1 2015 November no.24 융합Weekly 발행일_ 2015.11.30 발행처_융합연구정책센터 TIP 디지털 교육 기술 동향 이남우 융합연구정책센터 선정 배경 정보통신기술의 발전에 따라 선택적, 맞춤형 교육이 가능해 지면서 전세계적으로 디지털 콘텐츠를 이용한 교육 관련 기술 개발이 활발히 이루어지고 있음 - 수업의 콘텐츠 및 방식의 다양화와 시공간 제약이 사라지면서, 집단 지성, 소셜 러닝 등을 활용한 학습자원의 공동 활용 및 협력 학습이 가능해짐 우리나라에서는 21세기 지식정보화 사회에서 요구되는 새로운 교육방법, 교육과정, 평가, 교사 등 교육 체계 전반의 변화를 이끌기 위하여 2011년 스마트교육 추진전략을 수립하여 시행함 - 최신의 정보기술(Technology-embedded)을 바탕으로 자기 주도적(Self-directed), 학습자의 흥미 동기 유발(Motivated), 맞춤형 교육제도(Adapted), 풍부한 학습자료(Resource enriched) 의 활용을 목표로 함 통신환경의 변화와 디지털 교육의 시장 변화 파악 및 대처가 필요함 기술개요 (정의) 디지털 콘텐츠를 바탕으로 수행되는 교육 (관련 기술) 크게 콘텐츠를 제작하고 이를 관리/운영하는 기술과 제작된 콘텐츠를 학습자가 활용할 수 있는 기술로 구분 가능함 - (콘텐츠) 문서 디지털화, 데이터 저장, 네트워크, 데이터 관리 기술, 클라우드 컴퓨팅 등의 기술 - (활용) 학습자 사용 환경, IoT, 가상현실, 디스플레이, 통신, 센서, 입력, 모바일 기기 등의 기술 (주요 요소) 디지털 교과서, 교육용 디바이스, 교육용 플랫폼 - (디지털 교과서) 과거 제한된 통식속도로 인하여 저용량의 텍스트와 이미지 위주의 디지털 교과서가 제작되었으나, 현재는 멀티미디어(동영상/애니메이션 등)와 웹 연동을 통해 교과와 관련된 외부자원을 적극적으로 활용할 수 있는 형태로 변화 중 - 현재 HTML5 또는 Javascript 등으로 구현 방식의 표준화가 진행 중이며, 광대역 통신 환경 구축 및
2 증강현실 및 가상 현실 기술과 해당 기기의 발전으로 가상 현실 속 체험형 디지털 교과서 및 교육용 디바이스가 활용될 것 - (교육용 디바이스) 별도의 교육용 디바이스를 제작하던 방식에서 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 휴대용 단말기와 함께 웨어러블 디바이스, 스마트 펜 등의 급격한 기술 발전으로 범용 기기를 기반으로 한 BYOD* 형태화 * Bring Your Own Device - (교육용 플랫폼) 데이터 저장 기술, 서버 관리 기술의 발전과 함께 클라우드 컴퓨팅 기술의 대중화로 다양한 개방형 교육플랫폼이 등장하고 있으며, MOOC*와 같은 대중을 대상으로 한 공개강좌 서비스도 등장 * Massive Open Online Course - 빅데이터 기술의 발전과 인공지능 기술, 감정 센서 등의 발전에 힘입어 적극적 쌍방형 강의가 이루어져 교육 중 실시간 소통이 가능해질 전망 그림 1. 디지털 교육의 구성요소 그림 2. 교육용 디바이스의 변화
3 (핵심 기술) 디지털 교육과 관련된 다양한 기술 중 큰 영향을 미칠 것으로 예측되는 대표적인 기술로는 햅틱스 로보틱스, 시각화, 모바일, 통신, IoT, 데이터분석, 3D프린팅, 인공지능 비서가 있음 - (햅틱스 로봇틱스) 학습자에게 촉각적인 피드백을 제공해 줌으로써 실감적인 교육을 가능하게 해 줄 것으로 기대되는 기술로, 특히 의료 교육과 실습 분야에서 큰 기여를 할 것으로 예상됨 - (시각화) 큰 화면과 쌍방향 칠판, 홀로그램, 피코 프로젝터, 모바일 기기 등 학습자에게 좀 더 효율적 으로 시각적인 콘텐츠를 전달하는 기술로, 현재는 LCD가 낮은 가격으로 주요 시장을 선점하고 있으나, 콘텐츠의 질이 향상되면서 OLED, 휘어지는 디스플레이, 3D 디스플레이 