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Ⅲ. 데이터 모델링과 평가단원 마무리

차시마다 답이 갈렸다
— 갈랐던 것은 무엇인가

도구가 정해 주지 않는 자리에 사람이 서 있었다

Ⅲ 단원의 열네 차시는 모델을 세우고 채점하는 법을 다뤘습니다. 그런데 되짚어 보면 차시마다 벌어진 일이 서로 닮았어요 — 같은 자료, 같은 도구, 오류 0줄인데 답이 둘 이상으로 갈렸습니다. 마무리에서는 그 갈림을 한자리에 모아 놓고, 무엇이 갈랐는지와 그래서 보고서에 무엇을 적어야 하는지를 정리합니다.

  • [12데과03-01] ~ [12데과03-06]
  • 14차시한자리에
  • 문항서술형 넷
  • 자료따릉이 · 지하철 · 송장
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되돌아보기

열네 차시가 한 이야기

Ⅲ-1 은 모델을 데이터를 줄여 쓴 것으로 놓고 시작했습니다. 365개를 12개로 줄이자 평균 빗나감이 9,154대에서 4,691대로 줄었고, 줄이고 남은 잔차에는 요일(일요일 −1,903대)과 비(−4,818대)가 아직 들어 있었지요. 줄인 것과 남은 것을 함께 보는 습관이 이 단원의 바탕이 되었습니다.

그다음부터는 같은 장면이 되풀이됐습니다. Ⅲ-4 의 앤스컴 네 데이터는 평균·상관계수·기울기가 소수 셋째 자리까지 같은데 모양은 넷이 다 달랐고, 도구는 넷 모두에 경고를 0줄 냈습니다. Ⅲ-6 에서는 같은 유클리드 거리를 세 가지 표에 대자 '가장 닮은 역'이 셋으로 갈렸고, 두 자가 함께 고른 역은 한 곳도 없었습니다.

Ⅲ-9 의 두 규칙은 신뢰도가 0.750 으로 같았지만 향상도는 1.80 과 1.00 으로 갈렸고, Ⅲ-12 의 성적표 여덟 장은 한 모델을 가리키지 않았습니다. Ⅲ-14 에 이르면 같은 비교표 한 장을 두고 방마다 1등이 달랐지요. 갈림을 만든 것은 도구의 오류가 아니라 재기 전에 사람이 정한 것이었습니다.

이 단원의 규칙숫자를 보고할 때는 무엇으로 · 어떻게 나눠 · 어느 범위에서 쟀는지를 옆에 함께 적는다. 그 셋이 적히지 않은 숫자는 읽는 사람이 제 마음대로 읽는다.

  1. 찾은 것

    답을 가른 것은 늘 도구 앞에 있었다 — 표(Ⅲ-6) · 자(Ⅲ-12) · 세는 단위(Ⅲ-10) · 자르는 자리(Ⅲ-11) · 나누는 법(Ⅲ-12), 이 다섯이 이 단원에서 실제로 답을 바꿨다.

  2. 도구의 한계

    fit · predict 두 함수로 무엇이든 바꿔 낄 수 있게 된 만큼, 도구는 '이 자리에 이것을 넣어도 되는가'를 묻지 않는다. 자료형을 적지 않은 표에 SQL 은 오류 0줄로 빈 답을 냈고(Ⅲ-2), 모양이 다른 네 데이터에도 같은 직선을 맞췄다(Ⅲ-4).

  3. 보고의 규칙

    결과를 숫자 하나로 적지 않는다. 회귀는 단위·설명한 몫·흔들림·관측 범위를(Ⅲ-3 · Ⅲ-4), 군집은 무리 크기와 근거 칸을(Ⅲ-7 · Ⅲ-8), 규칙은 함께 든 장 수와 세는 단위를(Ⅲ-9 · Ⅲ-10) 함께 적는다.

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한자리에

여덟 차시 — 한 줄로, 그리고 남는 숫자

표 1Ⅲ 단원이 남긴 숫자차시 칸을 누르면 그 쪽으로 돌아갑니다
차시한 줄로남는 숫자
Ⅲ-1 모델은 데이터를 줄여 쓴 것, 잔차는 줄이고 남은 것이다 9,154대 → 4,691대
Ⅲ-2 세 도구가 소수 첫째 자리까지 같았다 — '같다'가 '맞다'는 아니다 0행 (오류는 0줄)
Ⅲ-3 353일이 당겨 세운 직선 하나가 "기온 1°C 당"이라는 문장을 준다 +638.9대/°C
Ⅲ-5 같은 353일 · 같은 훈련 282일로 배운 두 모델이 다른 문법으로 말한다 3,600대
Ⅲ-6 거리 공식은 하나인데 표를 바꾸면 '가장 닮은 역'이 갈린다 0곳
Ⅲ-9 신뢰도가 같은 두 규칙을 향상도가 가른다 1.80 대 1.00
Ⅲ-12 자와 나누는 법을 바꾸면 같은 모델의 1등이 바뀐다 성적표 8장
Ⅲ-14 같은 비교표 한 장인데 방마다 1등이 다르다 2.39 · 2.20 · 거절

