교육계가 급변하고 있다. 예전에는 단순한 지식의 습득만으로도, 또 정해진 매뉴얼을 성실하게 이행하는 것만으로도 경쟁력을 가질 수 있었다. 그러나 세상이 점점 더 복잡해지고 인공지능이 등장하면서 단순 암기력 등은 점차 가치가 떨어지고 있다. 지금은 다양한 지식을 활용하여 문제를 창의적으로 해결하는 능력, 즉 문제해결능력이 필요한 시대다. 교육 현장에서 암기력, 정확성, 속도 대신에 협업능력, 소통능력, 비판적 사고력, 창의성 등을 강조하는 것도 이때문이다. 그렇다면 무엇으로 이 같은 능력을 키울 수 있을까?

2020년 교육부의 업무계획은 ‘국민이 체감하는 교육혁신, 미래를 주도하는 인재 양성’이었다. 혁신을 선도하는 미래인재 양성, 그 중에서도 AI첨단 분야 인재 양성이 대표적인 과제로 떠올라있으며 체계적으로 AI 교육 도입을 추진 중에 있다. 변화는 늘 예기치 않게 찾아오지만 올해는 코로나19라는 초유의 사태로 인해 교사나 학생 모두 한 번도 경험해보지 못한 교육 환경을 급작스럽게 접하게 되었고 원하던 원하지 않던 변화된 환경에 적응하면서 디지털 미래교육으로의 발걸음에 박차를 가하게 되었다. 코로나19로 가속화될 디지털 전환의 미래에 대해 성찰하고 이에 따른 학교의 변화를 어떻게 인공지능 융합 기반 미래교육으로 발전시켜 나갈 것인가에 대한 의견을 나누고자 자리를 마련했다.

서울특별시교육청은『인공지능과 미래사회』 교과서를 인정도서로 승인하고 올 2학기부터 인공지능 특성화고등학교이자 AIIoT시범학교인 선린인터넷고에서 시범적으로 사용하고 있다. 2021학년도에는 AI중점고, AI-IoT 시범학교, SW선도학교,과학고, 과학중점학교, 특성화고, 인공지능에 관심있는 고등학교 등 희망학교에서 채택하여 사용하게 된다. 본 교과서는 인공지능에 대한 기본적인 이해와 윤리에 대해 배우고, 프로그래밍 언어를 이용하여 인공지능 모델을 실질적으로 구현해볼 수 있도록 구성되었다. 특히, 실생활 속의 기초적인 문제뿐만 아니라 세상에 긍정적인 영향을 미치는 프로젝트를 인공지능을 통해 해결해볼 수 있도록 하였다.

인공지능, 빅데이터, 가상현실과 증강현실 등으로 대표되는 4차 산업혁명은 사회와 경제, 문화, 교육 등 다양한 방면의 변화를 불러오고 있다. 인공지능을 통해 인간의 고유한 능력으로 여겨지던 학습과 추론, 지각,언어 이해 등의 능력들이 프로그램으로 구현·대체되기 시작하였다. DNA에서 일어나는 교차나 변이, 대치가 일어나는 과정을 연산과 추리 과정에 그대로 적용한 유전 알고리즘은 개인별 맞춤형 학습인 적응 학습의 기본이 되며, 뇌의 다층적이고 복잡한 연결을 모형으로 한 딥러닝은 오늘날 얼굴 인식이나 자연어 처리 등 다양한 현상에 적용되고 있다. 그렇다면 인공지능은 교육에 어떠한 변화를 가져올 수 있을까?

새로운 시도는 항상 긍정적인 기대 못지않은 염려와 우려를 동반한다. 특히 첨단 기술을 인간 중심의 교육환경에 적용하고자 할때 더 그러하다. 어떤 기술이 발달하든 그 기술은 결국 인간을 풍요롭게, 이롭게 하는 도구로 잘 활용될 때 비로소 그 가치를 갖는다. 인공지능 또한 예외가 아니며 그 인공지능도 결국 인간이 탄생시킨 기술이므로 기술이 인간을 위해 기능하고 제 역할을 할 수 있도록 인간 주도의 컨트롤 기제가 작동될 수 있도록 해야 할 것이다. 이러한 변화의 상황에 우리 과학교사들은 어떤 준비와 역할을 해야 할까? 이에 인공지능 융합 교육전공 교육대학원의 교육과정 소개와 함께 인공지능을 기반으로 과학수업의 적용 사례를 제시해 보고자 한다.