포스트 코로나 이후에 그리고 4차 산업혁명의 진전이 가속화될 미래에, 현재의 공학교육 방법과 체계가 과연 AIX 시대에도 유효할까? 본 고에서는 변화되는 시대에 적합한 공학교육 패러다임에 대해 생각해 보고, 미래 모빌리티 산업에 필요한 혁신인재를 양성하기 위해서는 어떠한 교육의 변화가 요구되는지 함께 고민해 보고자 한다.

AIX(AI Transformation)의 급속한 확산으로 글로벌 학습 생태계가 급격하게 변화하고 있는 시점에 Covid-19 팬데믹의 장기화로 실습과 체험이 필요한 공대생들이 비대면으로 공학지식과 실험실습 교육을 받고 있다. 이러한 상황에서, 포스트 코로나 이후에 그리고 4차 산업혁명의 진전이 가속화될 미래에, 현재의 공학교육 방법과 체계가 과연 AIX 시대에도 유효할까?

한국공학한림원에서는 작년 11월 “새로운 100년 산업혁명, ‘추월의 시대’로 가자”라는 제목으로 정책총서를 발간하였다.1

교육의 재정의 필요성

산업사회 이후, 대학 교육은 특정 연령대의 학생(20대 고졸)들이, 특정 시간(수업 시간)에, 특정 공간(대학 내 강의실)에 모여, 특정 주제(교과목)에 대해, 그 주제의 전문가(교수)로부터 배우는 방식으로 이루어지고 있다. 이는 공간, 시간, 자료와 교수자의 제약으로 인해 개별 학생들의 선택권을 불가피하게 제한하는 방식이었으나, 이들 제약 조건을 해소할 수 있는 기술적 수단이 없었기 때문에 많은 사람들이 이를 당연한 방식으로 받아들였고, 이러한 전통이 제도화되어 대학의 교육 시스템이 구축되고 운영되었다. 그 결과, 학생들이 무엇을 배우는지에 상관없이 모든 학생이 대면 집체 교육을 통해 이수해야 하는 체계가 굳어졌고, 또 단일 전공 중심의 학과가 대학 운영의 기본 틀로 자리 잡으면서 학생들이 매우 제한된 전공교육을 받을 수밖에 없게 되었다. 한편, 국내

에는 전례 없는 저출산과 고령화로 학령인구와 생산가능 인구가 급감하고 있다. 이러한 상황에서, 산업화 시대에 도입된 현재의 공학교육 방법과 체계의 유효성에 대한 의구심이 확산되고 있다.

지난 세기부터 꾸준히 발전한 정보통신 기술은 교육 방식에 제한을 가져온 공간과 시간의 제약을 극복할 수 있는 기술적 수단을 제공하였으며, 특히 2019년 말부터 전 세계를 강타한 코로나 팬데믹은 비대면 교육을 전 인류가 동시에 경험하게 함으로써, 지금까지 당연하게 여기던 대면 집체 교육 방식을 되돌아보는 계기를 마련하였다. 최근 급속히 발전한 AI 기술이 아주 빠르게 교육에 접목되어, 학생들이 선택할 수 있는 학습 영역이 대폭 확장되었다. 즉, 모든 학생이 자신이 원하는 지식을, 자신에게 편한 장소와 시간에, 자신의 수준과 형편에 적합한 다양한 첨단 교육 기법과 자료, 그리고 교수자를 선택하여, 스스로 배울 수 있는, “초개인화(Hyperpersonalization)”3 교육 환경이 만들어지고 있는 것이다. 이러한 환경적 변화가 현재 대학교육의 실질적 수요자들인 MZ세대의 개성과 능동적 참여를 중시하는 특성과 맞물려, 대학교육이 수동적 지식학습 중심보다는 “능동적 체험중심”으로 바뀌어야 한다는 압박이 커지고 있다.

직접적인 참여와 체험, 그리고 다양한 참여자들 간의 협업이 필수적인 공학교육의 특성을 감안할 때, 단기적으로는 현재의 코로나 팬데믹 상황에서, 그리고 장기적으로는 온라인 비대면 교육의 비중이 확대될 것으로 예견되는 포스트 코로나 시대의 교육 환경에서, 어떻게 “초개인화 체험중심 공학교육”의 효과성을 담보할 것인가가 현재 공학교육이 당면한 최대의 과제가 되고 있다.

4차 산업혁명 시대를 대비한 융복합 역량 인재의 부족

초연결, 초지능, 초실감 등으로 대표될 수 있는 4차 산업혁명 시대를 맞이하여 우리 사회는 예상보다 훨씬 빠르게 변화되고 있다. <그림 1>의 특허청 출원 통계에도 나타나 있듯이 4차 산업혁명 관련 기술, 특히 인공지능과 자율주행 관련 특허 출원 건수가 급격히 증가하고 있는 추세로부터 그 발전 속도를 예측해 볼 수 있다.

