NMC Horizon Report > 2017 Higher Education Edition (Korean)
>고등교육 분야에서 에듀 테크의 중대한 발전들
>>도입 기간 전망: 1년 이하

적응형 학습 기술 Adaptive Learning Technologies

도입 기간 전망: 1년 이하

서론

요약

고등교육 분야에 기술 도입을 가속화하는 핵심 트렌드

장기 트렌드: 5 년 이상의 기간 동안 고등교육에서의 에듀 테크 도입 추진

 > 혁신 문화 촉진 Advancing Cultures of Innovation
 > 심층 학습법 Deeper Learning Approaches

중기 트렌드 : 향후 3 ~ 5 년간 고등교육에서의 에듀 테크 도입 추진

 > 학습 측정에 대한 관심 증가 Growing Focus on Measuring Learning
 > 학습 공간 재설계 Redesigning Learning Spaces

단기 동향: 향후 1 ~ 2 년간 고등교육에서의 에듀 테크 도입 추진

 > 협력 학습 Collaborative Learning
 > 혼합 학습 설계 Blended Learning Designs

고등교육 분야에 기술 도입을 저해하는 심각한 도전들

해결 가능한 도전: 문제를 이해하고 있고 해결 방법도 알고 있는 문제

 > 디지털 리터러시 증진Improving Digital Literacy
 > 형식과 무형식 학습의 통합 Integrating Formal and Informal Learning

어려운 도전: 문제를 이해하고 있지만 해결 방법을 찾기 어려운 문제

 > 성취도 격차Achievement Gap
 > 디지털 형평성 증진 Advancing Digital Equity

힘겨운 도전: 정의하기도 복잡하고, 언급 조차 잘 안 되는 문제

 > 지식 노후화 관리 Managing Knowledge Obsolescence
 > 교육자의 역할 재검토 Rethinking the Roles of Educators

고등교육 분야에서 에듀 테크의 중대한 발전들

도입 기간 전망: 1년 이하

 > 적응형 학습 기술 Adaptive Learning Technologies
 > 모바일 학습 Mobile Learning

도입 기간 전망: 2~3년

 > 사물 인터넷 The Internet of Things
 > 차세대LMS Next-Generation LMS

도입 기간 전망: 4~5년

 > 자연스러운 사용자 인터페이스 Natural User Interfaces
 > 인공지능 Artificial Intelligence

방법론 Methodology

The 2017 Higher Education Expert Panel

맞춤형 학습 personalized learning으로도 알려졌으며 학습 분석learning analytics과 밀접한 관련이 있는 적응형 학습은 데이터를 이용해서 언제든지 교육방법을 조절하면서 학생 진도를 모니터링 하는 기술로 언급된다.[i] EDUCAUSE에 따르면 적응형 학습 기술은 “자동으로 조정하거나 교수의 개입을 통해 학습자의 성과를 향상시키는 방식으로 개인의 능력이나 스킬에 따라 학습과정의 내용 수준이나 유형을 동적으로 조정하는 것”이다.[ii] 기계 학습machine learning을 통해 이러한 기술은 교수와 학생 모두에게 실용적인 데이터를 제공하면서 학습자에게 실시간으로 적용할 수 있다. 이 기술은 능동적인 학습을 장려하고, 학습능력이 떨어지는 학생들을 식별하고, 학습 완성도에 영향을 미치는 요소를 평가함으로써 학습자들을 분명하고 논리적인 학습경로에 올려놓는 것을 목표로 하고 있다. 적응형 학습을 지지하는 사람들은 이 기술이 교육 분야의 도전이 되는 “철의 삼각 관계iron triangle”, 즉 비용, 접근성, 품질에 대한 해결책이 될 수 있다고 생각한다.[iii]

