□ 연수내용

◇ 코펜하겐대학교 디지털 교육센터 담당자 4명의 연수단 맞이

○ 코펜하겐대학교 디지털 교육센터에 대한 연수는 10시부터 시작되었다. 센터장인 모튼(Morten Misfeldt)교수와 다니엘(Danielle Hagood)박사, 조교수인 안드레아스(Andreas Tamborg), 부교수 제스퍼(Jesper Bruun), 연구 조교인 자이베(Zaibei Li)가 연수단을 반갑게 맞아주었다.

○ 연수단은 센터 담당자들과 반갑게 인사 후 자리에 앉았고, 모튼 교수는 코펜하겐대학교 디지털 교육센터에 대한 소개 후 각 담당자가 UCPH 2023 디지털화 전략 프로그램, STEM 교육 및 컴퓨터 과학, STEM 교육 지원을 위한 AI의 가능성, 기술을 활용한 학생들의 협업능력 향상 프로그램 순으로 브리핑을 진행함을 알렸다.

◇ 컴퓨터 과학과 STEM 교육 전문가와의 협력

○ 코펜하겐대학교 디지털 교육센터(Center for Digital Education, Univercity of Copenhagen, CDE)는 2019년 코펜하겐 대학의 컴퓨터 과학 부서와 과학 교육 부서 간의 협력으로 시작되었다.

이 협력은 디지털화의 교육 영향을 탐구하고, 컴퓨터 과학과 STEM 교육 전문가 간의 협력을 촉진하는 데 중점을 두고 있다.

○ 연구 주제 : 학습 분석, 디지털 도구 구현, 컴퓨터 과학 교육, 디지털 기술과 STEM

○ STEM : 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학(Mathematics) 분야를 융합한 통합 교육시스템

○ 교육 분야의 기술 이해와 특정 교육의 디지털화에 관한 영향력 있는 연구 데이터를 보유하고 있다. 이 센터는 초등학생, 고등학생은 물론 교사들에게 디지털 역량 향상을 목표로한 교육 프로그램을 제공하고 있다.

○ 코펜하겐대학교 디지털 교육센터는 학생들에게 교육의 디지털화와 관련된 프로젝트에 적극 참여하도록 장려한다. 학생들이 센터의 목표와 일치하는 프로젝트나 논문 주제에 대한 아이디어를 제안하거나 지도를 받을 수 있도록 한다.

○ 이런 협력과 지원이 적극적인 교육 환경은 기술과 교육에 흥미를 느낀 학생들에게 매력적으로 다가온다.

◇ UCPH 2023 디지털화 전략 프로그램 개발

○ 코펜하겐대학교 디지털 교육센터의 UCPH 2023 디지털화 전략 프로그램은 대학 교육 방식을 혁신하고 디지털 기술을 효과적으로 통합하여 학습 경험 향상을 위한 계획이다.

이 프로그램은 중장기 목표를 설정해 디지털 기술의 도입과 활용을 통한 교육 품질과 효율성 향상을 목표로 한다.

○ UCPH 2023 디지털화 전략은 학생들이 최신 기술을 활용해 학문적 성장을 이룰 수 있도록 지원하고 교수진에는 혁신적인 교수법과 디지털 자원의 효과적인 활용을 강조한다. 이를 통해 학문적 경험을 더욱 풍부하게 만들어 학습 결과를 최적화한다.

○ 프로그램은 학문적인 지식제공뿐만 아니라 학생들의 디지털 역량 강화에도 중점을 두며 디지털 소양을 향상하고 현대 사회에서 요구되는 기술을 습득할 기회를 제공한다.

