━━━━━━ 인공지능 기술의 교육적 활용 방안에 대한 논의 동향

   미국 교육 분야에서도 기술 활용의 확대는 피할 수 없는 흐름으로 인식되면서 기대와 우려를 동시에 받고 있다. 특히 최근에는 인공지능(artificial intelligence) 기술의 비약적인 발전과 더불어 교육 분야 전반에서도 인공지능 기술이 널리 활용되고 있다. 이에 교육기술 활용에 대한 연방정부 차원의 비전과 계획을 수립하는 미국 연방 교육부 산하 교육기술부(Office of Educational Technology, OET)는 인공지능 기술의 교육적 활용을 우선순위 과제 중 하나로 삼고, 효과적이고 안전하며 공정한 기술 활용을 위한 정책 및 지원방안을 마련하고 있다. 특히 최근 2022년 4월에는 교육 분야에서의 인공지능 기술 활용에 대한 네 편의 블로그 글을 통해 인공지능 기술이 교육 분야에서 가지는 의미를 고찰하고 앞으로의 방향을 논의하였다. 이 절은 OET가 발표한 블로그 시리즈를 바탕으로 최근 인공지능의 교육적 활용을 둘러싼 논의의 동향을 살펴보고자 한다.

 

    인공지능 기술의 특성

 

   인공지능 기술의 교육적 활용에 관한 블로그 시리즈 중 첫 번째 글은 인공지능 기술의 대표적인 특성을 중심으로 교육 현장에서 인공지능 기술이 갖는 의미를 살펴보았다. 인공지능 기술은 크게 세 가지 특성을 갖는다. 첫째는 인간과 유사한 수준의 대화, 추론, 행동 능력을 갖추고 있다는 점이고, 둘째는 인간이 입력한 목표를 대신 달성해줄 수 있다는 점이다. 해당 글이 가장 강조하고 있는 마지막 특성은 인공지능 기술이 인간의 지능을 증강시켜주는 조력자의 역할을 한다는 점이다. 이러한 특성들은 인공지능 기술이 교사의 조력자로서 효과적으로 기능할 수 있음을 보여준다. 인간과 같지는 않지만 유사한 수준의 대화와 행동 능력이 가능하기 때문에 교사 및 학생과의 상호작용이 가능하고 입력된 목표에 따라 가장 효율적인 방법으로 교육 활동을 보조할 수 있다. 무엇보다도 인공지능 기술은 교사가 수행해오던 반복적인 업무를 대신해 줌으로써 교사가 교육활동에 온전히 집중하도록 도와줄 수 있고, 학생에 대한 데이터를 바탕으로 교사의 학생에 대한 이해를 높여줄 수 있다(OET, 2022a).

 

    교육 현장에서의 인공지능 기술의 역할

 

   두 번째 글은 인공지능 기술과 기존 기술과의 차이점을 바탕으로 인공지능 기술이 교육 현장에 어떻게 기여할 수 있는가를 논의한다. 특히 교육 현장에서의 기술 사용은 오래 전부터 시작되었지만 인공지능 기술의 활용은 그 전과는 명확한 차별점을 갖는다는 점을 강조한다. 기존에는 일방향 소통이 가능한 기술 활용이 주를 이루었지만, 인공지능 기술을 활용할 경우 위에서 언급한 특성들 덕분에 보다 더 인간과 유사한 수준의 쌍방향 상호작용이 가능하다는 것이다. 즉 단순히 디지털 기기를 활용하는 것을 넘어서, 학생에 대한 축적된 데이터를 바탕으로 보다 더 효과적인 교수활동 설계가 가능하고 또 실시간으로 학생 반응에 따라 적절한 교수 자료를 제공할 수 있다. 예를 들면 기존에는 디지털 기기를 활용하여 학습 정보를 출력하고 학습 결과를 확인하는 데에 주로 기술을 활용해 왔다면, 이제는 인공지능 기술을 통해 학생의 학습 활동을 직접 도와주고 학생 상황에 맞는 과제를 설정해주며 학생이 어려움을 겪는 과제에 실시간으로 도움을 주는 것도 가능하다. 물론 교사를 대신하여 학생과 실시간으로 상호작용을 할 수 있다는 점도 큰 특징이다. 교사는 기술의 도움이 필요한 영역을 설정하고 미리 자동화 작업을 설정해둠으로써 기존에 수행하던 반복적인 단순 업무를 맡길 수 있다. 또는 많은 소그룹 활동이 동시에 이루어지는 등의 복잡한 수업 상황에서도 인공지능 기술의 도움을 받을 수 있다(OET, 2022b).

