[논문]비전공자 대상 머신러닝 모델 학습 및 활용교육 커리큘럼

허경

doi:10.14702/jpee.2023.031

초록
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본 논문에서는 비전공자들을 위한 기초 머신러닝 모델 학습 및 활용교육 커리큘럼을 제안하고, Orange 머신러닝 모델 학습 및 분석 도구를 활용한 교육 방법을 제안하였다. Orange는 오픈 소스기반 머신러닝 및 데이터 시각화 도구로서, 복잡한 프로그래밍 없이 시각적인 위젯을 사용하여, 데이터를 학습시켜 머신러닝 모델을 만들 수 있다. Orange는 비전공자 학부생부터 전문가 그룹까지 다양하게 사용되는 플랫폼이다. 본 논문에서는 한 학기 분량의 기초 머신러닝 모델 학습 및 활용교육 커리큘럼과 주별 실습 내용을 제시하였다. 그리고, 머신러닝 모델 학습 및 활용에 대한 교육 내용 실체를 실증하기 위해, Orange 도구를 활용하여, 분류 데이터(Categorical Data) 표본과 수치 데이터(Numerical Data) 표본으로부터 머신러닝 모델을 학습시키고, 모델을 활용하여 모집단의 결과를 예측하는 활용 사례들을 제안하였다. 마지막으로 본 커리큘럼에 대한 교육 만족도를 비전공자 대상으로 조사 및 분석하였다.

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In this paper, a basic machine learning model learning and utilization education curriculum for non-majors is proposed, and an education method using Orange machine learning model learning and analysis tools is proposed. Orange is an open-source machine learning and data visualization tool that can ...

In this paper, a basic machine learning model learning and utilization education curriculum for non-majors is proposed, and an education method using Orange machine learning model learning and analysis tools is proposed. Orange is an open-source machine learning and data visualization tool that can create machine learning models by learning data using visual widgets without complex programming. Orange is a platform that is widely used by non-major undergraduates to expert groups. In this paper, a basic machine learning model learning and utilization education curriculum and weekly practice contents for one semester are proposed. In addition, in order to demonstrate the reality of practice contents for machine learning model learning and utilization, we used the Orange tool to learn machine learning models from categorical data samples and numerical data samples, and utilized the models. Thus, use cases for predicting the outcome of the population were proposed. Finally, the educational satisfaction of this curriculum is surveyed and analyzed for non-majors.

주제어

표/그림 (11)

그림 그림 1. '기초 머신러닝 모델 학습 및 활용 교육 커리큘럼' 개발에 적용된 ADDIE 모형의 절차 Fig. 1. Procedure of an ADDIE model applied to the basic machine learning model learning and utilization education curriculum development.
표 표 1. Orange를 활용한 기초 머신러닝 모델 학습 및 활용 교육 커 리큘럼 Table 1. A basic machine learning model learning and application curriculum using Orange
그림 그림 2. 분류 데이터 머신러닝 모델 학습 및 예측 워크플로우 Fig. 2. Categorical data machine learning model training and prediction workflow.
표 표 2. 분류 데이터 머신러닝 모델 학습 및 예측에 사용된 데이터 속성 Table 2. Data features used to train and predict categorical data machine learning models
그림 그림 3. 분류 데이터 머신러닝 모델 테스트 결과 Fig. 3. Results of categorical data machine learning model test.
표 표 3. 분류 데이터 모집단 예측 결과 Table 3. Prediction results of population group categorical data
그림 그림 4. 수치 데이터 머신러닝 모델 학습 및 예측 워크플로우 Fig. 4. Numerical data machine learning model training and prediction workflow.
그림 그림 5. 수치 데이터 머신러닝 모델 테스트 결과 Fig. 5. Results of numerical data machine learning model test.
표 표 4. 수치 데이터 머신러닝 모델 학습 및 예측에 사용된 데이터 속성 Table 4. Data features used to train and predict numerical data machine learning models
표 표 5. 수치 데이터 모집단 예측 결과 Table 5. Prediction results of population group numerical data.
표 표 6. 비전공자 대상 만족도 조사 결과(60명) Table 6. Results of satisfaction survey for non-majors

참고문헌 (12)

Ministry of Science and ICT, "The 4th Industrial Revolution in History," R & D KIOSK, No. 40, September 2017.
Ministry of Science and ICT, "The Various Aspects of the？Fourth Industrial Revolution, The Realized Future," R &？D KIOSK, No. 41, October 2017.
Ministry of Science and ICT, "Beyond an IT powerhouse？to an AI powerhouse," Report Material, 2019.
Joint Ministries, "Artificial Intelligence National Strategy,"？Report Material, 2019.
Orange, University of Ljubljana, 2023, [Online]. Available: https://orangedatamining.com/.
Y. J. Jang, "Searching for the direction of data science education in the era of the 4th industrial revolution," Integrated？Humanities Research, vol. 9, no. 10, pp. 155-180, 2017.
Y. S. Park and S. J. Lee, "Study on the direction of universal big data and big data education-based on the survey？of big data experts," Journal of the Korean Association of？Information Education, vol. 24, no. 2, pp. 201-214, 2020.
Y. M. Kim and J. H. Kim, "Effect of data science education program using spreadsheet on improvement of elementary school computational thinking," Journal of the？Korean Association of Information Education, vol. 21, no.？2, pp. 219-230, 2017.
J. S. Lee, "A study on visualization methods and expressions of information design for big data," Basic Formulation Studies, vol. 14, no. 3, pp. 259-269, 2013.
K. Hur, "Curriculum of basic data science practices for？non-majors," Journal of Practical Engineering Education,？vol. 12, no. 2, pp. 265-273, 2020.
ADDIE Model, Wikipedia, 2020, [Online]. Available: https://ko.wikipedia.org/wiki/ADDIE_%EB%AA%A8%ED%98%95.
J. S. Lim, B. C. Jang, M. R. S, and J. H. Jeong, "I analyze？data with Orange : Learning AI with Orange3," Seoul :？Cmath, 2022.

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