제4차 산업혁명 시대와 서울 미래교육의 실제

f_01_1_03 글 : 김유리 / 서울교육정책연구소 선임연구원

  제4차 산업혁명은 정보통신기술 융합 즉, 인공지능이 적용된 자동화ㆍ지능화, 사람ㆍ사 물ㆍ공간 등 모든 것이 연결되고 상호 작용하는 초연결(Hyper-connect) 사회를 말한다. 즉, 제4차 산업혁명의 핵심은 소프트파워이며, 인공지능이 그 대표라 할 수 있다. 이러한 인공지능이 갑자기 우리 사회의 핫이슈로 떠오르게 된 계기는 지난 3월 이세돌 9단과 구 글 알파고(AlphaGo)와의 바둑 대결이다. 알파고의 완승은 우리 사회에 인공지능 기술에 대한 경이와 더불어 머지않은 미래 사회에 인간을 지배할 수 있다는 두려움을 안겨 주기 에 충분한 사건이었다. 이후, 우리 사회 전반에 걸쳐 인공지능과 로봇기술을 대표하는 제 4차 산업혁명에 대한 관심이 높아졌는데, 이는 전년 대비 2016년 학계의 인공지능 및 제 4차 산업혁명과 관련한 연구논문 수1)만 보더라도 알 수 있다.
그러나 과거 사회가 이미 제1∼3차 산업혁명2)으로 인한 사회경제 시스템의 극적인 변화를 여러 차례 경험하였던 것과 같이, 지금의 제4차 산업혁명 또한 그럴 가능성이 높을 것으로 예측된다(박병원, 2016). 인공지능은 이미 알파고 바둑대결 이전, 2016년 다보스 세계경제포럼3)의 핵심 의제로 논의된 바 있으며, 세계 주요국은 제4차 산업혁명에 대한 관심을 넘어 로봇 및 인공지능 시대를 기본 전제로 한 구체적인 산업 대응전략4), 교육체제 개편 및 정책 지원을 시행하고 있는 실정이다.

이러한 배경에서, 우리 교육계도 제4차 산업혁명이 피할 수 없는 거대한 시대적 흐름임을 인식하고, 이에 대해 주도적으로 흐름을 이끌 수 있는 교육 방안을 모색할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 제4차 산업혁명과 관련한 국내ㆍ외 선행연구를 살펴봄으로써, 제 4차 산업혁명 관련 연구현황을 파악하는 기초연구를 수행하였다. 이를 통해 제4차 산업 혁명 시대의 특징을 파악하고 이에 따른 사회 환경의 변화를 살펴봄으로써, 제4차 산업 혁명의 순기능엔 부응하면서도 역기능엔 지혜롭게 대처할 수 있는 서울 미래교육의 역 할 및 향후 과제를 제시하고자 하였다.

f_01_1_06

본 연구는 선행연구를 토대로, 제4차 산업혁명의 특징을 인공지능의 ‘지능화’와 이로 인한 ‘초연결 사회’ 및 ‘인간과 기계의 협업 구도’의 변화라고 규정하였다.

가. 지능화
제4차 산업혁명의 핵심 특징인 지능화는 빅데이터와 같은 방대한 정보를 분석하고, 판단ㆍ예측하며, 그에 따라 실행(자동화)하는 것을 의미한다. 이는 과거 단순 노동에 국한되었던 자동화 수준이 이제는 인간만이 가능하다고 여겨졌던 지능적 업무까지도 확장되었다는 것을 의미한다.
지능화로 인한 긍정적인 측면은 인간을 대신해 문제 해결을 지원하고, 의사 결정을 도와주며, 스스로 실행해 준다는 데 있다. 지능화는 이미 금융(트레이딩, 포트폴리오 관리, 투자 자문), 유통(맞춤형 제안, 구매 단순화), 의료(판독, 진단), 법률(자료 판독), 보안(지능형 감시) 등 우리 사회의 다양한 분야에서 활용되고 있다(나준호, 2016). 지능화를 통 해, 기업은 가치사슬(Value Chain)의 전역에서 발생할 수 있는 불확실성과 오류, 사고 등 의 확률 패턴을 사전에 예측하고, 경우에 따라 피해를 방지하거나 줄이는 최적의 대안을 즉각 가동하는 일이 가능해지게 되었으며, 소비자는 합리적이고 스마트한 소비(조용수, 2015)를 할 수 있게 되었다. 결국, 인간은 인공지능의 분석ㆍ예측ㆍ실행이라는 지능화를 통해 문제 해결 및 의사결정 능력을 지원받게 된 셈이다.
지능화로 인한 부정적인 측면은 책임소재와 윤리규범이 모호하다는 데 있다. 인공지능 의 발전은 인간 노동의 대체를 더욱 가속시킬 것이며, 이에 따른 책임 소재의 규명이 빈 번히 발생하게 될 것으로 예측된다. 예를 들어, 자율적 의사 결정 기능을 가진 인공지능 이 설계 시 미처 고려하지 못했던 조건이나 상황에 직면했을 때, 통제가 불가능한 상황이 나 예기치 못한 문제를 만들어낼 수 있으며, 이러한 일로 인한 인명피해나 재산 손실에 대 한 책임을 누구에게도 물을 수 없게 되는 상황이 발생할 수 있다(김윤정ㆍ유병은, 2016). 따라서 인본주의 관점에 기반하여, 로봇과 알고리즘에 대한 통제 및 책임의 귀속주체의 명확화(최은창, 2016)를 위한 법 정책이 필요하다고 하겠다.