등이 향후 시장을 대체해 나갈 것으로 예상됨 - (모바일 기기) SNS를 통한 교육 등을 가능하게 만들어 줄 것으로 기대되며, 고성능의 저렴한 모바일 기기의 출시로 디지털교육의 질적 향상이 기대됨 - (통신기술) 학습자가 적은 비용 빠른 속도로 온라인 디지털 콘텐츠를 접할 수 있으며, 이를 위해 데이터와 파일 공유, 클라우드 컴퓨팅, 온라인 멀티미디어, 화상회의 등의 기술이 현재 활발히 활용되고 있으며, 통신용량 및 속도의 개선으로 향후 양질의 학습 디지털 콘텐츠가 개발될 전망 - (IoT) 학습자가 사용하는 데이터와 반응의 실시간 수집과 분석을 바탕으로 효율적인 교육이 이루어질 수 있으며, 시스템 구축 시 활용방안이 무한할 것으로 예상됨 영국에서는 8개 학교와 DISTANCE 콘소시움이 IoT 기반 자벨리(Xively) 클라우드 서비스를 통해 정보를 수집하고 실제 학습에 활용할 수 있는 방안을 연구 중 - (데이터 분석) 학습 관련 데이터를 분석하여 학습 패턴을 찾고 지도하는 기능이 구현되어 학습 시스템의 발전을 이끌어 나갈 것으로 예상됨 미국과 유럽의 상당수 초/중학교의 학습관리 시스템 잇츠러닝(Itsleaning)을 통해 학생들의 학습 성과를 모니터링. MyDistrict360은 교육행정담당자들을 위한 맞춤형 포털로 학습자의 데이터와 재정 정보를 시각화함 - (3D 프린팅) 그림과 영상만이 아닌 실제 모형으로 현실감 있는 학습을 가능하게 할 것으로 예상됨 미국 마이애미 대학 인류학 전공 학생들과 아이오와 주립 대학의 GeoGabLab 학생들은 고대 이집트 그릇이나 희귀 화석과 결정, 광석 등을 3D 프린터로 본떠 학습에 활용 중임 - (인공지능 비서) 자연어 처리를 수행하는 애플의 시리 나 구글의 나우, MS의 코타나 와 같은 인공 비서들이 학습 어시스턴트로 학습을 도울 것으로 예상됨
4 주요국 현황 많은 국가들이 정보통신기술 기반의 스마트교육 정책을 추진 중이며, 특히 호주, 미국, 핀란드, 일본, 싱가포르가 적극적으로 추진 중임 표 1. 주요국의 스마트교육 동향 국가 호주 미국 핀란드 주요동향 전세계적으로 가장 먼저 디지털 교육 기술 기반의 스마트 교육 과제를 시작함 다양한 전자 기기를 활용한 수업 지원 및 활발한 콘텐츠 공유를 위한 인터넷/클 라우드 기반의 플랫폼 개발이 가장 잘 이루어짐 Smart Class ICT elearning Index 및 학교별 ICT 사용 현황, 향후 전략, 학생 학부모 만족도 등이 담긴 연간 보고서 발간으로 학생, 학부모, 지역 사회가 자유로이 이를 열람하고 학생과 학부모는 자신에게 맞는 학교를 선정할 수 있음 2010년 디지털 교육 기술 기반 교육 정책을 시작으로 기기 배포 및 관련 제도 조직 구성을 통한 디지털 교육 활성화 추진 온라인 교육 콘텐츠 생산 및 학생들에게 유용한 피드백을 줄 수 있는 온라인 교육 평가 체계와 프로세스 개발을 중점적으로 수행 교육, 기술, 과학에 초점을 맞춘 디지털 교육 전담 기관 마련 및 디지털 교육 활성화를 위한 기반 및 결과 분석 방식 개발 애플, 마이크로소프트, 스프린트, 버라이즌, 어도비 등의 업체들이 소프트웨어 제공 및 디지털 기기, 콘텐츠 제공, 네트워크 무료 제공 등으로 5억 달러 이상의 지원을 수행 중 개별 기술 개발보다는 디지털 교육 환경 조성에 초점 디지털 교과서 및 온라인 교육에 한정하지 않고 학생들에게 가장 유익하고 맞는 학습 내용과 방법, 환경(물리적+가상적) 등에 대한 다양한 모형을 접목하는 방식을 적용하여 미래형 학교 모색 일본 싱가포르 교육용 기기 보급 및 디지털 콘텐츠 개발에 중점- 2017년까지 1인 1태블릿 보급 목표 (4년간 6조 5,000억원 투자) 클라우드 기반의 협동 플랫폼을 구축하여 디지털 콘텐츠 활성화에 초점 디지털 교육을 바탕으로 한 체험 에 가장 중점을 두고 있음 기존의 수동적인 교육이 아닌 3D/4D 