글로벌 연구 동향

인공지능 맞춤형 교육을 위한 AI 디지털 교과서 선도학교의 기술 성숙도와 기술활용 사례연구

  • 2024.09.30
[원문제목]인공지능 맞춤형 교육을 위한 AI 디지털 교과서 선도학교의 기술 성숙도와 기술활용 사례연구
[자료출처]초등교육연구논총 2024 vol.40, no.3, pp.89 - 119 / 이종승, 이재진
[키워드]AI 교육, 맞춤형 교육, 에듀테크, 교사 역할, 디지털 교과서, 선도학교
  • 이 연구는 인공지능 기반 맞춤형 교육이 초등 교육 현장에 미치는 효과를 조사하고, 교사의 디지털 성숙도와 역할 변화가 교육 효과에 미치는 영향을 분석하였음. 영남 지역 디지털 선도학교의 교사를 대상으로 사례 연구를 진행한 결과, 교사들은 AI 교육 도구가 학습자 참여를 증진시킬 가능성을 인식했으나 기술 사용에 대한 부담을 느끼고 있었음. 또한, 디지털 도구의 통합이 교사의 전통적인 역할에 변화를 주며, 이러한 변화는 교사의 디지털 숙련도에 크게 의존하는 것으로 나타났음. AI 기반 맞춤형 교육의 성공적 활용을 위해 교사의 수용성과 전문성 강화가 필요하며, 교사는 학습 설계자와 멘토로서의 역할을 더욱 강화해야 할 필요가 있음. 이 연구 결과는 디지털 교육 환경 변화에 따른 교사 역할의 중요성을 강조하며, 향후 교육 정책 및 교사 교육 프로그램 개발에 중요한 시사점을 제공함

연구 문제

  • 연구는 인공지능(AI) 기반 맞춤형 교육 도입에 따른 효과성을 평가하고, 교사의 역할 변화와 디지털 성숙도가 교육 효과에 미치는 영향을 파악하는 데 목적을 둠. 특히, 디지털 교과서와 AI 활용이 초등 교육 현장에 어떤 변화를 가져오는지 탐구하며, 교사의 수용 태도와 사용 행태를 통해 교육적 잠재력을 분석함. 이를 위해 다음과 같은 연구 문제를 설정함
    • 첫째, 초등학교 교육 환경에서 인공지능 기술 도입에 대한교사의 태도는 어떠한가?
    • 둘째, 인공지능 기술 도입을 위한 학교의 디지털 성숙도와기술 사용 행태는어떠한가?
    • 셋째, 인공지능 기술 확산에 따른 맞춤형 교육 상황에서 교사들은 자신의 역할 변화를 어떻 게 인식하고있는가?

