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[비바100] "AI 교수님, 질문 있어요"… 전세계 '멀티스쿨' 교육 사례들

[안종배 회장의 인공지능 메타버스 미래세상] 이미 현실이 된 AI 메타버스 미래교육

입력 2022-03-14 07:00 | 신문게재 2022-03-14 11면

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인공지능과 메타버스가 교육 현장에 널리 사용되며 교육을 혁신하고 있다. AI 기반의 지능형 개인교사체제(ITS: Intelligent Tutoring System) 도입 덕분에 학생 수준별 맞춤 학습이 가능해 졌다. 수학에 소질 있는 학생에게는 난이도를 빠르게 높이고, 기초가 약한 학생에게는 기초를 다져가며 학습하게 한다. 학력 격차를 넘어 모두가 좋아하는 수업을 만들 수 있게 된 것이다.

AI ITS 외에도 인공지능을 활용한 다양한 교육이 현장에서 진행되고 있다. 학습자의 수업 참여도를 자동 데이터 하며 적극적인 수업 참여를 유도하는 교육 체계(ALS: Active Learning System), 학습자와 대화하며 교육하는 개인교사체계(DBTS, Dialogue-Based Tutoring System), 학생이 스스로 지식을 구성하도록 환경을 제공하는 탐구학습 시스템(ELEs, Exploratory Learning Environments), 글쓰기 자동 채점(AWE, Automatic Writing Evaluation), 인공지능 활용 언어 학습, 인공지능 챗봇(AI chatbot), 인공지능 접목 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 및 홀로그램 등이 널리 활용되고 있다.
 
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안종배 회장의 줌과 메타버스 활용 메타수업 장면.

인공지능 메타버스 시대에 교육은 변화의 중심에 있고 혁신은 곧 교육 성과를 결정짓는 잣대가 될 것이다. 학교 현장은 물리적 현실 공간 학교인 스쿨과 디지털 초현실 학교인 메타스쿨이 공존하는 ‘멀티스쿨’로 확장된다. 이런 혁신의 구체적인 방안으로 5I(Immersion 교육몰입감 강화, Interactive 상호작용교육 강화, Intelligence 초지능메타버스 활용 강화, Interpersonal 대인적교류 강화, Interoperability 상호호환성 강화)가 강화되는 학교 현장 혁신과 교육이 중요하다.

AI 메타버스 시대 인재의 핵심 역량은 스스로 무엇을 모르는 지와 무엇을 알아야 하는 지, 그리고 무엇을 해야 하는지를 스스로 인지하고 실천하는 ‘메타인지 역량’이다. 이를 함양하기 위해 메타교수법으로 혁신되어야 한다. 수업은 앞으로도 대면·비대면 수업이 공존하게 될 것이기에 학생들 참여와 현존감을 강화하는 메타교수법으로 진행되어야 한다. 저자의 메타교수법은 수업과 학생에 따라 다양한 인공지능 메타버스 플랫폼을 활용해 S.M.A.R.T 교수학습방법 (Self Collabo 자기주도 협력 교수학습, Motivated 체험기반의 PBL 교수학습, Adaptive  맞춤형 참여 교수학습, Resource 학습자원 활용 교수학습, Technology 인공지능 메타버스 활용 교수학습)을 구현하는 것이다.


◇ 인공지능·메타버스가 활용되는 교육 현장 사례들

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칸 랩 스쿨(Khan Lab School)에 참여한 학생들은 인공지능을 활용한 맞춤형 교육을 통해 창의성을 기르고 협업을 통해 소통과 협력의 힘을 배운다.

미국 뉴저지의 슬랙우드 초등학교(Slackwood Elementary School)는 1학년생 대상의 수업에 ‘해피 넘버스(Happy Numbers)’라는 AI 개인 교사(튜터)를 활용해 성과를 내고 있다. 학생들이 어려워하는 곳을 찾아내 개인 맞춤화된 지원으로 큰 호응을 얻고 있다. 앤 아룬델 카운티 공립학교(Anne Arundel Country Schools)는 학생들이 물리적으로 학교 수업에 참석할 수 없을 때 가상으로 참석할 수 있도록 AI 로봇을 활용한다. 로봇에는 아이패드가 달려 있어 화면에 학생 얼굴이 나타나고, 카메라를 통해 원격으로 실시간 수업이 이뤄진다.

