4차 산업혁명 위한 인재를 양성하라

[긴급진단] 4차 산업혁명과 인재양성

4차 산업혁명에 필요한 인재는 복잡한 문제를 푸는 능력, 비판적 사고, 창의력, 사람관리, 협업(協業)능력을

제4차 산업혁명이 주는 충격

2016년 1월 20∼23일 스위스 다보스에서 열린 세계경제포럼(WEF) 연차총회(일명 다보스 포럼)의 주제는 ‘제4차 산업혁명’이었다. 다보스포럼이 산업을 주제로 내세운 것은 이번이 처음이다. 4차 산업혁명이 산업·경제의 혁명적 변화를 이끄는 것은 물론, 인류 미래와 삶을 근본적으로 뒤바꿔놓을 만큼 커다란 파괴력을 지니고 있다고 판단했기 때문이다.

4차 산업혁명은 인공지능, 빅 데이터, 사물인터넷(IoT), 클라우드, 3D 프린팅, 자율주행 자동차 등으로 불리는 급격한 소프트웨어와 데이터 기반의 지능 디지털 기술변환(intelligent digital technology transformation)에 의한 혁명을 말한다.

지난 3월에 구글 딥 마인드의 인공지능 기술로 무장한 알파고가 한국의 대표 기사 이세돌을 4대 1로 이기면서 많은 사람들에게 충격을 줬다. 알파고의 승리는 제4차 산업혁명의 한 단면을 보여줬다. 디지털 기술이 수학·통계·물리·생물 등의 영역과 기하급수적으로 융합되면서 세상을 변화시키고 있는 것이다.

이번 다보스 포럼에서 발표된 제4차 산업혁명 보고서에서 제시한 2025년까지 일어날 것으로 예상되는 현상을 보면 충격적이다. 2025년까지 90%의 사람들이 스마트폰을 사용하고, 10%의 사람들이 인터넷에 연결된 옷을 입고, 미국 차들의 10%가 무인자동차가 될 것이며, 1조 개의 센서가 인터넷에 연결되어 기능을 발휘한다고 한다.

또 자동차와 인공 간이 최초로 3D 프린터로 생산되고, 최초의 로봇 약사가 미국에 등장하고, 30%의 기업 회계감사가 인공지능에 의하여 이뤄지며, 빅 데이터로 인구조사를 대체하는 최초의 정부가 나타날 것으로 예측했다.

이번 다보스포럼에서 발표한 ‘미래고용보고서’에 따르면 4차 산업혁명으로 인한 미래 고용시장 변화는 더욱 충격적이다. 로봇과 인공지능(AI), 생명공학, 3차원(3D) 프린팅 등의 기술 발전으로, 세계 고용의 65%를 차지하는 주요 15개 국에서 2020년까지 200만 개의 새 일자리가 생겨나지만, 이와 동시에 710만 개의 일자리가 사라지면서 510만 개의 일자리가 순감소할 것으로 예상했다.

가장 큰 타격을 받을 직군은 사무관리직으로, 앞으로 5년간 475만 9000개의 일자리가 줄어들 전망이다. 빅 데이터 분석과 인공지능 기술이 바탕이 된 자동화 프로그램과 기계가 사무직 일자리를 대체할 것이란 이유에서다.

로봇과 3D 프린팅의 위협을 받는 제조·광물업 분야 일자리도 160만 9000개가 감소할 것으로 예상됐다. 반면에 전문지식이 필요한 경영·금융 서비스에서는 49만 2000개, 컴퓨터·수학에서는 40만 5000개, 건축·공학에서는 33만 9,000개의 일자리가 늘어날 것으로 전망했다. 즉, 많은 일자리가 STEM(과학·기술·공학·수학) 분야에서 생겨날 것이란 예측이다.

제4차 산업혁명의 발전을 주도할 미래형 인재는 어떤 능력을 가진 사람인가? 한마디로 4차 산업혁명의 본질을 이해하고 이런 사회에서 주도적으로 일할 수 있는 인재를 말한다. 우리 사회는 지금부터 이런 인재를 양성할 수 있는 제도를 갖춰야 한다.

▲ 4차 산업혁명 시대에는 제조업, 사무직 등의 분야의 일자리가 크게 줄어들고, STEM 분야에서 새로운 일자리들이 생겨날 전망이다. 다보스 포럼은 복잡한 문제를 푸는 능력, 비판적 사고, 창의력 등을 갖춘 인재가 4차 산업혁명을 주도할 것으로 전망하고 있다.ⓒ미래한국 고재영

제4차 산업혁명을 주도할 미래형 인재란 어떤 사람인가?