이론적 배경

  • 인공지능(AI) 기반 맞춤형 교육
    • 인공지능은 교육에서 학습자의 특성과 수준에 맞춘 개별화 학습과 맞춤형 콘텐츠 제공을 통해 교육 효과를 높일 잠재력을 지님. AI 기반 맞춤형 교육은 학습자의 수준, 흥미, 속도 등을 반영해 개인화된 학습을 지원하며, 에듀테크를 활용해 AR·VR 등의 실감형 콘텐츠로 지역 간 교육 격차를 줄이고, 행정 업무 자동화를 통해 교사가 교육에 집중할 수 있는 환경을 조성할 수 있음. ‘AI 튜터 마중물 학교’와 같은 사례에서는 기대감이 높았으나 학생의 지속적 참여 유도에 한계가 있어, 누적 데이터를 활용한 과정 중심 평가와 학습 경로 구성이 필요함
  • 교육의 디지털화에 따른 정책 확산과 디지털 성숙
    • 혁신 확산 이론: Rogers(1962)의 혁신 확산 이론은 개인이나 조직이 새로운 기술을 어떻게 받아들이는지를 설명하며, 교육 방식 채택과 기술 도입을 이해하는 데 활용됨. 이 이론은 혁신 수용에 영향을 미치는 다섯 요소인 혁신의 속성, 혁신 결정 유형, 의사소통 채널, 사회적 시스템, 변화 관리자의 역할을 제시함. 디지털화 정책의 확산을 위해 교육자와 학생이 디지털 도구의 이점과 적합성을 인식하고 조기 채택을 유도하는 환경 조성이 중요하며, 이는 디지털 도구 수용 전략 수립에 유용함
    • 디지털 성숙도와 평가 척도 ‘디지털 미러(Digital Mirror)’: 디지털 성숙도는 조직의 디지털 환경 적응도를 평가하는 척도로, 교육기관이 디지털 전환을 효과적으로 이루기 위해 필요한 준비와 활용 능력을 측정함. 디지털 미러(Digital Mirror)는 학교의 디지털 성숙도를 자가 평가할 수 있는 도구로, 교육 및 학습, 변화 관리, 인프라와 서비스의 세 영역을 통해 평가가 이루어짐. 이를 통해 학교는 디지털 전환 과정에서의 위치와 개선 사항을 파악하고, 교사와 교육기관이 디지털화 수준을 객관적으로 평가해 실현 가능한 계획을 수립하는 데 도움을 줌. 아래 표는 Pata et al.(2021)의 Digital mirror의 대분류와 하위 분류와 세부 내용임
대분류 하위분류 세부내용
교육 및 학습
(Teaching and
Learning)
디지털 시대의 관행 현대적인 디지털 도구와 자료를 활용하여 교육 방법을
어떻게 혁신하고 있는가?
디지털 경쟁 디지털 기술을 활용하여 어떻게 경쟁 우위를 확보하고 있는가?
교사 역할 디지털 도구와 자원을 통합함으로써 교사의 역할이 어떻게 변화하고 있는가?
학습자 역할 학습자가 디지털 환경에서 어떻게 더 활발한 참여자가 되고 있는가?
학습 과정과 결과에 어떤 영향을 미치는가?
구조 변화 디지털 기술의 도입이 학교의 조직 구조와 문화에
어떤 변화를 가져오고 있는가?
변화 관리
(Change
Management)
전략적 계획 디지털 전환을 위한 전략적 계획이 어떻게 수립되고 실행되고 있는가?
포용과 파트너십 다양한 이해관계자들과의 포용적 접근과 파트너십 구축이
어떻게 이루어지고 있는가?
학습 조직 기관이 학습 조직으로서 어떻게 자기 개선 과정을 진행하고 있는가?
모니터링과 분석 디지털 전환 과정과 결과를 모니터링하고 분석하는 메커니즘이 어떻게 구축되는가?
지원 리더십과
인센티브
학습자가 디지털 환경에서 어떻게 더 활발한 참여자가 되고 있는가?
학습 과정과 결과에 어떤 영향을 미치는가?
인프라와 서비스
(Infrastructure and
Services)
네트워크와 안정성 네트워크 인프라의 품질과 안정성이 학습 환경에 어떤 영향을 미치는가?
디지털 기기 학생과 교사가 사용하는 디지털 기기의 접근성과 품질은 어떠한가?
IT 기술 관리 IT 리소스와 기술이 어떻게 관리되고 있는가
사용자 지원 사용자(학생, 교사)가 필요로 하는 기술 지원이 얼마나
효과적으로 제공되고 있는가?
소프트웨어, 서비스,
시스템 정보
사용되는 소프트웨어와 서비스의 적합성과 정보 시스템의
효율성은 어떠한가?
  • 인공지능 기반 맞춤형 교육에서의 교사 역할
    • 교사의 역할은 시대와 환경 변화에 따라 지속적으로 발전해 왔으며, 특히 AI 기반 맞춤형 교육에서는 단순한 지식 전달자를 넘어 다각적인 역할이 요구됨. 교사는 학습 설계자, 조력자, 감정적 지원자, 윤리적 모델로서 학생들의 학습을 지원하게 됨. AI를 통해 개별화된 학습이 가능해지면서, 교사는 학습자의 특성과 수준에 맞춘 학습 경로를 설계하고, 학생들의 감성적 성장과 비판적 사고 능력을 길러주며, 비인간화 현상을 극복하기 위한 감성 교육을 제공해야 함. 또한, 교사는 VR과 AR 같은 첨단 기술을 활용하여 물리적 제약을 넘어 다양한 학습 환경을 창출하고, 학생들이 AI와 협력하여 몰입도 높은 학습을 경험할 수 있도록 안내하는 역할을 수행함
    • 교사는 과거의 지식 공급자를 넘어서, 학습 촉진자이자 학습 환경 조정자로서 학생의 성장을 돕고 있으며, AI 시대의 학습자 중심 교육을 위한 필수적인 역할을 담당하고 있음

