데이터 과학

프로젝트 주제 선정하기

궁금한 것과 물어볼 수 있는 것은 다릅니다.
궁금증을 데이터가 답할 수 있는 문장으로 바꿔 봅니다.

학습 목표

  1. 모둠에서 여러 주제를 떠올린 뒤 하나로 좁히는 방법을 써서 주제를 정할 수 있다.
  2. 지속가능발전목표에서 데이터로 다룰 수 있는 주제를 찾을 수 있다.
  3. 주제를 고를 때 검토해야 할 여섯 가지를 들어, 그 주제가 알맞은지 살펴볼 수 있다.
  4. 넓은 관심사를 데이터로 답할 수 있는 문제 정의 한 문장으로 좁혀 쓸 수 있다.

주제를 정하는 데 시간을 씁니다

주제가 어긋나 있으면 뒤의 다섯 단계를 아무리 잘해도 되돌아오게 됩니다.

프로젝트를 시작할 때 가장 흔한 어려움은 「무엇을 해야 할지 모르겠다」가 아닙니다. 오히려 하고 싶은 것은 있는데 그것이 데이터로 답할 수 있는 물음이 아닌 경우입니다.

데이터가 답할 수 없는 물음

  • 「우리 학교 급식은 좋은 급식일까?」
  • 「어떤 진로가 나에게 맞을까?」
  • 「청소년에게 필요한 것은 무엇일까?」

무엇을 세고 무엇을 측정해야 답이 되는지가 정해지지 않았습니다. 「좋다」, 「맞다」, 「필요하다」는 사람마다 기준이 다른 말입니다.

데이터가 답할 수 있는 물음

  • 「요일에 따라 급식 잔반량이 다를까?」
  • 「선택 과목과 희망 계열은 얼마나 관련 있을까?」
  • 「청소년이 이용하는 시설은 지역에 고르게 있을까?」

무엇을 세면 답이 나오는지가 문장 안에 들어 있습니다. 잔반량, 과목 선택 기록, 시설 수와 위치처럼 측정해 둔 값이 있습니다.

데이터가 답할 수 없는 물음이 나쁜 물음이라는 뜻은 아닙니다. 다만 그대로는 데이터 과학 프로젝트의 주제가 되지 못합니다. 그런 물음에서 시작해 답할 수 있는 물음으로 옮겨 적는 일이 이 차시에서 할 일입니다.

먼저 넓게 발산합니다

좋은 주제 하나를 고르는 방법은 여러 개를 늘어놓고 줄이는 것입니다.

메모지를 붙여 모으기

  1. 모둠원이 각자 메모지 한 장에 하나씩 궁금한 것을 적는다.
  2. 칠판이나 큰 종이에 모두 붙이고 비슷한 것끼리 모은다.
  3. 각자 스티커 두 장을 받아 해 보고 싶은 것에 붙인다.
  4. 스티커가 많이 모인 것을 놓고 왜 골랐는지 이야기한 뒤 정한다.

말로만 하면 목소리가 큰 사람의 의견으로 기웁니다. 그래서 이 방법은 말하기 전에 먼저 각자 적게 합니다.

두 축에 놓아 보기

  1. 가로축을 「데이터를 구하기 쉬운가」로 둔다.
  2. 세로축을 「우리에게 중요한가」로 둔다.
  3. 모은 주제를 네 칸 중 한 곳에 놓는다.
  4. 오른쪽 위에 놓인 것부터 살펴본다.

중요하지만 데이터를 구하기 어려운 주제는 버리지 말고 남겨 둡니다. 구할 방법을 찾아내면 그때 다시 꺼내면 됩니다.

두 방법 모두 온라인 협업 도구로도 그대로 할 수 있습니다. 도구가 무엇이든 순서는 같습니다. 각자 적고 → 함께 모으고 → 기준을 정해 줄입니다.

스스로 확인

스티커를 가장 많이 받은 주제가 곧 가장 좋은 주제일까요? 많이 골랐다는 것과 프로젝트로 해낼 수 있다는 것은 어떻게 다를까요?