이번 다보스 포럼에서 발표된 ‘미래고용보고서’는 2020년에 요구되는 교육목표 1위로 ‘복잡한 문제를 푸는 능력’을 꼽았다. 2위에서 5위까지는 ‘비판적 사고’, ‘창의력’, ‘사람관리’, ‘협업(協業)능력’을 선정했다. ‘문제를 푸는 능력’을 주는 교육은 STEM에 기반 한 컴퓨팅적 사고, 통계적 사고 등을 함양해야 하므로, 교육의 방향도 이런 점에 착안하여 개편되어야 할 것이다.

위의 교육목표 1∼5위의 내용을 간단히 정리하면 창조적 문제 해결 역량과, 팀을 이뤄 문제를 풀 수 있는 협업 능력이라고 볼 수 있다. 미래형 인재는 이런 역량을 갖추도록 교육받아야만 인공지능 로봇 등에 대체되지 않고 제4차 산업혁명 시대를 주도할 수 있는 인재가 될 수 있다.

현재 우리나라에서 진행 중인 암기 위주의 주입식 교육으로는 미래형 인재를 양성할 수 없다. 우리 교육은 대학입시부터 학교의 내신평가에 이르기까지 객관식 선다형(multiple choice) 평가방식에 크게 의존해 왔다.

대학입시에서 거의 모든 학생들이 보는 수학능력시험(수능)은 전적으로 선다형 평가에 의존하고 있으므로 창조적 문제 해결 능력을 키우는 데 도리어 방해가 되고 있다. 제4차 산업혁명 시대에는 현재의 수능시험은 적절치 않으므로 대폭 개혁하거나 아니면 폐기처분해야 한다.

미래형 교육의 핵심적 사고와 추진 방향

지금은 제4차 산업혁명에 대응할 미래형 인재를 양성할 신교육 시스템을 구축할 시점이 됐다. 신교육 시스템은 어떤 점에 착안하여 구축되어야 할 것인가?

(1) 컴퓨팅적 사고와 통계적 사고를 위한 교육
STEM 교육이나 인문사회과학과 예술 등을 융합하는 융복합 교육을 컴퓨팅적 사고(computational thinking)를 키워주는 방향으로 대폭 강화할 필요가 있다. 컴퓨팅적 사고란 해결하고자 하는 문제를 명확히 구성하고 사람이나 컴퓨터가 효과적으로 그 문제를 풀어서 답을 내 놓게 하는 프로세스적 사고력이다.

4차 산업혁명에 적절히 대응하기 위해서는 초중고 교과 체제에서 STEM 분야를 중심으로 컴퓨팅적 사고력을 강화하기 위한 교육 전략 및 실행 방안이 필요하며 교사 양성 및 재교육 등이 마련되어야 한다.

다행스럽게도 정부는 초중고에 소프트웨어(SW) 교육을 강화하기로 했다. 2015년에 우선 중학교부터 기존의 정보 교과를 SW교과로 개편해 신입생부터 SW 수업을 의무적으로 하고, 초등학교는 2017년부터 정규 교육과정으로 운영하고, 고등학교는 2018년부터 국어, 영어, 수학처럼 일반 선택과목으로 분류해 교육기회를 확대하기로 했다.

SW 교육은 컴퓨팅적 사고 배양에 충분조건은 아니지만 최소한의 필요조건은 될 것이다. SW 교육시간에 컴퓨팅적 사고 능력을 키우는 교육도 병행되기를 바란다.

다음으로 4차 산업혁명이 데이터 기반의 지능적 변환이라고 볼 수 있으므로, 통계적 사고(statistical thinking)를 함양하는 것이 중요하다. 특히 빅 데이터에 의한 미래 예측, 사물인터넷(IoT), 스마트 공장 등의 운영에 유효하다.

통계적 사고란 일상생활에서 데이터를 바탕으로 한 확률과 통계를 이용하여 당면한 문제를 시스템적으로 생각하고, 해결책을 찾아가는 사고방식을 말한다. 통계적 사고를 함양하기 위해서는 수학, 통계, 과학 교육 등이 강화되어야 한다.

(2) 프로젝트 학습과 심층학습 중심의 교수(교사) 학습 방식
우리나라의 교육방식은 지나치게 주입식 교육과 선다형 평가에 의존해 왔다. 이 때문에 4차 산업혁명에 필요한 창조형 인간, 컴퓨팅적 사고와 통계적 사고로 무장한 인재를 양성하지 못했다. 이를 타개하기 위해서는 교수학습방식을 바꿔야 한다.

