가까이 다가온 미래 과학교육

코로나로 인해 앞당겨진 미래교육

인터넷과 인공지능이 세상과 교육을 바꿀 것이라는 것은 누구나 알고 있었다. 어쩌면 우리는 이미 시작된 미래를, 애써 외면하면서 변화를 두려워 하고 있었는지도 모른다.  COVID-19로 인해 준비가 안된 채로 벌써 미래 교육은 시작되었다.

최근 몇 년간 세상의 변화는 우리를 놀라게 하고 있다. 스마트폰이라는게 보급되기 시작한게 10년이 조금 넘었는데, 이미 우리 삶의 일부가 되어 버렸고, 이세돌과 인공지능의 바둑대결로 알려지기 시작한 인공지능이 알게 모르게 삶의 곳곳에서 활약하고 있다.

1970년대 아폴로 11호를 쏘기 위해 수많은 과학자와 수학자가 몇일에 걸쳐 계산해야 했던 기능들은 컴퓨터로 대치되어 값만 입력하면 나머지는 컴퓨터가 계산 해 내는 시대가 되었다.

수많은 변화가 있었지만 최근에 교육현장에서 나를 놀라게 한 2가지 사건을 소개하고자 한다. 얼마전까지 스마트 관련 강의를 하면서 미래사회에는 이런것들이 가능해 질 것이라고 이야기 하고 다녔는데, 벌써 시작되고 있었다.

첫째는 글을 써주는 싸이트의 등장이다. 인공지능이 스스로 학습한 결과를 이용해서 글을 써주는 사이트가 있다. 누구나 들어가서 테스트 해 볼 수 있는데, 처음에 테스트 해보고 깜짝 놀랐다. 글을 써도 너무 잘 써준다. 내가 원하는 내용의 주제만 넣으면 컴퓨터가 알아서 관련 내용의 글을 써 내려간다. 최근에는 뉴스나 논문들을 통해 습득한 자료를 이용해 스스로 학습한 내용을 가지고 글을 써 준다고 한다. 생각보다 너무 글을 잘 써서 깜짝 놀란 적이 있다. 같은 주제로 다시 글을 쓰게 하면 완전 다른 관점에서 글을 다시 써 준다.

어느순간 인공지능이 써준 글을 읽고, 내가 모르던 것을 이해하고 있는 나를 발견하고 놀란 적이 있다.

https://bellard.org/textsynth/

두 번째는 유투브 영상이 일상이 되어 있는 시대에 언어 장벽으로 들을 수 없던 유튜브 강의나 영상을 언젠가는 인공지능이 알아서 번역을 해 주지 않을까 상상해 본 적이 있다.

그런데 정말로 이런 시대가 왔다. 외국어로 된 유튜브 영상을 번역해 주는 LLY 확장프로그램이 나왔다. 오바마 대통령의 연설이나, MIT 교수님의 과학관련 강의를 영어를 못하는 나도 들을 수 있게 된 것이다.

프로그램이 유튜브 영상에서 사람들이 하는 말을 듣고, 받아 적은 다음, 실시간으로 한글로 번역을 해서 자막을 달아 준다. 이제 유튜브에 올라와 있는 한글로 번역이 되지 않은 세상의 모든 지식을 별다른 어려움 없이 습득할 수 있게 된 것이다.

그래서 얼마전부터 MIT 르왈스키 교수님의 행복한 물리학 강의를 들을 수 있게 되었다.

https://sciencelove.com/2475

여러 가지 변화중에 최근에 나를 놀라게 한 2가지 변화에 대해 설명해 보았다. 미래의 변화에 대해 생각하면서, 학생들에게 무엇을 가르쳐야 할 것인가에 대한 고민에 빠진다. 지식은 넘쳐나고 인공지능이 많은 것을 해결하는 시대에 과연 교육을 통해 인간이 미래에 인공지능과의 경쟁에서 승리할 수 있을까? 그럼 우리는 무엇을 가르쳐야 하는 것일까? 그러다가 문득 든 생각은 미래의 변화가 아니라 이미 미래사회는 우리곁에 와 있다는 생각을 한다. 어쩌면 이미 미래사회는 우리곁에 소리없이 시작되었는데, 우리가 인지하지 못하고 있는 건 아닐까?

어떤 것을 가르쳐야 우리 아이들이 인공지능과의 경쟁에서 승리할 수 있을까? 과연 인공지능을 이길 수 있는 걸 가르칠 수 있을까?

이 해답은 후반부에 이야기 하기로 하겠다.