콘텐츠를 활용한 체험 중심의 디지털 교육 시스템을 도입 중 국내에서는 1997년 디지털 교과서에 대한 기초연구가 시작된 이후 2002년 디지털 교과서 개발과 보급을 위한 중장기 계획, 2007년 디지털 교과서 상용화 추진 방안, 2011년 인재 대국으로 가는 길 스마트 교육 추진 방안 등으로 디지털 교육 사용화를 위해 정책적인 노력을 다각적으로 수행 중 - 디지털 교과서와 함께 스마트 교실 프로젝트를 추진하여 전자칠판 및 태블릿 보급을 통한 디지털 교육을 현장에서 시범적으로 운영 중 - 2011년 인재대국으로 가는 길 스마트 교육 추진 방안 에 따라 2014년 초등학교를 시작으로 2015년까지 초 중 고 교과서의 디지털화를 추진중이나, 아직 부진한 상황이며, 스마트 스쿨 도입 또한 세종시와 혁신 도시 일부지역에만 한정적으로 진행됨
5 주요 기업의 개발현황 (해외 기업) 미래 교육 IT시장의 성장을 예측하여 디지털 교과서 등의 교육용 콘텐츠를 효율적 으로 제공할 수 있는 플랫폼 중심의 기술 개발과 함께 기존 IT 기술 및 기기의 교육용 활용 지원 사업 진행 표 2. 해외기업의 스마트교육 개발 동향 기업 애플 구글 마이크로 소프트 퀄컴 인텔 주요동향 디지털 교과서 제작툴 ibooks2 개발 온라인 개방형 강의 플랫폼 itunes U 개발 미국 학교 아이패드 무상보급 실시 Google apps for education 교육용 앱 지원 무료 교육용 플랫폼 Classroom 개발 구글 플레이에서 디지털 교과서 제공 Microsoft Educator in Network를 통해 114개국 1만 2,000개 학교와 460만 명의 교사를 지원 스카이프 다중 영상회의 기술 활용 스카이프 인 더 클래스 룸 제공 코두 등 교육 프로그램 운영 윈도클래스룸(WIC) 협의회 구성을 통해 디지털 교육에 필요한 H/W, S/W 개발 추진 Wireless Reach 이니셔티브 스냅드래곤이 탑재된 삼성 갤럭시 태블릿과 연중무휴 24시간 4G/LTE 접속 환 경을 국내 시범적으로 제공 중 AllJoyn-Allseen Alliance 오픈소스 소프트웨어 제공 Vuforia 모바일 비전 플랫폼 개발 120,000 개 학습 컨텐츠 모듈이 포함된 OnTeacher 컨텐츠 플랫폼 구축 인텔 에듀케이션 솔류션(교육용 태블릿 PC+소프트웨어+교육컨텐츠) 개발 (국내 기업) 전자업체 및 통신업체, 벤처 등 다양한 기업이 교육용 디바이스, 플랫폼, 디지털 콘텐츠 개발 등을 진행 중 표 3. 국내기업의 스마트교육 개발동향 기업 삼성전자 LG전자 SKT 주요동향 스마트스쿨 구현을 위한 모바일 솔루션 제공 -화면 공유 서비스 및 미러링, 학생 디바이스 제어, 원격 실행, 수업 관리, 모둠별 협업 진행, 시험 등 스마트스쿨 관련 하드웨어 기기 제공- 태블릿 pc, 대형 디스플레이 장치 등 러닝허브 플랫폼 개발 현재 국내 1,226개 학교에 스마트스쿨 구축 스마트 스쿨 하드웨어 기기 제공 -84인지 전자칠판, 초단초점 프로젝터, 3D TV, 무선 장비, 단말기, 터치 펜 등 악세사 리, 수업관리용 데스크톱 디지털 교육 수업솔류션 iclass 제공 첨단 ICT 기술 체험을 위한 T.um 및 찾아가는 SKT 스마트교실 운영 장애학생을 위한 스마트 러닝 시스템 개발 MDM과 스쿨박스의 기능을 결합한 Smart Class Solution을 개발 중국 1,300여개 학급 대상 공급 스마트 교육 로봇 아띠 개발 청담러닝과 T 스마트러닝 플랫폼 개발
