[이종호의 포스트 펜데믹 로드맵-㉜] 가상현실 교육
[이종호의 포스트 펜데믹 로드맵-㉜] 가상현실 교육
  • 이종호 한국과학기술인협회장
  • 승인 2022.01.22 07:16
  • 댓글 0
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학자들이 포스트펜데믹 이후 사이버스페이스의 영향을 가장 크게 받을 분야로 미래의 교육을 꼽는다. 한국은 물론 세계의 거의 모든 국가에서 코로나19로 모든 교육 즉 초, 중, 고, 대학까지 비대면 온라인 수업, 비대면 화상수업, 이러닝(e-Learning) 교육 등으로 바뀌었다.

사실 미국에서 하루가 달리 확진자가 나타나 2021년 10월9일 기준으로 세계에서 가장 많은 환자(약 4,500만 명)와 사망자(약 73만 명)가 나왔다. 그런데도 미국에서 교육 부분에 한한 한 차질이 없었다는 설명이다. 한국에서 비대면 화상교육으로 교수들이 성의없이 교육한다면 ‘차라리 휴학하겠다’라는 불평 불만, 대학 등록금을 반환해야 한다고 시위까지 하는 것을 보면 다소 의외의 일이다.

코로나19가 전미국을 강타하는데도 불구하고 미국 내 교육이 흔들리지 않은 것은 단순하다. 초·중·고·대학생까지 모두 온라인 수업, 비대면 수업으로 수업을 마무리했기 때문이다. 이는 2000년 초부터 미국의 교육계에서 이러닝 형태의 교육이 부단히 준비하고 있었기 때문이다.

한국도 이에 따르고 있는데 이런 변화는 가상현실 즉 시뮬레이션 학습프로그램을 기본으로 한다. 이것이 보다 정착되면 미래의 학교 학생들은 일주일에 하루나 이틀만 학교에 간다. 학교 수업은 대체로 집안에 설치된 학습방에서 받을 수 있기 때문이다.

방에는 크기조절이 가능한 스크린과 터치스크린 전자장갑(커뮤니케이션 도구들: 음성인식기, 문자인식기), 녹음·녹화기능 등과 같은 도구들이 구비되어 있다. 집에서 공부할 수 있는 원격교육이 가능한 것은 실제 환경과 거의 차이가 없는 체험시뮬레이션 학습프로그램이 개발되어 사용되기 때문이다.

비대면은 사이버스페이스를 기본으로 하는데 새로운 교육 시스템이 다소 다른 것은 선생님의 직접 강의만 든는 것이 아니라는 뜻이다. 이 말은 교육 콘텐츠만 있다면 언제, 어디서나, 누구든지 쉽고 편리한 방식으로 지식과 정보에 접할 수 있다는 것이다. 즉 오프라인과 온라인을 넘나드는 교육환경으로 변모한다는 것을 의미한다.

그러므로 코로나19에 의한 강제적이 아닌 자유로운 상황에서 학교에 가고, 안 가고를 떠나서 언제, 어디서나 새로운 교육을 제공받을 수 있다. 이런 교육에 남녀노소는 물론 연령에 한도가 없음이 장점이다. 정부의 각 기관에서 다양한 교육 콘텐츠를 무상으로 제공한다면 배우려고 맘을 먹은 사람은 언제든 무엇이든 배울 수 있다.

이 말은 학자들은 코로나19로 인한 온라인 교육의 확산으로 이전 어느 때보다도 많은 사람들이 질 좋은 교육을 받을 수 있는 환경이 된다는 것이다. 사이버스페이스로서는 기회의 순간이라는 뜻이다.

가상현실 교육의 특징을 감정이입의 ‘자유’와 지속가능한 ‘평등’ 두 단어로 정리된다.

학생들에게 가장 큰 문제점으로 지적되는 따돌림도 생기지 않는다.