2. 타의적으로 시작된 온라인 수업과 미래교육

현장에 많은 선생님들이 큰 혼란을 겪었지만 1학기 동안 온라인 수업이라는 새로운 변화를 받아들여 적응해 가며 조금씩 미래 교육을 만들어 가고 있다고 생각한다. 그런데 온라인 수업을 미래교육이라 할 수 있을까? 더 많은 논의가 필요하겠지만, 개별화 교육이 가능하고, 자신의 능력에 맞춰서 전세계 지식을 받아들일 수 있다는 점에서 미래교육의 한 분야로 의미가 있는 교육이라고 생각한다.

1학기에 준비가 안된 상태에서 어쩔 수 없이 시작되었던 온라인 수업은 학교현장에 많은 혼란을 가져왔다. 디지털 시대에 익숙하지 않았던 선생님들은 적응에 힘들어 했고, 스마트기기를 잘 다루는 학생들과 소통은 어렵기만 했다.

시간이 지나면서 빠르게 온라인 수업이 정착되어 가기 시작했고, 온라인 수업이 잘 적응되어 가면서 학력격차와 같은 부작용도 나타났지만, 역량이 있는 학생들은 개별화 교육을 통해 더 빨리 성장하고 있다는 생각도 들었다.

그리고 조금씩 현장에서는 온라인 수업에 적응해 가기 시작했다. 그런데 이 시점에서 모순이 생겨나기 시작했다.

온라인 수업이 잘 적용되어 개별화 교육이 가능해지고, 교육적 효과가 입증된다면, 전통적인 학교교육은 의미가 없어지는게 아닐까? 미래에도 학교가 필요할까? 온라인 교육이 제대로 정착되지 않고 혼란스러워야 역시 학교라는 곳이 미래에도 필요한 곳이라고 인정받지 않을까?

학교교육을 통해 지식을 전달하던 전통적인 교육이 코로나로 시작된 온라인 교육을 통해 위협받고 있다는 건 부정할 수 없다.

3. 온라인 수업을 통해서 미래를 보다.

1학기 동안 나름 온라인 수업을 통해 다양한 미래교육을 시도해 볼 수 있었다. 그리고 나름 의미가 있었다고 생각한다. 온라인 수업에 단점도 있지만 장점도 있었다.  온라인 수업을 통해 시도했던 방법들을 소개해 보면

첫째 : 웹에서 할 수 있는 가상실험을 개발해서 활용하게 되었다.

https://sciencelovestudy.tistory.com/

학생들이 스마트기기로 접속하는 상황이기 때문에, 기존에 학교에서는 시도하기 힘들었던, 가상실험들을 수업에 적용할 수 있었다. 가상실험에 한계도 있었지만, 실험 방법을 설명해 주지 않고, 자유도가 높은 가상실험을 이용하여 이것 저것 다양한 시도를 통해, 원리를 찾아 내게 하는 것도 의미가 있었다.

가상실험을 통해 실제 실험에서도 오차를 줄일 수 있기를 기대해 본다. 학생 때는 실제로 만져보고 조작해 보는 실험이 중요한 것도 사실이지만, 인터넷 성능이 발달함에 따라 더 이상 가상실험이 의미 없는 실험으로 치부할 필요는 없는 듯 하다. 어떻게 활용하느냐가 중요하지 않을까? 가상실험을 통해서도 과학적인 사고가 가능하리라 본다.

둘째 : 온라인에서 소회의실 활동을 통해 서로 소통할 수 있는 가능성을 보았다. 교실에서 소통하는 것도 좋지만, 온라인 상에서 같은 주제를 놓고 소통하게 하면서 나름 의미가 있었다. 거창한 주제가 아니라도 좋았다. 단순하게 학습지를 함께 풀게 하는 것 만으로도 의미가 있었다. 온라인 상에서 인터넷 검색도 할 수 있기 때문에, 혼자 보다는 함께가 중요하다는 의미도 느끼게 할 수 있었다. 그리고 쌍방향 수업을 통해서 동시에 많은 학생들의 의견을 바로 취합하고 피드백 할 수 있다는 점이 매력적이었다.

https://sciencelove.com/2497

셋째 : 방탈출 게임과 같은 새로운 교수학습방법을 도입하게 되었다.

온라인 수업을 통해 학생들의 완전학습을 꾀하기 위해 방탈출게임과 같은 교수법도 개발하게 되었다. 단순히 문제를 풀고 점수를 확인하는 형성평가를 넘어서, 온라인 상에서 스스로 문제를 해결해 나가는 역량을 키워 줄 수 있었다. 또 스토리 텔링이 추가되어 학생들에게 실생활과 연관지어 줄 수도 있었다.

https://sciencelove.com/2454

이런 다양한 스토리 텔링이 추가되어 수많은 방탈출게임이 만들어 졌고, 지금은 서로 공유도 하게 되었다.

https://padlet.com/sciencej/6cjnub0jrv2u

넷째 : 그동안 등한시 했던 수많은 상호작용이 가능한 학습도구들을 수업에 투입해 보면서 가능성을 확인하게 되었다. 패들렛, 라이브워크시트, 구글설문지 등 알고는 있었지만 실제 활용하기 어려웠던 상호작용 프로그램들을 수업에 적용해 볼 수 있었고, 전통적인 교육을 넘어 다양한 가능성도 확인할 수 있었다.

