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미국의 교육 분야 메타버스 운영 및 활용 현황

자료출처
김지혜 (미국통신원)
발행일
2021.09.29
첨부파일
pdf파일미국의 교육 분야 메타버스 운영 및 활용 현황.pdf


미국의 교육 분야 메타버스 운영 및 활용 현황



1. 교육 분야 메타버스 활용 지원 현황

 

교육 분야에서 메타버스 활용에 대한 논의가 활발해지고 있다. 메타버스(metaverse)초월을 의미하는 메타(meta)’현실세계를 의미하는 유니버스(universe)’의 합성어로 3차원의 초현실 가상세계를 의미한다(김준래, 2019). , 복합적인 기술 적용을 통해 기존의 현실세계를 확장시킴으로써 확장현실(Extended Reality, XR)’을 구현하는 것이 메타버스의 핵심이라고 할 수 있다. 메타버스 플랫폼을 통해 사용자는 자신의 분신이 되는 캐릭터를 통해 가상에 구현된 현실세계에 접속하고 실생활과 같은 활동을 할 수 있다. 이를 위해 현실과는 분리된 별도의 가상세계를 구현하는 가상현실(Virtual Reality, VR)’ 기술과 현실을 기반으로 가상의 이미지를 겹쳐서 가상세계를 구현하는 증강현실(Augmented Reality, AR)’ 기술 등이 활용된다. 이러한 메타버스는 학습자의 참여가 제한적인 기존의 가상학습을 보완할 수 있는 방안으로 각광받고 있다. 특히 코로나19 사태 이후 원격학습이 급격히 확대되는 상황에서 메타버스의 활용은 학습자의 적극적 참여를 촉진함으로써 학습 효과를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

이에 우리나라뿐만 아니라 미국에서도 메타버스 관련 기술을 교육 분야에 적용하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다. 국가 차원의 교육기술 활용 비전을 수립하고 관련 정책을 개발하는 연방 교육부 산하 교육기술부(Office of Educational Technology, OET)는 첨단기술의 적극적인 교육적 활용을 촉구한다. OET에서 발간하는 국가교육기술계획(National Education Technology Plan, NETP)에 따르면 교육기술의 적극적인 활용은 개별 학생의 흥미와 적성을 고려한 학습 환경을 조성함으로써 학생들의 적극적인 참여를 촉진하고, 결국 학습의 성과를 높이는 데 도움이 될 수 있다. 이에 NETPVR AR 기술을 포함한 첨단기술의 적극적인 교육적 활용을 촉구하면서 이를 위해서는 예비교사 교육과 및 현직교사의 전문성 개발 내용도 재구성될 필요가 있다고 강조한다. 한편, NETP는 미국의 초중등교육법인 모든 학생 성공법(Every Student Succeeds Act, ESSA)’에 기반한다. ‘21세기 학교(21st Century Schools)’라는 제목의 ESSA 4(Title IV)은 모든 학생의 학습 지원을 위한 전방위적 지원 내용을 포함하고 있는데, 그 중 제4109(Sec. 4109)는 연방정부 지원금의 일부를 교육기술 활용 지원을 위해 사용하고 학습의 효과성을 높이기 위해 기술을 적극적으로 활용할 것을 강조한다(U.S. Department of Education, 2017). NETP2010년 배경보고서 출간 이후 2016년과 2017년에 개정된 바 있으며, 2021년 세 번째 개정판이 출간될 예정이다. 2021년도 보고서에는 현재 빠르게 발전 중인 메타버스 관련 기술의 교육적 활용에 대한 내용이 더 포함될 것으로 전망된다.