열네 차시 가운데 여덟 줄만 골랐다. 나머지 여섯은 단원 랜딩의 차시 목록에 있다. 숫자는 모두 그 차시의 실행 칸이 실제로 찍은 값이다. 자료: 서울 따릉이 353일(UCI) · 서울 지하철 239역 · 영국 선물가게 송장 4,000장 · 앤스컴 44값

3
스스로 점검

여섯 기준, 스스로 묻기

아래 여섯 줄은 이 단원의 성취기준 여섯 개를 학생의 말로 옮긴 것입니다. 할 수 있다고 생각하는 줄에 표시해 보세요. 이 표시는 이 기기에만 남고 선생님께 가지 않습니다 — 선생님께 가는 것은 아래 확인 문제에 쓴 답뿐입니다. 표시가 안 켜지는 줄이 있다면 그 줄 옆의 차시로 돌아가는 것이 먼저입니다.

4
확인 문제

네 문제 — 단원을 가로질러 묻는다

✍️ 문제마다 답을 쓰고 제출하기를 누르세요. 제출하면 모범 답안이 열리고, 제출한 답은 선생님께 전달됩니다.

1. Ⅲ-6 에서는 같은 유클리드 거리를 세 가지 표에 대자 '가장 닮은 역'이 셋으로 갈렸고, ① 과 ③ 이 함께 고른 역은 0곳이었다. Ⅲ-12 에서는 같은 세 모델을 자 넷과 나누기 둘로 채점하자 성적표 8장이 한 모델을 가리키지 않았다. (가) 두 장면이 공통으로 말하는 것을 한 문장으로 쓰시오. (나) 그 문장 때문에 보고서에 반드시 함께 적어야 하는 것 두 가지를 쓰시오.
📖 모범 답안

(가) 도구는 시킨 계산을 정확히 해 주지만 무엇으로 잴지는 정해 주지 않는다 — 재는 자(표 · 거리 · 평가 지표)와 나누는 법을 바꾸면 같은 자료에서도 1등이 바뀐다. 즉 답을 가른 것은 데이터가 아니라 재기 전에 사람이 고른 것이다.

(나) ① 무엇으로 쟀나 — 쓴 표(어떤 칸을 어떤 단위로 넣었나)와 지표의 이름. ② 왜 그것을 골랐나 — 분석 목적. 여기에 어떻게 나눴나(무작위 · 시간 순서)를 더해 셋으로 적으면 더 좋다. Ⅲ-12 가 보인 것처럼 나누는 법 한 마디가 1등을 바꾸기 때문이다.

2. 아래 네 장면에서 도구가 정해 준 것과 사람이 먼저 정한 것을 갈라 칸에 적으시오. 그리고 넷을 다 적은 뒤, 이 갈라 적기가 왜 보고서를 쓰는 데 도움이 되는지 아래 답 칸에 한두 문장으로 쓰시오.
장면도구가 정해 준 것사람이 먼저 정한 것
Ⅲ-3 회귀
Ⅲ-7 군집
Ⅲ-10 연관 규칙
Ⅲ-12 모델 평가
📖 모범 답안

Ⅲ-3 회귀 — 도구: 늘어남이 가장 작은 직선의 기울기와 절편을 공식 한 번으로 내준다(+638.9대/°C). 사람: 어떤 값을 x 로 넣을지, 353일 가운데 무엇을 걷어 낼지, 그리고 그 계수를 어느 기온 범위에서만 말할지.

Ⅲ-7 군집 — 도구: 주어진 표에서 k 개의 무리를 만들고 실루엣을 계산한다(k=2 에서 0.612 · 0.507). 사람: 인원 그대로 넣을지 구성비로 넣을지, k 를 몇으로 할지, 그리고 점수가 높은 나눔을 '유형'으로 쓸지 말지.

Ⅲ-10 연관 규칙 — 도구: 지지도 · 신뢰도 · 향상도를 정확히 세어 준다(1위 13.0). 사람: 무엇을 한 상품으로 볼지 — 조각으로 나눠 적힌 것을 품목으로 붙여 세자 같은 규칙이 5.2 로 내려앉았다.

Ⅲ-12 모델 평가 — 도구: MAE · RMSE · R² · 예측률을 재고, train_test_split 이 자료를 나눈다. 사람: 네 자 가운데 무엇을 볼지, 무작위로 섞을지 시간 순서로 자를지. 기본값(섞기)을 그냥 두는 것도 사람의 선택이다.

도움이 되는 까닭 — 오른쪽 칸에 적힌 것이 곧 보고서에 밝혀야 할 가정이다. 왼쪽 칸은 누가 다시 돌려도 같은 값이 나오지만, 오른쪽 칸이 적히지 않으면 다음 사람이 같은 결과를 다시 만들 수 없다.

