신 220 위성위치확인시스템 (GPS) 77 위성항법시스템 (Global Navigation Satellite System) 106 위성 DMB 72 위치기반서비스 (Location Based Service) 93, 125 위치측정기술 93, 127 운동알고리즘 194 유비쿼터스 220 유비쿼터스컴퓨팅 (Ubiquitous Computing) 70 음성자료브라우징 216 의사코드 195 인터페이스 126, 206, 212 임베디드 70, 72, 212 ( ㅈ) 자동항법장치 92 자세계측장치 103 자율무인잠수정 (Autonomous Underwater Vehicle) 102 전방주시장치 (Head-Up Display System) 213 정보과학 (Informatics) 69, 77 주차알고리즘 193 지능형교통시스템 (ITS: Intelligent Transportation Systems) 232 지능형이동통신 105 지리정보시스템 (GIS) 77 지상파 DMB

307 새로운네비게이션만들기 ( ㅊ) 차량원격진단서비스 76, 99 차량항법시스템 (Car Navigation System ; CNS) 99, 104 차수 152 체크리스트 260 초소형비행체 (MAV, micro air vehicles) 101 취침알고리즘 190 ( ㅋ) 카네비게이션시스템 (Car Navigation System) 77 컨버전스( 융 복합) 80 컴퓨터비전 214 ( ㅌ) 텔레매틱스 69, 77 텔레매틱스구조 (Telematics Architecture) 71 텔레매틱스서비스제공자 (Telematics Service Provider) 71 텔레스켄 (TeleScan) 75 통합도로교통시스템 (Integrated Road Transportation System) 233 ( ㅍ) 포트폴리오평가 278 프로젝트학습 278 ( ㅎ) 한붓그리기 156 해밀턴그래프 172 해밀턴경로 172 해밀턴회로 172 화장실알고리즘 191 (A) AOA 129 AUV(Autonomous Underwater Vehicle) 102 AVHS(Advanced Vehicle and Highway System)

308 정보과학영재교육교수학습자료( 중등-심화-단원 2) ATIS(Advanced Traveler Information System) 233 ATMS(Advanced Traffic Management System) 233 (B) BFS 197 (C) CARNAVI( 차네비게이션시스템: Car Navigation System) 230 CNS(Car Navigation System) 75 CUI(Character User Interface) 212 CVO(Commercial Vehicle Operation) 234 (D) DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 72 DFS 196 (E) ECU(Electronic Control Unit) 75 (G) Galileo Project 106 GIS( 지리정보시스템: Geographical Information System) 125 GLONASS(Global Navigation Satellite System) 106 GM OnStar 136 GNSS(Global Navigation Satellite System) 106 GPS(Global Positioning System) 75, 78, 96 GPS의구성 96 GUI(Graphic User Interface) 212 (H) HCI(Human-Computer Interface) 212 HMI(Human Machine Interface) 70 (I) INS(Inertial Navigation System) 102 ITS(Intelligent Transportation Systems) 71,

309 새로운네비게이션만들기 IRTS(Integrated Road Transportation System, 통합도로교통시스템) (L) 233 LBS( 위치기반서비스: Location Based Service) 125 Local-Area-Network 72 (M) MRU(Motion Reference Unit) 103 (P) PIM(Personal Information Management) 71 (R) RAM (Receiver Autonomous integrity Monitoring) 104 Resource Discovery Service 72 RF Fingerprint 131 (T) TCP/IP 123 TDOA 방식 130 TOA 131 TSP(Telematics Service Provider) 71 TTS(Text To Speech) 80 (V) VICS(Vehicle Information & Communication System) 104 VRUI(Virtual Reality User Interface) 212 (W) Wide-Area-Network 72 Wibro

310 수탁연구 CR 정보과학영재교육교수학습자료 ( 중등심화단계단원 2) 새로운네비게이션만들기 발행 2006년 12월일 발행인고형일 발행처 주 소 서울서초구우면동 92-6, 전화 : (02) 팩스 : (02) 등록 , 제16-35호인쇄처도서출판선우정보인쇄전화 : (02) ( 代 ) 팩스 : (02) ISBN 보고서내용의무단복제를금함.