메타버스의 교육적 활용을 위한 연구개발 지원도 이루어지고 있다. 과학기술 연구 및 교육을 지원하는 연방정부 산하의 국립과학재단(National Science Foundation, NSF)도 메타버스라는 용어를 직접적으로 사용하지는 않지만 메타버스의 핵심 기술 중 하나인 AR VR 기술의 교육적 활용을 위한 연구개발을 지원한다. 일례로 NSF2016년에 데이비드 보이어(David Boyer) 클렘슨대학(Clemson University) 교수가 이끄는 연구팀의 메타버스 기술을 이용한 가상 현장체험학습(virtual field trip)‘I-Corps L VRFE(Virtual Reality Field Experiences)’ 프로젝트를 지원하였다. 해당 프로젝트를 통해 개발한 VRFE 어플리케이션은 안드로이드(Android) 스마트폰과 구글 카드보드(Google Cardboard) 등의 보급형 VR 안경을 연동시켜 가상의 현장체험학습을 가능하게 한다. 학생들은 교실에서 기기를 사용하여 유적지 등 방문할 장소에 접속할 수 있으며, 교사들은 구글 익스페디션 파이오니어 프로그램(Google Expedition Pioneer Program)’과 같은 프로그램을 사용하여 수업을 진행하거나 가상 현장체험학습을 위한 자료를 추가하여 가상의 학습 상황을 조성할 수 있다. 연구팀은 고등교육 단계에서 적용할 수 있는 시범 콘텐츠인 ‘GCFE(Grand Canyon Field Experience)’를 개발하였다. GCFE는 미국 전역 대학의 지구과학 입문 교육과정에서 활용할 수 있는 실감형(immersive) 가상 현장체험학습 프로그램으로, 세부 내용 수정을 통해 초중등 교육과정도 확대 적용이 가능하다. 이 외에도 VR AR 기술의 교육적 활용을 위한 다양한 연구개발 프로젝트가 NSF 등 연방정부 기관으로부터 보조금을 지원받고 있다(U.S. Department of Education, 2017).

 

 

2. 교육 분야 메타버스 활용 사례

 

. 아메리칸 하이스쿨(American High School, AHS)VR 고등학교

 

교육 현장에서 메타버스를 활용하는 사례는 꾸준히 증가하고 있다. 주목할 만한 사례는 최근 AHS가 사기업인 퀄컴(Qualcomm) 및 빅토리XR(VictoryXR)과의 협력을 통해 시범 도입한 국제 VR 고등학교(International VR High School’ 프로그램이다. AHS는 미국의 가상학교 중 하나로 전 세계 학생들을 대상으로 중학교 및 고등학교 교육과정을 온라인으로 제공한다. 2004년 개교 이후 36,000명 이상의 학생이 등록하였으며, 기존의 전통적인 학교체제 이용 및 적응이 어려운 학생들에게 좋은 대안이 되고 있다. 미국의 학력인증기관 중 하나인 남부 대학 및 학교 인증협회의(Southern Association of Colleges and Schools - Council on Accreditation and School Improvement, SACS-CASI)의 인증을 받은 학교이기 때문에 졸업 시 미국 전역에서 인정되는 고등학교 학위 취득이 가능하다(https://www.americanhighschool.org/). 참고로 빅토리XRVR AR 기술을 활용한 교육과정 및 자료 개발 회사이며, 퀄컴은 미국에 기반을 둔 무선 통신기술 개발 기업이다.

AHS3개 학급 학생이 빅토리XR이 개발한 가상 캠퍼스에 출석하여 수업에 참여하도록 하는 시범 프로젝트를 실시한다. 학생들과 교사들은 아래 [그림 1]과 같은 VR 교실에 모여 마치 실제 학교 건물에서 만난 것처럼 상호작용하며 실감형 수업에 참여하게 된다. 일반적으로 학생들이 수동적으로 2차원의 화면 속 교사의 수업을 일방 시청하는 원격수업과는 차별화된다. 또한 3차원 이미지를 활용하여 생물학 수업에서는 인간의 장기를 다루고, 화학 수업에서는 분자의 구성을 이해하며, 역사 수업에서는 과거 역사 현장을 함께 견학할 수 있다. AHS와 협력 기업들은 이번 시범 프로젝트에서 메타버스 기반의 교실 환경이 학생들의 학습 참여도와 등록 유지율을 향상시킬 수 있는 지를 확인하고 성과가 있다면 이를 더 확대 적용할 계획이다(VictoryXR, 2021).


