2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 학교 주변 교통사고 감소를 위한 데이터 분석과 인공지능 모델링 아주대학교 과학영재교육원 1 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 1 학교급 중학교 프로그램 개요 학교 주변 교통사고 감소를 위한 데이터 분석과 인공지능 모델링 1. 프로그램 소개 인공지능에서는 주어진 문제를 해결하기 위한 의사결정이 매우 중요하다. 이러한 의사결정은 과거의 데이터를 분석하고 이를 바탕으로 새로운 상황에서의 적절한 판단을 하는 것이라고 할 수 있다. 기초적인 의사결정을 위하여 데이터를 수집하고, 분석을 하는 과정을 익히고, 간단한 선형 회귀 분석을 이용하여 데이터를 분석하고 인공지능의 기초적인 원리를 이해할 수 있다. 이러한 과 정을 통하여 일상 생활에서 접할 수 있는 다양한 사례를 분석하려고 하는 자세를 기른다. 2. 프로그램 개요 구분(단계) 중등정보(심화) 관련 2022 개정 교육과정에 맞추어 교육과정 중학교 정보 프로그램 목표 분야 정보 수학 영역 개발 차시 2차시 인공지능의 이해 인공지능과 학습 • 일상생활의 문제를 해결하기 위한 자료를 수집할 수 있다. • 수집한 자료를 분석하기 위하여 전처리 작업을 수행할 수 있다. • 회귀분석은 통하여 주어진 자료를 분석하고 결론을 도출할 수 있다. 3. 프로그램 차시별 내용 차시 주요 활동/내용 준비물 • 국가 공공데이터포털(data.go.kr)을 이용한 교통사고 발생율 및 원인 조사 • 경기도 데이터드림(data.gg.go.kr)을 이용해서 경기도 지역의 교통사고 1 발생 건수와 스쿨존 내에서의 교통사고 발생건수를 조사 • 머신러닝의 기초적인 이론 학습 학습지 • 엑셀을 이용한 데이터 전처리 작업 및 피벗 테이블 설정 연습장 • 2019~202년 스쿨존 사상자수를 표로 정리하기 2 필기도구 • 연령대별 스쿨존 사상자 분석하기 • 회귀분석의 개념과 연령대별 사상자 분석을 통하여 스쿨존 내 사고 감소를 위한 대상 연령을 찾고 효율성 분석하여 제시하기 3 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 2 관련 교과 학습 목표 핵심 역량 차시별 교수·학습 지도안 중학교 정보 영역 인공지능의 이해 수업 차시 인공지능과 학습 (해당/전체) 1 / 2 공공데이터포텔을 이용하여 교통사고 발생율 및 원인 데이터를 수집할 수 있다. 수집한 데이터를 전처리 가공을 할 수 있다. V 창의적 문제해결 능력 □ □ 자연현상의 기술공학적 적용 V 고등 수학적 추론 능력 □ V 학문적 개념의 통합적 활용 □ V 융합 및 응용 능력 □ □ 과학적 개념의 실생활 응용 □ 수학적 의사소통 및 협업 능력 □ 학습활동을 통한 첨단과학기술의 이해 V 정보처리 및 도구 활용 능력 □ □ 기타( ) □ 수학적 태도와 실천 의지력 □ 기타( 주요 교수 방법 V 설명식 교수 □ □ 토의·토론 학습 □ 협력 학습 V 탐구 학습 □ □ 프로젝트 학습 □ 모델링 □ 놀이 및 게임 학습 □ 기타( 수업단계 도입 (10분) ) 교수⋅학습 활동 • 인공지능의 기본 개념 소개 • 과거 데이터 -> 현재의 모델링 -> 미래의 예측 • 머신러닝의 기초적인 이론 학습 - 예측 - 분류 - 군집 전개 (60분) 4 ) 수업자료 및 유의점 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 3 평가 계획 및 기준안 학교 주변 교통사고 감소를 위한 데이터 분석과 인공지능 모델링 프로그램 명 관련 교과 학습 목표 중학교 정보 영역 인공지능의 이해 수업 차시 인공지능과 학습 (해당/전체) 1 / 2 • 공공데이터포텔을 이용하여 교통사고 발생율 및 원인 데이터를 수집할 수 있다. • 수집한 데이터를 전처리 가공을 할 수 있다. • 공공데이터포털을 이용하여 교통사고 발생율과 원인에 대한 데이터를 수집할 수 있는 가? • 경기도 데이터드림을 이용하여 경기도 지역의 교통사고 발생 건수와 스쿨존 내에서의 교통사고 발생건수를 수집할 수 있는가? 