고등학교 데이터 과학 · 데이터 모델링과 평가 · 2022 개정 교육과정
[12데과03-05] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12데과03-05] 데이터 분석 방법에 따른 데이터 모델의 분석 결과를 비교하고 평가한다.
성취기준 해설
데이터 특성과 분석 목적에 적합한 평가 방법(예측률, 정확도 등)을 선정하고, 이를 바탕으로 데이터 분석 결과를 해석하고 그 의미를 판단할 수 있어야 한다.
쉽게 풀어 보면
분석 목적과 데이터 특성에 맞는 평가 방법을 골라 데이터 모델의 결과를 비교하고 평가하는 성취기준이에요. 분류 모델은 혼동 행렬에서 정확도, 정밀도, 재현율을, 예측 모델은 오차 지표를 계산해 보고, 어떤 지표를 앞세울지가 목적에 따라 달라진다는 점을 판단하게 해요.
학습지 문항 예시 예시
혼동 행렬과 평가 지표
- 질병 검사 모델이 실제 환자 40명 중 30명을 양성으로, 실제 비환자 60명 중 20명을 양성으로 판정했다. 혼동 행렬을 그리고 정확도를 구하세요.
- 1번 모델의 정밀도와 재현율을 구하세요.
- 질병 검사에서 정밀도와 재현율 가운데 무엇을 더 중시해야 하는지 고르고 이유를 쓰세요.
- 판매량 예측 모델 두 개의 평균 절대 오차가 각각 12개, 8개일 때 어느 모델이 더 나은지 쓰고, 이 지표만으로 판단할 때의 한계를 설명해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 환자가 5%뿐인 데이터에서 모두 정상으로 판정해도 정확도가 95%가 되는 상황을 제시하고 이 모델이 쓸모 있는지 생각해 봐요.
- 전개 1: 혼동 행렬의 네 칸(참 양성, 거짓 양성, 거짓 음성, 참 음성)을 정리하고 정확도, 정밀도, 재현율을 예제로 계산해요.
- 전개 2: 같은 데이터로 만든 두 분류 모델과 두 예측 모델의 평가표를 받아, 분석 목적에 따라 어떤 지표로 비교할지 모둠별로 정해요.
- 정리: 모둠마다 고른 지표와 근거를 발표하고 목적이 바뀌면 결론도 바뀌는 사례를 함께 정리해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
스팸 메일 분류 모델 A와 B의 혼동 행렬이 주어졌다. 두 모델의 정확도, 정밀도, 재현율을 비교하고, 중요한 메일이 스팸함으로 잘못 가는 것을 가장 피해야 하는 상황이라면 어떤 지표를 기준으로 어느 모델을 고를지 근거를 들어 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 세 지표를 혼동 행렬에서 정확히 계산하고, 정상 메일이 스팸으로 분류되는 오류가 거짓 양성임을 밝혀 정밀도를 기준으로 모델을 선택하는 논리를 명확히 제시함 |
| 중 | 지표 계산은 대체로 정확하나 상황에 맞는 지표 선택 근거가 모호하거나 오류 유형을 혼동함 |
| 하 | 정확도만 비교하여 모델을 고르거나 지표 계산에 오류가 많음 |
세특 기재 예시 예시
모델 평가 활동에서 질병 검사 사례의 혼동 행렬을 작성하고 정확도, 정밀도, 재현율을 계산하여 같은 모델도 지표에 따라 평가가 달라진다는 점을 설명함. 환자가 적은 데이터에서 모두 정상으로 판정해도 정확도가 높게 나오는 함정을 예로 들어 재현율을 함께 봐야 하는 이유를 논리적으로 제시함. 스팸 분류 상황에서는 정밀도를 우선해야 한다고 판단하여 목적에 맞는 평가 기준을 세움.
이 예시는 210자, 나이스 기준 518Byte예요. 과목별 세특은 1,500Byte(500자)까지 써요. 내 문장은 나이스 글자수·바이트 계산기로 세어 볼 수 있어요.
세특에는 학생이 실제로 한 활동과 교사가 관찰한 내용만 써요. 대회명·기관명처럼 쓰면 안 되는 내용은 생기부 기재 금지 사전에서 확인할 수 있어요.
학생들이 자주 헷갈리는 점
정확도가 높으면 좋은 모델이라고 단정하는 학생이 많아요. 한쪽 범주가 매우 적은 데이터에서는 정확도가 높아도 중요한 사례를 놓칠 수 있으니, 거짓 양성과 거짓 음성 중 어느 오류가 더 치명적인지 먼저 따지고 지표를 고르게 지도해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 데이터 모델링 과정에서 다양한 데이터 분석 방법을 비교하여 활용하고, 데이터 해석 과정에서 등장하는 여러 견해를 상호 존중하고 비판적 시각으로 바라봄으로써 합리적으로 문제를 해결할 수 있도록 교수·학습을 구성하도록 한다.
- 데이터 분석을 위한 도구는 학습자의 디지털 역량을 사전에 파악하여 학습자의 인지적인 부담이 적은 방향으로 선정하도록 한다. 학습에 사용하는 기기나 운영 체제에 비교적 독립적인 소프트웨어나 프로그래밍 언어를 활용하여 다양한 학습 환경에서 학습자의 접근성을 보장하도록 한다.
- 최소 성취수준을 보장하기 위하여 교수자가 제시한 데이터 분석 과정을 바탕으로 데이터 모델의 개념을 제시하고, 여러 가지 분석 방법을 구별하여 설명할 수 있는지 평가한다. 또한, 비교적 명확하게 해석 결과가 도출되는 데이터셋을 제공하여 학습자가 최소한의 데이터 분석 과정을 체험하고 의미를 인식할 수 있는 학습 과정을 제공하도록 한다.
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.