대학생들이 증명한 AI 교육 효과… 챗봇 활용 학생 100% “학습 향상” 체감

북아일랜드의 얼스터대학교(Ulster University) 연구진이 실시한 연구에 따르면, 대학생들이 AI 기반 교육 도구를 매우 긍정적으로 받아들이고 있는 것으로 나타났다. 특히 AI 챗봇을 활용한 학습 지원 시스템은 학생들로부터 압도적인 호응을 얻었으며, 응답자의 100%가 “학습 향상에 도움이 됐다”고 답했다. 이는 교육계에서 AI 도구 도입을 둘러싼 우려와는 대조적인 결과로, AI가 표절 도구가 아닌 학습 파트너의 역할을 성공적으로 수행할 수 있음을 시사한다.

AI 챗봇 만족도 4.2점… 구글 계정 필요에도 압도적 호응

연구진은 생명과학 분야 학부과정(BSc 개인맞춤의학)과 대학원과정(MSc 생명공학) 학생들을 대상으로 AI 기반 교육 도구를 도입했다. 총 41명의 코호트에서 28명이 응답했으나 일부는 불완전한 응답이었다. 핵심은 검색증강생성(RAG, Retrieval Augmented Generation) 기술을 활용한 맞춤형 AI 챗봇이었다.

이 챗봇은 모듈 핸드북, 강의 노트, 보충 읽기 자료, 평가 가이드라인과 루브릭 등의 모듈 정보와 학습 자료에 접근할 수 있도록 설계됐다. 평가 자료 자체는 포함되지 않았다. 학생들은 모듈 내용과 구성에 관련된 모든 질문을 할 수 있었고, 챗봇은 대안적 설명, 복습 시간표, 플래시카드 등을 제공할 수 있었다.

학생들의 반응은 매우 긍정적이었다. “AI 챗봇 사용법을 이해하기 쉬웠다”는 질문에 24명이 응답해 평균 4.1점을 기록했다. “AI 챗봇 사용이 즐거웠다”는 질문에는 24명이 응답해 평균 4.2점을 받았다. 가장 주목할 점은 “AI 챗봇 사용이 모듈 학습 내용에 대한 지식을 향상시켰다”는 질문에 응답한 20명 전원이 동의했다는 것이다.

다만 사용된 AI 챗봇이 구글 기반으로 구축되어 무료 구글 계정 접근이 필요했다. 연구진은 “학생들이 등록을 꺼리거나 구글 계정 세부 정보 공유를 망설였을 수 있어 전체 학급이 AI 챗봇을 사용하지 않은 이유를 설명할 수 있다”고 분석했다. 하지만 현재 구글이 직접 코딩 없이 챗봇을 생성할 수 있는 도구를 제공하는 유일한 공급업체여서 효율적인 솔루션이라고 설명했다.

AI 생성 팟캐스트는 저조한 활용도… 청취자들은 높은 만족도

AI가 생성한 오디오 팟캐스트는 상대적으로 저조한 반응을 보였다. 25명이 응답한 설문에서 대부분이 가끔 듣거나 전혀 듣지 않는다고 답했으며, 매주 듣는 학생은 소수에 그쳤다. 하지만 실제로 팟캐스트를 청취한 학생들의 만족도는 높았다. 최소한 가끔이라도 팟캐스트를 들은 15명의 학생은 “AI 생성 팟캐스트 듣기를 즐겼다”는 질문에 평균 4.3점으로 응답했다.

팟캐스트 확대에 대한 의견은 청취 여부에 따라 엇갈렸다. 전체 응답자 22명을 대상으로 “더 많은 모듈에서 AI 생성 팟캐스트를 사용할 수 있기를 바란다”는 질문에는 평균 3.5점을 기록했다. 하지만 최소한 가끔이라도 듣는 학생 15명만을 대상으로 한 같은 질문에서는 평균 4.1점으로 훨씬 긍정적인 반응을 보였다.

팟캐스트는 Blackboard Learn에서 .wav 형식의 오디오 파일로 제공됐다. 브라우저에서 들을 수 있었지만, 연구진은 “팟캐스트를 듣는 더 자연스러운 환경은 운동이나 통근 중이며, 팟캐스트를 휴대폰이나 오디오 기기에 다운로드하고 전송하는 단계가 더 광범위한 소비를 억제했을 수 있다”고 분석했다.

“AI 스킬 자신감 부족”… 사회 기여도는 긍정 평가

학생들은 AI 도구에 대해 전반적으로 긍정적인 태도를 보였다. “AI 도구가 사회에 긍정적 또는 부정적 기여를 할 것이라고 생각한다”는 질문에 21명이 응답해 평균 4.0점(1점=매우 부정적, 5점=매우 긍정적)을 기록했다. 또한 16명이 응답한 설문에서 75%가 “수업 외에서 AI 도구를 정기적으로 사용한다”고 답했다.

