[DAY 95] 최종 프로젝트_ KST와 IRT 통합

[천재교육] 프로젝트 기반 빅데이터 서비스 개발자 양성 과정 9기
학습일 : 2024.12.03

📕 프로젝트 작업 내역

• 초등 수학 로드맵 작성
• KST 와 IRT 통합

 

📗 수행 결과

1. 초등 수학 라벨링이란?

라벨링의 범위는 단순한 분류에서부터, 문항 간의 관계를 정의하는 고도화된 작업까지 포함

 

1) 기본적인 라벨링: 대분류 → 중분류 → 소분류

• 초등 수학의 단원 구조에 따라 문항을 분류
  • 대분류: 수와 연산, 도형, 측정 등
  • 중분류: 도형 → 삼각형, 사각형
  • 소분류: 삼각형 → 내각의 합, 외각의 성질
• 이 경우 라벨링은 문항을 각 단원 구조에 맞게 태깅하는 작업을 의미

2) 관계 중심 라벨링

• KST 모델은 문항 간의 선행 관계를 정의하는 구조를 필요로 함
  • ex: "삼각형의 내각의 합" → "삼각형의 외각의 성질"
• 이 경우, 라벨링 작업은 단순한 태깅을 넘어서 문항 간 관계를 정의하는 과정까지 포함됨
  • 문항 A: "삼각형의 내각의 합 계산하기"
  • 문항 B: "삼각형의 외각 각도 계산하기"
  • 관계: A→BA \to BA→B (A를 학습해야 B를 학습할 수 있음)

3) BLIM과 IRT에서의 라벨링

• BLIM
  • 지식 상태를 정의하려면 문항 간의 관계(선행/종속)를 알아야 하므로, 라벨링은 문항별로 이러한 관계를 정의하는 작업이 포함됨
• IRT
  • IRT는 문항의 난이도, 변별도, 추측도를 평가하기 위해 각 문항에 적절한 메타데이터(난이도 수준, 카테고리 등)가 필요
  • ex: "난이도: 중", "대분류: 도형", "소분류: 삼각형 → 내각의 합"

4) 라벨링 예

• 초등 수학 대분류 → 중분류 → 소분류

문항 ID	대분류	중분류	소분류	난이도	선행 관계
Q1	수와 연산	덧셈	한 자리 수의 덧셈	쉬움	없음
Q2	수와 연산	덧셈	두 자리 수의 덧셈	중간	Q1
Q3	도형	삼각형	삼각형의 내각의 합	중간	없음
Q4	도형	삼각형	삼각형의 외각의 성질	어려움	Q3

• 선행 관계 기반 라벨링
  • Q3 → Q4: "삼각형의 내각의 합"을 알아야 "외각의 성질" 문제를 풀 수 있음
  • 라벨링 작업에서 이러한 선행 관계를 정의하는 것이 핵심

5) 라벨링의 필요성

① KST 적용 가능성

• KST 알고리즘은 지식 상태와 문항 간 관계가 명확히 정의된 데이터를 요구함
• 따라서 교육 현장에서 수집되는 데이터를 활용하려면:
  • 각 문항이 어떤 지식 상태에 해당하는지,
  • 문항 간 선행 관계가 무엇인지, 이러한 정보가 라벨링 과정에서 포함되어야 함

② 학습 추천 시스템에 필수

• 신대표님의 프로젝트처럼 학생의 부족한 지식을 분석하고 학습 경로를 추천하려면:
  • 문항이 어떤 지식 요소에 속하는지,
  • 어떤 문항이 선행 학습이 필요한지, 를 라벨링해야 함

 

📙 내일 일정

• 최종 프로젝트