◇ 코펜하겐 대학교 디지털 교육센터의 연구 프로젝트

화성 기지	고등학교 물리학 교육을 위한 새로운 서술 방법을 개발하고 탐구하는 시나리오 교육 프로젝트
프로그래밍, 컴퓨팅 사고력, 수학적 디지털 역량	프로그래밍 및 컴퓨팅 사고력(PCT)의 가능한 역할을 실증적으로 조사하고 덴마크 교사들이 PCT를 수학에 통합하는 작업을 지원
AI 생활	인공지능이 북유럽 교육과 육성 전통에 미치는 영향을 조사하는 네트워크 프로젝트
기술 이해	교사 교육에 대한 기술 이해를 개발하고 조사하는 프로젝트 독립적인 과목이자 수학, 예술, 공예, 디자인의 핵심 분야
디지털 건강 및 데이터	보건의료 전문교육에 있어 기술적인 이해력을 키우는 평생교육 프로그램
데이터 탐험	고등학교에서의 학제 간 기술 이해 교육을 위한 교육 시나리오 개발

◇ 디지털 기술 이해를 위한 지식센터 개관 컨퍼런스

○ 코펜하겐대학교 디지털 교육센터의 협력 부서인 과학 교육 부서는 23년 12월 4일 코펜하겐 응용과학 대학교에서 기술 이해 분야의 국내 최고의 전문가, 관계자들과 함께 디지털 기술 이해 지식센터 개관식을 진행한다.

○ 디지털 기술 이해 지식센터는 창의적인 아이디어와 통찰력을 교환할 뿐만 아니라 덴마크의 모든 어린이와 청소년이 디지털 기술에 대한 이해를 얻어 디지털화된 사회에서 건설적이고 비판적으로 참여할 수 있는 교육을 제공한다.

▲ 과학 교육과 모르텐 미스펠트 교수, 다니엘[출처=브레인파크]

○ 직업 대학, 오르후스 대학교, 코펜하겐대학교 등 8개의 파트너로 구성되어 있으며 공동 파트너십으로 설립되었다. 코펜하겐대학교에서는 디지털 교육센터 담당자인 과학 교육과 모르텐 미스펠트 교수, 다니엘 스피콜 부교수, 안드레아스 탐보르그 조교수가 참여한다.

오르후스 대학교(Aarhus University)와 코펜하겐 응용과학 대학교(Copenhagen University of Applied Sciences)에서는 해당 분야를 대표하는 호스트 조직으로 각각 고등학교 및 고등 교육, 초등학교와 교사 교육에서 디지털 기술 이해를 위한 교육을 담당한다.

◇ 교육 기술 발전을 위해 추진중인 연구 분야

○ 코펜하겐 디지털 교육센터에서는 세 가지 핵심 연구 과제 분야가 있다. 첫 번째는 모든 학생은 디지털 문헌에 대한 핵심 요인들을 모두 숙지하고 있어야 한다.

두 번째는 코펜하겐 디지털 교육센터의 학과과정을 디지털화하는 프로그램이다. 이 프로그램은 교육 과정 중에 교습하고 학생들과 함께 공동 연구하는 방향으로 연구 중이다. 데이터와 연산 두 축으로 나뉜다. 교수진들은 자체적인 세미나 또는 교육 과정들을 별도로 갖게 된다.

세 번째는 교수진이 실제 교육 과정에 적용하는 디지털 기술이다. 대부분 설문 조사로 이루어진다.

○ 대학에서 추진 중인 여러 과제 목표 중 하나는 디지털화이며 이는 각자가 자율적으로 과제를 추진하는 시스템이다. 기존과는 다른 색다른 시스템이라 장점이 많지만, 아직 초기 단계라 해결해야 할 과제들도 많다.

○ 처음엔 교육 기술에 중점을 두었으나 코로나 기간부터 온라인 디지털 기술을 적용하기 시작했다. 이 기간에 약 5천 건의 피드백을 받았으며 이를 기초로 2024년에 결과가 도출되면 교육 기술에 적용할 예정이다.

