4 차산업혁명과교육패러다임의변화 중앙대학교교육학과송해덕교수
Orientation 미래사회, 과학기술면에서가장큰변화를가져올 4 차산업혁명의특징이뭘까요? 지능정보사회
4 차산업혁명 1 차산업혁명 2 차산업혁명 3 차산업혁명 4 차산업혁명 증기기관을활용한공장생산 전기에너지를활용한분업화및대량생산 전자및 IT 시스템을활용한자동화된생산 인공지능등 cyber-physical 시스템의활용 인공지능기술의발전 지능정보사회의도래 교육패러다임의변화
4 차산업혁명과교육패러다임의변화 1 2 지능정보사회의도래 교육패러다임의변화
지능정보사회의도래
인공지능기술, 어디까지왔나? 1) 인공지능의개념 인공지능 (Artificial Intelligence, AI)* - 사람의생각과관련된활동 ( 의사결정, 문제해결, 학습등 ) 을자동화하는것 (Bellman, 1978). - 인간의사고, 학습, 언어등의지능을모방할수있도록설계된일련의알고리즘체계 * 학계에서인정받는유일한정의가아직존재하지않음
인공지능기술, 어디까지왔나? 2) 인공지능의발전 1940 년대뉴런의기능및작용과명제논리에대한연구에서인공지능의개념등장 1956 년다트머스컨퍼런스수학자 John McCarthy, 인공지능 용어사용 1965 년스탠포드대, 전문가시스템 Dendral 개발 1974-1980 첫번째암흑기 : 정보처리능력한계와연구자금중단 1980 년대과거에이론화되었던개념들, 신경망이론들이등장하면서인공지능이다시각광받기시작함 1997 년슈퍼컴퓨터 딥블루, 세계체스챔피언에게승리 1987-1993 두번째암흑기 : 데이터부족 90 년대후반이후대량의데이터가지속적으로축적, 하드웨어의성능이개선, 딥러닝과같이자기학습이가능한알고리즘의발전 2000 년대기계학습과패턴인식의발달로실생활에본격적으로적용
인공지능기술, 어디까지왔나? 2) 인공지능의발전 2010 2011 2012 구글, AI 탑재무인자동차공개 IBM 왓슨, 퀴즈쇼에서우승 구글, 고양이인식성공
인공지능기술, 어디까지왔나? 2) 인공지능의발전 딥러닝으로인간의 직관 영역인바둑까지이긴인공지능 2010 2016 구글딥마인드의알파고 (AlphaGo), 이세돌 9 단에게승리 (4 승 1 패 )
인공지능기술, 어디까지왔나? 3) 인공지능기술발전의핵심 : 학습 (Learning) 머신러닝 (Machine Learning, 기계학습 ) - "Field of study that gives computers the ability to learn without being explicitly programmed. (Arthur Samuel, 1958) - 인공지능 (AI) 의 학습 에관한부분을구체화한기술인머신러닝은데이터에내재된패턴, 규칙, 의미등을컴퓨터로하여금알고리즘을기반으로스스로학습하게해, 새롭게입력되는데이터에대한결과를예측가능하도록하는기술 Image source: https://www.google.co.jp/search?q=machine+learning&source=lnms&tbm=isch&sa=x&ved=0ahukewin0rp8k8foahulkzqkhbsrcm4q_auiccgb&biw=667&bih=622#imgrc=mzpbs5xfvlgtzm%3a
인공지능기술, 어디까지왔나? 3) 인공지능기술발전의핵심 : 학습 (Learning) 딥러닝 (Deep Learning) : 컴퓨터가사람처럼생각하고배울수있게하는인공지능기술로컴퓨터가사물을분별하도록기계를학습시킴 예 : 개나고양이이미지를보고인간인답을알려주는것이아닌, 개나고양이다라고컴퓨터스스로판단을내림 1. 기계학습알고리즘방대한용량의고양이이미지를모아고양이라는것을학습시킴 2. 데이터속에내재된패턴이나룰을찾아내컴퓨터가스스로추론해냄 신경망이론을이용하여설명 : 입력층과출력층사이에하나이상의숨겨진층을갖고있는심층신경망 (DNN, Deep Neural Network) 을가짐 Image Source: http://www.amax.com/blog/wp-content/uploads/2015/12/blog_deeplearning3.jpg
지능정보사회의도래 사물인터넷 1) 사물인터넷 (IoT) 상용화에대한전망 빅데이터등이다양한매체를통해집중적으로조명 불과 2 년만에사물인터넷상용화에대한기대감고조 사물인터넷 기술촉발부풀려진기대의정점 환멸제거계몽단계생산성안정 2012 2014 Gartner, Hype Cycle Model 기술의성숙도표현
일자리의수 지능정보사회의도래 3) 직업의변화 : 직업분야별자동화확률 (1) 400M 운수및수송 생산 300M 헬스케어관련 200M 교육, 법률, 예술, 방송관련 100M 컴퓨터, 엔지니어링, 과학경영, 사업, 금융관련 건설및채굴서무및행정적지원서비스판매관련서비스 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 자동화확률 Frey, C. B. & Osborne, M. A.(2013). The Future of Employment: How Susceptible Are Jobs to Computerization? Oxford Martin School, September.