평가 내용 • 머신러닝의 개념을 설명할 수 있는가? • 데이터 전처리 작업을 필요성을 설명할 수 있는가? • 엑셀을 이용한 데이터 전처리 작업(피벗 테이블)을 수행할 수 있는가? • 인공지능과 선형 회귀분석에 대한 개념을 연관지어 설명할 수 있는가? 평가 방법 평가 기준표 동료평가, 자기평가, 관찰평가 등 평가 방법에 따른 기준표 제시 9 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 학교 주변 교통사고 감소를 위한 데이터 분석과 인공지능 모델링 소속 학교 영역/단원 학습주제 이름 인공지능의 이해 차시 1/2 인공지능과 학습 공공데이터포텔을 이용하여 교통사고 발생율 및 원인 데이터를 수집할 수 있다. 수집한 데이터를 전처리 가공을 할 수 있다. 1. 공공데이터포털(https://data.go.kr)을 이용해서 경기도 지역의 교통사고 총 발생 건수와 스쿨존 내 에서의 교통사고 발생 건수를 찾아보자. 2. 경기도 데이터드림(https://data.gg.go.kr)을 이용해서 경기도 지역의 교통사과 발생 건수와 스쿨존 내에서의 교통사고 발생건수를 찾아보자. 3. 머신러닝의 종류에는 어떤 것들이 있을까요? 종류 4. 데이터 전처리를 위한 피벗 테이블 만들기 10 설명 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 4 학생 활동지 프로그램 명 : 학교 주변 교통사고 감소를 위한 데이터 분석과 인공지능 모델링 소속 학교 영역/단원 학습주제 이름 인공지능의 이해 차시 2/2 인공지능과 학습 상관관계 분석을 이용하여 다양한 요소 중 결과에 영향을 미치는 요소를 확인할 수 있다. 회귀분석을 이용하여 주어진 문제의 결과를 예측할 수 있다. 1. 아래의 표는 2019년~2020년 스쿨존 사상자를 나타내는 것이다. 1세~8세까지의 연령별 합 계사상자를 산포도로 그려보자. 　 1세 2세 3세 4세 5세 6세 7세 8세 9세 10세 11세 2019사상자수 3 8 15 19 28 51 114 117 71 67 63 2020사상자수 6 11 11 21 23 40 78 96 71 56 50 2021사상자수 4 5 9 13 21 43 67 100 96 88 65 합계 13 24 35 53 72 134 259 313 238 211 178 350 300 250 200 150 100 50 사상자 1세 2세 3세 4세 5세 6세 7세 8세 9세 10세 11세 연령 2. 아래의 용어를 알아보자. 선형회귀 : 분류 : 군집 : 11 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 5 교수·학습 자료 프로그램 명 : 학교 주변 교통사고 감소를 위한 데이터 분석과 인공지능 모델링 영역/단원 인공지능의 이해 차시 1~2/2 인공지능과 학습 • 국가 공공데이터포털(data.go.kr)을 이용한 교통사고 발생율 및 원인 조사 • 경기도 데이터드림(data.gg.go.kr)을 이용해서 경기도 지역의 교통사고 발생 건수와 스 학습주제 쿨존 내에서의 교통사고 발생건수를 조사 • 머신러닝의 기초적인 이론 학습 • 엑셀을 이용한 데이터 전처리 작업 및 피벗 테이블 설정 (교수·학습 자료) 12 2024 아주대학교 과학영재교육원 프로그램 13