나. 초연결 사회
인공지능의 발전은 초연결 사회(Hyper-connected society)를 더욱 가속시킬 것으로 예측된다. 초연결 사회는 사물인터넷, 클라우드, 빅데이터, 다양한 센서와 단말기를 이용해, 언제 어디서나 인터넷에 연결된 수많은 데이터를 효율적으로 관리하고 분석할 수 있는 사회이다(남유선ㆍ김인숙, 2015).
초연결 사회의 긍정적 측면은 개방, 공유, 참여이다. 초연결 사회의 배경에는 인공지능의 비약적인 발전을 가능하게 했던 다양한 기술 기반들이 있었다. 즉, 거대한 컴퓨팅 역량을 저비용에 구축할 수 있게 되었고, 새로운 알고리즘 구축 방법론이 도입되었으며, 인공지능을 학습시키는데 방대한 빅데이터들이 이용되었다. 더 나아가 센서, IoT5) 등을 활용해 인지 능력까지 갖추게 되었으며, 네트워크를 통해 인간과 다양한 상호작용을 하게 되면서 인공지능의 지속적인 업그레이드 기회도 얻을 수 있게 되었다(나준호, 2016). 따라서 다양한 기술 기반들 간 개방ㆍ공유ㆍ참여가 초연결 사회의 특징이라고 할 수 있으며, 이러한 사회에서 다양한 사람들의 지혜가 모일 수 있게 되었다(남유선ㆍ김인숙, 2015).
초연결 사회의 부정적 측면은 정보 오남용으로 인한 폐해이다. 초연결 네트워크 환경은 공유된 정보를 통해 인공지능 기술 및 서비스를 발전시킬 수 있게 된 반면, 이를 오용하는 사람들로 인해 심각한 사회적 문제가 발생될 수도 있다. 예를 들어, 극단적 세력에 의해 잘못 사용될 경우, 인공지능 드론을 이용한 폭탄 테러 같은 무차별 살상 등 대형 테러 행위가 일어날 수 있다(김윤정ㆍ유병은, 2016). 또한 개인의 일상 정보가 공적 주체나 사적 주체에 의해 허락 없이 수집되고 남용될 경우, 감시 및 통제 등의 문제가 발생할 수 있게 되며, 이는 다양성과 자유권 등의 인간의 기본권까지도 악영향을 끼칠 수 있다(김윤정ㆍ유병은, 2016; 박병원, 2016; Dhar, 2016).