 개요
NMC Horizon Report – 2016 고등교육 에디션에서 학습 분석 주제와 함께 다루었던 적응형 학습 기술은 2017년에 상당한 성장세를 보이고 있다. Gartner는 맞춤형 학습의 확산을 이끌 수 있는 잠재력 때문에 2016년에 이 기술을 고등교육 IT 리더를 위한 최고의 전략 기술로 선정했다.[iv] Tyton Partners는 2012년부터 적응형 학습과 고등교육에 대해 연구하고 있는데 최근에는 적응형 학습의 성장을 나타내는 몇 가지 핵심 주제를 분석했다.[v] 연구를 시작한 이래 지금까지 일어난 가장 큰 변화는 새로운 기능 세트feature sets 요구하는 교육기관에 대한 벤더들의 반응인데, 코스웨어 개발자들이 이제는 교육 분야의 요구에 잘 대응하고 있다. 몇몇 역량 기반 교육 사례를 통해 이 기술의 활용 가능성이 주목을 받고 있으며, 하이브리드 및 온라인 학습 환경에서도 이 기술의 강점이 부각되고 있다.[vi]

이러한 교육적 방법이 실제로 어떤 영향을 미칠지에 대한 연구가 아직은 제한적이지만, 초기 성과는 기대를 불러일으키기에 충분했다. 적응형 학습 기업인 CogBooks와 Arizona State University는 플립드 생물학 입문 수업과 두 개의 온라인 역사 강좌를 통해 차세대 적응형 코스웨어의 영향성을 연구했다. 한 학기 동안 CogBook을 사용한 학생들의 학습 성공률은 76%에서 94%로 증가했고, 낙오 비율은 15%에서 1.5%로 감소했다.[vii] 접근성과 졸업율을 높이기 위해 진보된 적응형 학습을 활용하려는 여러 교육기관의 노력으로 추진되고 있는 SRI의 3년 간의 연구인 Adaptive Learning Market Acceleration (ALMAP) 계획은 몇몇 통합된 코스웨어의 성적이 평균적인 코스웨어의 성적보다 약간 높다는 결과를 보여준다. 주목할만한 점은 유즈케이스를 통해 적응형 코스웨어가 어떤 차이를 보였는가 하는 부분이다. 두 가지 경우, 즉 일반 강의 형태에서 적응형 혼합 수업으로 전환했을 때와 온라인 과정에서 비적응형 학습 환경을 적응형 학습환경으로 전환했을 때 모두 학생의 학습에서 긍정적인 결과가 도출되었다.

적응형 학습에 대한 우호적인 분위기는 이 기술의 채택을 가속화하고 있다. 2016년 Campus Computing Project의 연례 설문조사에서 고등교육 CIO 중 96%는 적응형 학습 기술이 학습 성과를 향상시킬 가능성이 크다는 점에 동의했다.[viii] Oregon State University와 Portland State University를 포함한 8개 대학이 Accelerating Adoption of Adaptive Courseware계획 수행을 위해 APLU로부터 예산 지원을 받는 등 미국에서는 많은 관련 프로젝트들이 진행하고 있다.[ix] 미국처럼 빠르게 진행되지는 않지만 영국에서도 정책 그룹인 Higher Education Commission은 적응형 학습 시스템에 내재된 분석 학습의 엄청난 잠재력에 주목하고 있다. 이 위원회는 최고의 교육기관이 갖추어야 할 윤리와 필요를 기반으로 학생과 연결된 적응형 도구 개발에 관심이 있다.[x] 이와 유사하게 노르웨이 교육부에 제출된 고등교육 분야 ICT 전략 제안에서도 적응형 학습이 핵심 개발 영역으로 강조되고 있다.[xi]

교수, 학습, 창의적 탐구와의 관련성
Colorado Technical University에서 적응형 학습은 대학의 장기 교육 계획의 중요한 구성 요소이다. 약 82%인 800명의 교수들이 이 대학의 적응형 학습 플랫폼인 Intellipath를 사용한다. 추적 연구에 따르면, 학생들은 자료에 대한 이해와 함께 학습을 빠르게 진행하면서 학습에 대한 통제력을 높였고, 수업이 “더 재미있다”는 반응을 나타냈으며, 어려운 영역(과목)을 온전히 이해하는데 강한 자신감을 보였다. 예를 들어, 대학 대수학 과정을 수강하는 학생이 일반 분수 연산은 잘하더라도 분수로 된 선형 방정식을 푸는 데는 취약할 수 있다. Intellipath는 각 학생의 강점을 진단하여 과정의 진행방식을 변경하면서 각 학생이 취약한 부분에 좀 더 많은 시간을 집중할 수 있도록 조절한다.[xii] 적응형 학습 기술을 적용하기 좋은 분야로 STEM 과목들이 많은 주목을 받고 있지만 University of Georgia는 영어 작문 과정을 위한 도구 개발에 이 기술을 적용하고 있다. 학생들은 본격적인 작문을 시작하기 전에 상호검토전략, 논증, 다양한 이야기 구조 구성하기 등과 같은 기본적인 개념을 방법으로 적응형 도구를 활용해서 가이드 받는다.[xiii]