[그림 1] AHS의 빅토리XR 캠퍼스

출처: https://vrworldtech.com/2021/08/13/online-learning-provider-american-high-school-puts-vr-to-the-test/

   

. 스미소니언 재단(Smithsonian Institution)과 미 항공우주국(National Aeronautics and Space Administration, NASA)AR 교육자료


교사들이 실제 수업에서 사용할 수 있는 공개 자료도 많이 개발되어 있다. 연방 정부가 설립한 교육재단이자 문화기관인 스미소니언 재단은 AR 기기를 통해 스미소니언박물관 소장품을 실물 크기로 체험할 수 있도록 프로그램을 제공하고 있다. 2차원의 평면 이미지가 아닌 3차원의 이미지를 제공함으로써 이용자는 박물관과 물품의 규모감도 함께 느낄 수 있다. NASA도 교사들이 사용가능한 실감형 교육자료를 제공하는데 학생들은 이를 통해 우주정거장에서의 생활을 경험할 수 있고 다른 행성을 탐험할 수 있다. 로켓 발사 과정을 바로 옆에서 관찰 가능한 VR 프로그램도 이용 가능하다(Dick, 2021).


[그림 2] 스미소니언 재단의 AR 기기로 체험한 자연사 박물관의 전시물

출처: https://itif.org/publications/2021/08/30/promise-immersive-learning-augmented-and-virtual-reality-potential

 

. 구글의 아트 앤 컬쳐(Google Arts and Culture) 플랫폼과 마이크로소프트의 홀로렌즈(Microsoft HoloLens) 제품


IT 기업들의 메타버스 활용 교육을 위한 플랫폼 및 제품 개발도 활발히 진행 중이다. 대표적으로 구글의 아트 앤 컬쳐와 마이크로소프트의 홀로렌즈가 있다. 구글 아트 앤 컬쳐는 원래 익스페디션(Google Expeditions) 이라는 명칭의 VR 플랫폼의 일부였다(Dick, 2021). 아트 앤 컬쳐 플랫폼은 실감형 현장체험학습을 지원하는데, 교사용 기기와 학생용 기기를 연결하여 세계적인 문화유적지, 자연환경, 박물관 등의 공간으로 가상의 현장체험학습을 떠날 수 있다(Marr, 2021). 아래 [그림 3]은 구글 아트 앤 컬쳐 플랫폼의 웹사이트 이미지 중 일부이다. 그림에서 보이는 바와 같이 과학, 예술, 지리, 자연과학 등 다양한 교과 분야에서 가상의 현장체험학습이 가능하다. 


[그림 3] 구글 아트 앤 컬쳐 웹사이트 중 일부

출처: https://artsandculture.google.com/project/expeditions

 

마이크로소프트 홀로렌즈는 의학 분야 학생들이 혼합 현실(Mixed Reality, MR) 기술을 사용하여 인체에 대해 공부할 수 있도록 지원하는 기기이다. MR은 현실과 가상세계를 혼합하여 현실적인 가상세계를 구현하는 기술을 포괄하는 용어로 현실세계에 가상의 이미지를 덧입히는 AR도 일종의 MR 중 하나라고 할 수 있다. 홀로렌즈 프로그램을 통해 학생들은 실감형 의학 수업을 경험할 수 있는데, 예컨대 혈류와 함께 인체 곳곳을 이동할 수 있고, 인체의 일부를 분리하고 확대할 수 있으며, 심지어 인체 조직의 내부에서 걸어볼 수도 있다(Marr, 2021). 


[그림 4] 마이크로소프트 홀로렌즈 소개 영상 중 일부

출처: https://www.microsoft.com/en-us/hololens

 

. 특수학생을 위한 실감형 프로그램

 