이미 미래는 준비해야 하는 단계가 아니라 우리 곁에 다가와 있었다.

4. 미래교육에 대한 오해

직접 만든 학습영상을 학생들에게 제시하면서 나름 만족했지만, 고민도 있다. 교사가 EBS 강사나, 유명한 유투버 보다 뛰어난 영상을 만들 수 있는가? 또 그들 만큼 많은 돈과 시간을 투자할 수 있을까? 하루에 4시간 이상 수업을 하는 선생님들이 창의적인 무언가를 기획하고 만들어 낸다는 것이 가능할까?

미래교육에 대한 생각을 하면서 놓친게 있었다.

어느 순간 미래교육 대한 모든 것이 기술적인 것으로 흘러가고 있었다. 기술은 도구나 수단일 뿐이다. 결국 중요한 것은 사람이 아닌가 생각해 본다. 이 모든 것을 만드는 것도, 시행하는 것도, 배우는 것도 사람이기 때문이다.

5. 미래 교육에 대한 고민

미래 과학교육에서 필요로 하는 건, 단순한 지식이 아니라, 합리적인 사고를 가지고 세상에 없는 질문을 던질 수 있는 사람을 만드는 것이라고 생각한다. 같은 붓과 물감을 준다고 모두가 피카소처럼 그림을 그릴 수 있는 건 아니다.

미래과학교육에 대해 고민하면서 어느 순간 더 좋은 도구, 더 좋은 기술에 집착하고 있었던 것이 아닌가 반성을 해 본다.

결국 모든건 사람이 하는 것이다. 기술은 도구일 뿐이다.

세상이 변하고, 미래가 와도 결국 과학교육은 합리적인 과학적인 사고를 할 수 있어야 하고, 세상에 없는 질문을 던지고, 탐구할 수 있는 사람을 만드는 것이 필요하다.

어쩌면 우린 과학교육을 통해 미래를 교육하고 있었는지도 모른다.

그래서 수업시간에 학생들의 사고를 확장시키기 위해 많은 고민을 하고 있다. 교과서에 나온 이론도, 정답이라고 말하지 않고, 의심해 볼 수 있게 하기 위해 노력한다. 난 자신이 본 것 조차 의심하고, 고민하고, 질문을 던질 수 있는 학생을 키워 내고 싶다.

미스테리 튜브를 이용한 교육

https://sciencelove.com/2045

6. 결론

처음에 던진 질문에 답하고자 한다. 인공지능이 발달된 사회에 인공지능과 경쟁해서 인간이 이길 수 있는 것은 무엇이 있을까? 과연 있기는 할까?

오랫동안 나를 고민하게 한 질문이었다. 인공지능과의 경쟁에서 이길 수 없다면 학교에서는 무엇을 가르쳐야 한단 말인가.

그런에 얼마전 깨달았다. 질문이 틀렸다. 인공지능은 경쟁해야 되는 대상이 아니라 소통하고 협력해야 할 대상이다.

학생들이 세상에 없는 질문을 던지고, 그걸 해결해 가기 위해 인공지능과 소통하고, 협업할 수 있어야 한다. 인공지능이 찾아낸 정보를 비판적 사고력을 가지고 분석할 수 있어야 하고, 그걸 토대로 창의력을 발휘할 수 있어야 한다.

이미 다가온 미래에 우리는 과학교육을 통해 지식보다 역량을 키워 주는 교육이 필요 할 것이다.

어린왕자를 쓴 생택쥐페리가 이런 말을 했다고 한다.

‘당신이 좋은 배를 만들고 싶다면 사람들에게 목재를 가져오게 하고, 일을 지시하고 일감을 나눠주는 일을 하지 말라. 대신 저 넓고 끝없는 바다에 대한 동경심을 갖게 하라.’

그 말을 살짝 바꿔보면 미래과학교육에서 추구해야 할 바를 찾을 수 있다.

‘당신이 진정한 과학교육을 하고 싶다면, 학생들에게 실험재료를 나눠주고, 실험 방법을 알려 주고, 실험을 하게 하는데 집중 하지 마라. 대신 저 무한한 자연현상과 사물에 대해 호기심과 흥미를 갖게 하라. 그리고 끊임없이 질문하게 하라!’