스마트시티(Smart City)와 미래 교육의 변화에 대하여

스마트 시티의 구축

과거에서부터 지금까지 도시는 꾸준히 지속하여 발전해왔다. 그리고 미래에도 다양한 분야에서 도시는 늘 그래왔듯이 진화할 것이다. 그 진화한 도시를 우리는 스마트시티라고 보고 있으며, 이 비전을 달성하기 위해서는 앞서 선행되어야 하는 다양한 기술들의 구축이 요구된다.

 

우선, 스마트시티가 제공할 수 있는 다양한 서비스를 이뤄내기 위해서는 기본적으로 사람이 손쉽게 해결할 수 없는 일을 해결할 AI(Artificial Intelligence) 기술이 본격적으로 필요하게 될 것이고, 이러한 AI를 운영하기 위해서는 도시에 관련된 수많은 데이터가 요구될 것이다. 따라서, 요구되는 방대한 도시 데이터(도시 빅데이터)를 관리하고 다루기 위해서는 데이터 허브라고 불리는 플랫폼을 꼭 구축할 필요가 있다. 이는 많은 양의 데이터를 효율적으로 관리하는 데 필요할뿐더러, 데이터를 더욱 빠르게 계산하고 전송하는 데 꼭 필요한 요소가 되기 때문이다. 데이터 허브가 모두 생성되면, 앞서 말한 도시 빅데이터를 수집하기 위해 스마트 IoT(Internet of Things)의 힘이 꼭 필요하게 될 것이다. 사물인터넷이라고도 불리는 IoT는 사물에 부착된 센서를 통해 도시데이터를 수집, 저장하여 플랫폼 연계 및 재난위험, 경보안내 등의 다양한 서비스를 발굴하는 데에 기여할 수 있으며, 측정한 데이터를 연계, 확산하기 위한 스마트 인프라를 구축하는데 핵심적인 역할을 한다.

 

Data Hub를 통해 관리되는 도시 빅데이터

 

이렇게 도시의 데이터를 운영하고 관리하는 시스템이 어느 정도 구축된다면, 이제는 보안에 중점적으로 신경을 쓸 필요가 생긴다. 어떻게 보면 스마트시티를 구현하기 위한 가장 중요한 요소가 사이버보안이라고도 할 수 있으며, 이는 절대적으로 수반되어야 하는 요소이다. 그 이유는 보안이 뚫릴 경우, 제공되는 서비스에 오류를 발생시킬 수 있으며, 이는 더 나아가 발생해서는 안 되는 인명피해와 산업피해까지로 이어질 수 있기 때문이다. 그리고 개인의 위치정보에도 접근할 수 있게 된다면 각종 범죄와 재산피해의 발생에도 영향을 끼칠 수 있게 되는 상황이 벌어질 수 있다. 따라서, 개인의 생명과 직결되는 심각한 문제에 연관이 있는 만큼, 도시 데이터에 대해 철저한 사이버보안이 요구된다.

 

마지막으로 이러한 모든 요소가 제대로 갖춰진다면, 비로소 실제 도시의 모습을 가상공간에서 똑같이 구현한 디지털트윈 기술을 통해 도시를 관리, 가시화 그리고 분석하는데 이용할 수 있게 된다. 디지털트윈을 이용해 다양한 시뮬레이션을 돌릴 수 있게 되며, 여러 시설을 실제로 설치하기 전에 디지털트윈에서 모델링하여 치명적인 오류를 미리 예방할 수 있게 된다. 또한, 다양한 스마트시티 서비스의 기반이 되어 문제가 발생했을 때 즉각적으로 처리할 수 있게 되며, 문제를 인식함으로써 이를 해결하기 위해 파생되는 여러 서비스를 구현할 수 있게 된다.

 

따라서, 앞서 명시한 AI · 데이터 허브, 스마트 IoT, 사이버보안, 디지털트윈 플랫폼 구축은 스마트시티를 구현하기 위한 필수적인 선행기술이며 다양한 스마트시티 서비스를 구현하기에 앞서 구축될 필요가 있다고 할 수 있다.