여러 가지를 피상적으로 많이 아는 것만 추구하는 표층학습(surface learning)은 지양되어야 한다. 인터넷은 우리에게 피상적인 많은 지식을 전달해주고 있으므로 표층학습으로 지적(知的) 능력을 키우는 데는 한계가 있다. 이제는 넓게 알면서도 동시에 깊이 알고, 새로운 결과물을 산출해 낼 수 있는 능력을 길러 주는 심층학습(deep learning)으로 전환되어야 한다.

프로젝트 학습(project learning)은 심층학습을 위한 대표적인 방법이다. 프로젝트 학습은 학생이 중심이 되어 과제의 해결책을 찾기 위해 협동적인 그룹 활동으로 진행하는 학습이며, 학생 스스로 공부하고 발표하고 토론하면서 심층적으로 학습하는 방법이다. 이 방법은 학생이 강의시간을 주도하면서 과제의 답을 만들어 가는 수업이 됨으로 학생의 창의적 문제 해결 역량을 키운다. 또 협동적 그룹 활동으로 소통 능력도 증가시킬 수 있다.

교수(교사)도 좋은 과제를 정할 능력이 있어야 하고, 주어진 과제에 대해 심층적으로 알고 있어야만 수업을 원만하게 진행할 수 있으므로, 교수(교사)의 사전학습도 매우 중요하다.

(3) 선다형 평가방식의 혁신과 대학의 입학생 선발방식 혁신
우리 교육은 대학 입시부터 학교의 내신평가에 이르기까지 선다형 평가에 크게 의존하고 있다. 거의 모든 학생이 대입 준비로 보는 수능이 대표적인 선다형 평가방식이다. 이러한 객관식 평가방식은 제4차 산업혁명 시대의 인재 양성에 적합하지 않다. 내신평가에서도 선다형 평가보다는 주관식 평가방식을 일부 도입할 필요가 있다.

대학의 입학생 선발 방식도 대학에 자율권을 줘 대학이 뽑고 싶은 유형의 학생을 다양하게, 그리고 자유롭게 뽑을 수 있도록 완전히 풀어줘야 한다.

최근에 입학사정관제도가 생기면서 자율권이 확대되고 있으나, 아직도 타파되어야 할 3불(不) 정책(고교 등급제 불가, 본고사 불가, 기여 입학제 불가)은 그대로 고수되고 있다.

가능하면 교육기관에 모든 것을 일임하여 교육의 자율화, 교육의 수월성 제고, 교육의 국제화가 이뤄지도록 유도해야 한다.

(4) 초중고 교육에서 공교육 역량의 강화
현재 우리의 초중고 교육정책은 1973년 발표된 혁명적인 ‘교육평준화’ 정책을 따르고 있다. 이 정책을 발표할 당시 내세운 이유는 학생들의 사교육비 감축, 학력 격차 해소 등이었다. 그 후 43년이 지난 지금 이 정책을 평가해 보면, 우리 사회는 사교육 천국, 공교육의 하향평준화, 학력격차 심화를 초래하여 실패한 정책임을 알 수 있다.

교육부에서 발표한 ‘2015년 초중고 사교육비 조사’ 결과, 학생 1인당 사교육비는 24.4만 원으로, 2007년 사교육비 조사 이래 최대치를 기록하고 있다. 사교육을 받는 이유로는 국·영·수 등의 선행학습을 위해, 공교육에서 받기 어려운 음악·미술·예체능 등의 학습을 위해 등이 주된 이유로 나타났다.

사교육을 줄이기 위한 근본적인 처방은 공교육 정상화다. 각 초중고에 교육에 관한 자율권을 줘 학생들이 학원에 갈 필요 없이 학교에서 모든 필요한 공부를 할 수 있도록 교육 역량을 강화하는 방법이다. 학교의 자율권 속에는 외부 강사에게 강의를 허용할 수도 있어야 하고, 학생 선발 권한도 있어야 하고, 교과목 선정이나 시간 배정에도 상당한 자유가 있어야 하고, 소정의 경비를 학부모에게 청구할 수도 있어야 한다.

이와 연관하여 정부는 질 높은 인터넷 교육이나 방송 교육을 실시하여 추가적으로 보완 교육을 시켜주는 것도 바람직한 방향이다. 이러한 자율권은 반드시 평가를 동반해야 하며, 평가를 통해 제대로 교육역량을 증대시키지 못한 학교에 대해서는 정부의 지원책이 마련되어 학력 격차를 줄이는 대책이 있어야 할 것이다.