떠오르지 않을 때는 목록에서 고릅니다

이미 세계가 함께 정해 둔 문제 목록이 있습니다.

지속가능발전목표(SDGs, Sustainable Development Goals)는 유엔 회원국들이 2015년에 함께 정한 약속입니다. 2030년까지 무엇을 해내야 하는지를 큰 목표 17개로 묶고, 그 아래에 좀 더 잘게 나눈 목표 169개를 달아 두었습니다. 빈곤과 기아, 건강과 교육, 물과 에너지, 도시와 기후, 바다와 육상 생태계처럼 한 나라만으로는 풀기 어려운 문제가 들어 있습니다.

주제를 떠올리기 어렵다면 이 목록을 살펴보고 관심이 가는 목표 하나를 먼저 고르는 것도 좋은 출발입니다. 목표마다 진행 정도를 측정하기 위한 지표가 붙어 있어서, 그 지표가 곧 구할 수 있는 데이터의 실마리가 되어 줍니다.

목표 17개를 직접 살펴봅시다

유엔 공식 안내: sdgs.un.org/goals

우리나라 지표 확인: index.go.kr (국가데이터처 지표누리, 옛 통계청)

목표 하나를 고른 것은 아직 주제가 아닙니다. 「기후 변화 대응」은 목표이지 물음이 아니니까요. 『한 문장이 될 때까지 좁힙니다』 절에서 이것을 한 문장짜리 물음으로 좁히는 일을 해 봅니다.

고를 때 검토할 여섯 가지

하나라도 크게 어긋나면 도중에 멈추게 됩니다.

검토할 것 스스로 던지는 물음 어긋나면 생기는 일
현실성 실제로 있는 문제인가? 답을 알면 무언가 달라지는가? 답을 내고도 「그래서 뭐?」로 끝난다
범위 너무 넓거나 좁지 않은가? 정해진 시간 안에 끝낼 수 있는가? 넓으면 손도 못 대고, 좁으면 볼 것이 없다
데이터 확보 그 데이터가 어디에 있는가? 내려받거나 직접 측정할 수 있는가? 단계 2에서 멈춰 주제를 바꾸게 된다
데이터 품질 누가 언제 어떻게 모은 값인가? 빠진 값이 지나치게 많지 않은가? 결론이 데이터의 흠집을 그대로 물려받는다
윤리 · 개인 정보 사람을 알아볼 수 있는 값이 들어 있는가? 써도 되는 데이터인가? 결과가 좋아도 써서는 안 되는 프로젝트가 된다
분석 방법 이 물음은 회귀 · 군집 · 연관 중 무엇에 해당하는가? 분석 도구는 돌아가는데 답은 나오지 않는다

여섯 가지를 다 만족하는 완벽한 주제를 찾으려 하지는 마세요. 어느 쪽이 약한지 알고 시작하는 것과 모르고 시작하는 것의 차이가 중요합니다.

학교에서 특히 조심할 것

학교 안에서 모은 데이터는 구하기 쉬운 대신 사람을 알아보기도 쉽습니다. 한 반 스물몇 명의 자료에서는 이름을 지워도 학년 · 반 · 성별 몇 개만 겹치면 누구인지 짐작할 수 있습니다.

  • 사람을 가리키는 값은 학생 A · 학생 B처럼 바꿔 적는다.
  • 사람 수가 적은 칸은 더 큰 묶음으로 합쳐서 보고한다.
  • 모으기 전에 무엇에 쓸 것인지 알리고 동의를 받는다.
  • 성적 · 건강처럼 민감한 값은 애초에 다루지 않는 쪽을 먼저 검토한다.
스스로 확인

「우리 반 학생들의 수면 시간과 성적을 나란히 놓아 보자.」 이 주제는 여섯 가지 중 어느 것에서 걸릴까요? 걸리는 곳을 찾았다면, 주제를 어떻게 고치면 그 문제를 피할 수 있을까요?

