고등학교 인공지능 수학 수업자료 1 (감정분석기)

 2021. 7. 23 강원교육청 인공지능 수학 교과 직무연수 강의 자료

강의ppt(https://drive.google.com/file/d/1sVlzCUQirPu6xR1zN1TR7aI0PMaz2K2D/view?usp=sharing)

2021학년도 2학기 부터 인공지능수학이라는 과목이 새롭게 만들어졌다. 수학교육과정에서는 실제 현상을 수학적으로 분석하고 문제를 해결하는 능력을 키우는 것을 주요 목표로 하고 있지만 대부분의 학교 수학 과목에서 수업을 하며 이런 목표에 다가가기란 현실적으로 굉장히 어렵다. 하지만 인공지능 수학 과목은 내용을 볼 때 실제 자료를 분석해 볼 수 있는 과목이라고 생각한다. 그래서 인공지능 수학 교과 직무연수 강의를 준비하며 실제로 수업을 해 본적은 없지만 내가 이 과목의 수업을 맡았을 때 어떤 수업을 진행해 볼 지 고민하며 연수자료를 만들었다.  

먼저 텍스트 분류 및 처리 단원의 내용체계, 성취기준, 교수학습 방법 및 유의사항은 아래와 같다.

1. 내용체계

2. 성취기준

„[12인수03-01]인공지능을 이용하여 텍스트를 분류하는 수학적 방법을 이해한다.

3. 교수 학습 방법 및 유의 사항

„텍스트 판별에서는 영화 리뷰 분류, 기사 분류 등을 다룰 수 있고, 글 자료 사이의 유사도를 계산 하고 텍스트를 판별하여 분류하는 수학적 과정을 이해 하게 한다.

위의 교수 학습 방법 및 유의 사항을 읽어보면 [영화 리뷰 분류, 기사 분류 등을 통해.. 텍스트를 판별하는 수학적 과정을 이해하게 한다] 라고 나와 있는데 사실 실제 영화 리뷰나 기사를 가지고 이를 분류해 보는 수업을 진행하기는 어렵다. 실제 영화리뷰나 기사는 자연어인데 이를 벡터화 하는 것은 어렵기 때문이다. 그래서 교과서에서는 대부분 아래와 같은 간단한 예시 문제를 제시할 수 밖에 없다.

천재교육(홍진곤) 인공지능수학 47p

감성 분석 파트에서 같은 문제 풀이만을 다루고 넘어가기에는 아쉽다. 인공지능 수학 교과의 매력을 보여줄 수가 없다. 이건 그냥 긍정 부정의 개수를 셈하면 되기 때문에 그냥 초등학교 수학의 스토리텔링 문제 수준이다. 교과서의 문제라기 보다는 자연어 처리가 까다롭기도 하고 아직 과도기이기도 하기에 그렇지 않나 싶다.

그래서 기초적인 자연어 처리를 해주는 감정분석기 파일을 만들었다. 실은 파이썬의 KonlPY 모듈을 사용하여 정교하게 형태소를 분석하도록 만들어봤는데, 학생들과 수업한다고 했을 때 파이썬 여러가지 모듈을 설치시키는 것도 일이고 이렇게 하면 그냥 프로그래밍 수업이 되는 것 같아 그냥 엑셀로 간단히 만드는 것으로 했다. 주객이 전도되면 안된다.

 

감정분석기ver1 다운로드 링크

감정분석기ver1(남궁연)-수정.xlsm

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감정분석기 ver1

학생들에게 아래와 처럼 자신이 관심있는 (음식점 또는 영화) 의 리뷰를 직접 불러와서 감정분석기를 만들어 보게 할 수 있다.

gif 클릭하면 제대로 보인다 ㅠㅠ

학생들이 감성사전 시트에 긍정단어 부정단어를 넣어보도록하여 감성사전을 직접 만들어 보도록 한다.

학생들이 만든 감성사전을 기반으로 자동으로 감성점수는 계산이 된다.

개인별 혹은 모둠별로 감성사전을 만들어 보게 한 뒤 적절하게 판단하는지 비교해보는 수업을 진행해도 좋을 것 같다.

천재교과서, 인공지능수학 p47

정교한 자료는 아니지만 그래도 교과서 제시된 "짜장면은 정말 환상적인데 짬뽕은 끔찍하다." 같은 문장을 분석하는 것 보다는 학생들이 실제적인 자료를 분석해 볼 수 있다는 점에서 더 흥미를 느낄 수 있을 것 같고 감정 분석 과정을 컴퓨터가 처리하는 과정에 대해서도 어느정도는 보여줄 수 있다.

학생들에게 처음부터 감정분석기 파일을 만들라고 하면 그냥 프로그래밍 수업이 되겠지만, 코드의 일부분을 수정해 보도록 하는 것은 프로그래밍을 어느 정도 융합한 수업할 수 있다는 점에서 좋다고 생각한다. 나는 아래의 코드 정도는 수정해 보도록 할 예정이다.

그러면 자연어를 처리과정 중 불용어 처리의 필요성을 보여줄 수 있으리라 생각된다.

인공지능 수학은 자칫하다가는 단순 반복 계산 위주의 수업으로 변질되기 쉽다. 물론 인공지능 분야에서서 초등수준의  단순 계산이 대량 처리가 필요하고 중요하기는 한다. 하지만 이는 그래픽카드의 역할이다. 굳이 학생들에게 그래픽카드의 역할을 대리 경험 시켜줄 필요는 없다.