교육패러다임의변화
지능정보사회의도래 지능정보사회의도래 직업의변화 역량의변화 그렇다면, 교육은?
교육패러다임의변화 패러다임이란, 사고를지배하는개념의체계를말하는데요. 미래에는교육패러다임에변화가있을것으로예상됩니다. 여러분각자 미래교육 하면떠오르는단어를말해볼까요? 교육
敎育百年之大計 17
교육패러다임의변화 1) 핀란드 hundred: 교육혁신을위해 100 가지비젼, 100 개해외사례들, 혁신국내시도 https://hundred.fi/experiments
교육패러다임의변화 1) 핀란드 hundred: 교육혁신을위한 100 가지아이디어 역량방법 평가교육환경교사리더십 어떠한능력을 / 합리적이고 이상적인 교사의역할은 수업, 학교, 지역등 어떻게 효과적인 온 오프라인 어떻게 모든차원의 가르칠것인가 평가는 교육환경의 달라져야 성공을이끄는 어떠해야하는가 조건은 하는가 교육리더십이란 무엇인가
교육패러다임의변화 1) 역량 : 어떠한역량을가르칠것인가? 언어, 심볼, 텍스트활용하기 지식, 정보활용하기 테크놀로지활용하기 상호작용을위한도구사용하기 이질적집단과상호작용하기 타인과적절한관계형성하기 팀에서공동협력, 작업하기 관리및갈등해결 자율적으로행동하기 Q. 여러분이생각하기에미래사회에가장중요한역량은? 전체적인상황안에서행동하기 삶의계획과개인적프로젝트구상하고실행하기 권리, 이익, 한계와요구를옹호하고주장하기 OECD(n.d.). Executive summary: The definition and selection of key competencies. Retrieved from: http://www.oecd.org/edu/skills-beyondschool/definitionandselectionofcompetenciesdeseco.htm 20
교육패러다임의변화 1) 역량 : 어떠한역량을가르칠것인가? 인성및도덕성 http://news.joins.com/article/10604237
교육패러다임의변화 1) 역량 : 어떠한역량을가르칠것인가?
교육패러다임의변화 1) 역량 : 어떠한역량을가르칠것인가? 인성및도덕성 - 시카고대교수 Heckman(2006), 학생이학창시절에보였던다양한특성과성인이된후의성공여부관계에대한종단분석결과 인지적역량 ( 지능, 학업성취도 ) 보다성실성, 호기심, 인간관계, 자신감등개인의성격특성이강하게작용 행복하고성공한사람들의비밀 : 그랜트스터디 1940 년대에하버드대학교를다녔던학생들을 75 년간추적한인간의행복에대한종단연구 1. 자신을알고한발물러설수있다. 그러고는어떻게반응할지선택한다. 2. 6 초의여유로감정과이성을연결시킨다. 3. 성장과좋은판단을위해감정을적절하게분출하고표현한다. 4. 이어질결과를예측하고긍정적결과를창조한다. 5. 타인과공감하고행복에기여하며타인을위해희생한다.