 

    교육 현장에서 사용되는 인공지능 기술 탑재 도구/프로그램의 유형

   세 번째 글은 이상의 논의를 종합하면서 교육 현장에서 활용할 수 있는 실제적인 도구에 대해 살펴본다. 교육 현장에서의 인공지능 기술의 역할을 통해 보면 현재 교육 현장에서 활용되고 있거나 개발 중인 인공지능 기술 탑재 도구들은 크게 세 가지 형태로 나타난다. 첫째는 학습 지원 도구이고, 둘째는 학생 지원 도구이며, 마지막은 행정 지원 도구이다. 먼저 학생 맞춤형 학습을 지원하는 응용 프로그램에 최근 인공지능 기술이 더 많이 활용되고 있다. 학습 코칭 등을 지원하는 응용 프로그램은 그동안 다양하게 개발되어 왔지만 인공지능 기술은 학생에 대한 실시간의, 그리고 방대한 데이터를 통해 보다 더 즉각적이고 효과적인 맞춤형 학습 지원이 가능하다. 최근 교육 기술 개발 업체들은 학생과의 의사소통이 보다 더 자연스럽게 이루어질 수 있도록 프로그램의 언어 능력을 향상시키는 데 주력하고 있으며 학생 개인 뿐 아니라 동료학생의 데이터를 함께 활용함으로써 보다 더 효과적인 맞춤형 학습 지원을 제공하는 데 초점을 두고 있다. 또 다른 형태의 인공지능 기술 탑재 도구는 학생 지원 및 컨설팅 기능을 수행하는 응용 프로그램이다. 이는 기존에 학생 상담가가 주로 수행해 온 역할을 보조하는 프로그램으로 이해할 수 있는데, 역시 학생의 수강 패턴이나 학교생활 패턴을 바탕으로 보다 효과적인 상담과 조언이 이루어질 수 있다. 마지막은 행정 및 자원 관리 업무를 보조하는 응용 프로그램이다. 가령 스쿨버스 노선을 설계하거나 식품 공급망 문제 등을 식별하고 해결하는 데 인공지능 기술이 유용하게 활용되고 있다. 특히 데이터를 기반으로 보다 더 안전하고 공정한 자원 배분 및 활용이 가능할 것으로 기대된다(OET, 2022c).

 

    교육 현장에서 인공지능 기술과 교육자의 관계

   마지막 글은 교육 현장에서 인공지능 기술과 교육자의 관계를 조명한다. 이 글에 따르면 인공지능 기술이 교육 현장에 도입되던 초기에는 교사를 대체하여 학생을 지원하는 역할이 주요한 관심의 대상이었으나, 최근에는 교사의 조력사로서의 인공지능 기술의 활용이 더욱 강조되고 있다. 즉 교사가 어떻게 하면 효과적으로 인공지능 기술을 사용함으로써 안전하고 효과적인 교육활동을 수행할 수 있는가가 최근의 주요 관심사라고 할 수 있다. 그렇기 때문에 인공지능 기술의 교육적 활용을 논의하고 실제적인 도구를 개발함에 있어 교사의 참여는 필수적이다. 해당 도구를 활용하는 주체는 결국 교사가 될 가능성이 높으므로 도구 개발 과정에 교사를 적극적으로 참여시켜야 한다는 것이다. 특히 윤리적이고 형평성 있는 기술 활용을 위해서는 교사의 전문적 판단이 반드시 동반될 필요가 있다.

 

━━━━━━ 인공지능의 교육적 활용을 둘러싼 우려

   이상에서는 인공지능 기술의 주요 특성, 교육 현장에서의 기대되는 역할, 실제 활용되는 도구의 유형, 그리고 인공지능 기술과 교사와의 관계 등을 살펴보았다. 인공지능 기술은 분명 일면으로는 학생과 교사의 활동과 상호작용을 효과적으로 도와줄 수 있을 것으로 기대된다. 그러나 이와 같은 기대와 더불어 인공지능 기술의 교육적 활용을 둘러싼 우려가 많은 것도 사실이다.

