전기전자/정보통신

Nikkei Computer_2020.12.10 특집 요약 (p24~41)

학교 DX (Digital Transformation)
1명당 1대의 단말기 체제 이후의 배움에 대해

일본의 학교는 ICT 활용에 있어서 OECD 국가 중 최하위다. 코로나19 사태에서는 학교의 95%가 온라인 수업에 대응하지 못해 디지털화의 지연이 백일 하에 드러났다. 평등한 교육 기회를 표방하는 정부도 이와 같은 상황에 움직이기 시작했다.

‘GIGA 스쿨 구상’을 앞당겨 올해 안에 초중생 1명당 1대의 단말기 체제가 갖춰지게 된다. 그러나 문제는 그 다음이다. 어떤 학습을 할 것이며 어떤 인재로 키울 것인가? 국가의 백년대계인 교육의 대개혁과 추진하기 시작한 학교의 디지털 전환(DX)을 취재했다.

Part 1. 1명 1대 단말기 체제 이후를 내다본 교육 개혁

코로나19 사태로 인해 교사와 학생이 원격으로 시행하는 ‘실시간 쌍방향형’ 온라인 수업을 즉각 제공할 수 있었던 지자체 비율은 고작 5%이다.

문부과학성 조사에 따르면, 코로나19의 감염 확산에 따라 2020년 4월 16일 시점에 공립 초∙중∙고교가 임시 휴교를 실시 중이거나 실시 예정인 1,213개 자치단체 중, 실시간 쌍방향형 온라인 지도를 통한 가정학습을 제공한다고 응답한 지자체는 60곳(5%)에 그쳤다.

세계적으로도 일본 교육의 ICT 활용도는 매우 낮다. 경제협력개발기구(OECD)가 2019년 12월 발표한 2018년 '학생들의 학습성취도 조사(PISA 2018)'에 따르면, '1주일 중 교실 수업에서 디지털기기를 사용하는 시간'은 국어, 수학, 과학 분야에서 회원국 중 최하위였다. 학교 외부에서 '컴퓨터로 숙제를 한다'는 빈도에 대해서도 '전혀 안 한다 또는 거의 안 한다'가 78.8%로 역시 최하위를 차지했다.

“타 분야에 비해 학교의 ICT화는 현저히 뒤쳐져 있다”라고 토호쿠(東北)대학 대학원의 호리타(堀田) 정보과학 연구과 교수는 지적한다. 많은 교직원과 학부모들은 “자신들이 다녔던 (IT가 생활에 침투하고 있지 않았던) 쇼와(昭和)시대와 동일한 이미지로 학교를 인식하고 있었다”(호리타 교수). 이러한 상황을 단번에 바꾸려고 정부가 추진하는 것이 ‘GIGA 스쿨 구상’이다. 초중생에게 1명당 1대의 학습용 단말기와 고등학교도 포함한 고속 대용량의 통신 네트워크를 정비한다.

-- 인재 미스매치에 위기감 --
-- 스스로 생각하고 사회를 변혁하는 힘 --

Part 2. GIGA가 바꾸는 배움
주체는 아동과 학생

‘GIGA 스쿨 구상’은 학교를, 그리고 배움을 어떻게 바꿀 것인가? 선행 사례로부터 떠오른 것은 교사 주체에서 아동·학생 주체로의 배움의 전환이다. ‘1명당 1대’가 실현되는 새로운 학교의 모습을 분명히 하고 있다.

“일본의 교육은 이노베이션(innovation)의 딜레마에 빠져 있다”. 스즈키(鈴木) 전 문부과학성 차관은 위기감을 내비쳤다. 우량 기업이 기존의 제품이나 서비스를 그 연장선 상에서 지속해서 개량한 결과, 이노베이션에는 뒤쳐지게 된다. 일본의 교육 체제는 바로 그렇게 되어 있다는 것이다. “20세기형 교육에는 성공했지만, 그 뒷면의 디지털 사회에 적응한 교육으로의 대응에는 뒤쳐지게 되었다”(스즈키 씨).

스즈키 씨가 문부과학성 차관이었던 2010년 문부과학성은 교육의 정보화 비전(골자)을 발표했다. 거기에는 ‘1명당 1대의 정보 단말기를 통한 학습을 가능하게 하기 위해, 초고속 교내 무선 LAN 환경 구축이 필요하다’라는 GIGA 스쿨 구상과 같은 내용이 포함되어 있었다.

그럼에도 불구하고 지난 10년, 왜 학교의 디지털화는 진행되지 않았을까? 그 이유 중 하나로 학교의 ICT 환경정비에 필요한 경비를 지방교부세로 조치를 해온 점을 들 수 있다. 지방교부세의 용도는 지방공공단체의 자율적 판단에 맡겨져 있다. 교육의 정보화에 필요한 경비로서 교부되지만, 그 이외의 용도에도 충당된다. “일부를 제외하고 교육 현장은 미래를 응시한 ICT 환경의 정비를 해 오지 않았다. 현장 주도의 폐해가 드러난 것이다” (스즈키 씨).

