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창의교육

행복학교 이야기

창의인성교육 실천을 통해 행복학교를 만들어가는 전국의 우수 학교 사례를 소개합니다.    

  • 작성자관리자
  • 등록일2017.12.06
  • 조회수201




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콘텐츠 소개
창의교육은 미래 사회의 핵심역량 함양을 위한 우리 교육이 나아가야 할 방향이며, 모든 교사가 자신의 수업과 교실 환경 저변에 확산해야 할 중요한 과제이다. ‘역량(Competency)’ 중심의 사회에서 창의교육을 통해 인성을 겸비한 창의·융합형 인재 양성은 우리 시대가 요구하는 핵심 과업이며, 이를 구체적으로 학교 현장에서 실천하기 위한 교사의 실천 의지 와 교수·학습자료의 연구 및 개발이 그 어느 때보다 더 중요한 시점이다.
우리 사회는 현재 4차 산업혁명의 도래를 맞이하고 있다. 빅 데이터, 사물인터넷(IoT), 인공지능 등 첨단 과학기술의 발전에 힘입어 산업 간의 경계가 무너지고 다양한 분야의 융합이 추진되고 있다.
특히, 2016년 3월, ‘알파고’와 같은 ‘딥러닝’ 기술로 혁신한 인공지능의 등장은 우리 사회에 적잖은 영향을 미쳤다. 인공지능이 적용되는 산업의 분야와 범위가 점차 확대됨에 따라 그로 인해 달라질 미래 사회, 우리 학생이 살아갈 가까운 미래 사회 변화의 스펙트럼은 매우 폭넓고 깊을 것으로 예상된다.
급변하는 시대적 상황에서, 가까운 미래 사회를 살아갈 ‘오늘의 학생’에 게 물리적 도구(인공지능을 비롯한)를 효과적으로 이해하고 활용할 수 있는 역량을 함양하는 것은 OECD의 DeSeCo 프로젝트에서 제시한 생애 핵심역량을 기르는데 적합하다고 생각한다.
이에 본 창의인성 수업연구회는 인공지능으로 곧 달라질 가까운 미래 사회를 대비하기 위한 학생의 핵심역량 함양과 진취적인 삶을 영위해나갈 수 있도록 ‘인간과 인공지능, 인공지능의 빛과 그림자’ 라는 주제로 범교과 주제 중심 학습 프로그램을 개발하였다.
이 프로그램은 단순 흥미위주의 학생활동은 지양하고, 진정한 이해 및 영속적인 이해가 가능하도록 개념과 의미 구성이 가능한 활동으로 창안되었다. 특히, 범교과 주제 중심 학습으로 구안된 본 프로그램은 자유학기제에 차시 대체형으로 적용 가능하며, 학교 현장의 일반화를 위해 교사 읽기 자료와 학생 활동지, 교수 및 학습 과정 안을 구체적이며 다양한 자료를 활용하여 제작하였다.
수업 들여다보기
인간과 인공지능, 어떻게 구성되었을까요?
일상생활에서 흔히 접하는 다양한 사례를 통해 인공지능의 개념을 부담 없이 접하도록 유도하였으며, 인공지능의 발전과정을 게임 기반 활동을 통해 익히고, 이를 바탕으로 달라질 미래 사회를 준비하는 진로탐색 과정으로 구성하였다.
[표] 프로그램 개요
수업 따라 하기(인공지능 발달 과정 이해하기)
도입
  • - 주제 ‘인공지능의 어제와 오늘’에 대해서 설명하며, 다양한 활동을 통해서 인공지능 의 발달 과정에 대해 학습함을 안내한다.
  • - 영상자료: 인간 대 컴퓨터 대결의 역사(Youtube 사이트 영상 검색)
  • - 뉴스기사: 인공지능, 인간 꺾는데 7년. 체스30년.. 바둑은 47년?(조선일보)
  • - 다양한 미디어 자료를 활용하여 학생의 흥미와 학습 동기를 유발한다.
전개
  • - 발문: ‘강아지’와 ‘고양이’는 어떻게 구분할까?
  • - 사물을 구분하는 원리를 바탕으로 인간의 학습 원리를 경험을 통해 확인한 후, 인공지능의 발달 과정을 동일한 질문에 답을 찾는 과정을 통해서 설명한다.
[표] 교육과정
구분 강아지와 고양이는 어떻게 구분할까?
인간
  • · 반복되는 경험을 통해 학습
  • · 강아지와 고양이의 구분되는 특징을 글로 표현하는데 한계가 있지만, 시각, 촉각 등 다양한 경험을 통해 학습된 기억으로 강아지와 고양이를 구분할 수 있음.(다양한 사례 제시)
인공지능
  • · 1세대 인공지능(1950년대): 경우의 수를 이용한 단계
  • ‘미로 풀기’ 게임 활동을 통해 다양한 경우를 탐색하고 원하는 답을 발견하게 되 면 과정을 저장 · 반복하는 원리
