국회도서관 국가전략정보포털

표제지 1

목차 4

Ⅰ. 서론 8

1. 연구 배경 및 필요성 8

2. 연구 목적 9

Ⅱ. 이론적 배경 10

1. 디지털 리터러시 관련 학습자 유형 분석 연구 10

2. 머신러닝 기반 군집화(Clustering) 알고리즘 활용 사례 12

3. 머신러닝 기반 군집화 알고리즘 개요 14

Ⅲ. 연구 방법 20

1. 분석 대상 20

2. 분석 절차 및 방법 21

3. 분석 알고리즘 및 도구 22

4. 모델 성능 평가 22

Ⅳ. 연구 결과 24

1. 탐색적 데이터 분석 결과 : 데이터 이해 24

2. 문제풀이 패턴 분석 결과 29

가. 초등학생 29

나. 중학생 45

Ⅴ. 결론 61

1. 주요 결과 61

2. 시사점 및 제언 63

참고문헌 65

판권기 67

〈표 Ⅲ-1〉 분석 대상 학생 수 20

〈표 Ⅲ-2〉 디지털 리터러시 문제풀이 패턴 분석을 위한 주요 변인 및 설명 21

〈표 Ⅳ-1〉 초등학생 데이터 변인 특성 24

〈표 Ⅳ-2〉 중학생 데이터 변인 특성 25

〈표 Ⅳ-3〉 초등학생 데이터 상관분석 26

〈표 Ⅳ-4〉 중학생 데이터 상관분석 27

〈표 Ⅳ-5〉 K-means 기반 군집화 모델의 클러스터 설명 30

〈표 Ⅳ-6〉 K-means 클릭 수 관련 기초 통계 31

〈표 Ⅳ-7〉 K-means 문제풀이 시도 수 관련 기초 통계 31

〈표 Ⅳ-8〉 K-means 다시풀기 수 관련 기초 통계 32

〈표 Ⅳ-9〉 클러스터별 성별 및 점수 분포 34

〈표 Ⅳ-10〉 K-means 모델 성능 분석 결과 35

〈표 Ⅳ-11〉 GMM 기반 군집화 모델의 클러스터 설명 36

〈표 Ⅳ-12〉 GMM 클릭 수 관련 기초 통계 37

〈표 Ⅳ-13〉 GMM 문제풀이 시도 수 관련 기초 통계 37

〈표 Ⅳ-14〉 GMM 다시풀기 수 관련 기초 통계 38

〈표 Ⅳ-15〉 클러스터별 성별 및 점수 분포 39

〈표 Ⅳ-16〉 GMM 모델 성능 분석 결과 40

〈표 Ⅳ-17〉 Spectral 기반 군집화 모델의 클러스터 설명 41

〈표 Ⅳ-18〉 Spectral 클릭 수 관련 기초 통계 42

〈표 Ⅳ-19〉 Spectral 문제풀이 시도 수 관련 기초 통계 43

〈표 Ⅳ-20〉 Spectral 다시풀기 수 관련 기초 통계 43

〈표 Ⅳ-21〉 클러스터별 성별 및 성취수준 분포 44

〈표 Ⅳ-22〉 Spectral 성능 분석 결과 45

〈표 Ⅳ-23〉 K-means 기반 군집화 모델의 클러스터 설명(중학교) 45

〈표 Ⅳ-24〉 K-means 클릭 수 관련 기초 통계(중학교) 47

〈표 Ⅳ-25〉 K-means 문제풀이 시도 수 관련 기초 통계(중학교) 47

〈표 Ⅳ-26〉 K-means 다시풀기 수 관련 기초 통계(중학교) 47

〈표 Ⅳ-27〉 클러스터별 성별 및 성취수준 분포(중학교) 49

〈표 Ⅳ-28〉 K-means 모델 성능 분석 결과(중학교) 50

〈표 Ⅳ-29〉 GMM 기반 군집화 모델의 클러스터 설명(중학교) 50

〈표 Ⅳ-30〉 GMM 클릭 수 관련 기초 통계(중학교) 51

〈표 Ⅳ-31〉 GMM 문제풀이 시도 수 관련 기초 통계(중학교) 52

〈표 Ⅳ-32〉 GMM 다시풀기 수 관련 기초 통계(중학교) 52

〈표 Ⅳ-33〉 클러스터별 성별 및 성취수준 분포 54

〈표 Ⅳ-34〉 Spectral 기반 군집화 모델의 클러스터 설명(중학교) 55

〈표 Ⅳ-35〉 Spectral 클릭 수 관련 기초 통계(중학교) 56

〈표 Ⅳ-36〉 Spectral 문제풀이 시도 수 관련 기초 통계(중학교) 57

〈표 Ⅳ-37〉 Spectral 다시풀기 수 관련 기초 통계(중학교) 57

〈표 Ⅳ-38〉 클러스터별 성별 및 성취수준 분포(중학교) 59

〈표 Ⅳ-39〉 Spectral 성능 분석 결과(중학교) 60

[그림 Ⅱ-1] K-means Clustering 알고리즘 개요(이신원 외, 2004) 14

[그림 Ⅱ-2] GMM Clustering 알고리즘 개요(Wang. et al., 2024) 15

[그림 Ⅱ-3] Mean Shift Clustering 알고리즘 개요(Carreira-Perpinán, 2015) 16

[그림 Ⅱ-4] Spectral Clustering 알고리즘 개요(정상훈, 배수현 & 김충락, 2020) 17

[그림 Ⅱ-5] Hierarchical Clustering 알고리즘 개요(김승석 외, 2003) 18

[그림 Ⅳ-1] K-means 기반 군집화 모델의 클러스터 시각화 30

[그림 Ⅳ-2] K-means 결과를 바탕으로 실행한 의사결정트리 결과 32

[그림 Ⅳ-3] GMM 결과를 바탕으로 실행한 의사결정트리 결과 38

[그림 Ⅳ-4] Spectral 기반 군집화 모델의 클러스터 시각화 42

[그림 Ⅳ-5] Spectral 결과를 바탕으로 실행한 의사결정트리 결과 43

[그림 Ⅳ-6] K-means 기반 군집화 모델의 클러스터 시각화(중학교) 46

[그림 Ⅳ-7] K-means 결과를 바탕으로 실행한 의사결정트리 결과(중학교) 48

[그림 Ⅳ-8] GMM 기반 군집화 모델의 클러스터 시각화(중학교) 51

[그림 Ⅳ-9] GMM 결과를 바탕으로 실행한 의사결정트리 결과(중학교) 53

[그림 Ⅳ-10] Spectral 기반 군집화 모델의 클러스터 시각화(중학교) 56

[그림 Ⅳ-11] Stectral 결과를 바탕으로 실행한 의사결정트리 결과(중학교) 58