 

스마트 교육 서비스

지금의 발전된 대한민국을 만드는 데 가장 이바지한 분야가 있었다면, 이는 교육이라고 자신 있게 정의할 수 있다. 과거에서부터 교육에 대한 투자를 끊임없이 해왔고, 이를 통해 뛰어난 머리와 손기술을 얻을 수 있었다. 그리고 이러한 기술들은 대한민국이 뛰어난 기술력과 수출능력으로 부상하는 데 가장 크게 기여하였다. 마찬가지로, 앞으로 더 나은 미래를 만들어가기 위해서는 교육의 질과 환경이 지금보다 더욱 발전되어야만 미래에도 계속 발전해 나아가는 대한민국이 될 수 있을 것이다. 현재 스마트시티 국가시범도시 서비스로드맵 1.0에서 제공하려는 교육서비스는 스마트학교 조성, 교육과정 도입, 에듀테크 도입, 그리고 생애교육 서비스 제공으로 구성되어 있으며, 이는 지금의 교육이 더욱 발전해 나아가기 위해 꼭 필요한 방향으로 보인다.

 

우선 스마트학교의 정의는 창의적, 비판적 사고를 증진시키는 쌍방향 토론, 개인 맞춤형 교육, 팀 과제, 예술 및 창작 활동 등이 용이한 온 · 오프라인 학교를 의미한다. 이는 학교가 더는 그저 주입식 교육을 통한 좋은 성적만을 요구하는 곳이 아니게 된다는 것을 유추할 수 있다. 요즘 세대가 코딩세대라고 불리는 만큼, 프로그래밍 능력이 이제는 남녀노소 모두가 필요로 하는 기본 소양이 되었고 초·중생도 학교에서 간단한 알고리즘을 통해 개발을 배우는 시대가 오게 되었다. 그리고 이러한 코딩능력을 통해 창의적인 아이디어를 구현하고, 구현된 결과를 비판적인 시각에서 바라볼 수 있는 통찰력은 미래에 있을 창업, 창직 활동에 있어 꼭 필요한 능력으로 크게 평가되고 있다. 따라서, 온 · 오프라인에 제약 없이 학생 개개인에게 맞는 수업을 제공하고 다양한 프로젝트와 창작 활동으로 창작 능력을 발달시키는 것은 미래의 교육에 있어 무엇보다 중요한 요소로 평가될 것으로 보인다.

 

코딩능력을 통한 창의적 아이디어 구현

 

이에 따라, 이러한 스마트학교에 도입할 교육과정을 선정 및 적용하는 과정도 매우 중요하다. 첫 번째로 국가 교육과정이 있다. 스마트시티에 도입될 국가 교육과정은 2015년에 개정된 교육과정을 활용하는 동시에 교육과정의 체제를 개편하는 제도인 ‘과목 선택제’를 토대로 학생들이 교과를 선택하고 이에 대한 학점과 졸업을 연계할 수 있도록 돕는 것을 우선적인 목표로 한다. 이러한 고교학점제는 연구학교 54개와 선도학교 51개에서 시범적으로 도입 후, 2022년에 전국 모든 고등학교에 도입시킬 예정이다. 고교학점제는 학생들이 진로에 따라 다양한 과목을 선택, 이수하고 누적학점이 기준에 도달할 경우 졸업을 인정하는 시스템으로, 기존에 있던 시스템에서 원하지 않는 과목을 의무적으로 들으며 공부에 거부감을 느낀 학생들도 모두 교육에 관심을 가지고 참여할 수 있다는 장점이 있다.