  • 미로 풀기, 체스와 같이 경우의 수가 제한적이고 단순한 경우 인공지능의 적용 이 용이하지만, 개와 고양이 얼굴을 구분하는 질문과 같이 세상만사는 경우의 수로 풀리지 않는 한계가 있기 때문에 1세대 인공지능은 곧 쇠퇴하게 됨.
  • · 2세대 인공지능(1980년대): 지식과 정보를 입력하는 단계
  • 세상의 모든 지식과 정보를 입력하여 인간의 질문에 답을 찾아주는 단계
  • ‘동물카드’ 분류 게임 활동을 통해 인공지능의 원리 이해
  • 게임 방법
    • 1)동물 카드를 나눈다.
    • 2)교사는 동물 카드 중 하나의 동물 카드를 선택한다.
    • 3)선택된 카드를 보고 그림에 나타난 동물의 특징을 설명한다. 이때, 카드 그림에 나타난 특징만 설명한다.
    • 4)동물 – 육식동물 – 네 발로 걷거나 달린다 – 털이 검다 – 수염이 있다 등과 같이 점차 세부적 으로 특징을 분류한다.
    • 5)5~6단계 특징을 분류한 뒤, 모둠별로 교사의 설명에 맞다고 생각하는 카드를 제시한다.
    • 6)교사는 처음 선택한 동물 카드와 모둠이 선택한 동물 카드가 맞는지 비교한다.
      ※ 추상적인 표현이나 카드에서 확인할 수 없는 특징은 설명하지 않는다.
  • 교사의 설명 : 인간이 입력하는 지식
  • 모둠의 선택한 답 : 인간의 질문에 답을 선택하는 인공지능
  • 교사의 설명이 명확하고, 모둠이 그것을 바르게 이해했다면 교사의 카드와 모둠 의 카드가 동일하지만, 실제로는 그렇지 않은 경우가 발생한다.
  • 즉, 동물 카드를 통해 지식을 설명하고 입력하는 것에 한계가 있으며, 인간이 원 하는 답을 얻는 것, 또한 세상의 모든 지식은 무한하다는 사실로 인해 쇠퇴하게 된다.
  • 개와 고양이를 지식으로 표현하여 구분할 수 있을까?
  • · 3세대 인공지능(2000년대): 딥러닝(Deep Learning) 원리
  • 딥러닝: 인간의 학습 원리를 적용한 인공지능의 학습방법
  • 인간의 학습 원리: ‘반복된 경험’을 바탕으로 정보를 유의미하게 저장하고 상황 을 판단하여 적절한 정보를 인출하게 됨
  • 인간의 학습 원리와 유사하게 인공지능 컴퓨터에서 수많은 정보를 노출시키고 인 간의 오감과 같이 정보를 분류할 수 있는 기본적인 알고리즘을 구조화함. 이후, 인공지능 컴퓨터가 구조화된 알고리즘을 통해 분류할 수 없든 단계까지 정보를 분류하면 최종적으로 인간이 그에 해당하는 정답(지식)을 알려주는 과정임.
  • 어린 아이가 호기심을 가지고 다양한 사물을 보고 경험하면서 엄마에게 ‘이거 뭐야’ 라고 질문하면 엄마가 ‘OO 이야~’ 라고 알려주는 과정.
  • 어린 아이는 입력된 정보를 바탕으로 점차 생각을 확대하게 됨. 예를 들어 ‘강아지’를 보고 ‘고양이’ 또는 ‘토끼’ 라고 할 수 있으나 반복된 경험의 학습을 통해 적절하게 구분하는 단계에 이르게 됨. 그리고 그 단계에 이르기까지 ‘학습의 시간’이 필요함.
  • 인공지능에게 이와 같은 학습의 원리를 적용함.
  • ‘동물 카드’를 활용한 ‘딥러닝’ 학습 원리 이해
  • 게임 방법
    • 1) 이전과 동일한 방법으로 카드를 분류한다.
    • 2) 단, 교사의 설명이 아닌 모둠이 스스로 특징을 발견하게 한다.
    • 3) 카드를 분류하기 위해 발견한 특징을 단계적으로 적게 한다. 1단계 분류 특징, 2단계 분류 특징, 3단계 분류 특징 등
    • 4) 최종적으로 분류한 카드와 특징을 적게 한다. 이때, 최종적으로 분류된 카드의 특징이 다른 카드에서 발견되지 않도록 하는 것이 중요하다.
    • 5) 모둠별로 분류한 카드를 숨기고 다른 모둠이 맞춰보도록 하는 게임 활동 또는 모둠별로 분류한 카드의 특징이 유일한 것인지 다른 모둠에서 검증해보는 게임 활동, 2가지 게임은 선택적으로 활용가능하다.
  • 게임을 통해 ‘특징’을 발견하고 이를 ‘표현’하는 과정에서 딥러닝의 원리, 즉 경험(오감)을 통해 특징을 발견하고 이를 정보화하는 인간의 학습 원리를 적용한 인공지능을 설명한다.
  • 개와 고양이의 얼굴을 어떻게 구분할 수 있을까?
  • 3세대 인공지능(딥러닝)은 수많은 개와 고양이 사진을 스스로 분류하는 반복되는 과정을 통해 최종적으로 개와 고양이의 특징을 알게 되고, 이를 통해 개 또는 고양이 사진을 제시했을 때 정확하게 분류할 수 있게 된다.
정리
  • -