다. 인간과 기계의 협업 구도
향후 고용시장에서는 로봇, 인공지능의 인간 대체와 기계-인간 협업이 동시에 진행될 것으로 예측된다. 구체적으로, 인간은 현재까지 인공지능의 기능이 미치지 못하는 인간만의 고유한 능력(예, 세련된 소통, 설득 기술과 포괄적 시각, 고도의 유연성, 창의성)을 가지고, 복잡한 규칙에 따라 객관적 데이터를 분석ㆍ판단ㆍ실행할 수 있는 인공지능과 협업하는 구도를 취할 가능성이 크다(나준호, 2016).
인간과 기계의 협업 구도의 긍정적 측면은 삶의 질 향상이다. 인간과 기계의 상호보완적인 협업을 통해 인간이 판단, 창의, 감성 및 협업이 필요한 일에 보다 집중할 수 있게 된다면, 인간에게 제공되는 서비스의 질도 크게 향상되어, 궁극적으로 소비자 효용이 증대하게 될 것으로 예측된다(김윤정ㆍ유병은, 2016; 나준호, 2016). 예를 들어, 인공지능 도우미 로봇 기술 등의 발전으로 복지서비스가 한층 향상될 것이며(김윤정ㆍ유병은, 2016), 실시간 모니터링이나 개인 맞춤형 서비스, 스마트 소비지원 기능을 통해 양질의 서비스를 제공받게 될 것이다(김윤정ㆍ유병은, 2016; 조용수, 2015). 이와 더불어, 기계의 인간노동 대체는 인간에게 여가시간을 보다 많이 제공해 줄 것이며, 따라서 레저 수요가 증가될 것으로 예측된다(김창훈ㆍ이영훈, 2016).
인간과 기계의 협업 구도의 부정적 측면은 양극화이다. 인간과 기계의 협업 구도에서, 기계와의 협업에 성공하는 사람들과 그렇지 못한 사람들 간, 로봇 및 인공지능을 보유한 사람들과 그렇지 못한 사람들 간 소득격차에 따른 양극화가 더욱 확대될 가능성이 크다(나준호, 2016; 박병원, 2016; 조용수, 2015). 구체적으로, 인공지능을 제어할 수 있는 고기술 엘리트들의 소득은 더욱 증가할 것이고, 기술이 부족한 근로계층 및 일자리 감소로 인한 노동자들의 소득은 더욱 감소할 것으로 예측된다. 또한 로봇과 인공지능을 보유한 사람들은 새로운 기술에 필요한 교육과 직업 능력을 독점하게 됨으로써, 계층 간 양극화가 더욱 심화될 가능성이 크다(박병원, 2016). 이러한 양극화로 인해, 미래 사회는 사회복지 시스템의 중요성이 더욱 부각될 것이며, 복지의 범위가 소득계층 대다수를 대상으로 보다 확대되어야 할 것이다.