Jisc는 Learning Analytics in Higher Education: A Review of UK and International Practice 보고서에서 유럽의 11가지 사례 연구를 통해 학습 분석 및 적응형 학습의 이점을 분석했다.[xiv] 연구진은 적응형 학습은 개인화된 맞춤형 학습과 자기 주도적인 학습을 촉진할 수 있을 뿐만 아니라 기본적인 교수 스킬로도 가장 적합하다고 판단한다. 이 보고서에 담긴 한가지 인상적인 사례는 학생들의 학습경로 식별을 지원하는 Open University Australia (OUA)의 노력과 이 대학의 Personalized Adaptive Study Success (PASS) 프로젝트이다. OUA의 온라인 학습환경 및 지원 시스템에 내장된 PASS는 고객관계 관리시스템customer relationship management systems, 학습관리시스템, 교육과정 프로파일에서 생성된 데이터를 분석해서 맞춤형 대시보드를 통해 학습 권고사항을 제시한다. 대시보드는 학생 진도 추적 외에도 필요한 학습 활동들을 권고하고, 코스의 완료 수준을 예측하며, 콘텐츠를 동적으로 추천한다.[xv]

이 기술이 교수학습에 활용될 가능성은 계속 커지고 있다. 최근 영국의 혁신 재단 Nesta가 최근 발간한 Clicks and Mortarboards라는 보고서에는 고등교육 분야에서 디지털 기술 활용의 발전을 진단하였다. 적응형 학습에 관한 기존의 많은 문헌들이 적절한 개별 학습individual learning에 초점을 맞추고 있지만 새로운 적응형 학습 기술들은 협력학습 촉진 가능성도 보여준다. 예를 들어, 온라인 학습환경의 새로운 도구들은 사용자들을 공통 관심사를 가진 사람들끼리 자동으로 분류하고, 이용자의 관심과 웹 탐색 습관을 기반으로 정보 소스를 추천 할 수 있다. 이와 유사하게 이 보고서에서는 협력학습에서 인공지능(AI)의 역할을 강조하고 있다. 적응형 그룹을 형성할 때 AI를 이용하면 과제 해결에 가장 적합한 학생 그룹을 만들 수 있는데, 학습자들을 인지 능력이나 관심사에 따라 서로 연결할 수도 있고, 상호 보완이 필요한 지식과 스킬을 기반으로 분류할 수도 있다.[xvi]

적응형 학습 실행 사례
다음은 적응형 학습이 고등교육 환경에 미치는 직접적인 영향에 대한 실제 사례이다.

2016 DLI 수상자: Tougaloo College
go.nmc.org/tougaloo
Mississippi의 Tougaloo College는 온라인 생물학 과정에서 Junction Education 온라인 플랫폼을 구현해 Online Learning Consortium (OLC) 으로부터 Digital Learning Innovation Award(DLIAward)를 수상했다. 대학의 LMS에 통합된 적응형 학습 도구는 학생들의 학습 선호도에 따라 비디오 도입부, 온라인 교과서, 게임과 같은 차별화된 학습 자료를 제공한다.

셀룰러 전송 가상 연구실
go.nmc.org/central
Central Queensland University의 교수가 에듀 테크 스타트업 Smart Sparrow와 함께 학생들의 수행 방식, 적응형 피드백과 개인화된 실험 경험을 가이드해 주는 학습경로를 기반으로 셀룰러 전송 실험을 할 수 있는 인터액티브 가상 연구실을 만들었다.