이집트 고대 문명을 배우는 과정을 보자. 먼저 스크린을 통해 선생님과 학생들은 인사를 하고 학습내용이 간략하게 소개된다. 학생들은 VRH(Virtual Reality Headset)을 쓴 후 프로그램이 실행되도록 준비한다.

프로그램이 시작되면서 이집트의 고대문명에 대한 여행이 시작한다. 학생들은 지금 선생님과 이집트의 피라미드 앞에 서있다. 선생님이 들려주는 설명에 귀 기울이며 학생들은 유물들을 관찰한다. 피라미드를 만들 때 사용된 딱딱하고 거대한 돌들을 만져보며 돌의 질감도 느낄 수 있다. 여러 가지 유물과 유적들을 둘러본 후 선생님의 지시에 따라 이집트의 옛 수도 테베의 카르낙 신전으로 순식간에 이동한다. 그곳은 지금 나일강의 범람으로 인한 이페트(IPET) 축제가 열리고 있다. 학생들은 고대 이집트인들의 축제와 의복, 음식, 주거 환경 등을 생생하게 살펴보면서 자신이 고대이집트인이 된 것 같은 착각을 느낀다.

인공지능 로봇을 네트워크로 연결해 가상공간에서 현실 세계를 체험할 수도 있다. 인간이 빠른 교통기관 즉 자동차, 비행기로부터 많은 것을 배운 것은 사실이다. 이 말은 자동차나 비행기 자체를 통해서가 아니라 우리가 전에 가보지 못한 곳을 이들 교통기관이 아니었다면 엄두도 내지 못했을 것이라는 뜻이다. 예를 들어 다리가 불편한 사람은 자기 대신에 로봇으로 하여금 백두산에 올라가게 한 후 그 로봇을 통해 눈앞에 펼쳐진 풍경을 조망하거나 나뭇잎 등을 밟아볼 수 있다. 마치 자신이 백두산에 올라가 있는 것과 같은 느낌을 받도록 하는 것이다.

세계의 오지 중에 오지라도 방문할 수 있는데 이들 지식은 과거의 인간들이 가지지 못했던 통찰력을 갖게 만들었다. 높은 곳에서 무언가를 보면 자신이 평소에 보던 것과 다르다는 것을 알게 된다. 나무만 보고 숲은 보지 못한다는 이유이다. 이는 교육에 이런 개념을 접목하여 교육을 획기적으로 바꿀 수 있다는 것을 의미한다. 가상현실 세계에서 달로 소풍가는 것도 어려운 일이 아니다. 우주선을 타고 달을 갔다가 대기권을 탈출하는 기분도 느낄 수 있다.?미국 자유의 여신상, 프랑스 파리, 남극은 물론 심해 바다로 탐험도 문제없다. 안방은 물론 교실에서 해외유학을 체험할 수 있다.

‘체감형 학습시스템’은 IT 기술과 타 산업이 결합해 성공한 대표적인 융합 시스템 중 하나이다. 이 시스템을 통해 학생들은 특별히 교사가 없더라도 불편 없이 자유롭게 공부를 할 수 있다. 예를 들어 영어 체감형 학습시스템을 사용할 경우 학생들은 고품질의 3D 학습콘텐츠 장치를 스스로 조정하면서, 마치 외국인과 말을 주고받듯이 여러 가지 표현들을 재현할 수 있다. 안방에서 직접 외국 대학과 연계하여 현지에서 공부하는 것처럼 학습할 수 있으며 학생들이 직접 참여할 수 있는 연극참여형 학습도 가능하다.

과학시간도 가상현실 세계로 이끌어 보다 이해력을 돕는다. 과학 선생이 센서를 설치하고 조별로 측정데이터를 관찰하라고 하자 학생들이 저마다 주어진 사물인터넷(IoT)정보를 이용해 정보를 수집하여 선생의 실험을 가상실습으로 수행한다. 가상실습은 과학 전 분야 교과목에 적용되므로 수학·과학 ICT 및 스마트 과학실험실 수업이 가능하다.