f_01_1_08
본 연구에서는 제4차 산업혁명의 특징인 인공지능의 지능화와 초연결 사회 및 인간과 기계의 협업 구도를 살펴보았다. 이를 토대로 볼 때, 인공지능의 지능화로 인한 사회 변화에 따른 우리 교육의 변화도 불가피할 것으로 예측된다. 이미 교육 선진국인 핀란드는 우리가 행하고(doing), 알고(knowing), 존재하는(being) 방식이 바뀌었기 때문에 성공적인 삶을 위해서는 반드시 변화가 필요하며, 이를 교육혁신을 통해 달성하고자, 2016년 국가 핵심교육과정을 ‘교과목을 폐지시키고, 토픽으로 가르치는’ 교육시스템으로 변화시켰다(윤은주, 2015).
이러한 변화는, 학교교육이 개인 위주의 정답 도출 교육 및 학업성취지향 교육은 지양해야 할 시점에 왔음을 의미한다. 초연결 사회 및 인간과 기계의 협업 구도에서는 어떤 사안에 대해 개인 혼자서 해결하기보다는 탈조직적 협력체계를 통해 해결해야 경쟁력을 높일 수 있다. 따라서 학교교육은 ‘개인’ 위주의 ‘인지’ 중심 문제 해결 및 의사결정 능력을 키우는 교육보다는 ‘집단’ 위주의 ‘문제 발견’ 및 ‘협업 능력’을 키우는 교육을 더욱 강화시킬 필요가 있다.
중요한 것은, 이러한 모든 변화의 흐름에 ‘인본주의’가 전제되어야 한다는 점이다. 인공지능을 움직이는 지능화된 알고리즘은 ‘어떤 문제의 해결을 위한 일련의 절차’를 말하며, 이러한 절차를 프로그램으로 완전히 기술하고 통제하는 것은 바로 사람의 역할이다. 앞서 언급했듯이, 현재까지의 인공지능 기술은 인간적인 감성, 세련된 소통, 설득 기술과 포괄적 시각, 고도의 유연성, 창의성과 같은 능력에 미치지 못한다. 물론 어느 미래엔 인공지능의 기술이 이 수준에까지 오를 것이라 예측되지만, 이러한 총체적인 사고를 할 수 있는 수준에 도달하기에는 생각보다 긴 시간이 걸릴 것이라고 한다(박병원, 2016; 이화 진, 2016). 따라서 학교교육은 창의적이고 감성적인 인성교육을 보다 강화시킬 필요가 있으며, 이를 통해 창의적인 문제 발견 능력과 협업 능력을 키울 수 있도록 해야 한다 .
그러나 인공지능이 가지고 있지 않은 창의성ㆍ감성ㆍ인성은 하루아침에 생겨나는 능력 이 아니다. 졸업 후 취업을 준비하는 시기에 이를 갖추기에는 더더욱 늦다. 예를 들어, 창의성은 창의성 주체, 즉 개인과 그 개인을 둘러싼 환경에 대한 깊은 이해이며, 자신의 이 해를 세상에 표현함으로써, 세상과 소통하는 것이다(Starko, 2014). 따라서 창의성은 개인이 알고 있는 지식을 가지고 다양한 방법과 다양한 환경, 다양한 활동을 통해서 세상을 이해하고 표현하면서 발달된다. 그러므로 창의성은 초ㆍ중등 시기에 다양한 경험을 통해 발휘될 수 있어야 하며, 졸업 후에도 학생 스스로 지속적으로 키울 수 있도록 해 주어야 한다. 창의성을 발현시키는 데 있어, 결정적 역할을 하는 감성 능력과 인성의 경우는 더 말할 필요도 없다. 이러한 배경에서, 서울 미래교육은 현재 시행하고 있는 ‘창의적 질문 이 있는 교실 수업’, ‘협력적 인성교육’, ‘참여적 민주시민 교육’, ‘탐색적 선택 중심 일반 고 교육과정 운영’을 보다 강화할 필요가 있다.
구체적으로, ‘창의적 질문이 있는 교실 수업’과 ‘협력적 인성교육’에서는 교과 간 칸막이를 걷어내고 융합적 접근이 가능한 주제별 수업, 사회성·소통 증진을 도모하는 토 론ㆍ협력학습(이화진, 2016; Baker, 2000), 무엇보다 학생 스스로 문제를 해결할 수 있는 즉, 학습의 주체가 학생 중심으로 진행될 수 있도록 하는 수업 운영(Woolf, Lane, Chaudhri, & Kolodner, 2013)을 통해 학생들이 주도적으로 개방적이고 자유롭게 협업함으로써, 자연스럽게 창의성ㆍ감성ㆍ인성이 발현될 수 있도록 해야 할 것이다.
‘참여적 민주시민 교육’에서는 제4차 산업혁명 시대에 더욱 심화될 것으로 예측된 양 극화 문제에 대한 해결 방안을 시민적 인본주의 차원에서 다각도로 모색할 수 있는 기회를 제공해 줄 필요가 있다. 학생 시기의 사회 문제의식은 성인기에 이르러 그들이 보다 성 숙한 시민으로서의 역할을 확장하도록 하며, 학생들이 타인과 더불어 살아갈 수 있도록 하는 감성ㆍ인성 함양에도 도움을 줄 것으로 본다.
‘탐색적 선택 중심 일반고 교육과정 운영’은 고등학교 교육과정 운영뿐만 아니라, 이를 중학교 교육과정으로 확대 운영할 필요가 있다. 이를 통해 중ㆍ고등학생 스스로 자신의 진로를 선택하고 탐색함으로써, 자신을 이해할 수 있도록 도우며, 궁극적으로 자신의 능력을 창의적으로 발휘할 수 있도록 해야 한다.
다만, ‘정보통신기술 활용 교육’과 ‘개인 중심 맞춤형 학습·평가체제’는 서울 미래교육에서 추후 시행ㆍ강화시켜야 할 정책이다. ‘정보통신기술 활용 교육’은 이미 핀란드(윤은주, 2015), 영국(이광우ㆍ전재철ㆍ허경철ㆍ홍원표, 2009) 등 교육 선진국에서 교육과정에 포함하고 있다. 이는 앞서 언급한 바와 같이, 인공지능 시대는 피할 수 없는 대세이며, 이러한 시대에 잘 적응할 수 있도록 하는 교육전략 중 하나가 ‘정보통신기술 활용 교육’임을 교육 선진국 정책을 통해 입증되었다는 점에서 의의가 있다. 또한 지금의 인공지능 기술은 유ㆍ초ㆍ중등에 걸친 학생 수행 정보를 수집하고, 이를 통해 학생 개개인의 학습을 진단하고 교육함으로써, 개인 성장 중심 평가를 할 수 있도록 하는 데 충분하다. ‘개인 중심 맞춤형 학습ㆍ평가체제’는 당장은 어렵더라도 어느 미래, 우리 교육현장의 일상적인 모습이 될 것이다.
‘정보통신기술 활용 교육’은 단순히 정보통신기술 교육과정의 신설로만 끝나는 것이 아니라, 컴퓨터 중심 교육체제로의 대대적인 변화가 요구되며, ‘개인 중심 맞춤형 학습ㆍ평가체제’ 또한 개인 자료 수집 데이터 시스템 구축, 절대평가와 같은 개인 성장 중심 평가 시스템 구축이 선행되어야 한다. 이러한 시기에, 서울특별시교육청은 서울 미래교육의 컨트롤 타워로서의 교육청의 역할과 학생을 둘러싼 환경(가정ㆍ지역사회 등) 간의 정보공유 연계체제를 적극적으로 논의할 필요가 있다.