칸 랩 스쿨(Khan Lab School)은 AI를 활용해 맞춤형 교육과 협업을 통한 창의성을 기르는 소통 지향적 교육을 진행한다. 학년 중심이 아닌 학습자의 학습 레벨에 따라 맞춤형 교육을 제공한다. 협업을 통한 창의성과 소통 역량을 높이기 위해 프로젝트 수업도 진행한다. 공작실(Make Lab)에서 창작물을 만들거나 사색실(Ideate Lab)에서 브레인스토밍을 하고, 대화실(Chat Lab)에서 활발한 토론이 이뤄지도록 돕는다. 이를 통해 체험 프로그램 인터페이스(xAPI: Experience Application Programing Interface)와 맞춤형 학습 솔루션(LRS:Learning Record Store)을 제공한다.

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캠퍼스가 없는 미래형 대학의 효시 ‘미네르바 스쿨’의 참가 학생들이 온라인 수업을 하고 있는 모습.

미네르바 스쿨(Minerva School)은 모든 수업이 100% 온라인이다. 캠퍼스 없이 학생 전원이 4년 동안 전 세계 7개 기숙사를 돌며 생활하고 공부한다. 학기마다 프로젝트 주제를 스스로 정한 지역 기반 과제(LBA: Location Based Assignment)와 도시에 있는 기업이나 단체와 협업을 진행하는 도시 프로젝트(Civic Project) 등을 수행하며 국제 시민의 역량을 키운다. 수업은 AI 기반 온라인 화상 교실 플랫폼인 ‘액티브 러닝 포럼(Active Learning Forum)’을 사용한다. 

학생 음성을 인식해 교수의 컴퓨터 화면에 발언 빈도가 자동 표시된다. 수업 중 발언이 부족한 학생을 쉽게 판별해 적극적으로 수업에 참여하도록 유도한다. 덕분에 온라인 강의임에도 능동적인 수업이 이뤄진다. 평가시험도 없다. 발표와 수업 태도, 과제 및 프로젝트 결과 등을 교수가 종합 평가한다. ‘순위’로 평가하지 않는다. 매사에 성실하고 능동적이면 된다.

미국의 조지아공과대학교(Georgia Institute of Technology) 컴퓨터과학부의 아쇼크 고엘(Ashok Goel) 교수는 2016년부터 질 왓슨(Jill Watson)이라는 인공지능 시스템을 AI 조교로 활용하고 있다. 이 AI 조교는 한 학기 동안 1만 개 이상의 학생 질문에 답하고 시험 기간을 안내하는 역할을 한다. 워낙 언어 능력이 뛰어나 학생들이 AI인지 조차 몰랐다. AI 조교가 보조 업무를 맡으면서 인간 교수와 인간 조교는 학생들의 실제 교육에 더 전력을 기울일 수 있게 되었다.

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미국 애리조나주립대학교의 인공지능 조교 알렉스(ALEKS).

미국 애리조나주립대학교(Arizona State University)도 인공지능을 적극 활용한다. 신입생 과정인 대수학(algebra) 과목에서 AI 기반의 적응맞춤학습 시스템 ‘알렉스(ALEKS:Assessment and Learning in Knowledge Spaces)’를 2016년부터 활용 중이다. ‘알렉스 교수’로 불리는 AI 개인 튜터 알렉스는 개인별로 수학 학습 능력을 평가하고 개인 수준에 맞는 코스를 제공한다. 기초 수학 역량을 갖추지 못했던 학생들도 덕분에 성적이 평균 28%나 향상되었다. 생물학에도 알렉스를 도입해 봄 학기 20%였던 탈락률이 1.5%로 낮아졌고, C학점 미만 비율도 28%에서 6%로 줄었다. 미시경제학에도 C학점 미만 학생 비율이 38%에서 11%로 낮아졌다.

