brunch

라이킷 1 댓글

You can make anything
by writing

C.S.Lewis

계정을 잊어버리셨나요?

by 고려대학교 IT경영학회 ITS May 15. 2023

AI 디지털 교과서 도입을 통한 공교육 혁신

시사스크랩

기사 제목

‘AI 디지털 교과서’, 2025년 ’수학·영어·정보’ 과목부터 도입

https://it.donga.com/103516/

‘AI 디지털 교과서’, 2025년 ’수학·영어·정보’ 과목부터 도입

[IT동아 김동진 기자] 교육부가 교사 1인이 다수 학생을 가르치는 체제에서 나아가 인공지능(AI)이 교사를 도와 학생 개개인의 특성에 맞춘 교육 방식으로 혁신을 이루겠다고 발표했

it.donga.com

기사 요약

2025년 ‘수학·영어·정보’ 교과부터 ‘AI 디지털교과서’ 활용, 점차적 확대 계획

교육부가 교사 1인이 다수 학생을 가르치는 체제에서 나아가 인공지능(AI)이 교사를 도와 학생 개개인의 특성에 맞춘 교육 방식으로 혁신을 이루겠다고 발표했다. 그 일환으로 AI를 탑재한 디지털 교과서를 오는 2025년 ’수학·영어·정보’ 과목부터 도입하겠다고 밝혔다. 교육부가 발표한 ‘디지털 기반 교육혁신 방안’에 따르면, AI 디지털 교과서는 2025년부터 초등학교 3학년·4학년과 중학교 1학년, 고등학교 공통·일반선택 과목부터 순차적으로 도입된다. 2026년부터는 초등학교 5학년·6학년과 중학교 2학년, 2027년부터는 중학교 3학년까지 도입을 확대한다.

AI 디지털 교과서 도입이 확정된 교과는 '수학과 영어, 정보'다. 교육부는 수학 교과에 AI 튜터링 기능을 적용, 학생들이 쉽게 수학을 포기하지 않도록 맞춤 학습을 지원하겠다고 밝혔다. 영어 교과에는 음성인식 기능을 활용해 듣기뿐만 아니라 말하기 연습을 가능하게 하고, 정보 교과에는 코딩교육 체험과 실습이 가능하도록 관련 기능을 강화하겠다고 덧붙였다.

교육부는 AI 디지털 교과서를 발행하는 발행사 또는 에듀테크 업체와 협업을 통해 개발할 계획이며 수학과 영어, 정보 외에도 추가로 AI 디지털 교과서를 적용할 과목을 검토해 5월 중 최종 확정할 방침이다.

AI 디지털 교과서에 맞춘 교원 연수 프로그램 개발

교육부는 한국교육개발원을 ‘디지털 교육 지원센터’로 지정해 AI 디지털 교과서에 맞춘 교수, 학습 모델을 개발한 후 교육 현장에 제공하여 교사들이 AI 디지털 교과서를 다양하게 활용할 수 있도록 돕겠다고 하였다. 2026년까지 AI 디지털 교과서 적용 대상인 교원 교육을 모두 마무리하겠다는 계획도 밝혔다. 이후 교사들이 AI를 활용해 학생들의 학습 상황과 이해 수준을 사전에 파악하고 맞춤형 교육을 제공할 수 있을 것으로 교육부는 기대하고 있다. 또 방과 후 또는 보충수업에서 AI 튜터를 활용하거나 학습부진 학생, 취약계층 학생에 대한 온라인 보충학습 등에도 AI를 활용하는 방안을 마련하겠다고 덧붙였다.

디지털 기반 교육혁신 로드맵. 출처=교육부

아직 해결해야 할 과제들

교육부는 AI 디지털 교과서 수업 계획을 실현하려면 2027년까지 태블릿 PC 또는 노트북 등 디지털 기기 409만 대가 필요하다고 추산했다. 하지만 지난해 3월 기준 전국 학교에 보급된 디지털 기기 대수는 151만 대에 불과해 우려의 목소리가 나온다.

교육부는 각 시도교육청과 협력해 디지털 기기를 적극 보급할 계획이라고 발표했지만 일각에서는 지역별로 편차가 큰 기기 보급률을 어떻게 해소할지, 교육 프로그램 개발을 누구와 어떻게 할 것인지, 교사별 디지털 기기 활용 능력의 차이를 어떻게 극복할 것인지 등 계획의 구체성이 부족하다는 목소리가 나온다. 특히 도입 시점이 5년도 남지 않은 점을 고려했을 때 우려스러운 점이 많다는 의견들이 존재한다.