한 문장이 될 때까지 좁힙니다

목표 하나를 골라 네 단계로 좁혀 보겠습니다.

① 목표를 고른다

기후 변화에 대응하기

아직 물음이 아닙니다. 이대로는 무엇을 세어야 할지 알 수 없습니다.

② 우리 동네에서 손댈 수 있는 일로 옮긴다

가까운 거리를 자동차 대신 자전거로 다니게 하려면?

범위가 줄었지만 여전히 「하려면?」은 데이터가 답할 모양이 아닙니다.

③ 셀 수 있는 값으로 바꾼다

공유 자전거는 언제 많이 빌려질까?

대여 건수라는 셀 수 있는 값이 생겼습니다. 이제 데이터를 찾아볼 수 있습니다.

④ 무엇에 따라 볼지까지 적는다: 문제 정의 한 문장

공유 자전거의 시간대별 대여 건수는 기온 · 강수량 · 요일에 따라 어떻게 다를까?

알아낼 값(대여 건수)과 그 근거로 볼 값(기온 · 강수량 · 요일)이 문장 안에 모두 들어왔습니다.

항목 이 주제에서는
고른 목표 기후 변화 대응(가까운 거리의 이동 수단)
문제 정의 공유 자전거의 시간대별 대여 건수는 기온 · 강수량 · 요일에 따라 어떻게 다를까?
필요한 데이터 공공자전거 대여 이력(공공데이터포털, data.go.kr) · 시간별 기온과 강수량(기상청 기상자료개방포털, data.kma.go.kr)
쓸 방법 「몇 건」을 묻고 있으므로 회귀 분석
알아 두고 갈 것 대여 이력은 이동한 사람의 기록이다. 출발 · 도착 지점과 시각이 함께 있으면 개인의 이동 경로가 될 수 있으므로 대여소별 · 시간대별 건수로 합쳐서 다룬다

문장을 쓸 때 「비가 오면 대여가 줄어든다」처럼 미리 답을 적지 않습니다. 그렇게 적어 두면 그 답이 나오는 쪽으로만 데이터를 보게 됩니다. 「어떻게 다를까」까지만 적고, 답은 데이터를 본 뒤에 씁니다.

스스로 확인

③에서 ④로 갈 때 무엇이 늘어났나요? 여러분이 고른 주제도 「무엇을」과 「무엇에 따라」가 모두 들어 있는지 확인해 보세요.

핵심 정리

답할 수 있는 물음

an answerable question

  • 무엇을 세면 답이 되는지가 문장에 들어 있어야 한다
  • 「좋다 · 맞다」처럼 사람마다 기준이 다른 말은 그대로 못 쓴다
  • 답을 미리 적어 두지 않는다

넓게 발산했다가 수렴하기

diverge, then converge

  • 말로 시작하지 말고 각자 적는 것부터 한다
  • 중요도 · 데이터 확보 두 축에 놓아 본다
  • 많이 고른 것과 해낼 수 있는 것은 다르다

검토할 여섯 가지

six checks

  • 현실성 · 범위 · 데이터 확보
  • 데이터 품질 · 윤리와 개인 정보 · 분석 방법
  • 다 만족할 수는 없다. 약한 곳을 알고 시작한다
  • 사람이 드러나는 값은 더 큰 묶음으로 합쳐서 본다

좁히는 순서

narrowing down

  • 목표 → 우리 동네의 일 → 셀 수 있는 값
  • 마지막에 무엇에 따라 볼지까지 적는다
  • 큰 주제는 버리지 말고 한 조각을 떼어 낸다

확인 퀴즈

배운 내용을 확인해 봅시다.

Q1

다음 중 그대로 프로젝트의 문제 정의로 쓸 수 있는 문장은?

Q2

주제를 정할 때 「데이터를 어디서 구할지」를 함께 확인해 두는 까닭은?

Q3

한 모둠이 같은 반 학생들의 건강 기록을 모아 분석하려고 합니다. 가장 먼저 할 일은?