하지만 자신의 AI 도구 활용 능력에 대해서는 자신감이 부족했다. “AI 도구 사용 능력을 어떻게 평가하겠는가”라는 질문에 21명이 응답해 평균 3.2점(1점=낮음, 5점=높음)을 기록했다. AI 챗봇과 AI 생성 팟캐스트 사용으로 얻은 것이 있다고 느끼는지에 대해서는 14명 응답자 전원이 동의했다.

연구진은 연구의 한계점도 인정했다. 모듈이 작았지만 연구진이 모듈 코디네이터 역할을 했기 때문에 선택됐다. 또한 과학적으로 발전된 생명과학 과정의 코호트로, 일반적으로 기술에 대해 긍정적으로 느낄 것으로 예상되는 집단이었다. 연구진은 “이러한 코호트가 과학기술 과정을 대표할 수 있지만, 더 넓은 학생 집단을 대표하지는 못할 수 있다”고 설명했다.

기술 격차 해소와 교육 인프라 변화 필요

연구진은 AI 도구의 교육적 잠재력과 함께 해결해야 할 과제들을 제시했다. “적절한 지원 없이는 AI 도구가 고등교육에 제공하는 혜택이 기술적으로 문해력이 있는 학생들과 기술적으로 문해력이 있는 직원이 가르치는 모듈 쪽으로 강하게 편향될 것”이라고 우려했다.

직원들이 AI 도구를 채택하는 데는 AI를 어떻게 활용할 수 있는지에 대한 이해 부족, 교육에서의 사용에 대한 제한된 사례 연구, 구현에 대한 기술적 장벽 등이 있다고 분석했다. 이러한 장벽은 일부 학생들도 느낄 가능성이 있다고 덧붙였다.

연구진은 “AI는 의심할 여지 없이 우리의 미래 교수 및 학습 인프라에 포함될 것”이라고 전망하면서도, 여전히 해결해야 할 과제들이 남아있다고 강조했다. 학생들에게 AI 도구 사용의 실용적 기술을 어떻게 가르칠 것인지, 직원들을 어떻게 업스킬할 것인지, AI에 대한 접근이 이해도 평가에 영향을 미치지 않도록 평가를 어떻게 적응시킬 것인지 등의 질문이 여전히 남아있다고 설명했다.

맞춤형 교육 AI의 가능성… 기술 접근성이 핵심 과제

이번 연구 결과가 주목받는 이유는 단순히 학생 만족도가 높았다는 점을 넘어서, 맞춤형 교육 AI의 실질적 효과를 입증했기 때문이다. 특히 검색증강생성(RAG) 기술을 활용해 특정 수업 내용에 특화된 AI 챗봇이 범용 AI 서비스보다 높은 학습 효과를 보인 점이 의미가 크다.

기존 챗GPT(ChatGPT)나 클로드(Claude) 같은 범용 AI와 달리, 이번 연구의 AI 챗봇은 해당 과목의 강의 자료와 교육 내용만을 학습 데이터로 사용했다. 이를 통해 학생들에게 더 정확하고 맥락에 맞는 답변을 제공할 수 있었다. 이는 향후 교육 분야에서 범용 AI보다는 특화된 AI 도구의 활용도가 높아질 가능성을 시사한다.

하지만 기술적 접근성 문제는 여전히 해결해야 할 과제로 남아있다. 이번 연구에서도 구글 계정이 필요하다는 단순한 이유로 일부 학생들의 참여가 제약받았다. 이는 AI 교육 도구의 보편적 확산을 위해서는 더 간편한 접근 방식과 다양한 플랫폼 지원이 필요함을 보여준다.

FAQ (※ 이 FAQ는 본지가 리포트를 참고해 자체 작성한 내용입니다.)

Q: AI 챗봇이 기존 검색 엔진과 다른 점은 무엇인가요?

A: 일반 검색 엔진과 달리 이 AI 챗봇은 특정 수업의 강의 자료와 교육 내용만을 학습해 그 과목에 특화된 답변을 제공합니다. 검색증강생성 기술로 모듈별 맞춤 정보를 제공하며, 대안적 설명이나 복습 시간표, 플래시카드 등도 생성할 수 있습니다.

Q: AI 도구를 사용하면 학생들이 스스로 공부하지 않게 되지 않을까요?

A: 연구 결과에 따르면 오히려 반대였습니다. 응답한 학생 전원이 AI 챗봇 사용으로 모듈 학습 내용에 대한 지식이 향상됐다고 답했습니다. AI는 답을 주는 도구가 아니라 학습을 도와주는 파트너 역할을 했습니다.

Q: 모든 학생이 AI 도구를 잘 활용할 수 있나요?

A: 연구에서 학생들의 AI 활용 능력 자신감은 평균 3.2점(5점 만점)으로 높지 않았습니다. 연구진은 기술적 문해력이 있는 학생과 그렇지 않은 학생 사이의 격차가 AI 도구의 교육적 혜택을 불평등하게 만들 수 있다고 우려했습니다.

기사에 인용된 논문 원문은 arXiv에서 확인할 수 있다.

논문명: AI as a teaching tool and learning partner

이미지 출처: 이디오그램 생성

해당 기사는 챗GPT와 클로드를 활용해 작성되었습니다.