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by 선한인공지능연구소 Mar 09. 2020

2-1.넥스트 피아제

교육공학 임철일 교수 등 강의 + 구성주의 + 현대 교육사상가 반영

디테치먼트 영화

바뀌지 않는 교육 유튜브 https://www.youtube.com/watch?v=jF3BK3dhqo8



에듀테크의 발전으로 AI가 교실까지 손길을 뻗치고 있습니다.
학생들의 질문에 빠르고 정확하게 답하는 것은 기본,
인간적인 교감까지 하는 ‘AI 선생님’이 등장했다는 사실!
CMS멘토와 함께 세계 곳곳에 등장하고 있는 AI 선생님을 만나봅시다.


미국, 조지아텍 인기 조교 ‘질 왓슨’의 정체


2016년 미국 조지아공대 학생들은 놀라움에 빠졌습니다.
인공지능 온라인 강좌에서 가장 인기 있는 조교로 꼽혔던 '질 왓슨(jill Watson)'이
사람이 아닌 AI라는 사실이 밝혀졌기 때문입니다.


놀랍게도 수업을 진행하는 6개월 동안 왓슨을 AI라고 생각한 학생들은 거의 없었다고 하는데요.
온라인 수업 특성상 과제, 시험 관련 약 만 건의 질문들이 쏟아져 들어왔지만
왓슨이 질문들에 빠른 답변을 하면서도 유머까지 잃지않는 모습까지 보였기 때문입니다.
 학생들이 알아채지 못할 정도로 자연스러운 인공지능의 발달은 미래 AI교사 출현의 신호탄이었습니다.

중국, 2022년 ‘AI 개인교사 프로젝트’ 진행


교육업체 이쉐교육(Yixue Education)은 중국의 수능 ‘가오카오’ 준비를 돕는 AI로봇을 선보였습니다.
학생 78명 대상의 실험에서 AI가 가르친 학생들이 실제 교사가 가르친 학생보다
성적 상승폭이 높아 화제가 되기도 했습니다.

또 다른 온라인 교육업체는 중국어와 영어를 가르치는 AI교사를 통해
쓰촨성의 소수민족 어린이들의 표준어수업을 진행하고 있다고 합니다.
학생의 언어 구사 능력을 평가할 뿐 아니라 필적 인식을 통해 숙제도 채점 할 수 있다고 하니 놀랍죠?

중국은 2022년 ‘AI 개인교사 프로젝트’를 본격적으로 진행할 계획입니다.




뉴질랜드, AI 수학 선생님 ‘에이미’


뉴질랜드는 10개의 고등학교에 에이미(Amy)라는 AI 수학교사를 도입했습니다.
오스노바(Osnova)사가 개발한 인공지능 프로그램인 에이미는
걸어다니는 기능은 없지만 학생들의 문제풀이 과정을 보고
실수하는 이유와 부족한 부분을 분석해 배워야 할 것을 가르칩니다.

상호작용하는 방식이 인간을 닮았죠?




인지 발달론(認知發達理論, Theory of cognitive development)은 인간의 인지 발달을 유기체와 환경의 상호작용으로 파악한 피아제의 이론이며, 심리학의 인지이론에 있어서 영향력 있는 이론이다.     

피아제는 심리학자이면서 생물학자였다. 따라서 그의 이론은 생물학과 인식론에 그 뿌리를 두게 되는데, 여기서 인식론은 인간이 발생학적으로 인식하는 존재로 타고난다는 것이다. 인지 발달론 또한 생물학과 인식론에 그 뿌리를 두고 인간의 지적 능력은 유기체가 환경에 적응해 가는 것이라고 주장하였다.     

피아제는 한 사람의 아동기가 사람의 발달 과정에서 핵심적이고 중요한 역할을 기능한다고 생각했다. 그에게 인지 발달은 신체적 성숙과 환경적 경험으로부터 비롯되는 정신적 과정의 점진적 재조직이었다. 더 나아가 그는 인지 발달은 유기체로서의 인간의 핵심에 있으며 언어는 인지 발달을 통해 습득된 지식을 대변한다고 주장했다.     

한편 알프레드 비네의 실험실에서 아동지능검사와 관련하여 일한바 있다고 알려져있다.     

인지 발달론의 주요 개념

유기체가 환경에 적응한다는 말은 파란 신호일 때 길을 건너는 것, 구구단을 외우는 것 등을 말한다. 즉 인간의 지적 능력은 타고난 것이되, 그것이 주어진 환경에 적응하는 것이 인지의 발달이라는 것이다. 이것을 설명하기 위해 피아제는 도식과 적응이라는 개념을 설정했다.     

도식(Schema) : 도식은 사물이나 사건에 대한 전체적인 윤곽을 말한다. 쉽게 말해 사고의 틀이라고 생각할 수 있다. 이는 유사한 환경 안에서, 반복에 의해 변화되고 일반화된 행동의 구조 또는 조직화를 의미한다.

