고등학교 데이터 과학 · 데이터 과학 프로젝트 · 2022 개정 교육과정
[12데과04-03] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12데과04-03] 데이터 분석을 진행할 때, 2개 이상의 방법을 사용하여 분석하고 결과를 비교한다.
성취기준 해설
동일한 데이터를 기반으로 서로 다른 데이터 전처리, 데이터 분석 방법을 적용한 결과를 비교하여 가장 적절한 데이터 모델링 방법을 설계할 수 있어야 한다.
쉽게 풀어 보면
프로젝트 데이터에 전처리 방식이나 분석 방법을 두 가지 이상 적용하고 결과를 비교해 가장 적절한 모델링 방법을 설계하는 성취기준이에요. 결측치를 지운 경우와 채운 경우, 선형 회귀와 결정 트리처럼 조건을 하나씩만 바꿔 비교해야 차이의 원인을 설명할 수 있어요.
학습지 문항 예시 예시
두 가지 방법으로 분석하고 비교하기
- 공공 자전거 대여량 데이터에서 결측치를 삭제한 경우와 중앙값으로 채운 경우 데이터 개수와 평균이 어떻게 달라질 수 있는지 설명해 보세요.
- 선형 회귀모델과 결정 트리 모델로 같은 데이터를 분석했을 때 결과를 해석하는 방식이 어떻게 다른지 쓰세요.
- 두 분석 방법을 공정하게 비교하려면 무엇을 같게 유지해야 하는지 두 가지 쓰세요.
- 두 모델의 검증 오차가 거의 같을 때 어느 모델을 선택할지 결정하는 기준을 제안해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 같은 재료로 요리법만 바꾸면 맛이 달라지듯 같은 데이터도 처리 방식에 따라 결과가 달라질 수 있음을 사례로 떠올려요.
- 전개 1: 모둠 프로젝트 데이터에 두 가지 전처리(결측치 삭제와 대체, 정규화 여부)를 적용하고 비교 조건을 하나씩만 바꾸는 실험 설계를 해요.
- 전개 2: 같은 학습·검증 데이터로 두 분석 방법을 적용하여 같은 평가 지표로 결과를 비교표에 기록해요.
- 정리: 비교 결과와 해석 가능성, 계산 비용을 함께 따져 최종 모델링 방법을 정하고 선택 이유를 발표해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
모둠 프로젝트 데이터에 서로 다른 전처리 또는 분석 방법을 두 가지 이상 적용한 결과를 비교표로 제시하고, 결과 차이가 생긴 원인을 방법의 특성과 연결해 분석한 뒤, 가장 적절하다고 판단한 데이터 모델링 방법과 그 근거를 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | 비교 조건을 통제한 상태에서 두 가지 이상 방법의 결과를 같은 지표로 비교하고, 차이의 원인을 방법의 특성으로 설명하며, 성능과 해석 가능성을 함께 고려한 모델링 방법을 근거 있게 선택함 |
| 중 | 두 가지 방법을 비교했으나 비교 조건이 일부 달라 원인 설명이 불명확하거나 선택 근거가 성능 하나뿐임 |
| 하 | 한 가지 방법의 결과만 제시하거나 비교 없이 결론을 내림 |
세특 기재 예시 예시
공공 자전거 대여량 예측 프로젝트에서 결측치 삭제와 중앙값 대체 두 전처리를 적용한 뒤 선형 회귀와 결정 트리 모델을 같은 검증 데이터로 비교함. 기온이 매우 높거나 낮을 때 대여량이 줄어드는 곡선 관계를 결정 트리가 더 잘 잡아낸다는 점을 오차 비교로 확인하고 원인을 모델 특성으로 설명함. 성능 차이가 작을 때는 해석이 쉬운 모델을 고르는 기준을 세워 최종 모델을 결정함.
이 예시는 210자, 나이스 기준 512Byte예요. 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
두 방법을 비교한다며 전처리, 데이터 분할, 평가 지표를 한꺼번에 바꾸는 경우가 많아요. 그러면 결과 차이가 어디서 왔는지 알 수 없으니, 실험처럼 한 번에 한 조건만 바꾸고 나머지는 같게 두는 원칙을 강조해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 기후위기, 환경 문제, 에너지 문제 등의 주제를 가정, 학교, 지역 및 지구 차원에서 프로젝트 주제로 고려하여, 인류가 당면한 여러 가지 생태적 문제를 데이터 과학 프로젝트를 통해 심층적으로 탐구하도록 한다.
- 여러 가지 데이터 분석 방법 중 기계학습을 통한 분석 방법을 포함하여 분석 결과를 비교함으로써 디지털·인공지능 소양을 기를 수 있도록 교수·학습을 구성하도록 한다.
- 프로젝트 과정에서 온라인 공유 환경을 제공하여 온오프라인의 협업이 모두 일어날 수 있도록 하고, 협업 과정이 온라인 문서에 기록될 수 있도록 한다. 특히, 주제 선정, 데이터 수집 등에서 아이디어를 발산하고 수렴하는 과정이 기록되도록 하여 프로젝트 내 문제 해결 과정이 드러나는 데에 중점을 두도록 한다.
- 민주시민으로서 데이터 과학 프로젝트를 통해 생산한 정보의 사회적 영향 및 파급력에 대하여 논의할 수 있도록 문제기반학습을 구성하고, 협력학습을 통해 학생들이 토론이나 토의 과정의 기회를 갖도록 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.