f_01_1_09
본 연구에서는 제4차 산업혁명 시대의 특징을 파악하고, 이와 관련된 서울교육의 실제를 살펴보았다. 알파고로 인한 우리 사회의 충격이 컸을지는 몰라도, 서울교육은 이미 미래 인재들이 제4차 산업혁명 시대를 지혜롭게 살아갈 수 있도록 하는 정책을 시행하고 있다.
먼저, 문제를 대신 해결해 주는 인공지능 시대에 새로운 문제를 발견해내고 질문과 토론을 통해 포괄적인 시각으로 문제를 해결해낼 수 있도록 하는 ‘창의적 질문이 있는 교실 수업’, 둘째, 초연결 사회 및 양극화 시대에 타인의 관점을 조망하고, 타인과 협력적으로 소통하고 더불어 살아갈 수 있도록 하는 ‘협력적 인성교육’과 ‘참여적 민주시민 교육’, 셋째, 다양성과 독창성, 개인의 자유가 존중되는 시대에 자신의 진로를 탐색할 수 있도록 하는 ‘탐색적 선택 중심 일반고 교육과정 운영’이 그 좋은 예이다. 이와 더불어, ‘정보통신기술 활용 교육’과 ‘개인 맞춤형 학습ㆍ평가체제’ 또한 제4차 산업혁명 시대의 교육적 요구이며, 이에 대한 교육청 차원의 적극적인 정책 마련이 필요한 시점임을 본 연구를 통해 확인하였다.
f_01_1_11  마지막으로 본 연구는 기초연구를 토대로, ‘제4차 산업혁명 시대와 서울 미래교육의 실제6)’를 종합적으로 제시한 개요도를 제시하면서 이 글을 맺고자 한다. 본 연구의 개요도는 [그림 1]과 같다.
f_01_1_13


  1. 한국교육학술정보원에서 제공하는 RISS(Research Information Sharing Service)에서 검색어 ‘인공지능’과 ‘4차 산업혁명’을 통 해 보고되고 있는 2016년 논문 수는 ‘인공지능’ 94편(2015년 63편), ‘4차 산업혁명’ 23편(2015년 4편)으로 나타났다.
  2.  제1차 산업혁명(1784년)은 기계의 발명을 통한 초기 자동화의 도입과 석탄과 석유와 같은 고에너지 연료의 사용을 통해 증기 기관 및 증기기관차의 시대가 시작되었으며 연결성이 혁명적으로 증가되고 다리, 터널, 항만 등의 기반시설 건설이 촉발되었 다; 제2차 산업혁명(1870년)은 자동화를 통해 대량생산이 가능하게 되면서 시작되었다; 제3차 산업혁명(1969년)은 1969년 인터넷의 전신인 알파넷이 개발되며 디지털 및 정보통신기술시대의 서막을 알렸다. 디지털 시대의 향상된 계산능력은 보다 정 교한 자동화를 가능하게 하고, 사람과 사람, 사람과 자연, 사람과 기계간의 연결성을 증가시켰다.
  3.  2016 세계경제포럼은 ‘제4차 산업혁명의 이해’를 주제로 2016년 1월 20일∼1월 24일 스위스 다보스에서 개최되었다.
  4.  4차 산업혁명 도래에 따른 국외 주요국의 대응전략: 독일의 ‘인더스트리 4.0’, 미국의 ‘산업 인터넷’, 일본의 ‘로봇 신전략’, 중국 의 ‘제조 2025’, 인도의 ‘디지털 인도’를 들 수 있다(안문석ㆍ이제은, 2016).
  5.  IoT(internet of things): 생활 속 사물들을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 공유하는 환경. 가전제품, 전자기기뿐만 아니라 헬 스케어, 원격검침, 스마트카 등 다양한 분야에서 사물을 네트워크로 연결해 정보를 공유할 수 있다.
  6.  본 연구의 개요도는 김창훈ㆍ이영훈(2016)의 연구를 참고하여 새로이 작성하였다