   대표적인 우려 중 하나는 인공지능을 활용한 알고리즘이 개별 학생에게 편향된 정보를 제공할 가능성이 있다는 점이다. 즉 인공지능 기술에 지나치게 의존할 경우 맞춤형 교육이 오히려 학생의 학습 범위를 제한하게 될 수 있다는 것이다. 이에 전문가들은 인공지능 기술을 활용하는 과정에서 교육자의 전문적 판단과 개입이 동반되어야 함을 강조한다(OET, 2022a; OET, 2022d; Rauf, 2020).

   개인정보 보호 문제 역시 인공지능 기술의 교육적 활용에 있어서 늘 제기되는 우려 중 하나이다. 인공지능 기술은 학생과의 상호작용을 통해 획득한 방대한 정보를 지속적으로 축적하게 되는 만큼 학생 개인정보를 어떻게 보호할 것인가는 중요한 문제이다. 특히 학생 개인정보를 관리하는 주체를 어떻게 설정할 것인지, 인공지능 기술을 제공하는 민간기업과 교육당국 간에 관계를 어떻게 설정할 것인지 등 여전히 논의가 필요한 문제들이 산적해 있는 상황이다(OET, 2022b).

   또 다른 우려는 인공지능 기술에 대한 접근성이 모든 학생에게 동일하게 보장되지 않는다는 우려이다. 인공지능 기술 활용의 혜택 중 하나는 학습에 어려움이 있는 학생을 효과적으로 도울 수 있다는 점인데, 기술에 대한 접근성에 있어서 형평성이 보장되지 않을 경우 오히려 학생 간 학습 격차를 심화하는 데 기여할 수 있다. OET가 발간한 2017년 국가교육기술계획(National Education Technology Plan, NETP)은 디지털 기술 활용에 있어서의 형평성을 강조하면서 이러한 우려를 함께 제기하고 있다. 그리고 이를 해소하기 위해서는 인공지능 기술을 포함한 디지털 기술 활용 비용이 지금보다 더 낮아질 필요가 있으며, 모든 지역에 관련 도구들이 형평성 있게 보급되어야 한다는 점을 강조한다(OET, 2017).

━━━━━━ 교육 현장에서의 디지털 기술 활용 현황

   교육 현장에서도 실제로 인공지능 등의 기술 활용은 지속적으로 증가할 것으로 전망되고 있다. 미국의 교육 전문 주간지 에듀케이션위크(Education Week)가 2020년에 교사와 지역학군 담당자를 대상으로 실시한 설문조사에 따르면 응답자의 58%가 담당 학군의 교육활동에 있어서 앞으로 인공지능의 역할이 증가할 것이라고 전망하였다. 37%는 현재와 유사한 수준에서 인공지능이 활용될 것이라고 응답하였다. 인공지능의 역할이 축소될 것이라고 응답한 응답자는 5% 뿐이었다(Rauf, 2020).

   교육 현장에서 인공지능 기술은 학생의 학업지원과 평가에서부터 정신건강 지원과 스쿨버스 운영에 이르기까지 다양한 방면에 걸쳐 활용되고 있다. 아래 <표 1>은 위에서 언급한 에듀케이션위크 설문조사 결과 중, 인공지능 기술 활용에 대한 조사 결과를 요약한 것이다. 조사에 따르면 교육 현장에서 인공지능 기술이 가장 많이 활용되고 있는 영역은 학군/학교 내 교육 기술 활용의 잠재적인 위험성과 민감도를 분석하는 일이었다(44%). 학교 시설관리에도 인공지능 기술이 많이 사용되고 있었는데, 예를 들어 지능형 온도계를 통한 학교시설 온도 조절(29%)과 학교 시설관리 문제의 예측과 식별(13%) 등에도 인공지능 기술이 활용되고 있었다. 교육과정 측면에서는, 학습 내용에 대한 학생의 반응을 실시간으로 분석함으로써 교육과정 내용을 개별화하는 데에 인공지능 기술이 가장 많이 활용되고 있었으며(26%), 학업적으로 뒤처질 가능성이 있는 위기학생의 예측과 식별(26%), 작문 평가 등 서술형 답안의 채점(10%)에도 해당 기술이 활용되고 있는 것으로 나타났다. 이 외에도 인공지능 기술은 소셜미디어 등 매체 분석을 통해 학교에 대한 위협 혹은 학생 자해 위험을 식별(26%)하거나 스쿨버스와 학사운영 일정을 수립(24%)하는 데에도 활용되고 있었다.