    딥러닝이 활용되는 사례 발문 (생활과 밀접한)
    • 1) Facebook 사이트의 얼굴 인식 인공지능(딥-페이스)
    • 2) 구글의 자동 번역 프로그램 등
  • - 차시 예고) 인공지능의 발달에 대비하는 인간의 특성은 무엇이 있을까?
수업 후기
수업 전 · 후 학생의 인지적 영역 변화 관찰을 위한 설문조사 결과
  • - 인공지능과 관련된 수업을 통한 학생의 인지적 영역 변화 관찰
  • - 수업 적용 전·후 동일한 시간대(아침 자습시간) 활용
  • - 가시성을 위한 단어 구름으로 표현
질문. 인공지능과 연관된 단어를 10가지만 적어보세요.

▲ 수업 전

▲ 수업 후
분석결과
  • 1)인공지능에 대한 추상적 개념(무서움, 지구정복 등)이 구체적인 개념(딥러닝, 지능 복제, 기계학습 등)으로 변화됨.
  • 2)영화나 게임 등에서 접했던 인공지능의 사례(체피, 자비스 등)를 실생활의 사례(페퍼, 휴보, 왓슨 등)로 인지하고 있음.
  • 3)인성, 감정, 상상력, 화가, 교사, 직관력 등 창의교육의 주안점을 두고 실천한 학습 내용이 수업 적용 후에 나타남.
배움 중심의 활동과정
인성 중심
탐구 중심
참여 중심
창의 중심
이 동 수 (첨단중학교)

  • 썸네일 이미지
    박**

    카드를 이용해 딥러닝을 학생들에게 직접 체험해보게 함으로써 인공지능의 딥러닝의 원리를 보다 잘 이해할 수 있는 것 같아요. 저도 수업 시간에 활용해 봐야겠어요. 좋은 자료 감사합니다^^

    6일 전
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