-- 정부 주도로 단말기와 인터넷 정비 --
정부가 2019년 6월에 발표한 ‘경제 재정 운영과 개혁의 기본방침(중요 방침) 2019’에는 ‘학교 ICT 환경의 정비 상황이 지자체 간에 격차를 보이는 가운데, 국가도 그 시정을 위해 노력하면서 교육 데이터의 디지털화 및 표준화를 추진한다’라고 쓰여져 있었다.

“주요 방침을 발표했을 무렵은 1명당 1대의 단말기나 네트워크 환경의 정비를 국고로 부담하는 취지로 움직이고 있었다”. 당시, 문부과학성에서 GIGA 스쿨 구상의 실현에 주력했던 야노(矢野) 문화청 차장은 회상한다. 국가 보조금은 가능한 한 지방의 일반 재원으로 충당한다는 추세에는 역행하지만 1명당 1대 단말기와 고속통신 네트워크를 실현하려면 지방의 일임이 아니라 국가가 주도할 수밖에 없다고 본 것이다.

2019년 8월, 2020년도 개산 요구에서 문부과학성은 ‘GIGA 스쿨 네트워크 구상’으로서 375억엔의 예산을 요구했다. 경제산업성의 지원도 받아 2019년도 추경예산으로 GIGA 스쿨 구상 실현에 2,318억엔을 요구. 본격적으로 학교 DX를 향해 움직이기 시작했다.

-- 실시간 쌍방형을 고집한다 --
GIGA 스쿨 구상에서 학교, 그리고 배움은 어떻게 바뀔 것인가. 신속하게 ‘1명당 1대 단말기’를 실현해 GIGA 스쿨 구상을 선점했다고 볼 수 있는 지자체와 학교가 존재한다. 이러한 지자체나 학교는 코로나19 사태에서도 ICT를 활용한 배움을 실천하고 있었다.

구마모토(熊本) 시는 코로나19 사태로 인한 휴교가 계속 되었던 2020년 4월 15일부터 5월 말에 걸쳐 시내 모든 초중의 초 3부터 중 3까지가 화상회의 시스템 ‘Zoom’ 등을 이용해 교원과 아동·학생이 쌍방향으로 교류하면서 배움을 이어가고 있었다. 아이들은 자택의 PC나 태블릿, 학교에서 지급받은 iPad를 통해 학습을 계속했다.

쿠마모토 시는 2018년부터 단계적으로 LTE 모델의 iPad를 정비해 왔다. 2020년 4월까지 ‘아동·학생 3명당 1대의 iPad 도입’이 끝난 상태였지만, 이것으로는 온라인 학습 등 ‘1명 1대’를 전제로 한 지도는 불가능하다.

2020년 3월에 시내의 초중생 가정의 인터넷 환경 조사를 한 결과, 대략 3분의 2의 아동·학생은 자택에 자신이 사용 가능한 PC나 태블릿이 있다는 것이 파악되었다. 이에 이용할 단말기가 없는 3분의 1의 아이들에게 학교의 iPad를 대여 함으로써 1명당 1대를 실현했다. iPad는 LTE 모델이기 때문에 네트워크 환경이 없다고 하는 문제도 해결할 수 있었다.

2018년도 개교 초기부터 ICT 도입을 추진한 공립 초중교인 이바라키(茨木) 현 쓰쿠바(筑波)시립 미도리학원의무교육학교도 온라인으로 수업을 계속했다. 전체 임시 휴교 기간 중에는 교사가 2~15분의 짧은 수업 동영상을 작성. 전 학년 총 500개 이상의 동영상을 전송해 아동·학생이 자택 학습에 이용할 수 있도록 했다. 패스워드를 입력해 보호자의 스마트폰 등에서 동영상을 시청하는 형태로 만들었다. 또한 아동·학생이 동영상 시청 후에 ‘학습 체크’를 제출하는 구조를 마이크로소프트의 앙케이트 폼 작성 툴 ‘Microsoft Forms’을 사용해 개발. 쌍방향 수업을 지속적으로 시행했다.

-- GIGA 스쿨은 배움의 인프라 --
학습자 주체의 배움의 실현---. 그것을 위한 인프라가 GIGA 스쿨 구상에 의한 아동·학생 1명당 1대 PC의 학습용 단말기와 교내 LAN과 같은 네트워크 환경이다.