 

<표 1> 교육현장에서의 인공지능 기술 활용 현황

기술 활용 예시	응답 비율
학군/학교 내 교육기술 활용의 잠재적 위험성 감지	44%
학교시설 온도 조절(지능형 온도계)	29%
실시한 학생 반응 분석을 통한 교육과정 개별화	26%
학업위기학생의 예측과 식별	26%
소셜미디어 등 매체 분석을 통한 학교에 대한 위협 및 학생 자해 위험 식별	26%
스쿨버스 및 학사운영 일정 수립	24%
학교 시설관리 문제의 예측과 식별	13%
작문 평가 및 서술형 답안의 채점	10%

출처: Rauf (2020)

 

 

━━━━━━ 맺는말

   이 글은 인공지능 기술의 교육적 활용에 대한 미국 내 논의 동향과 우려, 그리고 실제 교육 현장에서의 기술 활용 현황을 간략히 살펴보았다. 그 결과 미국에서는 인공지능 기술이 이미 학교교육 현장에서 다양한 목적과 방식으로 활용되고 있을 뿐 아니라, 이를 둘러싼 논의와 우려도 상당히 오랜 기간 지속되어 왔음을 알 수 있었다. 특히 흥미로운 점은 인공지능 기술이 교육 현장에 적용되기 시작한 초반에는 교사의 대체자로서의 역할이 주요 관심 대상이었다면, 최근에는 교사의 조력자로서의 역할이 화두가 되고 있다는 점이다. 인공지능 기술을 교육적으로 활용하는 것에 대한 우려가 깊어지면서, 기술 활용에 있어서 교사의 전문적 판단과 개입이 동반되어야 한다는 인식이 높아진 결과이다. 실제로 교육 현장에서 인공지능 기술이 활용되는 예를 다시 보면 교사의 역할을 대신하기보다는 교사가 학생을 더 잘 교육하고 지원할 수 있도록 보조하는 데 기술이 널리 활용되고 있음을 알 수 있다. 또한 인공지능 기술이 학생의 학업적 성공 뿐 아니라 사회정서적 건강을 지원하고 학교의 행정과 자원 배분을 돕는 데도 널리 활용되고 있다는 점도 인상적이다. 이는 인공지능 기술의 교육적 활용을 고민함에 있어서 학습 지원의 측면에만 국한될 필요가 없으며 학교가 수행하는 다양한 기능에 대해 적절히 기술을 적용할 수 있는 방안을 생각해보도록 하는 기회를 제공한다.

[참고문헌]

 

• Office of Educational Technology [OET] (2017). Reimagining the role of technology in education: 2017 national education technology plan update. U.S. Department of Education. https://tech.ed.gov/files/2017/01/NETP17.pdf
• OET (2022a, April 4), AI and the future of teaching and learning: Defining artificial intelligence. U.S. Department of Education. Retrieved September 4, 2022 from https://medium.com/ai-and-the-future-of-teaching-and-learning/ai-and-the-future-of-teaching-and-learning-defining-artificial-intelligence-f31d20628280
• OET (2022b, April 11), AI and the future of teaching and learning: New interactions, new choices. U.S. Department of Education. Retrieved September 4, 2022 from https://medium.com/ai-and-the-future-of-teaching-and-learning/ai-and-the-future-of-teaching-and-learning-new-interactions-new-choices-c726bcf03012
• OET (2022c, April 20), AI and the future of teaching and learning: Product roadmaps and the path to safe artificial intelligence. U.S. Department of Education. Retrieved September 6, 2022 from https://medium.com/ai-and-the-future-of-teaching-and-learning/ai-and-the-future-of-teaching-and-learning-product-roadmaps-and-the-path-to-safe-artificial-f82e57346733
• OET (2022d, April 22), AI and the future of teaching and learning: Engaging educators. U.S. Department of Education. Retrieved September 6, 2022 from https://medium.com/ai-and-the-future-of-teaching-and-learning/ai-and-the-future-of-teaching-and-learning-engaging-educators-141e90c5e29f
• Rauf, D. (2020, May 19). Will COVID-19 spur greater use of artificial intelligence in K-12 education? Education Week. Retrieved September 3, 2022 from https://www.edweek.org/technology/will-covid-19-spur-greater-use-of-artificial-intelligence-in-k-12-education/2020/05

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