▲ 인공지능GLE, 손글씨 기반 인공지능 서‧논술형 환류 체계

[뉴스앤톡] 충남교육청은 ‘아이글(인공지능GLE, 손글씨 기반 인공지능 서‧논술형 환류 체계)’을 활용하여 인공지능 기반 서․논술형 평가 환류를 통한 평가 혁신 기반을 조성하고 있다.

‘아이글’은 생성형 인공지능 확산으로 정답을 찾는 능력보다 생각하는 힘을 기르는 교육의 중요성이 커지는 시대적 변화와 미래 사회를 대비하는 역량 함양 중심의 서․논술형 평가 비중을 확대하는 2022 개정 교육과정의 현장 안착을 지원하기 위해 2022년 충남교육청과 (주)네오랩컨버전스가 업무 협약을 통해 개발에 착수하여 2023년부터 현재까지 시범 운영 및 고도화를 진행하고 있다.

마주온(충남형 미래교육 통합 마당) 내에서 사용하는 ‘아이글’은 스마트펜(그림 인식 내장형 필기구)을 활용한 손글씨 정보를 바탕으로, 인공지능의 분석과 교사의 교육적 판단을 결합하여 개인 맞춤형 환류를 제공하는 서‧논술형 평가 지원 체계이다.

‘아이글’의 활용은 3단계로 이루어진다. 1단계는 ‘서․논술형 평가 수행 및 결과 수집’ 단계로, 학생들이 종이에 스마트펜을 활용하여 손글씨로 입력한 서․논술형 평가 정보를 수집하고 디지털 정보로 변환한다. 이 과정에서는 손글씨 인식 외에도 학생 자료 게시 및 컴퓨터 입력 방식도 모두 지원하고 있다.

2단계는 ‘인공지능 환류를 통한 진단 및 분석’ 단계로, 평가기준표(루브릭)에 따른 1차 인공지능 환류가 이루어진다. 아이글은 인공지능 기술을 활용하여 학습 저해 요소(오개념, 오류 유형, 취약 요소 등)를 분석 및 진단하여 개선 방안을 제안한다. 또한 손글씨 풀이 과정에서 ‘필기 순서 재생, 멈춤(망설임), 수정 이력, 필기 압력 등’을 인공지능이 분석하여 학습 행동 패턴을 진단한다.

3단계는 ‘개별 맞춤 환류’ 단계로, 인공지능을 교사의 보조도구로 활용하여 1차 인공지능 환류를 바탕으로 교사의 교육적 판단에 따른 최종 의견 작성을 통해 개별 맞춤 성장을 지원한다. 교사는 아이글을 통해 평가 과정을 확인할 수 있으며, 학생은 학습 결과 보고서를 통해 학습 성취를 점검하고 성찰할 수 있다.

서‧논술형 평가는 객관성과 신뢰도 확보가 어려워 공정성에 대한 우려가 있으며, 채점과 환류에 많은 시간이 소요되어 교사의 부담이 크다. 그러나 ‘아이글’은 인공지능을 교사 지원 보조도구로 활용함으로써 인공지능 환류를 통한 서‧논술형 평가의 객관성 및 신뢰도를 높일 수 있으며, 서‧논술형 평가에 대한 개인 맞춤형 환류를 제공하여 학생 개별 맞춤 학습 지원, 학습 격차 완화, 기초 학력 향상 및 사교육비 경감에 기여할 것으로 기대된다. 또한 인공지능 환류를 통한 평가 업무 자동화 및 간소화를 통해 교사의 평가 업무 부담을 낮추어 교육적 전문성을 발휘하는 데 전념하도록 지원한다.

특히, 아이글을 통해 학생의 디지털 역량 차이(오탈자, 기기 미숙으로 인한 시간 내 미입력 등)로 인한 평가 변인을 최소화한다. 또한 디지털 과의존, 인공지능 활용 부정행위 등 디지털 역기능을 예방할 수 있으며 디지털 기술과 아날로그 필기를 결합한 균형있는 평가를 설계할 수 있다.

충남교육청이 개발하여 시범 적용하고 있는 아이글은 현재 2.0으로 고도화되어 수학 과정 평가에 최적화되어 있다. 단순히 정답 여부만 확인하던 기존 평가 방식에서 벗어나 학생의 ‘수학적 사고 및 풀이 과정’과 ‘학습 저해 요소’를 정밀하게 짚어내어 수학 학습 격차 해소와 개별 맞춤 교육에 기여하고 있다.

기존의 진단평가는 대부분 선다형 위주로 구성되어 있어 학생이 어떤 과정에서 오개념을 가졌거나 풀이 과정에 오류가 있는지 파악하기 어려우며, 시행 시기가 3월에 집중되어 상시 진단을 통한 환류에 한계가 있다.

반면, 아이글을 활용한 수학 진단은 학생이 손글씨로 직접 작성한 수학 수식과 풀이(서술) 과정을 인공지능이 1차 분석(잘한 점, 보완할 점, 성장할 점, 내용 분석)한다. 또한 집합 표기 등 다양한 손글씨 수학 기호를 인식하고, 원주율 누락이나 단위 표기 오류와 같은 풀이 과정에서 발생한 논리적 오류도 진단한다. 이후 교사의 교육적 판단으로 최종 채점과 개별 맞춤 환류를 제공한다. 이는 선다형‧단답형을 넘어 학생들이 문제를 해결해 나가는 논리적 단계와 사고 과정을 종합적으로 진단하고 학습 저해 요소(오개념, 오류 유형, 취약 요소 등)를 분석하여 수학 기초 학력 함양에 기여한다.

아이글의 가장 큰 차별성은 학생의 손글씨 풀이 과정 분석과 함께 ‘필기 행동 유형 분석’을 제공한다는 점이다. 단순한 글자 인식을 넘어 필기 순서 재생, 멈춤(망설임), 수정 이력, 필기 압력 등을 분석하여 학습 행동 패턴을 진단한다.

실제 초등학교 6학년 비율 단원 문제에서, 한 학생이 전체 풀이 시간(155초) 동안 4번의 장시간 정지 구간을 보였다. 인공지능 분석 결과, 풀이 중간에 이전 작성한 내용을 다시 검토하거나 풀이 방향을 수정하는 부분적 역행 현상이 관찰됐다. 필기 속도는 비교적 확신 있는 양상을 보였지만, 문제에서 제시된 용량 수치를 잘못 옮겨 적는 실수가 발생한 것으로 분석됐다. 이에 인공지능은 단순히 오답 여부를 제시하는 데 그치지 않고, 식을 세운 직후 문제에 제시된 수치와 조건을 다시 대조하는 학습 분석을 제시하여 학생의 학습 성장을 도와주고 있다.

교육부는 대학수학능력시험에 인공지능 기반 서․논술형 평가 도입을 예고했다. 국가교육위원회가 주관하는 평가 개선 방안 협의회를 통해서는 충남교육청의 활용 사례가 공유되고 있는 만큼 충남교육청의 아이글은 현 정부 정책과 함께 가고 있다.

이병도 교육감은 “학생은 자신의 사고 과정을 스스로 성찰하며 성장하고, 교사는 학습 진단을 바탕으로 개별 맞춤 지도를 실천하는 것이 중요하다.”라며, “앞으로도 서․논술형 평가 확대를 통해 선택형 정답이 아닌 사고 과정을 중시하는 과정 중심 평가를 확대하고 수학 및 글쓰기 역량 향상을 위해 노력하겠다.”라고 말했다.

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