[르포] 교수 발화·학생 움직임도 AI가 분석…한기대 미래형 강의실 가보니

음성인식·생성형 AI로 발화 속도·핵심 키워드·퀴즈 정답률 실시간 분석
2024년 정규수업 도입 후 10여개 교과목 활용…올해 AI 학습분석실 10곳으로 확대

한국기술교육대학교 다담미래학습관 'AI 학습분석실' 대형 화면에 교수자 발화 내용과 주요 키워드, 학생 참여 행동 분석 결과 등이 실시간으로 표시되고 있다./한국기술교육대학교

강의실 뒤편 대형 화면에는 교수자의 말이 실시간으로 문자로 바뀌어 나타난다. 말하는 속도와 주요 학습 키워드도 함께 표시된다. 학생들이 퀴즈에 얼마나 참여했고 얼마나 맞혔는지도 한눈에 확인할 수 있다. 교수자는 이를 보면서 설명을 보완하거나 수업 난이도를 조절할 수 있다.

17일 충남 천안 한국기술교육대학교 다담미래학습관에 마련된 'AI 학습분석실'. 이곳은 컴퓨터 비전과 음성인식(STT), 생성형 인공지능(AI)을 활용해 교수자의 수업 행동과 학생의 참여 데이터를 실시간으로 수집·분석하는 강의 공간이다.

강의실에는 학생용 PC 32대와 듀얼 모니터가 놓여 있다. 한쪽 화면에서는 수업 지원 프로그램을 이용하고 다른 화면에서는 실습을 진행할 수 있다. 그룹별 모니터도 따로 마련돼 있어 학생들이 화면을 공유하거나 함께 토론할 수 있다.

강의실 곳곳에 설치된 카메라와 음성인식 시스템은 수업 과정에서 나오는 각종 데이터를 수집한다. 교수자가 어떤 단어를 얼마나 자주 말하는지, 발화 속도는 어떤지 등을 분석하고 학생들의 참여 행동도 함께 살핀다. 온라인으로 접속한 학생도 함께 참여할 수 있어 대면·비대면 수업을 결합한 하이브리드 강의도 지원한다.

교수자는 강의실 뒤편 화면을 통해 자신의 발화 내용과 속도, 주요 학습 키워드를 확인할 수 있다. 수업 중 특정 키워드를 선택하면 AI가 해당 내용을 바탕으로 문제를 자동으로 만들어 학생들에게 제시한다. 학생들의 참여율과 정답률도 바로 확인할 수 있어 이해도가 낮은 부분은 다시 설명하는 식으로 활용할 수 있다.

한기대 관계자는 "기존 학습분석은 교육이 끝난 뒤 사후에 분석하는 방식이 주로 이뤄졌다면, 이 시스템은 분석 시점을 수업 중으로 확장했다"며 "실시간 분석과 사후 분석을 하나의 과정으로 연결한 것이 특징"이라고 설명했다.

17일 충남 천안 한국기술교육대학교 다담미래학습관 'AI 학습분석실'에서 학교 관계자가 실시간 강의 분석 기능을 설명하고 있다. /김남형 기자

학생용 화면에도 다양한 기능이 담겨 있다. 학생들은 수업자료를 확인하거나 강의 중 나온 주요 개념에 대한 설명을 볼 수 있고, AI 챗봇에 궁금한 내용을 물어볼 수도 있다. 문제를 풀면 정답 여부와 해설도 바로 확인할 수 있다.

수업이 끝난 뒤에는 그동안 쌓인 데이터가 다시 활용된다. 강의 중 생성된 활동 기록은 한기대의 AI 기반 학생 학습·성장지원 플랫폼인 'K-LXP'와 연동된다. 수업 종료 뒤 관리자용, 교수자 수업성찰용, 학생 복습용 등 3종의 보고서가 생성되고 학생별 학습과 진로 지원에도 쓰인다.

한기대는 2024년 2학기 '빅데이터 개론', '데이터 시각화' 등 4개 교과목에서 AI 학습분석실을 활용하기 시작한 뒤 현재 공학·인문·교양 등 10여개 교과목으로 범위를 넓혔다. 2025년부터 이곳에서 수업을 진행한 변해원 미래융합학부 교수는 실시간 데이터 분석과 AI를 활용한 양방향 수업을 통해 학생별 맞춤 지도가 가능해졌고, 기존 수업보다 학생 만족도가 약 20% 높아졌다고 설명했다.

현재 교내에는 AI 학습분석실 3곳이 운영되고 있다. 한기대는 올해 안에 7곳을 추가해 모두 10곳으로 확대할 계획이다. 학부 수업에서 축적한 운영 경험을 바탕으로 향후 재직자 등을 대상으로 한 평생직업능력개발 훈련에도 적용할 방침이다.

유길상 한기대 총장은 "AI 학습분석실은 교수에게는 수업 품질을 스스로 개선하는 데이터 나침반이 되고 학생에게는 개인화 성장을 지원하는 교육 혁신"이라며 "학부생과 재직자 등을 대상으로 국가 인공지능 인재 양성에 앞장서겠다"고 말했다.