과학고에서 운영한 AI 교육
(SW·AI 교육지원사업 운영 후기 23년 - 25년)
AI 교육에 대한 이야기는 이제 어디서나 쉽게 접할 수 있습니다. 그러나 실제 교실 현장으로 들어가 보면, 여전히 개념 설명과 간단한 실습 수준에 머무르는 경우가 많습니다. 이러한 현실 속에서 자연스럽게 한 가지 질문이 떠오르게 됩니다. 과연 과학고 수준에서의 AI 교육은 어디까지 나아가야 하는가 하는 점입니다.
이와 같은 고민에서 출발하여, 이번 SW·AI 교육지원사업은 단순한 수업 개선을 넘어 하나의 방향성을 만들어 가는 과정으로 운영되었습니다. AI를 단순히 배우는 대상이 아니라, 실제 문제 해결의 도구로 활용하는 교육을 어떻게 설계하고 구현할 것인지에 대한 실질적인 시도가 이루어졌습니다.
공개된 보고서는 아래 파일을 통해 확인할 수 있습니다.
25년도 운영한 자세한 내용은 아래 글로 풀어 작성했습니다.
1. 왜 ‘다른’ AI 교육이 필요했는가
AI는 더 이상 선택이 아닌 기본 언어로 자리 잡고 있습니다. 특히 과학영재 학생들에게는 단순한 도구 활용을 넘어, 문제를 스스로 정의하고 이를 모델로 표현하며, 실제로 구현하는 능력이 필수적으로 요구됩니다.
이에 따라 본 교육의 방향은 명확하게 설정되었습니다. AI를 단순히 배우는 데 그치는 것이 아니라, AI를 활용하여 실제 문제를 해결하는 교육을 지향하였습니다.
보고서에서도 강조하고 있듯이, 본 교육은 기술 습득 자체에 목적을 두지 않습니다. 오히려 인공지능을 매개로 하여 창의적 사고와 융합적 문제 해결 능력을 기르는 데 핵심 목표를 두고 운영되었습니다.
2. 수업이 아니라 ‘연구’로 넘어가는 순간
R&E (Research & Education)
이 활동은 단순한 프로젝트 수준에 머무르지 않습니다. 학생들은 주어진 과제를 수행하는 것이 아니라, 스스로 연구의 전 과정을 설계하고 실행합니다. 먼저 연구 주제를 직접 설정하고, 문제 해결을 위한 데이터를 수집하며, 이를 기반으로 모델을 설계합니다. 이후 실험을 통해 결과를 검증하고, 그 과정을 정리하여 논문이나 포스터 형태로 발표합니다. 이러한 과정은 실제 학회 참여로까지 이어지며, 학생들은 자신의 연구 결과를 외부와 공유하는 경험을 하게 됩니다.
이 과정에서 가장 중요한 변화는 학생의 역할입니다. 단순히 지식을 배우는 학습자에서 벗어나, 문제를 정의하고 해결하는 연구자로서의 역할을 수행하게 됩니다. 즉, “학생에서 연구자로”의 전환이 이루어지며, 이것이 본 교육 활동의 가장 큰 차별점입니다.
3. 로봇 + AI 융합
본 교육 과정에서는 단순한 이론 학습을 넘어 실제 문제를 해결하는 연구 활동이 이루어졌습니다. 대표적인 연구 주제로는 효율적인 이동을 위한 경로 계획 알고리즘 설계, LiDAR 데이터를 활용한 환경 모델링, 그리고 딥러닝 기반의 메쉬 생성 방법 개선 등이 있습니다.
이러한 연구 활동의 핵심은 특정 기술을 배우는 데 그치지 않고, 문제 해결의 전 과정을 학생이 직접 경험하는 데 있습니다. 학생들은 먼저 이론을 학습한 후 이를 바탕으로 직접 구현을 수행하고, 실험을 통해 결과를 검증한 뒤, 개선 과정을 반복합니다. 즉, ‘이론 → 구현 → 실험 → 개선 → 반복’의 순환 구조를 스스로 수행하며, 하나의 완결된 문제 해결 사이클을 경험하게 됩니다.
이 과정에서 학생들은 단순한 지식 습득을 넘어, 실제 연구자가 문제를 다루는 방식과 사고 과정을 체득하게 됩니다.
4. 기업과 연결
AI 교육에서 결코 빠질 수 없는 요소는 ‘현실과의 연결’입니다. 교실 안에서 배우는 이론과 기술이 실제 사회와 산업 속에서 어떻게 활용되는지를 이해하지 못한다면, 학습은 단편적인 지식에 머무를 수밖에 없습니다. 이러한 문제의식을 바탕으로 본 교육 활동에서는 기업 탐방 프로그램을 적극적으로 운영하였습니다.
학생들은 삼성전자, 네이버, 한국전자통신연구원(ETRI 등 다양한 IT 및 첨단 산업 현장을 직접 방문하였습니다. 이 과정은 단순한 견학에 그치지 않고, 현업 전문가의 특강을 통해 실제 기술이 어떻게 개발되고 활용되는지에 대한 구체적인 사례를 접하는 기회로 확장되었습니다. 또한 기업에서 요구하는 역량과 문제 해결 방식에 대해 직접 듣고 이해함으로써, 학생들은 자신이 배우고 있는 AI와 프로그래밍이 현실에서 어떤 의미를 가지는지를 체감할 수 있었습니다.
