AI, 수학과 컴퓨터과학 수업 긍정적으로 이끌까?

AI는 수학 및 컴퓨터 과학 수업을 좋은 방향으로 변화시킬 수 있다는 주장이 나왔다.

해외교육매체 헤칭거리포트는 지난 1일, AI는 개인교사 역할을 하거나, 교사가 수학 수업을 계획하는 데 도움을 주거나, 다양한 수준의 교육에 맞춘 다양한 수학 문제를 작성할 수 있다고 전했다. 매체는 교육의 세계는 끊임없이 진화하고 있으며, 특히 수학과 컴퓨터 과학 분야에서 인공지능(AI)은 차세대 변화의 촉매제가 될 것이라고 밝혔다.

워싱턴주에 있는 퓨젯사운드대학의 수학 및 컴퓨터 과학 조교수 프라이스는 “AI가 올바르게 사용된다면 수학 교육을 강화하는 데 도움이 될 수 있다”고 말한다. 수학 점수가 전국적으로 사상 최저치를 기록하면서 교육자들이 수학을 다르게 가르쳐야 하는지에 대해 의문을 제기하고 있는 이 시점에 AI가 등장하고 있다.

그는 "컴퓨터는 지루한 일을 정말 잘한다. 우리는 지루한 일을 모두 할 필요가 없다. 컴퓨터에게 맡기면 된다. 그런 다음 답을 해석하고 우리가 내려야 할 결정에 대해 컴퓨터가 알려주는 것을 생각할 수 있다"고 말했다.

AI는 문제를 풀지 못해 허둥대는 학생에게 즉각적인 피드백을 제공하는 역할을 할 수 있다. 교사가 수학 수업을 계획하거나 다양한 수준의 교육에 맞춘 다양한 수학 문제를 작성하는 데 도움을 줄 수 있다. 초보 컴퓨터 프로그래머에게 샘플 코드를 보여줌으로써 기본 코드를 작성하는 방법을 배우는 지루한 과정을 건너뛸 수 있다.

전국의 학교들이 AI 도구 금지에 대해 논의하는 가운데, 일부 수학 및 컴퓨터 과학 교사들은 해당 분야의 특성상 이러한 변화를 수용하고 있다.

프라이스 교수는 "수학은 기술이 발전함에 따라 항상 진화해 왔다"라고 말한다. 100년 전만 해도 사람들은 슬라이드 규칙을 사용하고 모든 곱셈을 대수표로 했다. 그러다 계산기가 등장했다.

프라이스는 인간이 사용할 수 있는 기술을 염두에 두고 가르치므로 수업 시간에 학생들에게 직접 손으로 기술을 익히도록 한다. 그런 다음 그는 학생들이 집에 돌아가서 사용할 수 있는 기술의 한계에 대해 학생들과 논의한다.

그는 학생들이 패턴을 찾고, 다양한 방법이 어떻게 다른 또는 동일한 답을 줄 수 있는지, 그리고 그 답을 세상에 대한 의사 결정으로 변환하는 방법을 보는 것을 즐기기를 원한다.

반대로 챗GPT에는 한계가 있다. 수학 문제를 풀기 위한 올바른 단계를 보여주다가 오답을 제시할 수 있다.

이는 "실제로 수학을 하는 것이 아니기 때문"이라고 프라이스는 말한다. 다른 사람들이 비슷한 문제를 푸는 방법을 설명한 문장의 조각을 모아주는 것일 뿐이라는 것.

워싱턴대학 교육학 교수 민 선은 학생들이 챗GPT를 개인 과외처럼 사용해야 한다고 생각한다. 학생들이 수업 중에 길을 잃거나 수학 연산을 이해하지 못하면 챗GPT에게 설명을 요청하고 몇 가지 예를 제시할 수 있다.

온라인 학습 도구와 동영상 모음을 제공하고 오랫동안 수학 숙제를 도와주는 교육 비영리 단체인 칸 아카데미(Khan Academy)가 바로 그런 서비스를 만들었다.

칸아카데미의 최고 학습 책임자 크리스틴 디체보는 “학생들은 AI 튜터와 대화를 나누며 이해가 안 되는 부분을 말하면 AI 튜터가 설명을 해준다”고 말했다.

UW 교육학 교수인 선은 교사들이 수학 수업을 계획하고, 학생들에게 좋은 피드백을 주고, 학부모와 소통하는 데 챗GPT를 보조 도구로 사용하길 권장했다.

교사는 AI에게 "이 개념을 가르치는 가장 좋은 방법은 무엇인가요?"라고 질문할 수 있다. 또는 "학생들이 이 수학 개념을 배울 때 어떤 종류의 실수를 하는 경향이 있나요?"라고 질문할 수 있다. 또는 "학생들이 이 개념에 대해 어떤 종류의 질문을 할까요?"라고 질문할 수 있다.

또한 교사는 개념 이해도가 다른 학생들을 위해 다양한 수준의 수학 문제를 추천해 달라고 C요청할 수도 있다. 이는 교직에 처음 입문했거나 특수 교육이나 영어 학습자 등 다양한 요구를 가진 학생이 있는 교사에게 특히 유용하다.

또한 교사가 이미 완성도 높은 수업 계획을 가지고 있는 경우, 이를 챗GPT에 제공하고 비슷한 수업 스타일이지만 다른 개념의 다른 수업을 만들도록 요청할 수 있다.

현재의 기술은 교사들을 지원하고, 권한을 부여하고, 창의력을 증폭시키는 기술적 보조 수단일 뿐이다. 학생들의 주체성, 창의성, 전문성을 대체할 수 있는 것은 아니라는 점을 명심해야 한다.

워싱턴대학 컴퓨터 과학 및 공학 학교의 마그달레나 발라진스카 학장은 AI가 이룬 진전을 환영했다.

"AI의 지원으로 인간 소프트웨어 엔지니어는 컴퓨터 과학에서 가장 흥미로운 부분인 대규모 소프트웨어 설계 질문에 답하는 데 집중할 수 있게 되었다"라며 "AI를 통해 인간은 창의적인 작업에 집중할 수 있다"라고 말했다.

이 분야의 모든 교수가 AI를 커리큘럼에 통합해야 한다고 생각하는 것은 아니다. UC 샌디에이고의 연구 논문과 교육 주간 설문조사에 참여한 일부 교수들은 적어도 단기적으로는 챗GPT나 포토매스와 같은 유사한 도구의 사용을 차단하거나 무효화하는 것을 선호했다.

하지만 여전히 AI가 생성한 많은 코드를 읽는 것이 부정행위가 아니며 오히려 학습하는 방법이라는 주장도 있다. 최고의 작가가 많은 글을 읽는 것처럼 많은 프로그래머가 많은 코드를 읽는 것이고 매우 강력한 학습 방법이라는 주장이다.