한편, 세계 석학들은 지나친 과학기술 발전이 인류 문명의 미래를 위협하고 있으며, 인류가 기술의 노예가 될 수도 있다고 우려하고 있다. 기술의 진보로 인류의 삶이 풍요롭고 윤택해지는 반면, 환경오염, 전염병의 확산, 스마트기기에의 종속 등과 같은 과학기술의 악영향 또한 커지고 있다. 따라서 급변하는 시대에 맞춰 미래가 요구하는 미래의 인재상을 새로이 정의하는 것이 필요하다. 미래 인재의 필요 역량은 협력(Collaboration), 의사소통 및 공감

(Communication), 비판적 사고(Critical thinking), 창의적 혁신(Creative innovation), 문화를 넘나드는 이해(Cross-cultural understanding), 컴퓨터 & ICT 독해력(Computing and ICT literacy), 진로개발과 자립(Career and learning selfreliance) 역량 등을 포함하여 4C, 6C 또는 7C로 정의되고 있다.5,6

아울러, 미래 인재에게는 이러한 핵심적인 역량뿐 아니라 건전한 자기인식과 훌륭한 도덕적 가치관을 갖추는 게 중요하다. 미래 인재에게 필요한 역량을 교육시킬 교육체계 구축이 필수적이나 우리나라 교육은 지식전달 위주의 교육에 치중되어 있어 미래사회에서 요구되는 창의적 사고력, 협업능력, 인성을 갖춘 인재 양성에 소홀한 게 현실이다.

현 산업인력의 평생교육 체계 취약

최근 들어 전례 없는 저출산과 고령화로 학령인구와 생산가능 인구가 급감하고 있다<그림 2>. 이러한 상황에서, 4차 산업혁명의 진전이 가속화될 미래에 산업화 시대에 도입된 현재의 공학교육 방법과 체계가 여전히 유효할까? 산업화 시대에 구축된 공학교육의 체계는 대량의 전공지식을 획일화된 교육방법으로 집단교육을 시키는 것이 최선이라 생각했다. 소품종 대량생산을 추구하는 산업화시대에서는 필요불가결한 교육 방식이었겠으나, 다품종 맞춤형생산이 필요한 미래사회에서는 개개인의 다양한 역량을 키우는 교육이 필수적이라 할 수 있다.

또한, 과학기술의 급격한 발전으로 인해 기존의 일자리들이 사라지고 새로운 직업군이 탄생하면서, 소득불균형 심화와 일자리 양극화가 커질 가능성이 높아지고 있다. 즉, 과거와 현저히 다른 성격의 기술 변화로 인해 경쟁 환경을 더욱 심화시키고 있으며, 전통적인 고용 창출의 산업들에서는 더 이상 많은 인력이 필요 없게 변화되고 있다. 프로그래머나 데이터과학 전공자의 수요는 급증하고 있지만, 전통적 산업분야의 종사자들은 급변하는 미래에 일자리에 대한 불안감

이 높아지고 있는 게 현실이다.

이렇게 급변하는 미래사회에 적합한 역량을 갖춘 인재를 양성함에 있어 기존의 교육 방법 및 체계로는 한계가 있다. 학령인구 및 생산가능 인구의 감소와 맞물려 급변하는 미래시대에 알맞은 역량을 갖춘 인재부족 문제를 해결하기 위해서도 대학이 갖고 있는 기존의 교육체계와 역할에서 벗어나 산업인력 재교육, 평생교육을 포함한 대학의 역할 변화가 절실한 시점이라 할 수 있다.

체험과 경험을 중시하는 팀제 학습의 확대

인문학이나 사회과학과 비교하여 공학교육에는 실험실습 교육이 필수적이다. 공학교육은 학생들이 교과서를 통하여 이론을 배우고 암기한 것들로 평가받는 죽은 교육이 아니라, 배운 이론을 실무에 적용하고 산업현장을 경험할 수 있는 살아 있는 교육이어야 한다. 그러나 최근의 코로나 팬데믹에 의해 심지어 실험실습 교육까지 온라인 강의로 대체됨에 따라, 실험실습이 필수적인 공학교육이 자칫 이론교육 위주로 이루어지고, 학생들은 수동적인 교육만을 경험할 위험이 

높다.

경제적이고 효율적인 온라인 교육과 함께 직접경험(Hands-on experience)을 할 수 있는 체험교육 프로그램이 확대되어야 한다. 다만, 산업체 인턴십과 같은 체험교육의 실효성을 보장하기 위해서는 교수들에 의한 관리 및 평가 제도의 확립이 수반되어야 한다. 