이러한 경험은 자연스럽게 진로 탐색으로 이어졌습니다. 학생들은 막연하게 느껴졌던 기술 분야를 보다 구체적으로 이해하게 되었고, 자신의 흥미와 역량을 바탕으로 향후 학습 방향과 진로를 스스로 설계해 나가기 시작하였습니다. 결국 이 프로그램은 단순한 체험 활동을 넘어, “왜 이걸 배우는가”라는 질문에 대한 답을 학생 스스로 발견하게 하는 중요한 계기가 되었습니다.
5. 인문 예술 융합
데미안 프로젝트는 인공지능 기술과 인문학적 사고를 결합하여, 학생들의 창의성과 융합적 사고 역량을 확장하기 위해 기획된 교육 프로그램입니다. 이 프로젝트는 단순한 AI 기술 활용을 넘어, 문학 작품에 담긴 의미를 데이터와 알고리즘을 통해 새롭게 해석하고 표현하는 데 목적을 두고 운영되었습니다.
프로젝트의 중심에는 헤르만 헤세의 『데미안』이 있으며, 학생들은 작품을 읽고 이해하는 과정에서 출발하여 텍스트를 데이터로 변환하고 분석하는 활동을 수행하였습니다. 예를 들어, 작품 속 단어의 빈도를 분석하거나 감정의 흐름을 시각화하고, 주요 개념과 주제를 데이터 기반으로 재해석하는 과정을 경험하였습니다. 이를 통해 문학 작품을 단순히 감상하는 것이 아니라, 구조적으로 분석하고 다양한 방식으로 표현하는 능력을 기를 수 있었습니다.
또한 이 프로젝트는 예술적 표현과의 융합을 중요한 요소로 포함하고 있습니다. 학생들은 텍스트 분석 결과를 바탕으로 음악, 이미지, 시각화 자료 등 다양한 형태의 산출물을 제작하였으며, 인공지능 기술을 활용하여 새로운 창작물을 생성하는 경험을 하였습니다. 이러한 과정은 AI 기술이 단순한 계산 도구를 넘어 창의적 표현의 도구로 활용될 수 있음을 체감하게 합니다.
데미안 프로젝트의 또 다른 특징은 학생 주도성에 있습니다. 학생들은 주제 설정부터 분석 방법 선택, 결과 해석, 산출물 제작에 이르기까지 전 과정을 스스로 설계하고 수행하였습니다. 이 과정에서 문제를 정의하고 해결하는 능력뿐만 아니라, 협업과 의사소통, 그리고 자기 주도적 탐구 역량이 함께 향상되었습니다.
결과적으로 데미안 프로젝트는 인공지능과 인문학, 예술을 유기적으로 연결한 융합 교육의 사례로서, 학생들이 기술과 인간적 사고를 함께 이해하고 활용할 수 있도록 돕는 데 중요한 역할을 하였습니다. 이는 미래 사회에서 요구되는 창의적 문제 해결 능력과 통합적 사고를 기르는 데 의미 있는 교육적 경험으로 작용하였습니다. 데이터 분석 → 작사 → 작곡의 결과물까지로 이어지는 산출물이 완성된 점에 의미가 큽니다.
6. 느낀점
“AI 교육은 내용보다 구조가 더 중요하다”는 말은, 단순히 어떤 내용을 가르치느냐보다 학생이 그 내용을 어떻게 경험하고 체득하느냐가 더 본질적이라는 의미입니다.
AI 개념이나 알고리즘을 전달하는 것 자체는 어렵지 않습니다. 그러나 그것을 실제 문제 상황 속에서 적용해 보고, 실패와 수정의 과정을 거쳐 스스로 이해하게 만드는 경험은 전혀 다른 차원의 교육입니다.
결국 중요한 것은 지식을 전달하는 방식이 아니라, 학생이 문제를 정의하고 해결하는 전 과정을 직접 겪도록 설계하는 것입니다. 이러한 경험 속에서 학생은 단순한 학습자를 넘어, 스스로 사고하고 탐구하는 주체로 성장하게 됩니다.
SW-AI 사업을 실제로 운영하는 과정은 결코 쉽지 않습니다. 교육활동 설계부터 프로그램 운영, 학생 지도, 외부 기관 협력까지 많은 시간과 에너지가 요구되며, 때로는 번거롭고 부담스럽게 느껴질 수 있습니다. 그러나 이러한 과정을 통해 얻는 경험은 단순한 업무 수행을 넘어, 교육에 대한 관점을 근본적으로 확장시키는 계기가 됩니다. 무엇보다 학생들이 변화하는 모습을 직접 확인하는 순간, 그 모든 과정의 의미를 분명하게 느낄 수 있습니다.
따라서 이러한 사업은 힘들고 복잡하더라도 충분히 도전해 볼 가치가 있습니다. 새로운 교육 구조를 설계하고, 학생들에게 깊이 있는 학습 경험을 제공하는 과정 자체가 교사에게도 성장의 기회를 제공하기 때문입니다. 결과적으로 이러한 도전은 학생과 교사 모두에게 의미 있는 변화를 만들어내며, 미래 교육의 방향을 실제로 구현해 보는 소중한 경험이 됩니다.