GIGA 스쿨 구상의 관련 예산은 ‘1명당 1대 단말기’의 정비 비용을 중심으로 4,600억엔이 넘는다. 아동·학생의 1명당 1대의 단말기, 학교의 네트워크 환경, 온라인의 학습 환경, 인재 지원이라는 4가지 관점에서 교육 현장의 ICT화를 뒷받침한다.

아동·학생의 1명당 1대 단말기에는 단말기 1대당 최대 4만5,000엔의 보조금을 각 지자체에 지급. 예산은 2,973억엔이다. 정부는 2020년도 말까지 1명당 1대 단말기의 배치 완료를 목표로 한다.

학교 네트워크 환경에는 1,367억엔을 들여 교내 LAN과 단말기 전원 캐비닛 정비 비용을 지원한다. 문부과학성은 학습용 단말기와 교내 LAN의 조달을 위해 표준사양서를 책정했다. 단말기는 마이크로소프트의 Windows와 구글의 Chrome OS, 애플의 iPad OS를 탑재한 기기를 추천했다. 학교에서 외부로의 네트워크 회선 대역에 초당 1기가비트를 ‘기본’으로 한 것 외에, 교내 LAN의 구성 사례도 제시했다.

정부는 네트워크에 관해서는 학술정보네트워크 'SINET' 활용을 추진한다. SINET는 전국의 국공사립대학이나 공적 연구기관 등을 매초 약 100 기가비트로 연결시키는 통신 인프라다. 국립 정보학연구소(NII)가 구축 및 운용한다. 그 동안 고등교육기관 등이 교육연구용으로 이용해 왔으나 정부는 2022년도부터 SINET을 초중등 교육에 개방할 방침이다. SINET의 고속회선을 활용해 풍부한 콘텐츠를 사용한 원격 교육을 할 수 있게 되거나 SINET에 직결된 외부의 클라우드 서비스를 안전하게 사용할 수 있다는 이점이 있다.

-- SINET으로 접속해 클라우드 활용 --
이 SINET의 활용을 예측해 ‘GIGA 스쿨’ 시대에 참고가 되는 학교 네트워크 구축을 진행하고 있는 것이 사이타마 현 고노스(鴻巣) 시의 교육위원회다. 2020년 8월 SINET과 직결되는 마이크로소프트의 클라우드 서비스 'Azure'를 이용해 교육 ICT 환경을 새롭게 구축하는 대책을 발표했다. 총 사업비는 GIGA 스쿨 구상의 보조를 포함해 약 18.8억엔이다.

고노스 시에는 아동·학생 약 8,500명과 교직원 약 650명이 있다. 교육 관련 시설은 30개 거점으로 초등학교가 19교, 중학교가 8교 있다. 2021년 1월에 파일럿(연계)교 5곳에서 아동·학생의 단말의 활용을 개시, 4월에 총 27교에서 전면적으로 이용을 시작한다.

교내에서는 무선랜의 액세스 포인트를 일반 교실이나 교무실 등에 설치한다. 아동·학생이나 교직원은 이 액세스 포인트를 통해 교내 LAN에 접속하며 다시 폐역망을 통해 SINET에 접속한다. 폐역망으로의 접속에는 초당 1기가비트의 베스트 에포트(best effort) 회선을 사용한다. 고속화를 위해 IPv4 패킷을 IPv6 패킷으로 캡슐화 하여 교환하는 ‘IPv4 over IPv6’를 사용한다. ‘거점 마다 초당 100메가 ~ 300메가비트는 나올 것으로 상정’(코노스 시 교육위원회의 아라이(新井) 교육총무과 주임)한다.

폐역망과 SINET의 접속 거점은 매초 5기가비트의 대역 보증형의 전용선으로 접속한다. 앞에서 말한 바와 같이, 초등과 중등 교육으로의 SINET 개방은 2022년도부터 시행할 방침이지만, 고노스 시는 대학과의 실증 실험의 일환으로 2021년 1월부터 선행해 이용할 예정이다. SINET를 경유해 교사는 Azure 상의 교무지원 시스템을, 아동·학생은 인터넷 상의 교육 앱 등을 이용한다.

Part 3. GIGA는 돌파구
변혁을 만들어 낼 인재 육성

‘GIGA 스쿨 구상’에 의한 ICT 환경 정비는 DX의 계기에 지나지 않는다. 테크놀로지를 활용해 AI 시대에 대응하는 인재를 어떻게 육성할 것인가? 교육 개혁을 선행하는 학교 5곳의 대처를 소개하겠다.

GIGA 스쿨 구상은 학교 DX의 초입 단계 ---. “1명당 1대의 단말기로 인해 교육 현장에서 ICT를 활용할 기회와 양이 늘어난다. 양이 늘어남으로써 교육의 질이 바뀐다. 즉 교육의 DX가 일어난다”라고 국제대학 글로벌·커뮤니케이션·센터의 도요후쿠(豊福) 조교수는 말한다.