 

두 번째는 국제표준 교육과정이다. 국제 바칼로레아 디플로마 프로그램(International Baccalaureate Diploma Program)은 스위스 제네바의 국제 학위협회(IBO)가 인증하는 교육 프로그램으로, 초 · 중 · 고등 과정, 3단계로 구성되어 있다. IB 디플로마 과정은 2년에 걸쳐 언어, 수학, 사회, 실험과학, 제2외국어, 선택과목 등 6개 과목을 평가하는 시스템으로 학위 인정을 받으려면 45점 만점 중에서 24점 이상을 취득해야 인정이 된다. 150여 개 나라에서 100만 명 이상의 학생들이 이수하고 있으며, 주요 대학들에서 대입시험으로 오랫동안 인정되어 온 교육과정이다. 즉, 이러한 국제표준 교육과정을 과목 선택제와 함께 도입함으로써 모든 학문에 기초가 되는 소양과 학생 본인이 원하는 과목을 병행하여 더욱 뛰어난 인재를 발굴해내는 시스템을 구축할 수 있다. 마지막으로 혁신 교육과정으로 신규 교육과정과 정책을 연구하여 도입할 예정이다. 현재는 세종시 교육청에서 캠퍼스형 공동교육과정 등 교과 중점학교를 확대하고, 다양하고 특성화된 교육과정 지원을 통한 세종형 미래고교 체제를 도입하고자 이를 제안하는 중이다.

 

창의적, 비판적 사고를 중시하는 스마트 교육

 

개인 특화된 교육과정의 도입에 이어서 스마트학교에 AI 기반 에듀테크 서비스를 도입함으로써, 스마트학교에 교육 혁신체제를 구축한다. 개인별 맞춤형 학습 및 평가시스템 개발 등을 위해 에듀테크를 활용하고, 그랜드 챌린지와 해커톤을 추진하여 스타트업이 다양한 에듀테크 제품 및 서비스를 학교에 적용 및 구현할 수 있도록 유도한다. 최종적으로 이를 통해 AI알고리즘, 로보틱스제어 융합, 실생활 환경 제어, 학습환경 연계, 복합지능 등, 스마트학교의 교육 혁신을 위해 꼭 필요로 하는 서비스를 개발하는 것을 목표로 한다. 그리고 교사, 전문가, 그룹, 학교 및 학급 단위의 공모를 통한 테스트베드를 적용하여 학교로부터 수요를 파악하고, 스타트업에게 꼭 필요한 피드백을 얻음으로써 새로운 파생 기업을 육성하는 것을 목표로 한다. 이로써 학교는 스타트업에서 제공하는 에듀테크로 계속해서 발전해 나아갈 수 있으며, 스타트업은 스마트학교에서 제공하는 테스트베드와 피드백을 적극적으로 활용하여 더 나은 서비스를 구축하는데 집중할 수 있는 선순환 구조를 취할 수 있게 된다. 따라서, 에듀테크와 스타트업은 서로 상생 관계이며 스마트학교를 지속적으로 발전시킬 매개체로서 역할 하게 된다.

 

마지막으로 창업, 창직을 위한 4차 산업 역량 개발을 위한 디지털 크리덴셜(블록체인) 기반 생애 아카데미 교육과정 및 프로그램을 제공함으로써 스마트시티를 더욱 활성화할 수 있는 인재를 양성한다. 오프라인에서는 Innovation Gym(메이커 스페이스, 테스트베드 등)을 운영하고 메이커 장비 지원을 통해 다양한 창업, 창직 교육을 하며, 온라인에서는 인생 2모작, 창업을 위한 재교육 및 개인별 학습 이력 기반 프로그램 제공에 힘쓴다. 그리고 창업과 재취업을 위해서 필요한 전시공간(해커톤, 그랜드 챌린지, 투자 IR)을 제공하고 교육컨설팅으로 창업과 재취업을 위한 피드백을 해준다. 더 나아가, 디지털 인증 체계를 설립하여 학습경험과 성취를 통합하여 사회적으로 인증해주는 인증시스템을 개발한다. 이로써 스마트학교를 나온 학생이 사회에 나올 때, 본인이 쌓아온 경험을 별도로 인증하는 과정을 거치지 않아도 사회적으로 인정받고 이를 통해 본인이 평소 관심 있어 하거나 원하는 직군에 취직할 기회를 제공한다.