자율권에 근거한 공교육 역량 강화는 사교육을 줄이고, 공교육의 상향 평준화에 기여할 것이며, 학력 격차도 줄일 수 있고, 궁극적으로는 제4차 산업혁명에 필요한 인재 양성의 중요한 인프라를 구축할 수 있다. 교육 역량이 높은 과학고나 외국어고 학생들은 학원에 갈 필요 없이 학교에서 모든 필요한 교육을 받는 시스템에 유의할 필요가 있다.

▲ 4차 산업혁명 시대의 교육은 기존의 수능형 교육에서 완전히 탈피하여, 컴퓨팅적이고 통계적인 사고를 할 수 있도록 이끌어주는 실제적인교육이 반드시 필요하다. 앞으로 펼쳐질 빅데이터 기반 시대의 유능한 인재를 길러낼 수 있는 고도화된 교육이 필요한 시점이다ⓒ미래한국 고재영

(5) 대학에서 데이터 과학자를 양성하는 프로그램 도입
소프트웨어와 데이터 기반의 제4차 산업혁명에서는 유능한 인재로 데이터 과학자(data scientist)를 꼽는다. 데이터 과학자란 구조화되지 않은 데이터를 포함한 많은 양의 데이터의 수집, 정리와 분석을 통해 유용한 정보를 추출하는 전문가이며, 조직의 새로운 기회를 창출하는 업무를 수행할 수 있는 인재를 말한다. 데이터 과학자는 제4차 산업혁명에 필수적인 인재로서, 다음과 같은 지식 역량을 가져야 한다.

- IT 분야: 데이터베이스 관리, 프로그래밍, 빅 데이터 소프트웨어의 이해 등.
- 통계 분야: 데이터 분석기법, 통계 패키지 사용 능력 등.
- 경영, 산업공학, 품질경영 분야: 소비자의 행동이나 시장의 상황을 이해하고 데이터 분석 결과를 적용할 수 있는 능력.

현재 우리 대학에는 데이터 과학자를 양성하는 프로그램이 없다. 조속한 시간 안에 우리 대학들이 데이터 과학자 양성 프로그램을 갖게 되기를 희망한다. 데이터 과학자가 양성되기 전에는 기업에서는 일단 전산, 통계분석, 품질 분야의 전문가 등을 데이터 과학자로 활용하는 방법을 강구해야 한다.

교육개혁의 추진 방안

앞에서 언급한 4차 산업혁명에 대비하는 다섯 가지 교육의 핵심적 사고에 기반한 교육개혁을 어떻게 추진하는 것이 좋은가? 세 가지를 제안한다.

첫째, 교육부를 중심으로 정부가 일방적으로 계획하고 지시하는 하향식 교육개혁은 교육 현장의 다양성과 창의성을 살리는 데 적합하지 않다. 따라서 정부는 교육 현장에 충분한 자율권을 줘 아래로부터의 다양한 변화들이 촉발되도록 현장을 지원하는 것이 바람직하다.

교장과 총장에게 재정지원과 함께 충분한 자율권을 주면 교장(총장)은 학교 특성에 맞게 4차 산업혁명에 대응하는 다양한 교육을 기획하고 실천해 볼 것이다. 학교에따라 시행착오도 있을 수 있으나 이런 실패는 성공을 위한 교훈이 된다.

둘째, 초중고 교사들에게 프로젝트 학습과 이에 따른 수행평가(performance assessment)가 활성화될 수 있도록 교사들의 연수와 교육체계가 구축되어야 한다. 또 프로젝트 학습과 수행평가를 지원할 정보 및 컨설팅 체제를 구축해야 한다. 이런 시스템은 시간이 요하므로 미리 계획을 세우고 단계적으로 실천해야 한다.

셋째, 수능이 제 기능을 하지 못하므로, 새로운 대안과 대학 입시 방법을 장기적인 안목에서 연구하는 소위 ‘제4차 산업혁명에 대비한 교육개혁위원회(가칭)’를 대통령 산하에 두고 연구와 실천 방안을 검토할 필요가 있다. 이 위원회는 5년 단임 정권을 넘어설 수 있도록 위원들의 임기를 7년 정도로 하고, 교육계뿐만 아니라 우리 사회 각계각층의 최고 전문가로 구성해야 한다.

4차 산업혁명은 미국과 독일이 앞서가고 있는 만큼 이 나라들의 인재양성 프로그램을 면밀히 검토할 필요가 있으며, 우리도 순발력 있게 움직여야 한다. 지금은 매우 엄중한 시기로서, 한 순간의 방심이 국가의 백년대계를 놓쳐버릴 수 있음을 명심해야 한다.