<인공지능 수학>의 개관

<인공지능 수학> 교육과정의 개발 배경 및 필요성

1. <인공지능 수학> 교육과정의 개발 배경

과거 산업화 과정에서 기계가 인간의 육체노동을 대체했다면, 이제는 인공지능이 인간의 지적노동을 수행하는 수준으로 발전하였습니다. 인공지능은 단순한 기술적 차원을 넘어 인문·사회 등 모든 영역의 패러다임 변화를 초래하므로 국가 사회 전반의 준비가 필요합니다. 이와 같은 상황에서 해외 주요 국가들은 AI가 미래사회의 핵심이 될 것이라는 예측 하에 AI 인재 육성 및 시민의 AI 소양 함양을 목적으로 자국의 초중등 교육과정에 AI 관련 내용을 포함하는 교육정책을 이미 실행하거나 실시하려고 준비하고 있습니다. 이러한 국제사회의 변화에 발맞추어 우리나라도 2019년 [인공지능 국가 전략]을 발표하였습니다. 국가 전략의 두 번째 추진과제로 AI를 가장 잘 활용하는 나라를 제시하고 인공지능 핵심 인재 양성과 모든 국민의 AI 소양 역량 함량을 위해 학교 교육 체계를 혁신할 것을 발표하였습니다.

 

<인공지능 수학> 교육과정 시안 보고서에 제시된 <인공지능 수학> 과목의 필요성은 첫째, 인공지능 역량 강화를 위한 사회적 요구의 반영을 들 수 있습니다. 인공지능이 사회, 경제, 노동 시장에 미치는 영향뿐만 아니라 교육 및 평행 학습 시스템에도 변화를 초래하면서 미래의 직업 및 기술 개발을 고려하여 교육과 교육핵심 재구성의 필요성이 제기되고 있습니다. 특히, 인공지능의 핵심 알고리즘은 선형대수학, 미적분학, 확률론, 통계학 등 여러 분야의 수학적 개념, 원리, 법칙을 바탕으로 구현됩니다. 따라서 미래 세대들의 인공지능 역량 강화를 위해 수학 교육 변화가 필요하게 된 것입니다. 이에 관한 첫걸음으로 <인공지능 수학> 교육과정이 개발되게 된 것입니다. 두 번째, 미래 사회를 살아갈 학생들의 정보 처리 역량 강화의 필요성입니다. 우리나라 수학과 교육과정에서 공학적 도구의 활용을 꾸준히 강조해오고 있지만, 실제 수업에서 공학적 도구가 적극 활용되고 있지 못하는 실정입니다. 미래 사회를 살아갈 학생들의 정보 처리 역량을 함양하기 위해서는 현 수학교과에서 반영하고 있는 수준보다 적극적인 수준에서 공학적 도구를 활용할 수 있는 교육과정을 개발할 필요가 있습니다. 세 번째는 수학에 대한 정의적 태도 개선의 필요성입니다. 우리나라 교육과정에서는 꾸준히 학습자의 수학에 대한 정의적 태도를 개선하고자 노력하고 있습니다. 만약 <인공지능 수학> 과목이 개설된다면 학생들은 인공지능에 적용되는 수학적 원리를 이해하고 인공지능의 적용 사례와 함께 수학을 배움으로써 지능정보 사회에서 수학의 가치와 유용성을 이해할 수 있을 것입니다. 네 번째로 진로 및 적성에 따른 학생 선택권의 다양성 반영입니다. 우리나라는 7차 교육과정부터 학습자 요구와 선택권 반영하려는 시도를 해왔습니다. 2015 개정 교육과정부터는 일반선택과 진로 선택과목으로 선택 과목을 설정하고 학생이 자신의 진로에 맞게 과목을 선택할 수 있도록 하였고, 2022 개정 교육과정부터는 고교학점제 도입 및 운영할 계획입니다. 이에 관해 교육계에서는 학생들의 다양한 수준, 흥미, 적성, 진로를 고려한 진로 선택 과목의 추가 개발이 필요하다는 요구가 있어왔습니다. 수학과에서는 이러한 요구를 반영함과 동시에 지능정보 시대의 변화를 고려하여 <인공지능 수학> 을 개발하게 되었습니다.

 

인공지능 AI

 

<인공지능 수학>의 성격

<인공지능 수학> 은 2015 개정 수학과 교육과정에서 기하, 경제 수학, 수학과제 탐구와 함께 진로 선택 과목에 속합니다. 그러나 <인공지능 수학> 은 기하, 경제 수학, 수학과제 탐구와 성격이 동일하다고 볼 수 없습니다. <인공지능 수학> 의 성격은 인공지능 핵심기술의 이해 및 적용에 필요한 핵심적인 수학의 내용을 다루지만 기존의 수학교과서에서 다루듯 개념의 이해와 수학적 문제해결에 초점을 둔 것이 아나라, 인공지능 원리에 수학 개념이 어떻게 적용되는지 이해하는 수준으로 수학을 다루고 있습니다. <인공지능 수학> 은 <수학>만 이수한 학생들도 이해할 수 있는 수준의 수학내용을 구체적인 인공지능 맥락 속에서 다루고 있습니다. 인공지능을 이해하는 과정에서 새롭게 등장하는 수학개념도 최대한 직관적이고 비형식적으로 다루도록 하고 있습니다.

진로 선택 과목인 <인공지능 수학> 은 공통 과목인 <수학>을 학습한 후,
인공지능 분야에서 수학이 어떻게 활용되는지 알고자 하는 학생들이 선택할 수 있는 과목이다.

 

위 내용을 정리하면 <인공지능 수학>의 5가지로 정리할 수 있습니다.

(1) 학생의 진로, 적성에 따른 과목 선택권의 확대와 인공지능 기술에서의 수학의 중요성을 이해하기 위한 과목

(2) 실생활의 다양한 문제 해결에 쓰이는 인공지능에서 수학이 어떻게 활용되는지 이해하기 위한 과목

(3) 인공지능 사례에서 사용되는 수학 개념, 원리를 이해하고 이를 활용해 보는 과목

(4) 수학의 가치와 유용성을 인식하여 수학의 일반, 진로 선택과목, 전문 교과 과목 학습의 동기를 부여하기 위한 과목

(5) 인공지능 수학의 적용 사례 이해 및 맥락 탐색을 위한 과목

 

 

<인공지능 수학>의 목표

 

<인공지능 수학>의 지능정보사회의 핵심 기술인 인공지능을 이용하여 실생활의 다양한 문제를 해결할 때
수학을 어떻게 활용하는지 이해하며, 수학의 가치를 인식하고
미래 사회가 필요로 하는 역량을 기른다.

 

(1) 지식 이해 측면

인공지능에서 수학이 이용되는 다양한 사례를 찾아보고 자료의 수학적 표현 방법, 자료 기반 분류 및 예측 방법, 최적화를 통한 합리적 의사결정 과정을 경험한다.

(2) 역량 측면

수학적으로 추론 및 의사소통하며, 창의·융합적 사고와 정보 처리 능력을 바탕으로 인공지능에서 수학이 활용됨을 이해하고 합리적·창의적 문제 해결 과정을 경험한다.

(3) 수학적 태도 측면

인공지능 수학에 대한 흥미·자신감을 갖고 수학의 역할·가치를 이해하며, 수학 학습자로서 바람직한 태도·실천능력을 기른다. ■