◇ STEM 사고방식에 대한 설문 조사 실시

○ 인공지능 기술이 지속적으로 도입되면서 STEM 사고방식에 대한 수요가 증가하고 있다. 이 방식에 관한 관심과 인지도가 높아진 이유는 수학 교육에 있어서 실질적으로 적용될 수 있는 요소들이 많기 때문이다. 이로 인해 STEM 사고방식에 대한 설문 조사를 시행했다.

○ 약 73개 정도의 피드백을 회신받았으며 설문의 내용은 수학 교육에 있어서 STEM 사고방식을 적용하였는지, 했다면 그 구체적인 방법에 대한 질문이었다.

○ 피드백 중 약 49개는 STEM 사고방식을 특별한 기술로 요구하지는 않는다는 답변이었다. 이 중에는 데이터 실습과 시스템적 사고 이 두 가지 분야에서 특별한 대답을 받았다.

○ 첫 번째로는 데이터 실습의 평가 답변 중에서 ‘꽤 괜찮다’라는 답변이 그다지 많지 않아 예상했던 결과와 반대의 결과가 나왔다.

두 번째로는 STEM 교육에 관한 요구사항이 무엇인지 질문했을 때 실질적으로 STEM 사고방식에 대한 기본적인 이해 교육 과정이 필요하다는 의견이 대다수였다.

○ 학교 교육 시스템이 학교장의 결정 혹은 선생님 개인의 노력으로 개선되기 때문에 상세한 커리큘럼 도입을 도전 과제로 삼고 있다.

선생님들의 열악한 환경이나 배경 지식을 교육을 통해 개선하기 위해서 코펜하겐대학교 디지털 교육센터에서는 이 부분에 대한 집중적인 준비를 하고 있다.

◇ 학습 자료 개발을 위한 AI 양적·질적 연구 진행

○ 현재 학생뿐 아니라 교수, 연구진들이 AI를 사용하는 데 있어서 학습에 필요한 자료 생성을 위해 양적, 질적으로 다양한 연구가 필요한 상황이다.

○ 이에 따라 2020년 덴마크에서 하이-레벨 과학 분야 과목들을 등급을 나눠서 적용되게 하는 기술을 시행했다. 이를 필기시험에 적용하여 과연 ChatGPT가 이런 문제를 풀 수 있는지 테스트해 보았다.

○ 23년 10월 초 진행된 이 테스트는 화학 분야에 먼저 적용했고 전문가에게 문의하여 피드백을 받는 중이다. 덴마크의 성적은 100점 만점인 한국과는 달리 7개 점수제로 되어 있다. 그래서 –3부터 최고 점수 12학점이 만점이다.

○ ChatGPT를 활용한 연구에서 두 가지 문제점을 발견했는데 하나는 과학 과목들의 문제를 푸는 시간이 너무 오래 걸렸다는 것이고 또 다른 하나는 단어나 용어가 실제 사용하지 않는 것들이 많아 이를 수정하고 적용하는 데 많은 시간이 소요되었다.

◇ ChatGPT 활용범위 파악을 위한 모니터링

○ ChatGPT는 스스로 답변할 수 있는 영역과 할 수 없는 영역, 그리고 주위에 선생님이나 학생들로부터 도움을 받으면 풀 수 있는 영역 총 3개의 개념으로 나눠져있다.

○ ChatGPT는 인간에게 도움을 줄 수 있는 플랫폼인지, 단순한 기능 혹은 기술적인 도움만 줄 수 있는 플랫폼인지 연구가 필요하다.

○ 코펜하겐대학교 디지털 교육센터에서는 ChatGPT로 질문에 대한 답을 얻는 과정에서 학생들이 어떻게 사용했고 질문에 대한 답을 얻을 수 있었는지, 어떤 도움이 됐는지 모니터링 하고 있다.

○ 첫째는 ChatGPT를 사용할 수 있는 능력을 모니터링 하고 있으며, 두 번째는 학생들의 의지를 파악하고 있다. 수업을 마친 후 실제로 자신의 학습에 적용하고자 하는 의지가 없으면 모니터링에 관한 결과치를 얻기엔 쉽지 않은 케이스다.

