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고등학교 인공지능 수학 · 예측과 최적화 · 2022 개정 교육과정

[12인수04-03] 성취기준 해설과 수업·평가 예시

성취기준 원문

[12인수04-03] 손실함수를 이해하고 최적화된 추세선을 찾을 수 있다.
교육부 고시 제2022-33호 [별책 8] 188쪽 · 수학과 교육과정

성취기준 해설

y=ax 형태의 추세선에 대하여 일변수함수로 정의된 손실함수만을 다룬다.
교육부 고시 제2022-33호 [별책 8] 188쪽

쉽게 풀어 보면

추세선 y=ax가 자료와 얼마나 어긋나는지를 오차 제곱의 합인 손실함수 L(a)로 나타내고, 이 일변수함수가 최소가 되는 a를 찾아 최적화된 추세선을 구하는 성취기준이에요. 손실함수가 a에 대한 이차함수가 된다는 점을 발견하고 완전제곱식으로 최솟값을 찾는 과정이 수업의 핵심이에요.

학습지 문항 예시 예시

손실함수로 최적의 기울기 찾기

  1. 자료 (1, 1), (2, 3), (3, 7)에 대해 추세선 y=x를 쓸 때 각 점의 오차(실제값−예측값)와 오차 제곱의 합을 구하세요.
  2. 추세선 y=ax에 대한 손실함수 L(a)를 오차 제곱의 합으로 세우고 a에 대한 이차식으로 정리하세요.
  3. L(a)를 완전제곱식으로 바꾸어 손실이 최소가 되는 a와 그때의 손실값을 구하세요.
  4. 오차를 제곱하지 않고 그냥 더하면 손실함수로 쓰기 어려운 까닭을 예를 들어 설명하세요.

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수업 흐름 예시 예시

  1. 도입: 세 점에 대해 친구마다 다른 기울기의 직선 y=ax를 그어 보고, 어느 직선이 가장 잘 맞는지 정할 방법을 물어요.
  2. 전개 1: 각 점에서 실제값과 예측값의 차인 오차를 구하고, 오차를 그냥 더할 때와 제곱해 더할 때를 비교해 손실함수의 필요성을 확인해요.
  3. 전개 2: 손실함수 L(a)를 a에 대한 이차식으로 정리해 그래프를 그리고, 완전제곱식으로 최솟값과 그때의 a를 구해요.
  4. 정리: 공학 도구로 a를 움직이며 손실값이 변하는 모습을 확인하고, 구한 a로 만든 직선이 최적화된 추세선임을 정리해요.

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서술형 평가 문항과 채점 기준 예시

자료 (1, 1), (2, 3), (3, 7)에 대하여 추세선 y=ax의 손실함수 L(a)를 오차 제곱의 합으로 세워 정리하고, 손실이 최소가 되는 a의 값과 최솟값을 구한 뒤, a=1일 때의 손실과 비교하여 최적화의 의미를 서술하시오.

수준채점 기준
상손실함수를 L(a)=14a²−56a+59로 정확히 세우고 완전제곱식 14(a−2)²+3으로 a=2, 최솟값 3을 구하며, a=1일 때의 손실 17과 비교해 최적화의 의미를 설명함
중손실함수를 세우고 최소가 되는 a를 구했으나 전개 과정에 일부 실수가 있거나 최적화의 의미 설명이 부족함
하오차의 제곱합을 세우지 못하거나 손실함수와 추세선의 관계를 설명하지 못함

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세특 기재 예시 예시

손실함수로 최적화된 추세선을 찾는 활동에서 세 점 자료에 대한 추세선 y=ax의 오차 제곱합을 a에 대한 이차함수로 정리하고 완전제곱식으로 손실이 최소가 되는 기울기를 구함. 오차를 그대로 더하면 양수와 음수가 상쇄되어 맞지 않는 직선도 합이 0에 가까워질 수 있다는 점을 예를 들어 설명함. 공학 도구로 기울기를 움직이며 손실 그래프의 꼭짓점과 계산 결과가 일치함을 확인함.

이 예시는 210자, 나이스 기준 510Byte예요. 과목별 세특은 1,500Byte(500자)까지 써요. 내 문장은 나이스 글자수·바이트 계산기로 세어 볼 수 있어요.

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세특에는 학생이 실제로 한 활동과 교사가 관찰한 내용만 써요. 대회명·기관명처럼 쓰면 안 되는 내용은 생기부 기재 금지 사전에서 확인할 수 있어요.

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학생들이 자주 헷갈리는 점

손실함수의 변수를 x로 착각해 x에 대한 식으로 정리하려는 학생이 많아요. 자료의 x, y는 이미 정해진 수이고 움직이는 것은 기울기 a라는 점을 강조해 주세요. 또 오차를 제곱하지 않고 더해 양수와 음수가 서로 지워지는 실수도 자주 나와요.

이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
  • ‘예측과 최적화’ 영역에서는 용어와 기호로 ‘확률, 추세선, 함수의 극한, 이차함수의 미분계수, 손실함수, 경사하강법’을 다룬다.

같은 영역의 다른 성취기준

왓퀴즈는 이런 AI예요

왓퀴즈는 한국 학교의 수업과 기록 업무에 맞춘 교사용 AI예요. 이 사전과 같은 2022 개정 교육과정 성취기준 데이터로 학습지, 수업 PPT, 평가계획서 초안을 만들고, 2026학년도 학교생활기록부 기재요령 원문을 바탕으로 세특 초안을 쓰고 기재 금지 표현을 검사해요.

최종 확인일 2026-11-09 · 근거: 2022 개정 교육과정 교과 교육과정 고시

성취기준과 해설, 적용 시 고려 사항은 교육과정 고시 원문을 그대로 옮겼어요. 학습지·수업·평가·세특 예시는 왓퀴즈가 만든 참고 자료이니 학교 평가 계획과 학생 상황에 맞게 고쳐 써주세요.

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