해외교육2021 겨울호(245호)

코로나19 이후 나타나는
세계교육의 변화 ‘인공지능(AI)
기반의 개별 맞춤 교육’

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임유진 (성균관대학교, 초빙교수)

코로나19로 인해 원격교육이 확산되면서 가정에서 자기 주도적 개별학습이 이루어지고 학교환경은 급격하게 에듀테크 기반으로 변모하였다. 한정된 교실공간과 시간에 학교 수업을 들었던 학생들은 개인 노트북이나 태블릿 PC를 활용한 모바일러닝 환경에서 학습이 가능하게 되었으며 수업활동에 대한 피드백을 개별적으로 받을 수 있는 환경이 조성되었다. 이처럼 코로나19로 인해 급속하게 변화된 디지털 기반의 교육환경은 다양한 가능성을 열어둘 수 있게 하였다. 특히 코로나19로 인해 에듀테크 관심이 높아지고 인공지능(Artificial Intelligence: AI) 기술이 발전하면서 인공지능(AI)을 교육분야에 적용하고자 하는 정부와 기관들의 정책들이 나오고 있다. 서울특별시교육청(2021)은 ‘인공지능 기반 융합 혁신 미래교육 중장기 발전계획’에서 세 가지 중점과제를 발표하였는데, 주요 내용은 인공지능(AI) 기반 맞춤형 교육환경을 구축하여 학습자 개별 성장을 지원하고, 기초학력 부진자 및 취약계층의 교육을 강화하는 것이다. 앞으로 전국적으로 인공지능을 활용한 교육혁신이 이루어질 것으로 예상되며 이에 해외에서 개발된 인공지능(AI) 기반개별 맞춤 플랫폼에 대한 구체적 소개와 학교현장에서 이를 적용한 사례를 소개하고자 한다.

[미국 사례] 메시아(MATHia)

메시아(MATHia)는 미국 카네기 멜런 대학(Carnegie Mellon University)에서 개발한 1:1 수학 학습 플랫폼이다. 인공지능 기반의 적응형 개인화 학습 서비스를 제공하며 중학생과 고등학생이 교육대상이다. Student Achievement Partner(2021)의 연구결과에 따르면 메시아의 1:1 코칭을 통한 학습으로 인해 학생들의 수학 성적이 향상된 것으로 확인되었으며, 특히 성적이 낮은 학생들에게 더 효과적인 것으로 나타났다. 2021년 8월 미국의 교육부(U.S. department of Education)는 읽기 능력의 부족으로 인해 수학학습에 어려움을 겪는 학생들을 지원하기 위해 메시아와 CAST1가 공동으로 진행하는 수학-읽기 습득 공동 적응형 시스템(Math and Reading Acquisition Co-Adaptive System: MARACAS)의 개발을 지원하기로 하였다. 이 프로젝트는 메시아의 적응형 학습지원 시스템과 라이브 랩(Live Lab)을 활용하여 공교육 시스템에 적합한 구조적 틀(framework)을 개발할 예정이다(Institute of Education Science, 2021).

메시아의 주요 기능을 소개하면 다음과 같다.

[영국 사례] 센추리 테크(Century Tech)

영국의 센추리 테크는 코로나19로 인해 영국의 학교가 봉쇄되었을 때 휴교할 수 밖에 없었던 학교에 무상으로 공급되면서 영국의 많은 학교에서 사용하고 있다. 센추리 테크는 초등학교부터 중학교까지 전 학년을 위한 영어, 수학, 과학 교육 프로그램을 제공한다. 센추리 테크에서 제공하는 문항들은 다양한 시험 유형을 포함하고 있으며 국가 교육과정과 대응되어 학교에서 큰 어려움 없이 수업자료로 활용이 가능하다.

센추리 테크를 활용하는 이튼 칼리지2(Eton College)의 경우, 새로 입학하는 1학년 학생들에게 센추리테크에서 제공하는 진단도구를 응답하게 하여 학생의 강점과 약점을 분석하는데 활용하고 있다. 개별 학습자에 대한 정보를 파악하기 위해서는 교사의 세심한 노력과 시간이 필요한데, 이 시스템을 통해 학습자의 교육내용에 대한 이해 수준뿐만 아니라 학습 습관과 관련한 정보까지 빠르게 파악할 수 있어 학교 교육에서의 센추리 테크 활용을 긍정적으로 평가하고 있다(The Telegraph, 2020. 12. 25.). 영국 북서부에 있는 세인트 존스 초등학교(St. John’s primary school)의 경우에도 코로나19로 기초학력이 떨어진 학생들을 위해 센추리를 사용하였고 지금까지 지속적으로 사용하고 있다. 코로나19로 인해 어쩔 수 없이 센추리를 사용했지만 학습자들이 스스로 자신의 학습경로를 확인하고 선택할 수 있으며, 교사는 실시간으로 학습자의 학습과정과 이해 수준을 파악할 수 있다는 긍정적인 교수학습 경험으로 인해 지속적으로 센추리를 수업에 활용하고 있다(Financial Times, 2021. 8. 14.).