 

이렇게 스마트학교를 생성하고, 학교를 운영하는 데 필요한 교육과정을 도입한 뒤, 다양한 에듀테크와 활동을 제공하고 최종적으로 디지털 크리덴셜 기반의 ‘생애 아카데미’로 인증을 하게 되면 스마트시티에 있는 스마트학교를 졸업한 학생들이 일반 학교를 나온 학생들과 비교해 미래에 꼭 필요로 하는 특화된 능력을 보유할 수 있게 된다. 이로써 스마트학교를 위해 스마트시티에 유입되는 사람들이 생기게 되어 기존의 수도권 인구 밀집 현상을 완화하고 지방 거점 스마트시티로 인구가 분산되어 국토를 더욱 효율적으로 사용하게 되고, 일자리 창출과 지역경제 활성화에도 이바지할 수 있는 긍정적 효과를 볼 수 있을 것으로 예상한다.

 

여기서 한발 더 나아가, 기존의 스마트시티 국가시범도시 서비스로드맵 1.0의 스마트 교육서비스를 위한 로드맵을 추가하게 된다면 Virtual(가상) 교육공간 생성이 꼭 필요하다고 생각된다. 신체적 한계가 있는 이들이, 비로소 제약과 관계없이 일반 학생들과 동일한 환경에서 어울리고, 더는 학생들이 먼 거리를 등교하지 않아도 양질의 수업을 들을 수 있는 교육환경을 제공하는 것이, 미래의 스마트 교육서비스 구축에서 매우 중요해질 것으로 보인다.

 

신체적 제약에 상관없이 양질의 교육을 제공할 수 있는 VR 교육 서비스

 

사실 온라인 강의가 시작된 유래는 신체적 제약이 있는 이들을 위해 개발된 수업이라고 할 수 있다. 지금의 온라인 강의는 신체적 제약에 상관없이 모두가 듣는 서비스가 되었지만, 온라인 강의의 이점보다 오프라인 강의의 이점이 더 많아 사실상 시간적 제약과 거리의 제약으로 인해 듣는 소수의 인원이 온라인 강의를 듣고 있다. 때문에, 신체적 한계가 있는 이들과 이러한 제약이 없는 사람들이 같은 질의 수업을 받고 있다고 정의하기에는 무리가 있다고 본다. 하지만 스마트시티에서 VR(Virtual Reality)과 AR(Augmented Reality)를 이용해 오프라인보다 더 뛰어난 수준의 온라인 강의를 제공한다면 신체적 제약에 상관없이 모두가 공평하고 질 높은 수업을 들을 수 있게 된다.

 

가상공간의 또 다른 장점은 거리의 제약을 없앨 수 있기에, 굳이 멀리 이동하지 않아도 다른 스마트학교의 학생들과 시간과 거리의 제약 없이 소통할 수 있다는 장점이 있다. 다른 도시의 학생들과 다양한 프로젝트를 진행함으로써 각 지역의 특성을 이해하고 이를 창업, 창직 활동에 적극적으로 반영할 수 있는 역량을 갖출 수 있게 되는 효과도 기대할 수 있다. 더 나아가서, 국내에 국한되지 않고 해외의 스마트학교 학생들과 소통할 기회를 얻음으로써, 대한민국을 대표하는 글로벌 인재로 거듭날 환경을 스마트학교가 조성해 줄 수도 있다. 물론 이러한 환경을 조성하기 위해서는 앞서 말한 데이터 허브의 역할이 매우 클 것이며, 에듀테크의 발전이 중심되어야 할 것이다. 하지만, 한번 이러한 환경을 조성하게 된다면, 이는 교육의 새로운 패러다임으로써 자리 잡게 될 것이다. 주 5일을 학교에 무조건 안 나가도 졸업할 수 있게 되고, 가족과 함께 지방에 있는 고향을 방문해도 수업을 문제없이 들을 수 있는 교육시스템이 충분히 이뤄질 수 있을 것으로 보인다. 또한, 이러한 교육 패러다임은 학생의 수면시간을 보장해주어 학생의 성장에 있어서도 긍정적인 측면을 보일 수 있다. 그리고 필요 하에 스마트학교에 있는 Innovation Gym을 이용하거나, 특별 수업을 수강함으로써 타의가 아닌 자의에 의해 본인을 개발하는 과정을 거쳐 더 나은 인재로써 거듭나는 과정을 겪을 수도 있다.

