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[에듀인뉴스] 국정 우선순위는 '교육'..."온라인개학 경험 살려 AI 교육혁명 나서자"
 
2020-05-18 13:26:30

이주호 KDI국제정책대학원 교수는 한반도선진화재단 이사로 활동하고 있습니다


지능형개인교습체제(ITS) 또는 맞춤학습체제 주목해야

[에듀인뉴스] 한국은 국정의 우선순위를 다시 교육에 두고 AI교육혁명에 나서야 한다. AI와 빅데이터의 4차 산업혁명 시대에는 AI교육혁명으로 AI에 대체되지 않는 first-mover를 양성하여 4차 산업혁명이 유발하는 일자리 위협을 극복하고 세계를 선도하는 역할을 할 수 있어야 한다.

이제 온라인개학의 경험을 어떻게 하면 잘 살려서 AI교육혁명으로 이어갈 것인지를 고민하여야 한다. AI는 학교가 무엇을 어떻게 가르칠지 근본적으로 다시 정의하도록 요구하고 있다.

우리가 만약 AI교육을 AI에 관하여 가르치는 교육으로 협소하게 정의하고 여기에만 집중한다면 교육에서 AI가 가져올 엄청난 변화를 놓치게 된다.

AI교육혁명은 AI시대에 무엇을 가르칠지 교육의 본질에 관한 성찰에 근거하여 AI를 활용하여 교수학습 방식을 근본적으로 바꾸는 것이다.

AI시대에는 무엇을 가르칠 지가 근본적으로 바뀌어야 한다.

만약 우리의 차세대를 AI 시대가 요구하는 인재로 키우지 못한다면 일자리의 절반 이상이 AI에 의하여 대체되어 사라질 것이라는 전망에 주목하여야 한다.

AI시대에 엄청난 속도로 생산되는 데이터를 읽고 분석하고 활용하는 역량(Data Literacy), 컴퓨터사고력과 공학원리에 관한 이해(Technological Literacy), 인문학적 이해와 디자인 역량(Human Literacy)의 3L이 요구된다. 여기에 덧붙여 창의력(Creativity), 비판적 사고력(Critical Thinking), 협력(Collaboration), 소통(Communication) 역량을 의미하는 4C를 갖추어야 한다.

이제 우리는 언제 어디서든 원하는 정보와 지식을 인터넷을 통해 얻을 수 있다. 이런 세상에서 지식을 학습하고 암기하는 교육이 필요하기는 한 것일까?

AI시대에는 지식을 암기하고 이해하는 수준의 학습에서 머무를 것이 아니라 지식 교육은 핵심 개념과 필수 내용에만 집중하고 지식을 적용하고 분석하며 평가하고 창조하는 높은 수준의 학습으로 옮겨가야 한다.

이렇게 AI는 교육에서 무엇을 가르쳐야 할 것인가에 대해 우리에게 난제를 던지고 있지만 동시에 어떻게 가르쳐야 할 지에 대한 해결책도 제공하고 있다.


이 중에서 가장 주목받는 것은 ‘지능형개인교습체제(ITS: Intelligent Tutoring System)’ 혹은 ‘맞춤학습체제(adaptive learning system)’이다.


예를 들어, 미국 애리조나주립대(ASU)에서는 이미 6만5천명의 대학생이 ITS를 통해 수학·생물학·물리학·경제학 등 기초과목을 학습했다.

2016년 이 시스템이 도입된 기초수학의 경우 고교 때 수학을 포기한 학생들이 수학을 이수하는 비율이 28% 포인트 향상됐다. 생물학의 경우 2015년 ITS를 도입한 결과 봄 학기 20%였던 탈락률이 1.5%로 줄었고, C 학점 미만의 비율이 28%에서 6%로 감소했다.

미시경제학도 2017년 ITS를 도입한 결과 첫 시험에서 C 학점 미만 학생 비율이 38%에서 11%로 낮아졌다.

컴퓨터를 이용하여 학습에 도움을 주기 위한 노력은 오래전부터 시작되었지만, ITS의 놀랄만한 성과는 AI가 학생 개개인에게 맞춤학습 경로를 제공할 수 있기 때문이다.

수학 과목의 경우 ITS은 수학에 소질이 있고 기초가 되어 있는 학생에게는 난이도를 빠르게 높여가며 어려운 문제를 풀 수 있도록 한다. 반면 수학이 약한 학생에게는 난이도를 완만하게 높이면서도 흥미를 잃지 않도록 전혀 다른 유형의 문제를 학습하게 한다.