◇ ChatGPT 활용의 부적절한 결과

▲ ChatGPT가 그려낸 지층 단면도[출처=브레인파크]

○ 화학과 물리 분야는 어느 정도 이해하고 성공적인 답변을 받았다. 하지만 ChatGPT를 이용해 지층 단면도를 보여주는 구조를 그려보라고 지시했을 때 한쪽은 상당히 현실적인 그림이 나왔고 다른 한쪽은 무엇을 의미하는지조차 전혀 알 수 없는 그림이 나왔다. 결과적으로 지층 단면도를 형상화, 지도화하는 것은 ChatGPT 활용에 적합하지 않다는 것을 알 수 있다.

□ 질의응답

- 교육과정 교재를 사용한 실제 사례는.

"분야별로 다양한 교재들을 연구 중이고, 그중에 대표적인 하나가 연산, 즉 생각하는 사고방식의 적용이다. 디지털 교육을 진행하면서 꼭 어떤 특정 학문 분야뿐만 아니라 모든 학과과정에 있어서 연산 사고방식을 적용하는 방식으로 나아가려고 하고 있고, 그것에 대한 학생들의 피드백을 결과로 도출하는 단계이다."

- 연구 중인 방법들이 도입되었을 때 앞으로 어떠한 기대 효과를 예상하는지.

"수학 교육에 있어서 연산 사고방식이 적용되는 범위가 훨씬 높아질 것으로 예상한다."

- ChatGPT에 기대하는 바가 큰 것 같은데 이런 언어 모델 말고 다른 AI 기술을 교육에 이용하고자 하는 목표가 있는지.

"현재 가장 많이 알려진 ChatGPT를 집중적으로 연구하고 있지만 이 외에도 다른 AI 기술이 나오게 되면 연구 분야는 확대할 가능성이 있다."

- 사실 ChatGPT의 부작용도 꽤 있다고 생각하는데, 교수님이 생각하시기에 인공지능을 교육에 활용했을 때 부작용은.

"제안이라든가, 윤리적 딜레마 같은 것들이 기존에 존재하고 있는 문제점 중에 하나다. 실제로 꽤 긍정적인 연구가 나오는 부분에서도 비현실적인 결과가 나올 수 있다.

특히 대부분 학생이 ChatGPT를 사용할 때 능동적이고 적극적인 자세를 강조한 것이기 때문에 수동적으로 되는 것을 방지하기 위한 하나의 방식으로 ChatGPT를 이용하는 형태로 지금까지 사용해오고 있다."

- ChatGPT가 보조적인 수단으로 그칠 수도 있다는 우려에 관한 생각은.

"예를 들어 ChatGPT가 물리학에 적용될 수 있다고 한다면 기본적인 개념은 이 학생들이 실제 물리학자가 아니고 물리학 문제를 푸는 데 있어서 기술적인 사고를 확장하고 문제에 적용하는 데 도움을 주는 방식으로 이해할 수 있다."

□ 참가자 소감

◇ 연구 분야별 AI와의 연계성 확인

○ 교육의 디지털 전환을 선도하기 위해 △학생의 디지털 활용 능력 증진 △학위 프로그램의 디지털화 △교육 목적을 위한 디지털 도구의 개발과 적용이라는 3가지 주요 목표에 중점을 두고 있었다. 특히 AI 기술이 학생들의 학습 과정을 개인화하고 최적화하는 방식을 이해하는 부분이 인상 깊었다.

○ 덴마크의 수학 교육에서 컴퓨팅 사고력을 중시하고 교사들의 현재 교육 관행에 통합하는 방식이 매우 인상적이었다. 이는 컴퓨터 과학 및 기술적 사고방식이 전통적 교육 과정에 어떻게 융합될 수 있는지에 대한 훌륭한 사례를 보여줬다.

