충남교육청 ‘아이글’, 정답 넘어 수학 사고과정 진단

충남교육청은 손글씨 기반 인공지능 서·논술형 환류 체계인 ‘아이글(인공지능GLE)’을 활용해 AI 기반 서·논술형 평가 환류를 통한 평가 혁신 기반을 조성하고 있다고 밝혔다.

‘아이글’은 충남형 미래교육 통합 마당인 ‘마주온’에서 사용하는 서·논술형 평가 지원 체계다. 스마트펜으로 작성한 학생의 손글씨 정보를 바탕으로 AI 분석과 교사의 교육적 판단을 결합해 학생별 맞춤형 환류를 제공한다.

충남교육청은 2022년 ㈜네오랩컨버전스와 업무협약을 맺고 아이글 개발에 착수했다. 2023년부터 시범 운영과 고도화를 진행했으며, 현재 ‘아이글 2.0’으로 발전시켜 수학 과정 평가에 활용하고 있다.

평가는 3단계로 진행된다. 먼저 학생이 종이에 스마트펜으로 작성한 서·논술형 평가 내용을 수집해 디지털 정보로 변환한다. 손글씨뿐 아니라 학생 자료 게시와 컴퓨터 입력 방식도 지원한다.

이어 AI가 평가기준표인 루브릭을 토대로 1차 환류를 진행한다. 오개념과 오류 유형, 취약 요소 등 학습 저해 요소를 분석·진단하고 개선 방안을 제안한다.

학생이 답을 작성하는 과정도 분석 대상이다. 필기 순서를 재생하고 풀이 도중 멈춘 구간과 수정 이력, 필기 압력 등을 분석해 학습 행동 패턴을 진단한다.

AI 분석이 최종 평가를 대신하는 것은 아니다. 1차 AI 환류를 토대로 교사가 학생의 평가 과정을 확인한 뒤 교육적 판단을 거쳐 최종 의견을 작성한다. 학생은 학습 결과 보고서를 통해 자신의 학습 성취를 점검하고 성찰할 수 있다.

현재 아이글 2.0은 수학 과정 평가에 최적화돼 있다. 학생이 손글씨로 작성한 수학 수식과 풀이 과정을 AI가 분석해 잘한 점과 보완할 점, 성장할 점, 내용 분석 등을 제시한다.

집합 표기 등 손글씨 수학 기호를 인식하고 원주율 누락이나 단위 표기 오류처럼 풀이 과정에서 발생하는 논리적 오류도 진단한다. 선다형이나 단답형 평가에서 확인하기 어려웠던 문제 해결 과정과 사고 과정을 분석하는 방식이다.

실제 초등학교 6학년 비율 단원 문제에서는 한 학생의 155초간 풀이 과정에서 4차례 장시간 멈춘 구간이 나타났다.

AI 분석에서는 학생이 풀이 도중 이전에 작성한 내용을 다시 검토하거나 풀이 방향을 수정하는 부분적 역행 현상이 관찰됐다. 필기 속도에서는 비교적 확신 있는 양상을 보였지만 문제에 제시된 용량 수치를 잘못 옮겨 적은 실수가 발생한 것으로 분석됐다.

이에 AI는 오답 여부만 제시하지 않고 식을 세운 직후 문제에 나온 수치와 조건을 다시 대조하도록 학습 분석을 제시했다.

충남교육청은 아이글을 통해 학생의 디지털 기기 활용 능력 차이에서 발생할 수 있는 평가 변인을 줄이고, 디지털 기술과 아날로그 필기를 결합한 평가를 운영할 수 있다고 설명했다.

교육부가 대학수학능력시험에 인공지능 기반 서·논술형 평가 도입을 예고한 가운데 국가교육위원회가 주관하는 평가 개선 방안 협의회에서도 충남교육청의 아이글 활용 사례가 공유되고 있다.

이병도 충남교육감은 “학생은 자신의 사고 과정을 스스로 성찰하며 성장하고, 교사는 학습 진단을 바탕으로 개별 맞춤 지도를 실천하는 것이 중요하다”며 “앞으로도 서·논술형 평가 확대를 통해 선택형 정답이 아닌 사고 과정을 중시하는 과정 중심 평가를 확대하고 수학 및 글쓰기 역량 향상을 위해 노력하겠다”고 말했다.