이 대학은 AI 기반의 학습 지원 시스템 이-어드바이저(e-Advisor)를 통해 개별화된 학습 컨설팅도 제공한다. 학생 개개인의 성향과 성적, 공부 패턴을 분석해 맞춤형 학습뿐 아니라 전공까지 제안한다. 분석 결과를 지도교수와 학습 코치에게 전달해 상담과 맞춤형 조치도 실시한다. 덕분에 학생들의 학업 지속력은 늘고 중도 탈락률은 현저히 낮아졌다. 이 대학의 마스코트 ‘선 데블 스파키’의 이름을 딴 AI 챗봇 ‘서니(Sunny)’는 학생들의 수강 신청이나 장학금, 기숙사비 및 학교 생활에 관한 모든 질문에 즉각 친절하게 답해 주어 학생들의 만족도가 높다. 이런 지속적인 혁신 덕에 애리조나주립대는 미국 내 대학 중 혁신 대학 1위로 6년간 지속적으로 평가받고 있다.

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한양대는 여러 대학과 컨소시엄을 맺고 하이-라이브(HY-LIVE) 시스템을 보급하고 있다.

국내 대학 가운데는 한양대학교가 눈에 띈다. 국내 대학 최초로 인공지능과 5G, 홀로그램을 활용한 ‘하이-라이브(HY-LIVE)’라는 이름의 텔레프레전스(Telepresence) 화상 교육 시스템으로 수업을 개설해 화제를 모았다. 2019년 ‘생활 속의 화학’ 수업에서 첫선을 보인 이 시스템은 실물 크기의 교수가 홀로그램으로 동시에 3개 강의실에 등장해 실시간 양방향 수업을 이끈다. 교수는 학생 한 명 없는 한양대 스튜디오에서 강의를 진행했다. 서울 서초구 기업체 임원을 홀로그램으로 안산의 한양대 에리카 캠퍼스로 불러 현장 연계 수업을 진행하기도 했다. 

메타버스도 학교 현장에서 널리 활용되고 있다. 미국에서는 아메리칸 하이스쿨(AHS)이 대표적이다. 민간기업인 퀄컴 등의 지원을 받아 ‘국제 VR고등학교’라는 가상 학교를 만들어 전 세계 학생들에게 중·고교 과정을 가르친다. 미국 학력인증기관의 인증까지 받았다. 학생들은 가상의 캠퍼스에 출석해 인간의 장기나 우주 탐험 같은 3차원 실감형 수업을 듣는다.

일본은 교육부처 주도로 이른바 ‘GIGA 스쿨’ 프로젝트를 추진해 ‘학생 1인-1대 태블릿’ 환경을 만들고 있다. 대학과 고교간 연결 프로그램도 진행 중이다. 2021년 초에 한난대-한난고 연계 프로그램이 주목을 끌었다. 가상의 섬에 졸업생들을 초대해 선후배간 교류의 장을 갖게 해 주었다. 훗카이도과학대학도 비슷한 VR 졸업식을 진행해 화제를 모았다.

중국에서는 알리바바의 ‘딩딩 미래학교’ 플랫폼이 눈길을 끈다. 2018년 충칭시 철도 중고등학교에 처음 적용된 이 프로그램은 안면인식을 통해 학교 출입과 수업, 심지어 매점 결제까지 모든 과정을 처리한다. 부모에게 학생 관련 정보를 실시간 제공할 수도 있는데다 참관 수업도 가능해 인기다.

한국에서도 메타버스를 입학설명회나 입학·졸업식, 강의와 수업, 동아리 활동과 축제, 진로 지도 등 전방위로 적용되고 있다. 필자도 재직 중인 한세대학교에서 2021년 2학기부터 수업 때 국내 최초로 줌 화상플랫폼과 메타버스 플랫폼을 동시 활용해 학생들이 같은 교실에서 함께 공존하는 현존감과 실제적인 참여와 상호작용이 가능하게 진행했다. 강의와 질문이 동시에 가능한 것은 물론 수업시간에 팀별로 별도 회의공간에서 교수와 수시로 소통하며 프로젝트 회의를 진행하고 그 결과를 학생 전체가 다시 같은 공간에 모여 팀별로 발표하고 상호 의견교환도 하는 메타수업을 진행했다. 

이런 메타수업은 학생들의 수업 참여도와 만족도가 높고 학습 효과도 높다. 동시에 미래 학생들에게 필수적인 인공지능 메타버스 활용 역량을 함양하는 효과도 높다. 인공지능과 메타버스는 이렇게 교육 현장을 혁신시키며 미래 인재를 양성하는 교육의 핵심으로 역할하게 될 것이다.

안종배 국제미래학회 회장·대한민국 인공지능메타버스포럼 공동회장 daniel@cleancontents.org

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