5-1.고교학점제
Ⅰ. 개발배경
2016년 다보스포럼 이후 화제가 된 ‘제4차 산업혁명’이라는 개념은, 디지털 세계, 생물학적 영역, 물리적 영역에 걸친 기술융합 기반 사회경제적 혁신을 예고했다. 현재 전 세계는 이러한 거대한 폭풍 속에서 생존방법을 모색하고 있다.
제4차 산업혁명의 근간에는 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능 등의 IT 기술의 혁신이 추진동력으로 작용있다. 이에 기반한 O2O, 핀테크 등 신 서비스 등장과 제조업 등 산업 부문의 효율 개선에 대한 기대가 주목받고 있다.
세 번에 걸친 산업혁명이 인류 발전에 엄청난 기여와 변화를 가져왔듯이 4차 산업혁명 또한 인류가 경험하지 못한 새로운 시대를 가져올 것으로 기대된다. 특히 4차 산업혁명은 세계 주요국이 겪고 있는 경제 성장 정체에 돌파구를 마련해 줄 것으로 기대되면서 주요국들의 기술 및 산업정책의 변화가 활발하게 진행 중이다.
<4차 산업혁명을 준비하는 국내외>
제4차 산업혁명, 지능정보사회 등으로 지칭되는 새로운 변화는 데이터를 생산하고 활용하는 IT 기술에 기반하고 있어 향후 사회경제 부문에서 데이터 중요성은 가중되고 있다. 기술적 동인인 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능 등은 방대한 데이터를 다루는 기술이며, 제품과 서비스의 데이터 기반 혁신이 제4차 산업혁명과 지능정보사회의 실체가 되었다. 교육과정의 현장 안착을 통해 고교학점제의 도입 기반을 마련한 후, 2022년 전체 고등학교를 대상으로 제도를 도입하고, 충분한 준비를 통해 2025년 고교학점제 본격 시행할 예정에 발맞추어 미래교육테마파크에 데이터 사이언스를 바탕으로 한 AI 교육프로그램을 도입하자고 한다.
이러한 시대적 변화 속에 우리 청소년 교육도 시대의 속도를 따라잡기 위해 변화가 필요하다. ‘미래교육테마파크’의 교육을 통해 변화에 동참하고자 하며, 유익하고 효율적인 교수법을 통해 미래 인재 육성에 이바지하고자 한다.
Ⅱ. 개발 목적
청소년들이 현실로 다가온 인공지능 서비스를 체험하고 이해할 기회를 마련하고 이를 바탕으로 인공지능 시대에 자신만의 가능성과 기회, 가치, 진로를 사고하는 교육을 하는 것을 목적으로 한다. 4차 산업혁명 시대 사회, 직업, 산업의 변화 속에서 변화에 순응하는 관점이 아니라 변화를 만들고 이끄는 관점을 가질 수 있는 교육 프로그램을 제공하고자 한다. 그리하여 우리나라가 ‘국가 인공지능 경쟁력 TOP 3 진입’에 이바지하고자 한다.
스위스 국제경영개발대학원(IMD)이 작년에 발표한 '2018 세계 인재 평가(IMD World Talent Ranking 2018)'에 의하면, 우리나라는 63개국 중 31위를 기록했다. 또한 산업기술평가관리원의 2017년 기술 수준 평가에서 빅데이터는 선진국의 78.2%, AI는 75.8%로 나타났다. 대한민국 미래 국가경쟁력을 준비하기 위해서는 데이터 기반, AI 활용 인재 육성이 중요하다. 이에 따라 국가에서도 데이터 산업 경쟁력 향상을 위해 데이터 기반 공공서비스 및 공공데이터 개방 확대 같은 데이터 가치 사슬 활성화에 올해 (6716억원)보다 7% 늘어난 7200억 원의 예산이 투입된다. 데이터 기반 사회보장정보시스템을 구축하고 통계검색 멘토링과 문화정보 큐레이팅 사업도 공공서비스 고도화 차원에서 새로 추진한다. 또 지식데이터 기반 국민 민원용 챗봇과 개인 맞춤형 국민 비서 서비스 개발을 신규 사업으로 추진하고 있다.
이러한 국내외의 글로벌 인공지능 산업의 성장에 맞춰 미래 교육의 변화는 AI에서부터 실마리를 찾아가야 한다. 청소년 교육계에서도 고교학점제에 필요한 교수학습을 설계하여 학생 맞춤형 교육 프로그램을 제공하고, 양질의 교원연수를 통해 현명하게 미래를 준비하기 위해 본 프로그램을 개발하게 되었다.