핵심 기술 및 비즈니스 소개

인공지능 기반 맞춤형 교육 서비스, 그중에서도 AI 디지털 교과서는 개발하는 기업에 따라 조금씩 기술적 차이가 있지만, 큰 틀에서는 ‘지식 추적(Knowledge Tracking)’, ‘지식 맵’, ‘실시간 모니터링’의 핵심 기술, 그리고 대화형 AI, 음성인식, 확장현실 등의 보조 기술 등을 활용하고 이것을 클라우드 상에서 SaaS형태로 구현하는 것으로 이루어진다. 기술들을 활용하여 학생들의 데이터를 수집, 분석해 학생 특성에 맞는 맞춤형 수업을 제공하고, 이를 별도 설치 과정 없이 디지털 교과서 소프트웨어를 웹 상에서 이용하는 SaaS형태로 만들어 서버의 트래픽 급변에 탄력적으로 대응하고 데이터 관리 역시 용이하게 한다.

· 지식 추적 : 학습자가 무엇을 아는지 모르는지 판단하고 이후에 학습할 내용도 학습이 잘 될지 아닌지 예측하는 과정. 학습을 잘할 수 있도록 우선 학습자의 능력을 잘 ‘진단'하기 위한 기술

· 지식 맵 : 다양한 정의들이 있지만, 공통적으로 지식 간의 관계를 시각화하여 표현하는 기법이라는 의미를 지님. 지식 맵을 잘 만들어야 효율적인 학습 경로를 만들어 줄 수 있음. 학습상태를 효과적으로 예측할 수 있는 최적의 지식 맵을 산출하기 위해서는 효과적인 알고리즘이 필요하며, 이를 개발하기 위해선 기업마다 차이가 있지만 머신러닝(ex. Elastic Net, Random Forest), 딥러닝 기법 등이 활용될 수 있음. 내비게이션을 이용할 때 목적지를 넣어주면 효율적인 최적 운전 경로를 추천해 주듯이, 학습을 최적으로 하도록 도와주기 위해서 지식 맵을 잘 만드는 기술은 매우 중요하며 ‘처방'을 잘하기 위한 기술.

· 실시간 모니터링: 학습자가 학습에 집중하고 있는지 아니면 다른 곳에 정신을 팔고 있는지, 학습자와 컴퓨터 사이에 상호작용(인터랙션)을 통해서 학습자의 학습 상태를 모니터링하는 과정. 이를 통해서 학습이 효율적으로 실행될 수 있도록 교사가 코칭을 해 줄 수 있게 함. 진단과 처방 이후에 ‘실행’을 잘할 수 있도록 하는데 필요한 기술

기사의 시사점 및 본인의 인사이트

기대 효과 및 긍정적 전망 :

1. 기존의 일률적인 교육/학습 과정에서 개개인별 맞춤형 학습으로 변화해 가는 과정으로, 진도별/수준별 학습이 가능해지며 개별 학생 수준을 파악하기 용이해짐으로써 보다 효율적인 교육이 가능해짐.

2. 교사의 교육 부담을 덜어줄 수 있으며 저출산/고령화 흐름에 따라 추후적으로 더 다양한 방식으로 디지털 교과서의 효과를 볼 수 있을 것으로 예상됨.

3. 이미 민간에서는 다양한 AI 기반 학습 알고리즘과 서비스를 보유한 에듀테크 기업들이 존재하며 교육부의 주도 하에 교과서 발행사들과 에듀테크 기업들의 기술을 결합하면 충분히 상용화 및 확대가 가능할 것으로 보임.

우려점 :

1. 지역별로 편차가 큰 기기(태블릿 PC, 노트북) 보급률

2. 교사별 디지털 기기 활용 능력 차이 극복 방법

3. 급박한 시행 계획 – 2025년 도입 시작 / 2026년까지 교원 대상 교육 완료 / 2027년까지 기기 확보 및 보급 완료, 초등 1·2학년과 고등 일부 과목을 제외한 전 학년에 도입 / 2028년까지 종이 교과서에서 디지털교과서로 전면 전환 검토 목표를 설정해 둔 상황. 현재의 기술 수준과 앞으로의 목표 일정을 보았을 때 교육부의 목표가 실현 가능할 지에 대한 우려.

4. 신중하게 접근해야 하는 공교육 - 공교육에서 AI 학습시스템이 전면 도입된 사례는 아직 없음. 취약계층이나 고교학점제 대상 사업에서 일부 활용된 적이 있지만, 현황은 파악되지 않았으며 학교 현장에는 디지털교과서에 대해 모르는 교사들도 많기에 디지털 역량이 있는 일부 교사에게 부담이 쏠릴 수 있음. 또한 공교육에 쉽사리 적용해 버리기엔 혹여나 있을 다양한 부작용들에 대한 탄력적인 대응이 어려울 수 있음.