<센추리 메인화면>

센추리의 구체적인 기능을 소개하면 다음과 같다.

용어 : 너겟3 마이크로러닝4

이렇게 미국과 영국의 사례에서 확인할 수 있는 것처럼 학교 교육에서 인공지능(AI)을 활용한 개별화 학습이 지역 단위 혹은 학교 단위로 시범적으로 이루어지고 있다. 교육부 지원하에 진행되는 미국의 경우에는 공교육에서 대규모 학습자를 대상으로 활용하기 위한 시스템을 개발하고 있었고, 영국의 이튼 칼리지 경우에는 인공지능(AI) 기반의 개별 맞춤형 플랫폼을 학교 내에서 적용할 수 있는 제도나 방안을 마련한 것을 확인할 수 있었다.

앞으로 국내 학교현장에서 인공지능(AI)을 활용하는 시도가 이루어진다면 학습자들이 인공지능(AI) 기반의 플랫폼을 통해 언제, 어디서나 자기주도적으로 학습이 가능할 것이며, 개인의 능력과 흥미에 따라 맞춤형 학습이 가능할 것으로 예상된다. 교사는 인공지능(AI)을 활용하여 보다 쉽고 편리하게 개별 학습자에 대한 분석과 교육이 가능하게 되고, 실시간 데이터 분석을 통해 과정평가가 가능해지며, 학습자는 교사의 도움이 필요한 적시에 피드백을 받을 수 있게 된다.

인공지능(AI) 기반 교육에서 눈에 띄는 변화는 바로 교사의 역할이다. 전통적인 학습환경에서 교사는 지식 전달자의 역할이었다면, 인공지능(AI) 기반 플랫폼을 활용한 학습환경에서는 데이터 기반의 분석결과를 바탕으로 개별 학습자의 학습과정을 모니터링하고 학습에 어려움이 있는 경우 적절한 지원과 피드백을 하는 촉진자 역할의 비중이 커지게 된다. 따라서 인공지능(AI) 기반의 플랫폼을 활용하여 교육이 이루어진다면, 교사에게는 인공지능(AI)를 활용하여 학습자, 학습내용, 학급을 관리할 수 있는 역량이 필요하며, 인공지능(AI)기반 플랫폼을 활용한 개별 학습 이외에 팀 기반의 협력학습과 창의적인 문제해결 역량을 높이기 위한 다양한 교수학습 전략 설계가 중요하게 될 것이다. 따라서 교육현장에서는 코로나19 이후 인공지능(AI)의 도입과 함께 변화하는 교육의 모습과 이에 따른 교사 역할에 대한 이해가 필요하며 포스트 코로나 시대의 교사 역량에 대한 준비가 필요한 시점이다.

참고문헌
서울특별시교육청(2021). 인공지능 교육 및 에듀테크 지원 정책 모음.
CAST (n.d.). https://www.cast.org/about/about-cast.
Century (n.d.). https://www.century.tech/ -Financial Times (2021. 8. 14.). English schools turn to AI to help students catch up after Covid/. https://www.ft.com/content/006ebaf6-a76c-4257-a343-f1db1f7b39e7
Institute of Education Science(2021). Funding opportunities. https://ies.ed.gov/funding/grantsearch/details.asp?ID=4602
MATHia(n.d.). https://www.carnegielearning.com/solutions/math/mathia/
Student Achievement Partners(2021). Preparation for success in algebra: Exploring math education relationship by analyzing large data sets (EMERALDS).
The Telegraph, (2020. 12. 25). Eton pioneers classroom AI to help students improve punctuation and grammar. https://www.telegraph.co.uk/news/2020/12/25/eton-pioneers-classroom-ai-help-students-improve-punctuation/

  1. CAST: Center for Applied Special Technology의 약자로 유니버설디자인(UDL) 프레임워크를 만든 비영리 교육연구개발기관
  2. 영국에서 가장 규모가 큰 사립 중학교 및 고등학교
  3. 센추리에서 제공하는 마이크로러닝 형태의 콘텐츠
  4. 이러닝 환경에서 작은 단위의 학습 형태를 일컬으며, 보통 한 주제에 대한 내용을 5-7분 이내로 전달함