전 세계 교육계가 인공지능(AI) 기술로 인한 새로운 전환점을 맞고 있다. 구글의 LearnLM 팀이 최근 발표한 혁신적인 연구 결과가 교육의 미래를 완전히 바꿀 가능성을 제시하면서 교육 전문가들의 주목을 받고 있다.
구글은 지난 9월 16일 연구 블로그를 통해 'AI로 증강된 교과서(AI-Augmented Textbook)'를 개발하는 새로운 접근법을 담은 논문 'Towards an AI-Augmented Textbook'을 arXiv에 발표했다고 밝혔다. 이 연구는 기존 교과서의 한계를 뛰어넘어 개인화되고 다층적인 학습 경험을 제공하는 'Learn Your Way' 시스템의 개발 성과를 담고 있다.
교과서, 이제 '살아있는 튜터'가 되다
전통적인 교과서가 가진 '일률적인 학습 방식'이라는 근본적 한계를 극복하기 위해 구글 연구진이 개발한 Learn Your Way 시스템은 생성형 AI를 활용해 각 학습자에게 최적화된 콘텐츠를 제공한다. 이는 마치 교과서가 살아있는 개인 튜터처럼 학습자와 소통하며 맞춤형 교육을 제공하는 혁신적인 접근이다.
Learn Your Way 시스템의 핵심 기능은 ▲ 다층적 표현 제공: 복잡한 개념을 다양한 방식으로 설명하여 학습자가 가장 쉽게 이해할 수 있는 접근법을 찾도록 돕는다. ▲ 콘텐츠 개인화: 학습자의 이해도와 관심사에 맞춰 추가적인 예시, 심화 학습 자료, 또는 보충 설명 등을 자동으로 생성하고 제시한다. ▲ 내용의 정확성 및 품질 유지: AI가 새로운 콘텐츠를 생성하더라도 기존 교과서의 핵심 내용을 훼손하지 않고 정확성을 유지하는 데 중점을 둔다.
시스템은 먼저 학습자가 선택한 학년과 관심사(스포츠, 음악, 음식 등)를 바탕으로 원본 교재를 해당 학년 수준에 맞게 재구성한다. 이후 일반적인 예시를 학습자의 관심사에 맞는 개인화된 예시로 전략적으로 교체하여, 모든 다른 형태의 콘텐츠 생성의 기초가 되는 맞춤형 텍스트를 만들어낸다.
5가지 학습 모드로 완성된 통합 학습 경험
Learn Your Way는 학습자에게 5가지 서로 다른 학습 모드를 제공한다. ▲ 몰입형 텍스트(Immersive Text): 내용을 소화하기 쉬운 섹션으로 나누고 생성된 이미지와 내장된 질문으로 보강하여 수동적인 읽기를 능동적인 멀티모달 경험으로 전환한다. ▲ 섹션별 퀴즈(Section-level Quizzes): 사용자가 자신의 학습을 대화형으로 평가하고 기존 지식 격차를 발견할 수 있도록 하여 능동적 학습을 촉진한다.
▲ 슬라이드 및 내레이션(Slides & Narration): 빈칸 채우기와 같은 매력적인 활동과 녹음된 수업을 모방한 내레이션 버전을 포함하여 전체 소스 자료를 다루는 프레젠테이션을 제공한다. ▲ 오디오 레슨(Audio Lesson): AI 기반 교사와 학생 간의 시뮬레이션된 대화를 시각적 보조 자료와 함께 제공하여, 실제 학습자가 자료에 어떻게 참여할 수 있는지를 모델링한다. ▲ 마인드맵(Mind Map): 지식을 계층적으로 구성하고 학습자가 큰 그림에서 세부 사항으로 확대하거나 축소할 수 있도록 한다.
놀라운 학습 효과 입증된 실증 연구
구글은 Learn Your Way의 교육적 효과를 검증하기 위해 시카고 지역의 15-18세 학생 60명을 대상으로 무작위 대조 연구를 실시했다. 참가자들은 청소년 뇌 발달에 관한 교과서 내용을 최대 40분 동안 학습했으며, Learn Your Way를 사용한 그룹과 기존 디지털 PDF 리더를 사용한 그룹으로 무작위로 배정됐다.
연구 결과는 매우 인상적이었다. ▲ 즉시 평가에서 9% 높은 점수: Learn Your Way 그룹이 학습 세션 직후 평가에서 평균 9% 더 높은 점수를 기록했다. ▲ 장기 기억 보존력 11% 향상: 3-5일 후 실시한 기억 보존 테스트에서 Learn Your Way 그룹이 11% 더 높은 점수를 얻었다(78% 대 67%). ▲ 압도적인 사용자 만족도: Learn Your Way를 사용한 학생의 100%가 해당 도구가 평가를 더 편안하게 받을 수 있게 해주었다고 답했으며, 이는 디지털 리더 대조군의 70%와 대조적이다. 또한 93%가 향후 학습에 Learn Your Way를 사용하고 싶다고 답했다.
교육학 전문가 3명이 OpenStax(무료 교육 교과서 제공업체)의 다양한 소스 자료 10개를 3가지 개인화 설정으로 변환하여 평가한 결과, 모든 교육학적 기준에서 평균 0.85 이상의 높은 전문가 평가를 받았다.