PERFORM.
go.nmc.org/perform
Beijing Normal University와 Universidad Interncional de la Rioja의 공동 프로젝트인  PERFORM은 학습자 맞춤형 권고를 제시하기 위해 학습자 데이터를 활용하는 소프트웨어 개발을 목표로 하고 있다. 이 프로젝트를 통해 학습 성과의 개선 뿐 아니라 연구자들이 다른 문화권 학생들의 학습 패턴을 관찰하는 것도 가능하다.

더 읽을거리
아래 목록은 적응형 학습에 관한 유용한 참고자료이다.

적응형 학습에 대한 장애물 제거
go.nmc.org/clear
(Barb Freda, University Business, 2016. 8. 26.) 고등교육에 적응형 학습 기술을 도입하는 일은 시간, 전문성, 예산이 필요한 매우 힘든 과정이 될 수 있다. 저자는 확신 없이 진행하기, 적절한 제공자를 선정하기, 방대한 데이터를 처리하기 등 구현 시 직면하게 되는 여섯 가지 도전을 강조하고 어떻게 조기 도입자들early adopters이 어려움을 극복했는지를 설명한다.

적응형 학습 플랫폼의 가치 설계
go.nmc.org/deval
(Josine Verhagen et al., LACE Project, 2016. 1. 9. 조회) 이 문서는 적응형 학습 기술을 개발할 때 고등교육 분야에서 고려해야 할 윤리적 항목들을 제시한다. 저자는 설계 초기단계에서 윤리학자와 설계자의 협력이 프라이버시 침해 우려와 같은 잠재적 문제 해결에 도움이 된다고 설명한다.

맞춤형 학습을 통해 학생의 성공적 학습을 이끄는
go.nmc.org/unlock
(Nazeema Alli et al., EDUCAUSE Review, 2016. 3. 7.) 저자는 어떻게 기술이 학습 경험을 맞춤화하고, 위기의 학생들을 도우며, 성공적 학습을 위한 경로를 개발하는지 설명한다. 예를 들면, 적응형 디지털 코스웨어는 학생들의 성과 향상뿐 아니라 빠른 과정 수료를 통한 교육 비용도 절감할 수 있다.

 

 

[i] https://campustechnology.com/articles/2016/12/20/the-blurry-definitions-of-adaptive-vs-personalized-learning.aspx

[ii] http://er.educause.edu/articles/2016/10/adaptive-learning-systems-surviving-the-storm

[iii] http://www.educationdive.com/news/adaptive-learning-holds-promise-for-the-future-of-higher-education/421228/

[iv] http://www.gartner.com/newsroom/id/3225717

[v] http://tytonpartners.com/library/learning-to-adapt-2-0-the-evolution-of-adaptive-learning-in-higher-education/

[vi] https://campustechnology.com/articles/2016/04/21/research-5-ways-adaptive-learning-has-changed.aspx?admgarea=news

[vii] https://www.cogbooks.com/2016/02/04/improve-student-success-and-retention-with-adaptive-courseware/

[viii] http://www.campuscomputing.net/cc2016

[ix] http://www.aplu.org/projects-and-initiatives/personalized-learning-consortium/plc-projects/Accelerating-Adoption-of-Adaptive-Courseware.html

[x]http://www.policyconnect.org.uk/hec/sites/site_hec/files/report/419/fieldreportdownload/frombrickstoclicks-hecreportforweb.pdf (PDF)

[xi] https://www.ecampus.no/2016/10/26/adaptive-learning-lone-learner-or-community-effort/

[xii] http://er.educause.edu/articles/2016/3/adaptive-learning-platforms-creating-a-path-for-success

[xiii] https://ovpi.uga.edu/news/english-composition-incorporates-adaptive-learning-into-classroom

[xiv] https://www.jisc.ac.uk/sites/default/files/learning-analytics-in-he-v3.pdf (PDF)

[xv] https://analytics.jiscinvolve.org/wp/files/2016/04/CASE-STUDY-K-Open-Universities-Australia.pdf (PDF)

[xvi]http://www.nesta.org.uk/sites/default/files/higher_education_and_technology_nov16_.pdf (PDF)