학습용 소프트웨어 ‘코그니티브 튜터’인기

대수 1·2·기하 등 6∼12학년과정
인공지능 이용 종합적 학습 이끌어
모르는 부분엔 힌트주며 해결 유도
비디오 게임과 비슷해 ‘절로 흥미’


현재 시장에는 컴퓨터를 이용한 보충학습용 소프트웨어가 수없이 많이 나와 있다. 수백개 회사가 제작한 다양한 형태의 학습용 소프트웨어들은 대부분 컴퓨터를 사용한다뿐 기본적으로 문답식에서 크게 벗어나지 않는 것이 현실이나 한 수학 학습용 소프트웨어 프로그램이 학생들의 수학 성적을 향상시킬 뿐만 아니라 평소 기피하던 수학을 좋아하게까지 만들고 있어 화제다.
현재 전국의 1,700개 중고교에서 사용되고 있는 ‘카네기 러닝’이 제작한 이 소프트웨어 ‘코그니티브 튜터(Cognitive Tutor)’는 대수 1과 2, 기하등 6~12학년 수학 각 과목의 핵심을 책과 소프트웨어, 탐구및 활동을 통해 종합적으로 학습, 성적을 향상시킨다.
6년전 카네기 멜론 대학에서 시작한 카네기 러닝이 만든 이 소프트웨어는 인공지능을 이용, 개개인에게 맞도록 디자인된 가르침을 제공한다. 소프트웨어가 학생이 공부를 어떻게 얼마나 하는지, 강점과 약점은 무엇인지를 알아내어 취약한 부분에 대해서는 추가 학습을 제안할 뿐만 아니라 문제를 푸는 단계마다 살피다가 걸려 넘어지는 부분이 나오면 힌트를 주기도 한다.
“사람들은 수학문제를 푸는 방식이 저마다 다르기 때문에 문제 푸는 도중에 필요한 힌트도 저마다 다릅니다. 일반 소프트웨어에서는 그런 도움을 받을 수 없죠”라고 ‘카네기 러닝’의 공동 창립자이자 카네기 멜론대학에서 인간과 컴퓨터의 상호작용및 심리학을 가르치는 켄 코딘저 교수는 말한다.
대수 문제를 풀고 있는 뉴욕의 8학년생 로셸 브라운(14)이 -2.3 + .5의 답을 자꾸 2.8이라고 타이핑하자 컴퓨터 화면에는 ‘부호에 관해 생각해 보라’는 힌트가 떠오른다. 마침내 로셸이 정답인 -1.8을 쳐넣은 다음에야 컴퓨터는 로셸에게 다음 문제를 풀게 해준다.
그렇다고 이 소프트웨어가 교사의 가르침을 대체하는 것은 아니다. 많은 학교들이 수학 수업시간이 아니라 별도의 컴퓨터 랩에서 이 프로그램을 사용하고 있다. 이 프로그램을 사용하고 있는 뉴욕 브롱크스 소재 301 중학교 수학 교사 제이 램내린은 이 프로그램을 사용하면 학생들이 자기 나름의 진도로 공부할 수 있을 뿐만 아니라 교사도 흑판 앞에 서 있지 않고 교실 안을 돌아 다니며 학생 개개인을 돌볼 수 있어 좋다고 말한다. 17년동안 수학을 가르쳐 온 그는 개개인의 능력과 필요에 맞춰지는 ‘코그니티브 튜터’가 ‘예’‘아니오’ 아니면 ‘다른 답을 고르시오’ 정도의 반응만 얻는 다른 소프트웨어와 달라도 너무 다른 도우미라는 것이다.
인공지능을 이용한 학습 보조 시스템에 관해 연구한 멤피스 대학의 심리학및 컴퓨터 과학 교수 아트 그레이서는 이 프로그램은 “인지심리학과 인지과학 분야에서 연구되고 있는 것을 학교 시스템에 적용시켜 유일하게 가장 잘 성공시킨 사례“라며 “이 분야의 스탠다드가 되고 있다”고 칭찬했다.
그러나 인공 지능 이용 학습 보조 시스템에 회의를 갖는 사람들도 있다. 그중 가장 중요한 것은 프로그램이 너무나 열심히 정답을 내도록만 유도하기 때문에 학생이 자신의 실수를 통해 배울 기회를 주지 않는다는 것이다. 또 이 시스템은 수학이나 과학등 답이 명확하게 나오는 과목에는 사용하기가 비교적 쉽지만 많은 부분에서 딱 떨어지는 정답이나 오답을 내기 힘든 사회, 심리학, 경제학, 정치학, 비지니스나 법학 같은 분야에는 적용이 힘들다.
사실 수학에서도 컴퓨터가 측정하지 못하는 것은 있다. 학생이 지루해 하고 있는지, 혼란스러워 당황하고 있는지를 가려내지 못한다. 또 계산을 잡기장에 하는 것을 좋아하는지, 암산으로 하는 걸 좋아하는지도 모르고, 만일 잡기장에 써서 계산할 경우에는 맞았는지 틀렸는지 추적하지 못한다.
그러나 그와 같은 비판은 이 시스템의 사용 결과 앞에서는 빛을 잃고 만다. 카네기 멜론 대학 연구진에 따르면 코그니티브 튜터 대수 코스를 사용한 학생들은 사용하지 않은 학생들보다 성적이 계속 좋은 것으로 나타났다. 학생들을 계속 이 소프트웨어에 붙들어두는 매력중 하나는 가끔은 너무나 비디오 게임과 비슷하다는 점이다.
오스틴, 텍사스, 댈라스, 덴버,휴스턴, 마이애미, 뉴욕, 피츠버그, 샌디에고등 전국의 46개 대규모 교육구 학생 10만명 이상이 사용하고 있는 이 프로그램에 대해서는 카네기 러닝의 웹사이트 www.carnegielearning. com에서 자세히 살펴볼 수 있다.
일반 문의 전화 888-851-7094, info@ carnegielearning.com.

<김은희 객원기자>