“수학 학습법요? 간단합니다! 

개념을 정확하게 알고, 다양한 문제를 풀며 배운 내용을 자신의 것으로 만드는 것이지요. 때문에 자기주도학습이 매우 중요한데요. 대치동에서 고3 의대 수업만 다년간 진행하며 극상위권 학생들의 수학 학습법 역시 다르지 않다는 것을 잘 알고 있습니다. 

어릴 때부터 개념 숙지와 방대한 양의 문제풀이에 익숙해야만 수학에서 높은 점수를 받을 수 있는데, 인공지능(AI) 기반 수업이야말로 ‘수학을 잘 할 수밖에 없는’ 조건을 갖추고 있다고 확신합니다.”

 송파구 최초 AI기반 수학수업을 진행하고 있는 미분과적분학원 채성진 원장의 단언이다.

 단 ‘한 달’ 수업만으로 내신 48점이 72점(정신여고1), 45점이 62점(경기고1), 70점이 89점(건대부고1)로 오른 학생들. 개개인의 개인별 빅 데이터가 개인의 맞춤형 수학학습 전략을 수립해주는 인공지능기반 수업으로 4~5주 만에 이룬 성과다.

AI기반 빅데이터, 개인별 성취도와 문제풀이 시간까지 분석

 수학편차가 심한 미국에서 학생들의 수학능력 향상을 목표로 최초 개발되어 이제는 전 세계적인 수학 교육 트렌드로 자리 잡은 인공지능기반 수업. 국내에서도 꾸준히 연구에 집중하던 중 지난해 코로나19로 인한 ‘비대면 수업에 최적화된 수업’이란 평가와 함께 우리나라 학생들의 수학 학습에 큰 변화를 일으키고 있다.

 “인공지능 수학수업은 AI기반 Big Data로 개인별 맞춤형 문제풀이에 집중하는 프로그램입니다. 실제로 10년이 넘는 기간 동안 카이스트와 서울대 학생들에게 거의 모든 수학 문제를 ‘실제로’ 풀게 해 문제마다 적정 풀이시간과 난이도를 입력하고, 여기에 수학 선생님들이 각각의 문제에 적용되는 주요 개념을 분석해 우리 학생들에게 가장 적합한 최적의 빅데이터를 구축했습니다.”

 이 빅 데이터를 기반으로 개인의 특성과 성취도에 맞는 자신만의 문제를 제시하는데, 조금이라도 개념 이해에 부족한 부분이 보이거나 동일 개념 문제를 풀지 못하면 인공지능이 ‘개념이해가 부족하다’고 판단해 동일 혹은 유사 개념의 문제를 제시한다. 또, 학생들의 모든 과제는 성취 분석 후 다시 자신만의 데이터로 축적되어 부족한 개념 및 단원을 충분히 보완하게 된다.

부족한 부분 ‘확실히’ 채우는 빈틈없는 수학학습

이러한 방식은 ‘몰라도 그냥 지나가는 데에 익숙한’ 대부분의 학생들에게 차별화된 학습법과 수학에 대한 자신감을 부여한다.

채 원장은 “습관적으로 수학학원에 다니는 학생들 중 실제로 수업의 내용을 정확하게 이해하고 넘어가는 학생들은 상위 20%에 지나지 않는다”며 “수학은 개념을 이해하고 반드시 문제를 많이 풀어서 자기 것으로 만드는 과정이 필요한데, 일부 상위 학생들을 제외하고는 수업 내용을 잘 이해하지도 못할뿐더러 자기주도과정이 생략되어 그 상황에 머물거나 더욱 악화되는 과정이 되풀이되고 있다”고 설명했다.

인공지능기반수업은 개념과 자기주도학습 이 두 과정 모두에 집중한다. 문제를 풀지 못할 때 문제에 적용된 개념을 하나하나 설명해주는 일반 설명식 수업과 달리 인공지능기반 수업은 그 문제의 기반이 되는 개념 문제를 기초 단계부터 제시해 학생들이 스스로 개념을 이해하고 문제를 풀게 하는 것이다. 이 과정에서 학생들은 성취감을 갖게 되고 수학에 대한 자신감도 함께 얻게 된다.

고난도 문제까지 정복, 눈에 띄는 성적 향상

교사나 강사의 개입 없이 오롯이 프로그램에만 집중하는 미국식 인공지능기반수업과 달리  미분과적분학원에서는 우리나라에 맞게 변형, 학습의 효율을 높이기 위해 기본적인 개념 설명, 1대1 오답 풀이 등의 적당한 개입이 이뤄진다.

 미분과적분학원 인공지능기반 수업은 초등부부터 대입 재수반까지 진행된다. 인공지능 수업의 최대 장점은 AI가 학생 개개인의 약점을 찾아 꼭 필요한 것을 채워주는 시스템. ‘자신이 아는 것과 모르는 것을 정확하게 아는’ 메타인지를 AI가 대신 해주기 때문에 학습의 효율은 높아질 수밖에 없다.

 채 원장은 “저학년이 빈틈없는 기본기를 다지는 데에 집중한다면, 수험생들은 고난도 1~2문제까지 맞춘다는 목표로 수능 및 내신 성적 향상에 초점을 맞추고 있다”며 “결국 수학학습의 궁극적 목표는 ‘대입’인 만큼 수학에 대한 흥미와 자신감으로 내신과 수능에서의 눈에 띄는 성적 향상을 확신한다”고 말했다.

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