 

가상환경에서 듣는 실시간 현장 수업

 

또한, 가상 교육환경은 공간적 한계에서도 뛰어난 측면을 보인다. 강의실이 너무 작아서 수강인원이 적은 수업도 가상환경을 이용하면 공간에 대한 제약을 받을 이유가 없어진다. 즉, 교수님이 감당할 수 있는 인원만큼 공간에 상관없이 수업을 진행할 수 있다. 그리고 TED와 같은 세계 유명강사의 특강을 바로 눈앞에서 들을 수 있는 특별한 경험도 할 수 있을 것이다. 그리고 모든 정보가 이제는 인터넷을 통해 얻을 수 있게 되었듯이, 가상 도서관을 구축하여 학생들이 원하는 때에 도서의 수량에 상관없이 책을 대여하고 반납할 수 있는 환경을 조성할 수 있게 될 것이다. 그리고 원한다면 학생이 조용히 공부할 수 있는 환경을 가상에서 제공하여 독서실과 도서관에서 자리를 잡고 준비하는 시간을 모두 절약할 수 있을 것으로 보인다. 이렇게 절약한 시간은 학생들이 수업과 관계없이 본인이 관심 있어 하는 분야를 찾고 공부해볼 수 있는 시간으로 다시 활용될 수 있는 혁신으로도 이어질 수 있다고 판단된다.

 

머지않아 가까운 미래에, 이러한 가상환경의 이점을 누리기 위해 데이터 허브가 제대로 구축된 스마트시티의 스마트학교를 찾는 학부모가 많아지지 않을까 예상하며, 이는 미래의 스마트 교육서비스 구축에서도 꼭 필요한 과정이라고 생각된다. 그리고 가상 교육환경을 개발한 순간을 기점으로 새로운 미래의 혁신 교육 패러다임의 전후가 결정될 거라고 보는 바이다.

 

스마트 시티, 미래 교육의 변환점

스마트시티가 제대로 된 교육서비스를 제공하기 위해선, 앞서 명시된 스마트시티를 구축하기 위한 선행기술의 발전이 요구되며, 이러한 시스템이 모두 갖춰져야 비로소 발전된 스마트 교육서비스를 제공하는데 집중할 수 있다. 그리고 이러한 스마트 교육서비스는 스마트학교와 이에 필요한 교육과정 및 에듀테크의 도입이 수반되어야 한다. 이는 스마트학교와 스타트업이 협업하여 양질의 에듀테크 기술을 제공하고 이에 따른 피드백을 받는 구조를 형성할 계기가 될 것이다. 더 나아가, 디지털 크리덴셜에 기반한 생애 아카데미 교육과정과 인증시스템의 도입으로 스마트학교를 졸업한 학생이 별도의 인증과정 없이도 사회적으로 인정받을 수 있는 시스템을 구축할 필요가 있다. 이로써, 스마트학교를 나온 학생들이 스마트시티의 활성화에 이바지하게 되는 선순환 구조를 만들 수 있게 될 것이다.

 

마지막으로 가상 교육환경을 구축하고 이를 제공함으로써 시간, 거리, 공간적 제약을 모두 무시하고 새로운 교육 패러다임을 생성해 스마트 교육서비스에 혁신을 불러오는 것이, 미래의 스마트시티 조성에 무엇보다 중요한 요소로 자리 잡을 것으로 예상된다. 가상 교육환경으로 신체적 제약에 상관없이 모두에게 양질의 교육을 제공하고, 수도권에 밀집된 인구를 지방 곳곳의 스마트시티로 유입시켜 최종적으로 스마트시티가 지속적으로 유지될 수 있는 원동력을 부여할 수 있게 될 것이라고 본다.

 

 

 

참고 문헌: 스마트시티-국가시범도시-서비스로드맵 1.0