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남다르게 상상하며 협력하고 소통하는 힘

공부의 진화 코드…

인공지능 융합교육에 주목하라

 교육계가 급변하고 있다. 예전에는 단순한 지식의 습득만으로도, 또 정해진 매뉴얼을 성실하게 이행하는 것만으로도 경쟁력을 가질 수 있었다. 그러나 세상이 점점 더 복 잡해지고 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 이 때문이다. 그렇다면 무엇으로 이 같은 능력을 키울 수 있을까?

 우리는 코로나로 인해 달라진 일상을 살고 있을뿐만 아니라 4차산업혁명의 기술과 가치관을 예상보다 빠르게 직면하게 되었다. 이와 같은 상황에서 교사들은 미래 교육 의 방향성과 각각의 수업을 디자인할 수 있는 방안을 고민하게 된다. 특히 인공지능은 이미 다양한 산업과 일상에 적용되고 있기 때문에 학생들이 인공지능을 체험할 수 있는 기회를 제공하고 싶다는 생각을 하게 되 었다. 외국어를 배울 때 그런 환경에 노출될수록 학습 효과가 높듯이 수업을 통해 인공 지능에 노출될수록 새로운 기술에 대한 장벽을 낮추고, 단순 사용자를 넘어 자신의 문 제를 해결하는 도구로 사용할 수 있는 아이디어를 얻을 수 있을 것이라 생각했기 때문이다.

 이번 수업에는 인공지능의 한 분야인 머신러닝을 도입해 보았다. 우선 머신러닝 (machine learning)이란 기계학습 즉, 기 계가 많은 데이터를 학습해서 스스로 규칙 을 알아내는 것을 뜻한다. 넷플릭스나 유튜브처럼 사용자가 좋아하는 영상을 찾아주는것도 머신러닝의 한 예이다. 머신러닝을 3 학년 2학기 2단원 ‘동물의 생활’에 적용한 사례를 소개하고자 한다. 2단원은 생활환경에 따른 동물의 특징과 동물의 특징을 생활에 활용한 예를 학습하고, 동물의 특징을 활용한 로봇을 설계해보는 단원으로 생활 환경에 따른 동물의 특징에 머신러닝을 적용한 수업의 흐름은 [그림1]과 같다.

[그림1]

 

생활 환경에 따른 동물의 특징 조사하기 

생활환경에 따라 땅에 사는 동물, 사막에 사는 동물, 물에 사는 동물, 날아다니는 동물로 구분하여 각각의 특징을 조사, 관찰하는 학습을 한다. 이 때 집 또는 학교에서 스마트 패드를 활용한 조사학습을 할 수 있도록하고, 조사한 내용을 패들렛 또는 구글클래스룸 안에서 공유하여 사고의 확장을 돕는다.

생활 환경에 따른 동물의 종류 조사하기

땅에 사는 동물, 사막에 사는 동물, 물에 사는 동물, 날아다니는 동물에는 각각 어떤 종류가 있는지 데이터를 수집한다. 패들렛에 각자 조사한 동물의 종류를 쓰게 하면 우리 학급 전체 데이터를 모으기 수월하다. 머신 러닝은 양질의 데이터가 많을수록 학습이 잘 이루어지기 때문에 그런 의미를 설명하며 학생들과 데이터를 수집하는 과정을 함께했다.

모델 학습 인터페이스		모델 학습

그림2]

엔트리 모델 학습하기

이번 수업에서는 엔트리 플랫폼을 활용했다. 엔트리는 블록 코딩으로 코딩이 쉽다는 점외에도 학급 및 학생관리가 용이하고, 학생들이 좋아할 만한 디자인적 요소를 가지고 있다. 그리고 최근 데이터 수집, 인공지능 활용 및 창작 기능이 새로 추가되어 인공 지능 활용 수업에 적합하다. 인공지능을 만드는 모델 학습이란 직접 입력한 이미지/텍스트/음성을 학습 데이터로 삼아 일정한기준에 따라 분류하고, 그 기준에 맞춰 모델을 학습시켜 자신만의 모델을 만들어 볼 수 있는 기능이다(출처 : 엔트 리).

 본 수업에서는 텍스트 모델 학습을 사용했고, 인공지능이 어느 환경에 속한 동물인지 판단해주는 인공지능 만들기를 했다. 전차시에서 패들렛에 함께 수집한 데이터를 각각의 그룹에 넣어 주고 모델 학습하기 버튼을 클릭하면 된다. 각각의 생활 환경에 따라 동물을 분류하며 동물의 특징을 상기할 할 수 있어 성취기준 달성에도 도움이 되었다.

학습한 모델로 코딩하기

본차시 수업을 위해 창체 시간을 활용하여 코딩에 대한 학습을 진행하였다. 그리고 본차시 수업에서는 코딩의 기본적인 흐름만 제시하고, 인공지능 결과를 어떻게 표현하면 좋을지 학생들이 상상하고 발표하는 시간을 가졌다. 학생들의 의견을 들으며 그 중 쉽게 조작할 수 있는 예시를 3가지로 추려 제시하였다. 학생들은 예시 2가지를 결합하거나 새로운 기능을 추가하는 등 각자만의 작품을 만들었다. 

발표 및 공유하기

완성한 작품은 엔트리 학급 공유하기를 통해 반 친구들과 공유하였다. 기본적인 틀은 유사하지만 서로 다른 작품을 실행하면서 새로운 재미와 배움을 얻을 수 있다. 동물의 생활과 엔트리 머신러닝 모델 학습을 함께 한 수업을 끝내고 학생들의 소감을 발표하는 시간도 가졌다. 학생들 대부분은 흥미로워했고, 자신이 무언가를 만들었다는 것에 대한 자부심을 느끼기도 했다. 한 단원의 수업을 하면서 교과 성취기준 달성, 머신러닝 학습이라는 두 마리 토끼를 모두 잡기는 다소 벅차고 어렵기도 하다. 하지만 개별, 전체, 개별 학습을 통해 생활환 경에 따른 동물의 특징과 종류에 푹 빠져보고, 이렇게 수집한 데이터를 가지고 인공지능을 만들어 보는 것은 학생들에게 새로운 경험이 되었을 것이라고 생각한다. 더불어 이후 다른 단원, 다른 교과에도 적용 범위를 넓혀 다양한 교육활동을 할 수 있는 초석이 되었다. 무엇보다 어려운 것을 해낸 우리 반 학생들에게 박수를 보낸다.

  

학색코딩작품 - 작품링크 : http://webzine-ssp.kr://naver.me/x01BWN5A

강민정 선생님은 서울교육대학교 컴퓨터 교육과를 졸업하고 동 대학원 컴퓨터 교육과에서 석사학위를 받았다. 현재는 신암초등학교 교사로 재직중이며 블렌디드 러닝 기반의 인공지능교육을 연구하고 있다.