교수가 교실의 모든 학생에게 똑같은 내용을 전달하는 강의는 수학을 잘하는 학생에게는 재미가 없다. 반대로 수학을 못 하는 학생에게는 너무 어려워서 흥미를 잃는다. 그러나 ITS는 이러한 강의의 근본적 한계를 기술적으로 극복한다.

그렇다고 교수의 역할이 줄어드는 것이 아니다. ASU의 수학 수업에서 교수는 강의 중심의 역할에서 벗어나 학생끼리 프로젝트팀을 만들어 현실과 관련된 문제들을 수학적 원리를 적용하여 학습하도록 지원하는 등 새로운 역할을 한다.

ITS가 교수의 강의 부담을 줄이면서 교수는 프로젝트 학습과 같은 ‘하이터치 학습’에 집중할 수 있게 되었다.


이처럼 AI는 교사나 교수를 대체하는 것이 아니라 이들의 역할이 전환될 수 있도록 지원하게 된다.


ITS는 고등교육뿐만 아니라 유초중등교육 및 평생교육에서도 활발히 적용되고 있으며, ITS 외에도 AI를 활용한 교육혁신은 다양하게 일어나고 있다.

대화방식의 DBTS(Dialogue-Based Tutoring System), 학생에게 더 적극적으로 지식을 구성하도록 환경을 제공하여 주는 ELE(Explanatory Learning Environments), Babbel과 Duolingo와 같은 AI언어학습, 작문을 자동으로 채점하는 AWE(Automatic Writing Evaluation), 챗봇(chatbot), 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 등이 있다.

AI교육혁명 시대가 열리고 있다

AI교육은 이제 본격적으로 시작되고 있다.

미래에는 아이들 모두가 개별 학습데이터를 축적하여 최적의 학습경로를 적시에 제공하는 ‘AI학습친구(AI Learning Companion)’를 가지게 되고, 모든 교사가 학생 모두에게 최적의 개별화된 학습경로를 디자인할 수 있도록 도와주는 AI조교(AI Teaching Asssistant)를 가지게 될 것이다.

우리가 쉽게 측정할 수 있는 역량은 그만큼 AI에 의하여 쉽게 대체된다.

궁극적으로는 교육변화를 가로막는 고부담(high-stake) 시험체제를 AI가 제공하는 고도의 지속적 맞춤평가체제가 대체할 때까지, AI교육은 낡은 교육체제를 끊임없이 변화시키는 동인으로 작용할 것이다.

그러나 AI교육은 아직 많은 문제와 한계도 가지고 있다.

무엇보다 ITS와 같은 AI교육의 효과에 대해 더 많은 엄밀한 연구가 필요하다.

물론 최근 각종 ITS의 놀랄만한 긍정적 효과에 대한 연구들이 나오고 있지만 결코 충분한 실증적 근거가 확보되었다고 보기에는 이르다.

AI교육과 관련된 알고리즘의 편향 문제, 개인 데이터의 사용 문제 등 윤리적 이슈들이 아직까지 충분히 논의되고 규범화되지 못하고 있다.

AI교육으로 학생들이 어릴 때부터 스크린을 보는 시간이 지나치게 늘어나고 중독될 수 있다는 우려도 해소되어야 한다.

국가적으로는, AI교육에 엄청난 투자를 시작하여 수십 개의 AI교육 유니콘을 가지고 부상하는 중국, ITS를 개발하고 학교에서 사용하기 시작한지 10년이 넘은 미국 등 AI교육 양대 강국의 틈바구니에서 한국을 AI강국으로 발전시킬 국가전략이 요구된다.

특히 저학력 학생과 소외계층 학생을 위해 AI교육 격차를 줄여야한다.

최근 에듀테크 기업들은 이미 ITS를 판매하기 시작하였다. 가정에서 인터넷 접속이 어렵거나 ITS를 구매하지 못하는 아이들의 학력격차는 더 벌어질 것이다.

정부는 저소득층 학생부터 인터넷 접속, 디지털 기기, AI교육 플렛폼 및 소프트웨어 등을 충분히 보장해야 한다.

마지막으로, 교사에게 힘을 실어주는 생태계를 조성해야 한다.

아직 준비가 되지 않은 상태에서 모든 교사에게 일률적으로 AI교육을 하라고 강제할 수 없다. 교사대 교육에서부터 하루빨리 교사들이 AI교육을 할 수 있도록 준비시키고, 준비된 교사부터 AI교육을 통하여 교육격차를 줄여갈 수 있도록 교사에게 힘을 실어주는 생태계를 조성해야 한다.

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