정부가 지향하는 학교 DX는 어떤 것인가. 2017년 12월부터 2018년 6월에 걸쳐 문부과학성은 'Society 5.0을 위한 인재육성에 관한 장관간담회'를 개최. 인공지능(AI)이 발달하는 Society 5.0 시대의 인재상 및 배움의 바람직한 방향을 검토했다. 당시, 단장 대리를 맡은 스즈키 전 문부과학성 장관에 따르면 학교 DX의 포인트는 2가지가 있다.

하나는 개개인의 학습에 있어서 ‘공정하고 개별 최적화된 배움’이 진행되는 것이다. 개인의 학습 이력이나 학습 성취도라고 하는 학습 로그를 축적한다. 본인이 자신의 학습에 유용하게 쓰는 것은 물론, 교사가 개개인의 아동·학생의 학습 로그를 참조할 수 있도록 한다. 개개인에게 최적화된 학습 지원이 가능해진다.

다른 하나는 대학, 기업, 지역사회 등 다양한 사람들과의 협업을 통한 배움이다. 대신 간담회의 보고서에서는 AI에 없는 인간의 강점을 ‘상정 밖의 것이나 대립하는 것을 조정하는 능력’ 등이라고 정의. 그러한 힘을 기르기 위해 학교에는 실제 체험이나 다른 사람과의 대화 및 협동을 비롯해 다양한 학습 활동의 기회를 제공하는 역할이 요구된다. 이러한 활동에도 다양한 ICT 툴이 필수가 된다.

배움의 변화에는 교육과 테크놀로지를 조합한 ‘EdTech(에드텍)’이 완수하는 역할도 크다. 경제산업성의 ‘미래의 교실’ 실증 사업에서는 기업과 학교를 제휴시켜 EdTech 활용 사례를 만들어낸다. “1명당 1대 단말기와 고속 통신 네트워크를 실현하면 어떤 배움이 가능한 지에 관한 모델 창출을 2018년도부터 시작했다” (경제산업성의 아사노 서비스 정책과장·교육 산업 실장).

미래 교실의 일환으로 2020년도부터 'EdTech 도입 보조금'을 마련했다. EdTech 소프트웨어 등의 사업자가 학교에서 실증사업을 할 때 사업비의 3분의 2를 국가가 부담하고 기업에 보조금을 지급한다. 2020년도는 4,303개 학교가 도입 실증에 참가한다. “변화가 격렬한 시대에 이노베이션(innovation)을 창출하기 위해서는 Agile(에자일)형 개발의 사고방식을 도입할 필요가 있다. 학교에 테크놀로지가 도입됨으로써 아이들은 시행 착오를 겪기 쉬워진다”라고 EdTech에 정통한 디지털할리우드대학 대학원의 사토(佐藤) 교수는 평가한다.　예를 들어 프로그래밍 학습이 가장 그렇다고 할 수 있다.

교육은 국가 백년대계라고 한다. GIGA 스쿨 구상을 돌파구로 학교의 DX를 일궈내어 AI 사회에서 변혁을 가져올 인재를 기를 수 있을까? 일찍이 이바라키 현 후루카와(古河) 시의 교육위원회에서 학교의 ICT 기기 도입을 추진한 정보통신 종합연구소의 히라이(平井) 특별 연구원은 이렇게 말한다. “GIGA 스쿨 구상을 초입에 둔 교육개혁에 실패한다면 국가의 미래는 없다”.

《학교 DX의 추진 사례》
■ 클라우드로 시작되는 학습, 지식의 발신을 중시
돌턴토쿄학원 중등부·고등부

■ 지역과제가 탐구 주제, 코로나19로 전 교과 전송
시즈오카현립(静岡県立) 가케가와니시(掛川西) 고등학교

■ 2013년부터 1명 1대 단말기, 사용규칙도 학생이 정한다.
홋카이도(北海道) 교육대학부속 하코다테(函館) 중학교

■ 정보 및 성과를 공유, 1명 1대 단말기로 학원생활 성립
히라오가쿠엔(平尾学園) 중학교·고등학교

■ 통신고교의 진화형, VR로 온라인 수업
N고등학교, S고등학교

● 1명 1대의 단말기로 끝내는 것이 아닌, 또 다른 청사진을 그린다
문부과학성 장관 하기우다(萩生田) 씨 인터뷰

아동∙학생에게 1명당 1대의 단말기를 정비하는 GIGA 스쿨 구상을 앞당겨 추진한다. ICT의 활용으로 ‘그 누구도 뒤쳐지지 않는 개별 최적화된 배움’을 실현할 것이라고 설명한다. 교사가 ICT를 능숙하게 다루는 능력을 갖게 하기 위한 시책도 추진한다.

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