CAMPUS & CAREER

청소년의 아이디어와 경험을 더해 교육혁신을 만들다!

‘교육공공데이터 분석활용대회’ 수상한 대전과학고 학생들

청소년들의 아이디어도 세상을 바꿀 수 있습니다. 

<교육공공데이터 분석활용대회>에서 최우수상을 받는 대전과학고등학교 ‘비행기청소년 팀’과 대회에 함께 참여한 ‘성적수호대 팀’ 학생들을 만났습니다. 

수상한 아이디어를 살펴보면, 크고 작은 경험을 활용하고, 학생들 자신만의 아이디어와 노하우를 활용하는 경우가 많습니다. 

청소년들의 공모전 생생 도전기를 소개합니다. 

#. 인문과학과 사회과학에 관심을 두는 청소년들

비행기청소년 팀 : 안녕하세요! 대전과학고등학교 2학년(41기) 김주혁, 심명원, 박은아입니다. 

저희는 통계, 데이터 분석 기술을 배우며 꿈을 실현하기 위해 노력하는 청소년으로 과학, 수학은 물론, 사회 문제에 관심이 많아 

과학기술의 올바른 쓰임에 대해 생각해 보는 것을 좋아합니다.

성적수호대 팀 : 안녕하세요. 같은 고등학교 2학년(41기) 김태완, 김종운입니다.

#. 데이터 분석에 관심을 두고, 공모전에 도전!

비행기청소년, 성적수호대 팀 : 학교에서 정보과학, 인공지능 과목에서 데이터 분석을 배우고, 

직접 실습했던 적이 있었습니다. 그래서 여러 연구 활동과 수업을 들으며 평소에 인공지능 분야에 관심을 두고, 이를 활용할 방안을 늘 고민했었습니다.

이후, 선생님의 안내를 통해 대회를 알게 됐고, 작년 선배들의 수상 소식을 들으면서, “학생으로서 가까운 교육 분야에서 문제를 해결할 수 있겠다!”라고 생각했습니다. 

특히 “관심 분야에서 실력을 시험해볼 수 있겠다!”, “직접 분석한 공모전의 결과를 통해 실제 교육 현장에 도움이 되었으면 좋겠다!”라는 생각이 들어, 

인공지능을 통한 데이터 분석에 흥미와 열망을 확장하고자 공모전에 도전했습니다.

#. 학교, 그리고 교육 분야를 해결할 아이디어 찾기

비행기청소년 팀 : 우리는 ‘학교 주변 환경 데이터를 활용한 머신러닝 기반 청소년 비행 및 학교폭력 경보시스템’을 주제로 대회에 참가하였습니다. 

아이디어 핵심을 요약하면 다음과 같습니다. 

1) 공공데이터포털에서 행정구역별 유해업소의 종류와 개수 데이터를 얻은 뒤, 유해업소의 종류와 개수, 

학교폭력과 청소년 비행 사이에 어떠한 상관관계가 존재하는지를 정량적으로 분석 

2) 이 과정에서 ‘피어슨 상관계수 행렬’을 이용하였으며, 한 단계 더 나아가 청소년 비행과 학교폭력 위험도를 예측하는 머신러닝 회귀 모델 구성 

3) AutoML을 이용한 하이퍼파라미터 튜닝과 앙상블을 통해 모델의 결정계수를 높이도록 노력 

4) 특이한 경향을 보이는 행정구역을 조사하여 지역별 특성을 근거로 들어 왜 이러한 현상이 나타나는지를 정성적으로 분석 

5) 구성한 머신러닝 모델을 웹 어플로 구현해 실시간 위험도를 쉽게 확인할 수 있도록 완성

다만 한국 교육과 관련한 공공데이터가 부족했고, 연계 및 체계화가 충분하지 않아 아쉬웠습니다. 

또한, 학교 주변 환경 데이터 외에 더 다양한 요인을 반영해 모델을 정교화했다면, 더 완성도를 높일 수 있었을 것입니다. 

추가 탐구 과정을 통해 다른 공공데이터를 연계하고, 분석해 미래의 연구자들에게 도움이 되고 싶습니다.

성적수호대 팀 : 우리 팀은 최근 사회적 이슈가 된 ‘기초학력 미달’을 데이터로 활용해 ‘기초학력 미달 학생 발생 원인 분석 및 조기 경고 시스템 개발’을 주제로 다뤘습니다. 

시도별 수능 8~9등급 학생 비율 데이터를 기초학력 미달 자료로 활용하고, 상관관계가 있을 것으로 예상하는 사교육비, 다문화 가구 비율, 인터넷 이용률 등 

다양한 사회경제적 요인들을 분석했습니다.

데이터의 신뢰성 검증을 위해 여러 출처의 통계를 교차 검증하였으며 ‘노코드 툴’을 활용해서 교육 현장에서 쉽게 사용할 수 있는 조기 경고 시스템을 구현했습니다.

물론, 기초학력 미달자 수 데이터를 직접 구할 수 없어 유사 데이터로 대체했고, 기초수급 학생 비율 계산을 위해 

‘연령별 기초수급자 데이터’에서 7~18세 인구를 별도로 추출해 재가공해야 했습니다. 

그리고 데이터 분석의 일관성을 위해 같은 연도에 수집한 데이터로 분석할 데이터를 선정-수집하고, 일부 데이터의 결측치를 처리하는 과정도 매우 까다로웠습니다.

#. 공모전 도전을 통해 얻은 것이 있다면?

비행기청소년, 성적수호대 팀 : 청소년 시기에 다양한 공모전에 도전하는 경험은 관심 분야를 깊게 탐구하고, 실무 경험을 쌓는 과정이 포함되어 있어 

앞으로 연구, 프로그램 개발 등 여러 활동을 이어가는 데 든든한 밑거름이 된다고 생각합니다. 

저희는 공모전에 도전 과정에서 여러 문제를 해결하며 실제 데이터 분석 과정의 복잡성을 체감할 수 있었습니다. 

또한, 데이터 분석 역량 강화에도 큰 도움이 되었으며 교과서에서는 배울 수 없는 실무적인 경험을 많이 쌓을 수 있었습니다. 

이번에 공모전 수상을 통해 저희가 만든 결과물이 실제 교육 현장에 이바지할 수 있다는 생각도 들어 뿌듯했습니다.

꿈과 관심 분야에 맞는 다양한 공모전을 선택하여 도전하고, 스스로 탐구하는 경험을 통해 꿈에 한 발짝 더 다가갈 수 있습니다. 

더욱이 친구들과 함께하는 공모전은 동료들과 상호보완적으로 도우며 과제를 해결하는 과정에서 역할 분담, 협업 기술, 의사소통 능력을 기를 수 있어 

실제 연구자 등 꿈을 이루는 과정에서 큰 도움이 될 것입니다. 

물론, 학업과 병행하느라 시간 관리가 쉽지 않았고, 의견 차이도 있었습니다. 

하지만 이러한 경험들이 성장의 밑거름이 되었습니다. 실패하더라도 그 과정에서 많은 걸 배울 수 있으니, 청소년 여러분도 다양한 공모전에 도전해 볼 것을 추천합니다. 

김현재 대학생 기자