VOISS(Virtual Reality Opportunities to Implement Social Skills) 프로젝트는 캔자스 대학(University of Kansas)의 학습연구센터(Center for Research on Learning)와 특수교육학과(Department of Special Education)에서 개발 및 운영 중인 프로그램으로 연방 교육부의 지원을 받고 있다. 해당 프로젝트는 학습 장애가 있는 중학생을 대상으로 사회적 기술을 함양할 수 있는 VR 체험을 제공한다. [그림 5]와 같이 학교 운동장, 탈의실, 도서실, 복도, 체육관 등 공용 공간에서의 사회적 상황을 주로 제공하여 학생들이 통제된 상황에서 사회적 기술을 습득하고 개발할 수 있도록 돕는다. 이와 유사한 프로그램으로는 플로레오(Floreo)가 있는데 자폐 범주성 장애(Autism Spectrum Disorders, ASD)를 겪고 있는 청소년의 사회 및 생활 기술 학습을 위한 VR 기반의 수업 프로그램을 제공한다. [그림 6]과 같이 스토리 기반의 대화형 시나리오를 제공하여 학습자가 게임 환경에서 대화 등 사회적 상호작용 상황을 연습할 수 있다(Dick, 2021).

 

This is Picture. Original Picture Name: Screen Shot 2021-09-08 at 10.19.16 PM.png

This is Picture. Original Picture Name: IMG000003c19712.png

[그림 5] VOISS 프로젝트 프로그램의 VR 학교 이미지

[그림 6] 플로레오 프로그램 중 VR 상황 이미지

출처: https://www.projectvoiss.org/portal/

 

 

3. 특징과 시사점

 

교육에서의 메타버스 활용에 대한 정부 차원의 지원 현황과 실제 학습 환경에서의 메타버스 활용 사례들을 살펴보았다. 정부 차원에서는 메타버스라는 용어를 구체적으로 사용하지는 않지만 메타버스와 관련한 AR VR 기술의 교육적 활용을 적극적으로 권장하고 있다. 특히 연방 교육부는 첨단기술의 적극적 활용이 모든 학생의 개별 상황을 고려한 맞춤형 학습을 효과적으로 제공할 수 있다는 인식하에 연방 교육부의 지원금 중 일부를 교육기술의 활용을 위한 지원금으로 사용할 수 있도록 하고 있으며, 국립과학재단(NSF)은 메타버스 관련 기술의 교육적 활용을 위한 연구개발을 지원하고 있다. 실제 교육 환경에서도 메타버스 활용이 점점 늘어나고 있다. 교사들이 이용 가능한 VR AR 기반 교육 자료가 많이 개발 및 보급되어 있고, 특수한 교육 환경에 맞춰진 프로그램도 개발되어 있다. 최근에는 모든 학교 활동을 VR 환경에서 경험하는 VR 고등학교가 시범 도입되기도 하였다. 정부 차원의 지속적인 연구개발 지원과 다양하게 개발되어 이용되고 있는 실제 프로그램 사례들은 메타버스 기반의 실감형 교육 서비스 추진을 계획하고 있는 우리나라에 유용한 참고자료가 될 것이다.




참고 자료

 

김준래(2019. 1. 15). 가상현실의 확장개념 메타버스’. The Science Times. 한국과학창의재단.
https://www.sciencetimes.co.kr/?p=186640 (2021.09.03. 인출)

Dick, E. (2021, August 30). The promise of immersive learnig: Augmented and virtual reality’s potential in education. Information Technology & Innovative Foundation.
https://itif.org/publications/2021/08/30/promise-immersive-learning-augmented-and-virtual-reality-potential (2021.09.03. 인출)

Marr, B. (2021, July 23). 10 best examples of VR and AR in education. Forbes.
https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2021/07/23/10-best-examples-of-vr-and-ar-in-education/?sh=7a90fb8e1f48 (2021.09.03. 인출)

U.S. Department of Education (2017). Reimagining the role of technology in education: 2017 national education technology plan update. Washington D.C.: Office of Educational Technology, U.S. Department of Education.
https://tech.ed.gov/netp/ (2021.09.03. 인출)

VictoryXR (2021, August 11). First virtual reality international high school launches from Florida. VictoryXR.
https://www.victoryxr.com/first-virtual-reality-international-high-school-launches-from-florida/ (2021.09.03. 인출)



   ※ 기획기사는 참고 문헌을 바탕으로 작성되며, 교육정책네트워크, 한국교육개발원의 공식 입장과 다를 수 있습니다.