해외 교육 현장에서 확대되고 있는 AI 교사

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다양하게 이뤄지고 있는 교육 분야의 AI 활용. 영국 런던의 여러 초등학교에 채용되어 있는 Third Space Learning과 미국 공립 중·고등학교에 채용되어 있는 Carnegie Learning MATHia를 사례로 하여 AI와 교사가 협력하는 모습을 살펴본다.

 교육에서 AI의 활용 영역 

교육에서 AI 활용 시도는 급속도로 증가하고 있고, 특히 해외의 교육 현장에서는 그 활용 영역이 다양하게 확대되고 있다.

– 채점이나 학습진도 관리와 같은 교사의 사무 업무 대행
– MOOC 등 온라인 수업 제공
– 가상멘토에 의한 자기학습 지원
– 학습내용이나 학습지도의 개인화
– 교사와 학생이나 학생 간의 Q&A나 정보공유를 위한 커뮤니케이션 촉진
– 교재의 다국어 대응
– AR/VR에 의한 체험학습
– 데이터 분석이나 학습 수준의 모니터링에 의한 교사 보조

 런던 초등학교의 Third Space Learning 사례 

영국 런던에 있는 페이크맨 초등학교에서는 산수에 약한 학생을 대상으로 한 주에 한 번씩 방과후 맨투맨 온라인 수업을 하고 있다. 학생은 매주 같은 교사에게 1회 45분의 수업을 받는다. 헤드셋을 사용해 온라인에서 교사와 비디오 통화로 화이트보드 상에 비주얼한 교재를 공유하면서 학습을 진행한다. 학생은 자신의 페이스에 맞춰 수업 중에 언제라도 모르는 부분을 교사에게 물어볼 수 있다. 이 보충학습을 통해 산수에 공포심을 갖고 있었던 학생도 즐기면서 학습하는 습관을 몸에 익힐 수 있게 되었다.

Third Space Learning은 2012년 창업 이래 영국의 초등학교에 온라인 수업을 제공하고 있는 인도의 교육 서비스 기업이다. 현재 영국의 초등학교만 해도 1,200개교 이상에 서비스를 제공하고 있고 2016년에는 AI를 조합한 서비스를 출시했다.

그러나 학생에게 산수를 가르치고 있는 것은 AI가 아니고 인도나 스리랑카에 위치한 인간 교사다. AI는 학생 입장에서는 보이지 않는 곳에서 인간 교사를 도와주는 역할을 한다.

Third Space Learning의 ‘AI 교사’는 학생의 학습진도를 실시간으로 모니터링하여 제공 서비스를 적절하게 조정해 나간다. 예를 들어 학생으로부터 일정 시간 답변이 없으면 ‘AI 교사’는 학습 성능이 떨어질 가능성이 있다는 것을 실시간으로 인간 교사에게 전달한다. 또 학생이 수업을 따라오지 못하는 조짐을 보이거나 교사가 중요한 포인트를 건너뛴 경우에도 AI가 이를 인지하여 교사에게 알려준다.

이 ‘AI 교사’는 Third Space Learning과 영국의 University College London에 의해 공동개발되었다. 실제 온라인 수업의 기록을 축적해 약 10만 시간의 수업 내용을 AI에 기계학습시킴으로써 수업의 학습 효과가 높아진 성공 패턴을 찾아내고 학습지도 방법을 최적화시키는 구조를 구축했다.

사업 초기의 데이터를 통한 분석 결과, 교사가 너무 빠른 말로 설명하면 학생이 수업에 흥미를 잃게 될 우려가 있음을 알 수 있었다. 그래서 학생에게 답변을 위한 충분한 시간을 주고 교사는 조금 기다리는 편이 좋다고 ‘AI 교사’가 인간 교사에게 피드백하는 세심한 교사 지원 기능을 제공하는 식이다.

이처럼 Third Space Learning은 ‘AI 교사’가 인간 교사를 대체하는 것이 아니라 인간 교사를 지원하는 것으로 자리매김하고 양자가 최적의 보완관계를 실현하도록 하고 있다.

 미국 위치토 중고교가 채용한 Carnegie Learning MATHia 사례 

미국 캔자스주 위치토 학군에서는 2016년 봄 26명의 중학교 교사, 32명의 고등학교 교사로 구성된 파일럿팀을 만들어 4개의 새로운 학습 커리큘럼을 평가했다. 그 중 파일럿팀 교사의 약 90%에게 높은 평가를 받은 것이 Carnegie Learning의 수학 커리큘럼이었다. Carnegie Learning은 1998년에 설립되어 수학학습 교재나 학습용 소프트웨어를 제공하고 있다. 수학학습용 소프트웨어는 카네기멜론대학의 AI 연구자들에 의해 설계되었다.

2017년 3월 위치타 교육위원회는 Carnegie Learning의 수학 커리큘럼을 7년 동안 채용하는 데 대해 430만 달러의 예산을 승인했다. 위치타의 중고등학교의 학생은 그해 가을부터 새로운 커리큘럼을 사용하게 되었다.

이 새로운 커리큘럼에서 학생이 활용하는 것은 Carnegie Learning이 제공하는 ‘AI 교사’ MATHia다. MATHia는 학생이 미흡한 부분을 중점적으로 이해할 수 있도록 학생 개인에게 맞춰 지도를 한다. 학생의 학습 진도나 MATHia의 이해도 분석 결과는 학생 본인과 학생의 교사도 파악할 수 있다. 따라서 MATHia는 그 자체로서 완결되는 자습 툴일 뿐만 아니라, 학교 교사에 의한 일반적인 수업에서도 활용될 것으로 예상되고 있다. MATHia는 수집한 데이터를 분석하여 각 학생의 학습 진도에 맞춰 학습 내용도 변경하고 학생의 학습이 순조롭게 진행되고 있는지 등도 평가한다.

이처럼 MATHia는 각 학생의 학습 방법이나 습관에 맞춰 학습을 완료시키는 보조를 하듯이, 학생의 문제 이해 방법에 의해 MATHia는 마치 인간 교사가 가르쳐주듯이 학생에게 제공되는 힌트를 바꾼다.

이처럼 인간 교사가 각 학생에 맞춰 개별적으로 가르치듯 학습을 지원하는 MATHia는 교사가 부족한 지역에서도 제대로 된 교사로부터 교육받는 학생의 학습 효과를 낼 것으로 기대된다.

 앞으로 ‘AI 교사’와의 협업에 의한 교육형태 자리 잡을 것 

Third Space Learning의 경우 학생과 ‘AI 교사’ 사이에 인간 교사가 들어간다. 학생과 직접 커뮤니케이션을 하는 것은 인간 교사다. Carnegie Learning의 ‘AI 교사’ MATHia는 인간 교사가 아니라 교육 소프트웨어가 직접 학생에게 수학을 가르친다. 그러나 MATHia에서도 대상 학생의 선정이나 학생의 학습목표 설정 등은 학교 교사가 하거나 이를 지원할 필요가 있다.

해외에서는 모든 상황에 ‘AI 교사’가 활용됨으로써 학생 각각의 학습이해도에 맞춘 세심한 개별지도를 효율적으로 실현하는 구조를 갖추고 있다. 이것은 수업을 인간 교사 한 사람이 진행하고 학생들은 교실에 앉아 진행되는 획일적인 수업에서는 실현할 수 없는 것이다.

이러한 동일한 구조는 학교 교육뿐 아니라 기업 연수나 기타 배움이 이뤄지는 곳에서 모두 유효할 것이다. 앞으로 ‘AI 교사’의 응용 분야를 찾는 것도 의미가 있을 것 같다.

 

 

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