과학 가상현실 학습시스템을 이용할 경우 ‘기온과 바람’ 콘텐츠는 하루 또는 일주일 동안의 기온 변화, 모래와 물의 기열실험, 따뜻한 공기와 찬 공기의 움직임 등을 학습할 수 있다. ‘전기회로’ 콘텐츠는 직렬과 병렬 회로의 장단점, 전기회로도의 작동 원리 등을 혼자서 학습할 수도 있다.

이들 시스템은 지금까지 주입식, 또는 일방적으로 진행돼온 기존의 e-러닝 학습방법을 개선한 것이다. 3D 학습 콘텐츠를 현실 장면화해 학생들로 하여금 학습에 몰입할 수 있도록 분위기를 조성하는 증강현실 기술과 손가락에 착용할 수 있는 골무 같은 특정 도구를 이용, 학습콘텐츠를 선택, 이동, 축소, 확대, 회전할 수 있는 사용자 인터랙션 기술 등을 기존의 e-러닝 기술과 연계해 만든 융합기술 제품이라고 할 수 있다.

그러므로 그동안 좁고 노후화된 과학실에서의 수업과는 차원이 달라진다. 개구리 해부를 한다고 과학실 바닥을 피투성이로 만들던 과거의 실험실습은 사라진다. 사실 동물 해부실험은 과학 윤리적 문제까지 제기됐는데 가상 콘텐츠로는 직접 해부하는 것과 같은 경험을 얻을 수 있으며 한 번이 아니라 숙지될 때까지 여러 번 계속 진행할 수 있다.

시험도 집에서 본다. 모든 학생이 교실로 들어가 선생님이 제출한 시험을 본다. 옆에 앉은 학생의 답안지를 볼 수도 없고 엄마와 아빠가 도와줄 수도 없으므로 커닝은 생각할 수도 없다. 시험 시간이 지나면 자동적으로 프로그램이 종료되므로 답을 제대로 쓰지 못하면 빵점 맞기 십상이다. 더불어 문서 마이닝 시스템은 숙제 때문에 고생하는 학생들에게 더없이 좋은 기회가 될 것으로 보이지만 선생님은 걱정할 필요가 없다. 과제물을 받은 후 DB의 자료를 검토해보면 어디에서 숙제를 카피했는지 곧바로 알 수 있기 때문이다.

가상현실 교육에서 선생의 역할은 더욱 중요해진다. 교사에게도 ‘아이디어’가 중요한데 여기에서 아이디어란 IDEA는 ‘Interesting(흥미와 집중)’, ‘Development(개발과 혁신)’, ‘Engagement(참여와 실천)’, ‘Association(창의와 융합)’를 실천하는?과학교사상을 의미한다.

한마디로 시대가 달라지고 아이들이 달라지는 상황에서 일선 교사들도 갈수록 변화하는 미래형 학생들에게 맞추는 교육을 준비해야 한다. 코로나19로 현재 시행되고 있는 바로 그것이다. 교사들도 첨단 학습기기와 방법을 통한 서로 소통할 수 있는 쌍방향 수업 프로그램과 그에 맞는?교육을 준비해야한다. 사실 미래 인재는 한 가지만 잘하는 사람이 아닌 여러 가지를 응용하고 창조해낼 수 있는 융합인재를 의미한다. 기존의 지시형 전달형의 업무와 연수에 벗어나 학생들에게만 집중할 수 있도록 교사 역량강화 프로그램이 도입된다. 아이들과 함께 호흡하며 수업할 수 있도록 유형별 맞춤 교육도 기본이다.

필자소개
고려대학교·대학원 졸업, 프랑스 페르피냥대학에서 공학박사 학위 및 과학국가박사 학위
한국과학기술연구원(KIST), 한국에너지기술연구원에서 연구 활동저서: 「침대에서 읽는 과학」, 「4차 산업혁명과 미래 직업」, 「로봇은 인간을 지배할 수 있을까?」, 「유네스코 선정 한국의 세계문화유산」, 「유적으로 보는 우리 역사」 등 100여권



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