<고교학점제 도입일정 / 자료 : 교육부 >
Ⅲ. 프로그램 및 기기 상세 설명
1. 운영 개요
가.프로그램 : 고교학점제를 기반으로 한 에듀테크탐험터 AI 월드
나.교육대상 : 고등학교 2~3학년 학생
다.교육규모 : 20명 (조별 운영 / 맞춤형 플립러닝)
딥러닝 가능
컴퓨터
사양
CPU : 인텔 제온 프로세서 E5.2630 V4 브로드웹 EP
CPU 221: DEEPCOOL Frostwin LED 2016
메인보드 : ASUS X99-E-10G WS
메모리 : 삼성전자 83AH DDR4 PC4-19200 ECC/REG 16GB 4EA
SSD : 삼성전자 8A850 PRO Series 256GB
HDD : Toshiba 4TB MD04ACA400
그래픽카드 : 갤럭시 GALAX 지포스 GTX1080TI D5X 11GB
P.S.U : SuperFlower SF-850OF14MT LEADEX SILVER
라.교육장비 : 1인당 PC 환경 구축 (20~30대 구축)
* 위 사양은 프로그램 구성에 따라 변경될 수 있습니다
마.교육형태 : 체험형, 게임형, 강의형, 튜터링 프로그램 구성
바. 주요 교육 설계
데이터 사이언스 기반 고교학점제 특성화 내용
인공지능 이해 프로그램 (초급-중급-고급-교원연구용)
인공지능 게임 (AI월드-보드게임형)
데이터 사이언티스트 등 튜터링 프로그램
소프트웨어 코딩 (파이썬, R)
인공지능 활용 실습 (공동데이터 활용 머신러닝, 딥러닝)
2. 교육과정 분석 및 미래 교육의 반영점
가.교육과정 개괄 소개
본 교육과정은 청소년을 대상으로 한 4차 산업혁명 시대의 핵심인 데이터 사이언스와 AI (인공지능)을 이해 가능한 수준으로 교수 설계한 과정이다. 체험형 교육, 맞춤별 실습, 토론식 교육의 설계로 구성되어 있으며 실행 중심으로 프로그램이 구성된 것이 특징이다.
나.사용 소프트웨어
사용 S/W
Python
R
Django
Jupyter Notebook
다.데이터 사이언스 연계 융합 교육 방향
ㅇ 인공지능형 에이전트 커리큘럼
- 인공지능 기술을 공공데이터 분석에 적용한 “교과융합 교육과정”
ㅇ 데이터 과학 기술
- 데이터 가공 및 처리 과정을 고교학점제 과목에서 배우고 익힐 수 있도록 함
ㅇ 플립러닝 커리큘럼 로드맵
- 학생 수준별 맞춤 온라인 교육과 방문 교육의 모둠 단위 프로그램을 통한
과목 특성화 과정 설계
ㅇ 프로그램 구성 : 인공지능 + 데이터사이언스 + 고교학점제 과목
라. 기타
ㅇ 학생 중심의 콘텐츠 제작 : 프로그램 기획부터 학생들의 요청사항과
피드백 적극 반영
ㅇ 안전관리 헌장 시스템 도입 : 안전한 교육과정 진행을 위해 안전관리
책임 운영 참여
3. 교실 구축 상세 내역
가. 구축도
나. 운영 프로세스 설명
○ 모바일 및 노트북 환경 조성을 통한 교육도구 배치 및 공공 DATA set
○ 개인정보 관리시스템 보안 : 인식표 및 2중 보안 시스템 구축
○ 코딩 중심 교육 : 학생 수준을 초기에 파악하고 수준별 커리큘럼 제공
○ 미래교육테마파크 내부 API 통한 실습과제 제시
○ 학교 및 데이터 보안기업 연동 DB 구축을 통한 철저한 관리
○ 학교관계자 결과 보고서 연동
○ 교육청 관계자 결과 보고서 연동
○ 학생 및 담당 교사 성과자료 출력 가능
○ 채용서비스를 통한 취업 지원
다. AI 월드 교실 공간 운영
○ 공간 : 67.5㎡ 규모 (약21평)
○ 1팀당 전담 멘토 1인 구성 (AI 멘토단 사전 교수법 교육연수 수료자)
○ 운영 인력 : 총괄 책임 진행 1인, 레크레이션 전문가 1인, AI교육 전문, 강사 1인 (특강 진행), 운영 보조 스텝 3인(안전 요원 포함), AI멘토 12명
교수학습과정 (안)
1. 프로그램 설계
가. 데이터 AI일반
: 생활과과학, 공학일반, 지식재산일반
나. 데이터 처리(가공) 및 강화학습
: 실용수학, 정보, 실용경제, 창의경영
다. 시각, 음성, 언어, 감성지능 및 설명가능한 인공지능 활용
: 언어와매체, 영어독해와작문, 음악
2. 교과별 특성화 및 기본 공통과정
<생활과과학>
편집본 (사업계획서 반영)