○ 교육에 AI를 적용하는 것에 대한 여러 문제점과 해결책을 생각해 볼 수 있었다. 인공지능 기술은 계속해서 변하는 혁신 기술이기 때문에 기존의 분야에 적용할 때 인공지능 기술 자체의 수준도 중요하지만 받아들일 수 있는 수준에 도달해야 적합한 활용이 가능하다는 것을 알게 되었다.

○ 디지털 교육과 AI 기술은 학습 방식을 혁신시킴으로써 맞춤형 학습 경험을 제공하고, 학생들이 자신의 속도에 맞는 학습 기회를 제공할 수 있다고 생각한다.

◇ ChatGPT를 활용한 다양한 사례와 활용방안 모색

○ 각 연구 분야에 인공지능이 어떻게 활용되고 있는지에 대한 설명을 들을 수 있었다. 특히 인공지능 ChatGPT를 잘 활용하기 위해서는 인공지능을 활용하여 배우고자 하는 의지가 필요하다는 내용에 공감이 많이 됐다.

○ ChatGPT를 잘 활용하려는 의지만 있다면 그 분야에 지식이 없더라도 쉽고 빠르게 정보를 받아들일 수 있게 될 것으로 생각한다.

○ 코펜하겐대학교의 디지털 교육센터에서 현재 연구 중인 디지털 교육의 방향성에 대하여 자세하게 알 수 있었다. 우리나라도 최근 마찬가지로 ChatGPT에 대해 높은 관심을 가진 상황에 추후 ICT이노베이션스퀘어 확산사업에서도 ChatGPT 교육 과정을 추가하면 좋겠다고 생각하였다.

◇ 디지털 기반 교육시스템의 중요성 필요

○ 코로나 이후 한국의 교육 방향성이 비대면 교육으로 전환된 만큼 디지털 기반의 교육시스템의 중요성을 느꼈다. 교육의 디지털화에는 지식 습득 외에도 다양한 문제점이 함께 존재하기에 이에 대한 대책이 필요함을 느꼈다.

○ 컴퓨팅 사고력이 ICT 인재 양성을 배출하는 기관이나 강사 교수에게도 필요한 지식 분야라 생각되었다. 그동안 이노베이션스퀘어 사업에서 수행한 코딩, 분석 기술 등을 전파하는 교육에 근본적 목표로 컴퓨팅 사고력이 기반이 되어야 교육 효과가 증대될 것이다.

○ AI를 사용할 때 발생하는 윤리적 문제를 유형화하는 ISO TS23635를 진행하고 있었다. 다양한 학문 분야에서 AI를 활용할 수 있게 개념을 정리하고 교육하는 작업도 진행하고 있었다.

3년 전만 하더라도 과제에 AI 사용을 지양하는 교수들이 많았는데 오히려 제대로 AI를 사용하고 윤리적으로 사용할 수 있게 연구하는 교육학적인 측면이 있다는 것을 알게 되었다.

○ 인공지능 대학원에 진학 예정인 학부생으로서 교육에 AI가 어떻게 적용되는지부터 Audio Data의 수집, 측정, 저장 및 활용하는 과정을 실제 그래프나 사진으로 설명 들을 수 있어서 뜻깊었다.

◇ STEM 교육 방식 개발을 위한 협력 체계 운영

○ 효과적인 STEM 교육방식 개발을 위한 협력 체계 운영, 교수와 연구원들의 다양한 연구와 논문 발제로, 교육 방법과 내용에 대해 완성도를 높이는 모습이 인상적이었다. STEM 관련 분야의 연구는 새로운 지식과 기술을 발견하고, 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 것이라 생각한다.

○ 최근 컴퓨팅 사고력에 대한 관심도가 높아지면서 STEM에 대한 관심도가 커진 추세이다. 그러나 이에 대한 교육 지침은 미비하다. 교육자 관점에서 학생들에게 AI 활용 학습을 잘할 수 있도록 지도하려면 AI 기술에 대한 기본적인 이해 과정이 필요하다.