예를 들어 5세 유아가 날아다니는 물체는 새라고 배웠다고 생각해 보자. 이를 통해 이 아이는 "날아다니는 물체는 새와 같다"는 도식을 보유하게 된다.     

몇 가지의 도식은 인간이 탄생하기 이전부터 이미 가지고 있다. 예를 들면 빨기 도식이나 잡기 도식과 같은 것인데, 빨기 도식의 경우 그러나 그 기능면에서 변화된 것은 아니라서 적응의 과정을 통해 새로운 도식을 개발하고, 기존의 것을 변형시키면서 발전하게 된다.     

적응 : 적응은 환경과의 직접적인 상호작용을 통해 도식이 변화하는 과정을 말한다. 두 가지의 상호보완적인 과정을 통해 이루어지는데, 바로 동화와 조절이라는 수단이다.

적응은 우리에게도, 또 동식물에게도 흔히 찾을 수 있다. 홍관조의 수컷은 선명한 붉은색인 반면에 암컷은 눈에 띄지 않게 엷은 갈색을 띠면서 종의 생존에 대한 위협을 줄인다. 이런 식으로 환경에 적응하는 것을 말하는데 인지적으로는 도식이 변화하는 것을 의미한다. 인간의 경우, 새로운 도식을 만들거나 기존의 도식을 변화시키는 것을 의미한다.     

동화와 조절: 동화는 기존의 도식에 맞추어서 새로운 경험을 일반화하는 과정을 말한다. 쉽게 말해 새로운 경험을 기존에 가지고 있는 도식에 맞추어 보는 것을 의미하는데, 만약 새로운 경험이 기존의 도식에 맞는다면 유기체는 인지적으로 평형 상태가 된다.

위에서 날아다니는 모든 물체를 새라고 배운 아이는 날아다니는 비행기를 보면서도 새라고 부른다. 하지만 이 아이는 이것이 털도 없고, 날개도 펄럭이지 않는 등 기존에 알고 있던 새와는 다르다고 느끼게 되면서 불평형의 상태가 된다.     

피아제에게 동화는 외부적 요소를 생활 또는 환경, 혹은 우리가 경험할 수 있던 것들의 구조에 통합하는 것을 의미했다. 동화는 사람이 새로운 정보를 인식하고 받아들이는 방법이고 새로운 정보를 기존의 인지 도식에 맞추는 과정이다. 새로운 경험에서의 동화는 기존의 개념에 맞추거나 조절하기 위해 재해석되며 동화는 사람들이 새롭거나 친숙하지 않은 정보에 직면하여 이를 이해하기 위해 이전에 학습한 정보를 언급하는 것이다. 조절은 만약 새로운 경험이 기존에 가지고 있던 도식에 맞지 않을 때, 유기체는 불평형의 상태를 겪게 되는데 이 상태에서 평형의 상태로 돌아가기 위해 기존에 가지고 있던 도식을 변경하거나 새롭게 만들게 되는 과정을 말한다.     

불평형의 상태가 되었던 아이는 이제 새가 아니라고 결론짓고, 그것에 대해 새로운 이름을 만들어내게 된다. 이 과정을 조절이라고 한다. 혹은 누군가가 그것은 새가 아니라 비행기라고 일러 줄 수도 있다. 이런 과정을 조절이라고 하는데, 조절의 과정에서는 도식의 형태에 질적인 변화가 나타난다.     

조절은 특정 환경에서 새 정보를 습득하는 과정이고 기존의 도식을 새 정보에 들어맞게 하기 위해 대체하는 것이다. 이는 기존의 도식(지식)이 작동하지 않을 때 발생하고 새 대상이나 상황을 처리하기 위해 변화되길 요구한다. 피아제는 사람의 두뇌는 평형화를 위한 진화를 통해 짜여졌다고 주장했는데 이는 궁극적으로 동화와 조절을 통한 내/외부적 과정에 의한 구조들에 영향을 미친다.     

피아제는 동화와 조절은 동전의 양면과 같아 독단적으로 존재할 수 없다고 이해하였다. 하나의 대상을 기존의 정신 도식에 동화하기 위해 어느 정도 이 대상의 특징을 설명하고 조절해야 한다. 가령, 사과를 사과로 알게 되기(동화시키기) 위하여 그 대상의 외양에 집중(조절)해야 한다. 이를 위해 그 대상의 크기를 개략적으로 알아야 할 필요가 있다. 발달은 두 기능 사이의 평형화를 증대시킨다.     

조직화 : 조직화는 유기체가 현재 가지고 있는 도식을 새롭고, 더욱 복잡한 도식으로 변화시키는 과정을 말한다. 즉 지금 가지고 있는 도식을 어떤 새롭고 복잡한 구조로 재구성하는 것이다.

아까 새와 비행기를 구분하게 되었던 아이는 이제 날아다니는 대상의 하위 범주로 새와 비행기를 조직하게 된다. 이런 식으로 조직화를 거듭함으로써 인지적인 발달이 이루어지는 것이다. 조직화는 인지적 발달의 핵심적인 요소이다.

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