교육패러다임의변화 1) 역량 : 어떠한역량을가르칠것인가? 인성및도덕성 - 창의성교육에서인성적측면을강조하는국제동향 : OECD Education and Social Progress 프로젝트 - 교육부 (2016), 인성교육 5 개년종합계획발표 인성은창의성, 민주시민역량발현을위한필수적소양 미래인재육성을위한최우선과제
교육패러다임의변화 1) 역량 : 어떻게가르칠것인가? 몰입 (Engage) 몰입 (engage) 하면미래에대해흥미진진하게탐구하게된다. 하워드가드너 ( 다중지능이론가, 하버드대교수 ) http://m.chosun.com/svc/article.html?sname=news&contid=2016042600157
교육패러다임의변화 몰입 (Engage) 을높이려면? NSSE (National Survey of Student Engagement) 학업적도전 1) 역량 : 어떻게가르칠것인가? 몰입 (Engage) 의개념 - 교실활동참여, 지속적인노력과시간투자, 즐거움, 만족감, 학습전략사용등을의미 - 역량향상, 학업성취, 개념학습능력, 학업적유능감등에영향을미친다는다수의연구결과 지지적인환경 풍부한교육적경험 활동중심, 협동학습 교수자와의상호작용
교육패러다임의변화 1) 역량 : 어떻게가르칠것인가? 디지털교과서, LMS 등에서학습데이터활용 http://m.chosun.com/svc/article.html?sname=news&contid=2016042600157
교육패러다임의변화 1) 역량 : 어떻게가르칠것인가? 디지털교과서, LMS 등에서학습데이터활용 학습자활동 ( 문제풀이시간, 힌트창을열고닫은시간, 힌트클릭수, 토론및퀴즈에참여등 ) 학습목표와내용 학습결과 ( 정답여부, 득점, 문제의난이도등 ) 학습경로 (learning) 개별화된적응형교육제공
교육패러다임의변화 2) 평가 : 어떻게할것인가 창의교육혁신을위해서는학습평가체제를본질적으로변화해야함 창의적으로배우고이를평가 입시와학교교육과정의연계 평가의다양화
테크놀로지를활용한유연하고즉시적인평가 시기접근경로피드백문제유형 NEXT GENERATION TRADITIONAL Office of Educational Technology (2016). 2016 National education technology plan: Future ready learning. Retrieved from: http://tech.ed.gov/netp/ 30
교육패러다임의변화 3) 교육환경 : 능동적으로참여하는학습환경 지식전달에용이한학습공간 3D 프린터 인터랙티브데스크 상호작용촉진, 학습촉진을위한도구활용융통적학습공간의증가 창문및가벽의다양한활용
교육패러다임의변화 3) 교육환경 : 능동적으로참여하는학습환경 Makerspace - 메이커문화 : 만들고, 배우고, 공유하라! 3D 프린터, 전자회로등여러가지기술을활용하여원하는것을스스로만들고, 그방법을공유하는문화 - 글로벌동향 : 미국오바마정부는 150 여개의학교와각주공립도서관등에 3D 프린터와레이저커터같은디지털제작도구를갖춘 메이커스페이스 를만들고, 기업가들과과학기술자들의협력을얻어 STEM 교육을강화, 지원하는정책 - 국내에서도정부주도의메이커교육움직임시작 http://happyedu.moe.go.kr/happy/bbs/selecthappyarticleimg.do?nttid=4822&bbsid=bbsmstr_000000000192
교육패러다임의변화 4) 교사 : 미래교사의역할 컨베이어벨트위에서학습자를양산하는것과같은산업의요구에기반한전통적인교육시스템안에서는개별화된학습경로를제공하기어렵다. Pasi Sahlberg ( 하버드대교육학과방문교수 ) 가르치기보다는학습을안내하고, 참여를유도하고, 호기심을불러일으키는촉진자로서의교사자율성부여가핵심! 학습프로세스관리 학습과정참여촉진 선수지식활용 자율적문화 한국교육학술정보원 (2010)
교육패러다임의변화 5) 리더십 : 창의적교육생태계를위한리더 창의적교육생태계구축 교장 교사들이학생역량발휘를조성할수있는조건마련 교육청지역구안의학교들이협력을통해가능성의풍토를생각할수있도록조건마련 정부교육청들이본연의역할을다할수있도록조건마련
교육패러다임의변화 5) 리더십 : 창의적교육생태계조성을위한리더 Bronfenbrenner(1979) 생태학적체계이론 OECD(2013) Innovative Learning Environments Project: 교육생태계혁신에있어리더십의핵심적역할강조 : 지역사회와의협력을통한창의적교육생태계조성역할
5 강내용정리 - 딥러닝, 패턴인식기술의발달로인공지능의발달 - 완전자동화지능정보사회직업의변화 - 직업의변화에따른역량의변화
5 강 역량 - What? 인성교육 - How? 몰입할수있는교육, 학습자데이터기반개별화된적응형교육 리더십 - 창의적교육생태계조성을위한학교장, 교육청, 정부의노력필요 - 가능성의풍토 마련역할 지능정보사회의교육패러다임 평가 - 학습평가체제의본질적변화 교육환경 - 능동적으로참여하는학습환경 교사 - 참여유도, 학습안내, 호기심을불러일으키는 촉진자 로서의교사
5 강심화질문 미래사회의교육패러다임의키워드를교육내용, 교육방법, 교육평가, 교사역할, 교육생태계측면에서각각정의해보세요