3. Ⅲ-1 은 데이터를 모델 + 잔차로 갈랐고, Ⅲ-4 의 네 데이터는 평균 · 상관계수 · 기울기가 소수 셋째 자리까지 같은데 모양은 넷이 다 달랐다. 친구가 “R² 가 높으니 이 직선을 믿어도 된다”고 말한다. (가) 잔차를 재료로 무엇을 되물어야 하는지 두 가지를 쓰시오. (나) Ⅲ-3 의 +638.9대/°C 를 보고서에 적을 때 그 숫자 옆에 함께 적어야 할 것을 하나 들고, 왜 필요한지 쓰시오.
📖 모범 답안

(가) Ⅲ-4 가 세운 네 가지 가운데 잔차를 재료로 하는 둘을 들면 된다. ① 무늬 — 잔차 부호가 x 를 따라 섞여 있는가, 한쪽으로 몰린 덩어리가 있는가. 앤스컴 Ⅱ 는 가운데가 통째로 +, 양 끝이 −였다(덩어리 3) — 관계가 휘었다는 뜻이다. ② 영향점 — 한 점을 빼면 결론이 바뀌는가. Ⅳ 에서 x = 19 인 점을 빼면 기울기가 0.0 이 되는데도 도구의 경고는 여전히 0줄이었다. (치우침 — 구간마다 잔차 평균이 0 근처인가 — 을 들어도 맞다.)

(나) 관측 범위를 함께 적는다. 우리 353일의 하루 평균 기온은 −14.7°C 에서 33.7°C 사이였고, 직선은 그 범위 안의 353일이 당겨 세운 것이라 범위 밖에는 근거가 한 줄도 없기 때문이다 — 직선은 화면 밖까지 뻗지만 데이터는 거기를 모른다. (Ⅲ-3 이 정한 단위 · 붙든 것 · 설명한 몫 · 흔들림 가운데 하나를 들고 까닭을 적어도 맞다.)

4. Ⅲ-14 에서 대책반은 “36.7°C 가 넘는 날 따릉이가 몇 대 나갈까”를 물었고, 훈련에 쓴 264일 가운데 그런 날은 0일이었다. 세 의뢰 가운데 이 방만 숫자가 아니라 '답할 수 없다'는 답을 받았다. (가) 왜 거절이 맞는 답인지 쓰시오. (나) 그럼에도 숫자 하나를 내야 한다면, 그 숫자 옆에 무엇을 함께 적어 내겠는가 — 두 가지를 쓰시오.
📖 모범 답안

(가) 모델은 본 적 있는 범위 안에서 데이터를 줄여 쓴 것이다. 훈련에 36.7°C 이상인 날이 0일이면, 그 온도에서 무슨 일이 벌어지는지에 대한 근거가 모델 안에 한 줄도 없다. 그런데도 직선은 기울기를 그대로 늘려 숫자를 내고, 나무는 가장 가까운 칸의 값을 그대로 돌려준다 — 둘 다 오류 없이 답을 내므로, 근거가 없다는 사실은 사람이 적어 주지 않으면 사라진다.

(나) ① 관측 범위와 그 조건의 날 수(“훈련 264일 중 36.7°C 이상 0일”) — 읽는 사람이 이 숫자가 범위 밖임을 바로 알 수 있게. ② 두 방법의 답을 나란히 적고 얼마나 갈리는지 — Ⅲ-5 처럼 방법에 따라 답이 크게 갈리면 그 갈림 폭 자체가 '믿을 수 없다'는 증거가 된다. (그 밖에 “이 숫자는 예보가 아니라 범위 밖 추정”이라는 한 줄을 붙이는 것도 좋다.)

+
다음 단원으로

Ⅳ 단원이 이어받는 물음 셋

Ⅲ 단원은 표가 이미 손에 있다고 치고 시작했습니다. 물음도 자료도 누군가 정해 준 뒤였지요. Ⅳ 단원 데이터 과학 프로젝트는 그 앞 칸과 뒤 칸을 함께 엽니다 — 물음을 세우고, 처음 보는 표를 둘러보고, 찾은 것을 사람에게 전하는 데까지 열한 차시를 씁니다.

  1. 물음은 누가 세우나?Ⅲ-14 는 의뢰 세 장을 받아 놓고 방법을 골랐다 — Ⅳ-1 · Ⅳ-2 는 그 의뢰를 학생이 직접 세우고, 받은 표로 답할 수 있는 물음인지부터 따진다(한 행이 무엇인지부터).
  2. 처음 보는 표를 받으면 어디부터 보나?이 단원의 따릉이 353일 · 지하철 239역은 이미 정돈된 표였다 — Ⅳ-3 · Ⅳ-4 는 날마다 24칸인 전력 수요 표를 첫 20분 동안 둘러보고, 거기서 찾은 단서를 가설로 바꾼다.
  3. 잘 맞히는 모델이면 좋은 답인가?Ⅲ-12 · Ⅲ-13 은 채점까지 왔다 — Ⅳ-10 · Ⅳ-11 은 '쓴 전기는 필요한 전기가 아니다'라는 자리에서, 숫자가 빠뜨린 사람을 어떻게 보고에 적을지를 묻는다.