6 KT 청담러닝 KnowRe 교육용 로봇 키봇1, 키봇2 개발 초등 교과과정 올레스쿨, 중학교 대상 인터넷 강의 올레 수박씨닷컴, 일반 교육 프로그램 올레 tv now 디지털 교육 콘텐츠 제공 서비스 운영 (+삼성) 전자칠판, 컴퓨터, 노트북 등의 ICT실습 환경을 갖추고, 전력을 공급하기 위한 태양광 발전시스템이 장착된 이동형 교실 솔라스쿨 개발 및 아프리카 지역에 설치 보급 베트남 360여개 시범학교에 스마트 스쿨 장비와 학사관리시스템 솔루션 공급 스마트러닝을 위한 전반적인 플랫폼, 소프트웨어 관리/운영 시스템을 비롯한 콘텐츠 개발 운영 중 UNESCO와 아시아 개발도상국의 스마트 교육 프로젝트 추진 중 디지털 콘텐츠 제공 및 데이터베이스 플랫폼 구축 태국 IPST 부속학교에 스마트클래스 시범 공급 스마트 클래스 솔루션 CREO 개발 온라인 수학 교육 콘텐츠 개발 개인 맞춤형 콘텐츠 제공 시스템을 구축 교육과 게임의 접목을 통한 교육콘텐츠에 대한 흥미 참여 극대화 미국 50여개 중고등학교에 공급 운영중 시장 예측 이러닝, 교육용 디바이스, 솔루션 등 교육 산업 내 새로운 시장 창출이 예상되며, 해외 기업들이 적극적으로 참여하여 시장의 변화는 가속화 중 - 디지털 교육을 중심으로 한 스마트 교육, 스마트 러닝 시장 규모는 2020년 4,469억 달러에 이를 것으로 전망 (Market and Markets, 2015) - 중국의 온라인교육 시장은 15년 1,600억 위안으로 전망 (iresearch, 2014) 지속적인 시장 규모의 증대가 예상되며, 많은 기업들이 실제로 디지털 교육 기술 개발에 주력하고 있으나 수요처인 각국 정부의 예산 편성정도에 따라 시장 규모의 성장세는 달라질 것으로 예상됨 - 우리나라는 스마트 교실과 관련하여 올해 약 2조원 규모의 시장이 형성될 것으로 예상되었으나, 정부의 예산 집행 변화와 학교 현장에서의 스마트 교육 수요 부족으로 약 1,000억원 규모의 시장만 형성됨 시사점 디지털 교육은 정보통신기술을 비롯한 다양한 기술 개발을 통해 더욱더 확산될 전 세계적인 메가트렌드 - 해외 주요국은 디지털 교육에 관심을 갖고 이를 실행할 수 있는 정책적인 지원을 적극적으로 추진 중 - 반면, 우리나라는 앞선 정보통신기술을 바탕으로 발빠르게 디지털 교육에 뛰어들었으나, 최근 정책적인 지원이 확대되지 않는 상황 디지털 교육 관련 국내 기술은 동남아 지역을 중심으로 해외시장을 개척하는 등 일정수준에 올라와 있는 것으로 평가됨 - 하드웨어는 스마트폰, 태블릿 등의 교육용기기를 중심으로 높은 경쟁력을 가지고 있으며, 통신네트 워크 등 세계 최고 수준의 기술경쟁력을 갖고 있는 것으로 평가됨
7 - 교육용 콘텐츠는 다양성과 품질이 많이 부족하여 실제 스마트 교실이 구축되어도 활용되지 못하는 사례가 많음 - 교육용 플랫폼은 업체별 독자 플랫폼을 개발하여 제품 간의 경쟁을 통한 경쟁력 향상을 기대할 수는 있지만 서로 간의 호환성이 떨어짐으로 인해 시장 전체의 경쟁력 향상에는 도움이 되지 않는 것으로 평가됨 향후 디지털 교육을 이끌 것으로 예측되는 핵심 기술들은 현재 국내에서 많은 관심과 지속적인 투자를 받고 있는 분야이기 때문에, 향후 국내 디지털 교육의 기술 경쟁력은 증가할 것으로 예상됨 - 최근 콘텐츠 위주로 시장 재편이 이루어지고 있는 상황을 감안할 때, 콘텐츠 및 플랫폼 간의 호환성을 염두에 둔 기술 개발이 필요함 - 디지털 교육 콘텐츠 개발은 KnowRe와 같이 전 세계 시장을 대상으로 성공할 수 있는 콘텐츠를 우선적으로 개발하여 국제적인 경쟁력을 높이는 전략과 국내 디지털 교육 환경 조성을 위한 정부 중심의 국내용 디지털 교육용 콘텐츠 제작의 병행이 필요함 참고문헌 스마트교육 추진 전략 실행계획, 교육과학기술부 (2011) 스마트교육 글로벌 동향, 한국교육학술정보원(KERIS) (2012~2015) 디지털 교과서 최신 해외 동향 분석 및 주요 시사점, KERIS 이슈리포트, 한국교육학술정보원(KERIS) (2009) IoT가 바꾸는 미래학교 Smart Classroom, 디지에코 보고서 (2014) 스마트교육환경에서의 디지털교과서 표준화 방향, TTA Jorunal Vo.l. 149 (2013) 교육의 미래, 디지털에서 찾다, 더 퍼스트 미디어 (2014)