면담 결과

  • 인공지능과 에듀테크에 대한 지식
    • 해당 학교는 인공지능 코스웨어와 에듀테크 리터러시 강화를 위한 연수를 진행해 왔으며, 교사들은 이를 통해 AI와 에듀테크에 대한 이해를 높이고 있었음. 그러나 일부 교사들은 기존 수업 방식에 익숙해 AI 도구 사용에 대한 거리감을 느끼고 있었으며, 디지털 도구를 필수적인 교육 수단으로 인식하지 않고 있었음. 예를 들어, 교사 C는 기존 방식이 편해 AI를 사용하지 않는다고 언급했으며, 교사 A는 기술적 어려움과 거리감을 표현했음. 이는 디지털 도구 사용에 대한 전략적 지원이 필요함을 시사하며, 자발적 개선을 위해 변화 관리가 필요함을 보여줌
  • 인공지능 기반 맞춤형 교육 정책에 대한 교사들의 태도
    • 교사들은 AI 기반 도구를 보조 도구로 활용하는 데 긍정적이었으나, 기존 종이 교과서의 디지털 대체에 대해서는 신중할 필요가 있다고 보았음. 교사 D는 디지털 매체가 학습에 부정적 영향을 미칠 수 있다고 우려했으며, 교사 A는 디지털 도구가 창의적 사고보다는 정보 수집에 치중할 수 있다고 지적했음. 다양한 코스웨어 도입과 기기 유지보수에 대한 우려도 있었으며, 이는 기술 도입의 일관성과 관리가 필요함을 보여줌. 교사들은 디지털 도구의 효율성을 인식하면서도 전통적 학습 방법의 가치를 간과하지 않으려 했음
  • 디지털 기술의 개인적 사용과 교육적 사용 행태 질의 차이
    • 교사들은 디지털 도구가 수업을 흥미롭게 하고 학습을 유도하는 데 효과적이라 평가했음. 예를 들어, 교사 C는 태블릿 사용이 학생들의 참여를 높이는 데 도움이 된다고 언급했고, 교사 B는 디지털 도구의 학습을 게임처럼 느끼게 할 수 있다고 보았음. 그러나 일부 교사들은 학생들이 도구 자체에만 집중하거나 학습의 진지함을 잃을 수 있다고 우려했음. 기술적 장애로 수업이 차질을 빚는 경우도 있었으며, 이는 디지털 학습 도구가 가진 긍정적 요소와 함께, 실질적인 적용 가능성을 고려한 접근이 필요함을 나타냄
  • 인공지능 에듀테크 도입을 위한 개인과 조직의 성숙도 수준
    • 디지털 성숙도는 교사와 교육기관의 디지털 도구 수용성에 중요한 기준으로 작용함. 일부 교사들은 AI 도구 사용 후 장점과 편리함을 인식했으나, 기술 사용에 대한 확신을 갖기 어렵다고 말했음. 연차가 높은 교사들은 기술 활용에 불안을 느끼는 경우가 많아 개인적 성숙도와 지원의 필요성을 나타냈음. 교사들은 새로운 기술에 적응하는 마음가짐이 중요하다고 보았으며, 디지털 교육에 따른 정서적 지원 필요성도 인식하고 있었음. 특히 학생들의 감성적 케어와 상호작용을 지원하는 교사의 역할이 필요하다고 보았으며, 이는 디지털화에 따른 교사의 역할 재정립이 필수적임을 보여줌

결론

  • 연구 결과
    • 첫째, 교사들은 AI 도구의 필요성을 인식하면서도 기술 사용에 대한 두려움과 기존 방식에 익숙함으로 인해 AI 도입에 소극적 태도를 보였음
    • 둘째, 학교의 디지털 성숙도는 중간 수준이었으며, AI 도구 활용도 교사 개인의 사전 경험에 따라 달랐음
    • 셋째, AI 기술 도입으로 교사들은 단순 지식 전달자에서 보육자, 학습 설계자, 멘토로서의 역할 변화를 인식하고 있었으나, 기술에 대한 심리적 장벽도 느끼고 있었음
  • 이러한 결과는 교사들이 AI 도구 사용에 대한 자신감을 가질 수 있도록 맞춤형 연수와 기술 지원, 성공 사례 공유가 필요함을 시사함. 디지털 성숙도와 교사 역할 변화를 위한 체계적 지원의 중요성이 강조되며, 이는 교사들이 변화하는 교육 환경에 적응하고 기술을 효과적으로 통합할 수 있도록 돕는 중요한 요소임을 나타냄

제언

  • 저자들은 교사의 디지털 성숙도와 AI 기반 교육 도입 성공을 위해 다음과 같은 정책적 개선이 필요하다고 제언함
    • 첫째, 교사의 디지털 성숙도를 강화할 맞춤형 연수 프로그램 개발이 필요함. 예를 들어, 실습 중심의 워크숍과 피어 러닝 방식을 통해 교사들이 기술에 쉽게 적응할 수 있는 체계를 마련해야 함
    • 둘째, 학교의 디지털 도구 관리 및 지원 체계를 강화해야 하며, 이를 위해 정부는 장기적 지원 계획을 수립하고, 기기 관리와 기술 지원 시스템을 구축해야 함
    • 셋째, AI 도구의 교육적 효과를 평가하기 위한 지속적 평가 체제를 마련하고, 학업 성취도와 창의성 변화 등의 지표를 통해 정책의 성과를 분석할 필요가 있음
    • 마지막으로, 선도교원 연수 과정에서 디지털 성숙도 강화를 위한 구체적 목표 설정이 필요하며, 지역과 학교 환경에 맞춘 디지털 교육 전략을 통해 AI 도입의 장기적 효과를 분석하고 정책 개선에 반영해야 함
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