인공지능 시대에 한국 초등교육은 어떻게 해야 할까?_인공지능으로 대체될 수 없는 두 가지

 과학교육에서는 탐구기능을 지도하는데 머신러닝이나 딥러닝을 활용하여 관찰, 분류, 예상, 추리 등의 기초 탐구기능뿐만 아니라, 가설 설정, 실험설계, 가설 평가 등의 통합 탐구기능을 향상하는 데에도 활용할 수 있다.

  과학 탐구과정은 절차적 지식으로 인공지능 기반으로 학습하기에 적합한 영역이고, 학생들이 학습한 과학지식을 구조화하는 데에도 인공지능을 활용할 수 있다. 또한 과학적 문제 해결이나 융합인재교육(STEAM)에 이러한 인공지능을 활용할 수 있다.

  우리나라는 인간 근로자 11만 명 당 로봇수는 세계 평균인 69대보다 무려 462대 많은 531대가 될 것으로 예측되고 있다. 그러나, 인공지능 교사에 대해 이루어지는 연구는 매우 드물다. 적어도 학교 현장에서 이를 활용하기엔 너무나 많은 반대들이 존재한다. 그리고 코로나 19는 이 시기를 조금 더 앞당기게 될 것 같다. 그런데... 우리나라, 대한민국은 어떨까? 국내 초등과학교육에서 인공지능의 적용방안에 대한 연구는 Shin & Shin (2020)의 연구가 유일하다.

  

 

외국의 인공지능교육 적용 현황

  호주의 세인트 피터스 여학교 유치원. 중국의 '키코', 일본의 '인공지능 영어 교사 프로젝트', 미국 캔자스주 위치토 중고등학교의 인공지능 교사'매티아', 폴란드의 포톤 엔터테인먼트 인공지능 교사, 핀란드의 '오보 봇'인공지능 교사(수학), 탐페레 시 초등학교 엘리아스(어학), 스칸디나비아의 '노 아이솔레이션' , 뉴질랜드의 '에이미', 미국 보스턴 공립학교 '지보' : 전 세계에서 이루어지고 있는 '인공지능 교사'에 대한 정보이다.

  외국의 인공지능은 학생들 곁에서 문제 풀이 과정을 이해할 수 있을 때까지 쉽고 친절하게 설명해준다. 실제로 이러한 교육 프로젝트 결과, 생물학 시험 탈락률은 18.5%가 줄고, C학점 미만의 비율도 22%가 줄었다. 특히 자폐 아동에게도 효과가 있는 것으로 드러난 미국의 마일로는 아주 '즉각적인 변화(절제력, 사회적 상호작용)'를 보여준다. 왜냐하면 인공지능은 이미 2011년부터 스스로 학습, 판단, 추론하는 능력을 갖추게 되었기 때문이다. AI 교사, 챗봇(Chatbot), VR․ AR․MR․360도 영상 기술을 활용한 디지털 교과서 등으로 상징되는 에듀테크(Edutech) 빅뱅이 시작되었다. 세계 여러 나라들은 이미 에듀테크 시장을 장악하기 위해 다양한 노력을 하고 있다.

  각 교과교육에서는 현재 AI를 교육에 어떻게 활용하고 있고, 그에 따른 학습효과와 AI 활용 교육에 관한 교육적 의의를 탐색하는 연구들이 시급한 상황이다. 또한 AI를 활용하여 개발된 교수․학습 프로그램을 현장에 도입함에 있어서도 그 목적을 명확히 할 필요가 있고, 교수․학습의 어느 단계에서 어떤 AI 기술을 어떻게 사용할 것인가에 대한 심도 있는 논의가 필요하다(Lee & Huh, 2018).

 

 

대체 불가능한 두 가지, 공감능력과 창조적 사고력

  미래사회는 자연과학과 인문과학, 순수과학과 응용과학의 경계가 해체되고 새롭게 형성된 지식 영역과 다양한 영역의 지식 세계를 융합하여 새로운 지식 생산을 가능하게 하는 창의적이고 유연한 사고를 지향해야 할 것이라고 예상되기 때문에 의사소통과 참여를 통한 융합인재 양성이 필요하다. 초등 교사들은 인공지능교육의 적용시기로 초등 5∼65∼6학년 군을 가장 선호하였고, 교과 중에서는 과학 교과에 인공지능을 적용하는데 가장 높은 호감을 보였다. 과학교육은 학생들이 과학적 탐구를 통한 데이터 근거로 학습하기 때문에 인공지능 융합교육이 가장 적합한 교과목이다. 하지만 국내 교육연구에서 인공지능과 관련한 연구는 주로 실과, 영어, 수학, 사회 교과를 중심으로 이루어져 왔고, 과학교육에서는 인공지능의 적용에 연구가 부족한 실정이다. AI 융합교육과 관련하여 기존의 교육과정에서 교육목표, 교육내용과 방법, 평가 등을 혁신하는 과정이 필요하다. 교육내용과 방법은 미래 사회에 필요한 것으로 지속적으로 개선되어야 하고, 학습자가 이러한 지식을 수용하는 것이 아니라 학습자가 지식을 생성하는 학습으로 전환되어야 한다.