학습 과학 이론에 뿌리내린 혁신
Learn Your Way의 접근법은 견고한 학습 과학 이론에 기반하고 있다. 특히 '이중 부호화 이론(Dual Coding Theory)'에 따르면, 서로 다른 표현 간의 정신적 연결을 형성하는 것이 뇌의 기본 개념 스키마를 강화한다는 점에 주목했다. 후속 연구들도 학생들이 다양한 형식의 정보와 능동적으로 참여할 때 더 견고하고 완전한 학습 모델을 구축한다는 것을 보여주었다.
구글의 LearnLM은 교육학이 주입된 최고 수준의 모델 패밀리로, 현재 Gemini 2.5 Pro에 직접 통합되어 있다. 이 시스템은 먼저 독특한 개인화 파이프라인을 통해 다층적 콘텐츠 표현의 기초를 제공한다.
이같은 글로벌 교육 AI 혁신 트렌드는 국내 교육계에도 큰 영향을 미치고 있다. 교육부는 2024년 'AI·디지털 기반 교육 기본계획'을 발표하며 개별 맞춤형 교육을 위한 AI 기반 교육과정 확산을 추진하고 있다. 특히 2025년부터는 초·중등 공교육 현장에 AI 디지털 교과서를 도입하여 교육의 디지털 대전환을 본격화할 예정이다.
한국교육학술정보원(KERIS)이 발표한 연구보고서에 따르면, 국내 AI 기반 적응형 학습 플랫폼 활용 교육이 학습자의 자기주도 학습 능력 향상과 학습 성과 개선에 긍정적인 효과를 보이고 있는 것으로 나타났다.
교육 전문가들 "패러다임 전환의 신호탄"
교육 기술 전문가들은 구글의 Learn Your Way 시스템이 단순한 기술적 진보를 넘어 교육의 근본적인 패러다임 전환을 알리는 신호탄이라고 평가하고 있다. 한 교육공학 전문가는 "이번 연구는 AI가 단순히 정보를 검색하는 도구를 넘어, 맞춤형 학습 자료를 만들고 교육의 질을 혁신적으로 향상시킬 수 있는 가능성을 명확히 보여준다"며 "특히 11%의 학습 기억 보존력 향상은 교육 효과 측면에서 매우 유의미한 수치"라고 분석했다.
또 다른 전문가는 "Learn Your Way가 제시하는 다층적 학습 경험은 기존 '일률적 교육'의 한계를 극복하고 모든 학습자에게 양질의 교육 기회를 제공할 수 있는 새로운 길을 열었다"며 "향후 학습 격차 해소에 크게 기여할 것"이라고 전망했다.
AI 시대 교사 역할 재정의 필요
한편, AI 기반 교육 시스템의 확산과 함께 교사의 역할 재정의에 대한 논의도 활발해지고 있다. 전문가들은 AI가 정보 전달과 개별 맞춤 학습을 담당하게 되면서, 교사는 보다 창의적이고 인간적인 교육 활동에 집중할 수 있게 될 것이라고 예측하고 있다.
교육부 관계자는 "AI 디지털 교과서 도입과 함께 교사들이 AI 기술을 효과적으로 활용할 수 있도록 대규모 연수 프로그램을 운영하고 있다"며 "AI는 교사를 대체하는 것이 아니라 교사의 역량을 증강시키는 도구로 활용될 것"이라고 밝혔다.
구글의 이번 연구는 글로벌 교육 기술 기업들 간의 AI 기반 교육 솔루션 개발 경쟁을 더욱 가열시킬 것으로 예상된다. 마이크로소프트, 애플, 메타 등 주요 기술 기업들도 각각 교육 분야 AI 투자를 확대하고 있어, 교육 혁신을 위한 기술 경쟁이 본격화되고 있다.
구글 LearnLM 팀의 연구책임자는 "이번 연구는 우리 탐구의 시작일 뿐"이라며 "각 학습자의 고유한 요구와 진도에 지속적으로 적응하는 시스템을 향해 콘텐츠를 맞춤화하는 더 많은 방법을 구상하고 있다"고 밝혔다.
미래 교육의 청사진 제시
Learn Your Way 시스템은 현재 Google Labs를 통해 연구 실험으로 공개되어 있으며, 전 세계 교육자와 학습자들이 직접 체험해볼 수 있다. 구글은 이 시스템을 통해 수집되는 데이터와 피드백을 바탕으로 더욱 정교한 AI 교육 솔루션을 개발해 나갈 계획이다.
교육계 전문가들은 이러한 AI 기반 개인화 학습 시스템이 향후 전 세계 교육 불평등 해소와 양질의 교육 기회 확대에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다. 특히 교육 자원이 부족한 지역이나 개발도상국에서도 최고 수준의 개인화된 교육을 받을 수 있는 기반이 마련될 것으로 전망된다.
구글의 이번 연구 성과는 단순히 기술적 진보를 넘어, 모든 학습자가 자신만의 방식으로 학습할 수 있는 진정한 '개인화 교육 시대'의 서막을 알리는 역사적 이정표가 될 것으로 평가받고 있다.
[참고 자료]
Google Research Blog – Learn Your Way
arXiv 논문 – Towards an AI-Augmented Textbook
Google Blog – Learn Your Way
김들풀 기자 itnews@
