[DAY 94] 최종 프로젝트_ KST 알고리즘 기반 학습 결손 진단 시스템 설계

[천재교육] 프로젝트 기반 빅데이터 서비스 개발자 양성 과정 9기
학습일 : 2024.12.02

📕 프로젝트 작업 내역

• 초등 수학 학습 로드맵 작성 계획

 

📗 회의록

• 회의 일자: 2024년 12월 02일
• 회의 주제: 초등 수학 로드맵 작성 계획
• 참석자: OOO, OOO, OOO

 

1. 주요 논의 사항

1) 대분류와 중분류 정의
1-1) 목표

• 2022학년도 초등 수학 교육과정을 기반으로 대분류와 중분류 체계를 설정하여 모든 출판사의 교과서에 호환 가능하도록 구성

2022 개정 교육과정 수학 계통도 (출처: 천재교육)

1-2) 작업 내용

① 대분류 추출

• 교육과정에서 상위 개념을 대분류로 설정
  
  • 수와 연산
  • 변화와 관계
  • 도형과 측정
  • ...

② 중분류 세분화

• 각 대분류를 학습 목표에 따라 중분류로 세분화
  
  • 대분류: 수와 연산
    • 중분류: 분수, 소수, 나눗셈, 곱셈, ...
  • 대분류: 변화와 관계
    • 중분류: 규칙과 대응, 비례식과 비례배분, ...

1-3) 산출물

• 대분류 및 중분류 정의표

 
2) 소분류 정의
2-1) 목표

• 학습 목표를 기반으로 중분류를 더 세분화하여 소분류를 생성. 이를 통해 학습 결손을 세밀하게 진단

2-2) 작업 내용

① 세부 목표 분석

• 각 중분류에 포함된 학습 목표를 세분화
  
  • 중분류: 분수
    • 소분류: 분수의 덧셈, 분수의 곱셈, 분수의 크기 비교, ...
  • 중분류: 비례식과 비례배분
    • 소분류: 비례식의 성질, 비례배분 문제 풀이, ...

② 표준화

• 모든 소분류가 다양한 교과서와 호환 가능하도록 가장 일반적인 표현으로 통일
• 참조: https://namu.wiki/w/2022%20%EA%B0%9C%EC%A0%95%20%EA%B5%90%EC%9C%A1%EA%B3%BC%EC%A0%95/%EC%88%98%ED%95%99%EA%B3%BC#toc

2-2) 산출물

• 중분류와 연결된 소분류 체계표

 

3) KST 알고리즘 문제 분류 정확도 검증
3-1) 목표

• 대분류, 중분류, 소분류 체계를 완성한 뒤, KST 알고리즘이 문제 데이터를 올바르게 분류하는지 검증
• 이를 위해 오픈소스 데이터를 활용하여 입력된 문제의 출제 의도와 일치하는 분류 결과를 도출하는지 확인

3-2) 작업 내용

① AI Hub 데이터 확인 및 준비

• JSON 데이터(수학분야 학습자 역량 측정 데이터_ AI HUB) 의 name 키에 포함된 소분류 정보를 추출
• 각 문제의 "name" 필드를 대분류 → 중분류 → 소분류 체계에 매핑

# 예시 JSON 파일 형식
{
    "id": 1,
    "name": "분수의 덧셈",
    "difficulty": "중급",
    "content": "3/4 + 2/5의 값을 구하시오."
}

• 여기서 name 값을 소분류로 설정
  • 대분류: 수와 연산
  • 중분류: 분수
  • 소분류: 분수의 덧셈

② KST 알고리즘 문제 분류

• 완성된 대분류, 중분류, 소분류 체계와 매핑된 AI Hub 데이터를 KST 알고리즘에 입력
• 알고리즘이 문제를 올바르게 분류하는지 확인

③ 분류 정확도 검증

• AI Hub의 name 필드에 적힌 소분류와 KST 알고리즘이 도출한 소분류 결과를 비교
• 정확도 계산
  • 정확히 매칭된 문제 비율 = (정확히 분류된 문제 수) / (전체 문제 수)

④ 결과 분석 및 알고리즘 조정

• 정확도가 낮거나 특정 유형의 문제가 잘못 분류되는 경우, 다음을 고려
  • 대분류/중분류/소분류 체계 수정: 특정 소분류가 모호하게 정의되었는지 확인
  • KST 알고리즘 조정: 학습 데이터를 추가하거나 분류 기준을 세분화

 
3-3) 산출물

• KST 알고리즘 분류 정확도 보고서
  • 정확히 분류된 문제 수, 전체 문제 수, 정확도 (%) 포함
• 오분류 데이터 리스트
  • KST 알고리즘 결과가 AI Hub name 필드와 불일치한 문제 리스트
• 예시 보고서 내용

• 정확도: (정확히 분류된 문제 수 / 전체 문제 수) × 100
  • 예: (18 / 20) × 100 = 90%

 
 
 

2. 다음 과제

• 초등 수학 학습 로드맵 작성

 
 

📙 내일 일정

• 최종 프로젝트