또한, 4차 산업혁명시대에 학생들이 현장에서 접하게 될 새로운 문제들이 대부분 융복합적 기술을 요구한다는 점을 감안할 때, 학생들이 협업할 수 있는 팀제학습(TeamBased Learning) 교육이 강화되어야 한다. 예를 들어, 자기주도 학습을 강조하는 PBL(Problem-Based/ProjectBased Learning) 수업 등을 통해 팀을 구성하여 문제를 해결하는 경험을 갖도록 해야 한다. 이를 위해 팀 활동이 중심이 되는 강의 환경을 구축해야 하며, 교수역량 강화 지원 정책 또한 동반되어야 한다.

학생들이 융복합 문제의 해법을 찾는데 필요한 융복합적 지식을 얻기 위해서는 다양한 전공지식을 갖춘 여러 전문가의 지도가 필요하다. 특히, 현장 경험이 풍부한 산업체 전문가가 참여하여 이론과 실무 교육이 병행될 수 있도록 팀티칭 교육 또한 확대되어야 한다. 학생들이 인터넷을 통하여 무한한 지식을 습득할 수 있는 4차 산업혁명시대에, 교수자는 단순히 지식을 전달하는 매개자가 아니라, 학생 자신이 창의력과 비판적 사고를 이끌어 낼 수 있도록 코칭하는 조력자의 역할을 수행해야 한다는 관점에서 산업체 전문가의 공학교육 참여는 매우 절실하다.

산업인력 재교육을 포함한 대학의 평생 공학교육 지원

학령구의 감소는 이제 받아들일 수밖에 없는 현실이 되었다. 게다가 ‘실력보다는 간판’을 우선시 하는 학벌 만능주의에 대한 사회적 편견도 점차 줄어들고 있어서 대학 입학자 수는 매우 빠르게 감소하고 있다. 아울러 4차 산업혁명과 인간 수명 100세 시대가 빠르게 다가옴에 따라 기존 재직자들은 새로운 기술을 지속적으로 습득할 목적으로, 그리고 5, 

60대에 은퇴한 사람들은 새로운 직업을 얻기 위한 목적으로 재교육에 대한 수요가 급증하고 있다. 따라서 대학도 기존의 20대 고졸자가 대상이었던 교육체계를 벗어나서 2080 세대 전체를 아우르는 평생교육 체계를 갖추어야 한다. 기존에 시행되고 있는 대학의 평생교육체제 지원사업과 차별화하여 산업체에서 요구하는 교육과정에 집중하는 동시에 미래 AIX 시대의 산업에 필요한 인재 육성을 위하여 다양한 배경을 갖고 있는 여러 연령층의 사람들을 대상으로 하는 평생공학교육체제 구축이 필요하다. 기존에는 모든 학문 단위에서 성인학습자가 일·학습을 병행하면서 고등교육을 받을 수 있도록 대학의 평생교육 지원 체제를 지원했다면, 앞으로는 산업체 재직자 또는 경력자들이 미래사회에 필요한 기술 및 역량을 습득할 수 있는 평생교육체제를 지원해야 한다.

이상에서 추구하는 미래 공학교육 체계를 도식적으로 <그림 3>과 같이 나타낼 수 있다. 

미래 모빌리티 인재 양성을 위한 교육의 변화

자동차 산업의 패러다임은 몇 년 전부터 이미 내연기관차에서 친환경, 자율주행차 분야로 변화하고 있으며, 인력 또한 기계/자동차공학에 대한 역량뿐 아니라 전기전자/소프트웨어 역량을 갖출 것을 필수적으로 요구하고 있다.

따라서 미래 모빌리티 전문인력 양성을 위해서는 대학의 자동차 교육 커리큘럼의 변화가 필수적이다. 기계, 자동차, 전기전자, 컴퓨터 등 유관 학과 학생들을 대상으로 미래차 관련 융합교육과정을 운영하고 관련 업체와 연계하여 현장실습·인턴십 등의 경험을 갖추는 게 중요하다. 차량공학을 통해 자동차에 대한 이해를 바탕으로 전동화시스템, 센서, 임베디드시스템 관련 전기전자공학 뿐만 아니라 머신러닝, 딥러닝 등을 적용할 수 있는 소프트웨어 역량 또한 갖추어

야 한다. 아울러 팀제 혁신수업을 통해 커뮤니케이션 능력, 팀원으로서의 역할 수행 능력, 문제해결 능력 등을 키워 4차 산업혁명시대에 맞는 인재로 성장할 수 있어야 한다.

이에 맞춰 정부에서도 「미래자동차 확산 및 세계시장 선점 전략」을 마련하고 학부생부터 재직자, 실직자까지 고용 분야별 전 주기 단계에서의 집중 지원을 통하여 전문인력을 양성할 계획을 세우고 추진 중에 있다.

정부의 지원사업과 함께 관련 산업계의 의견을 수렴한 산업맞춤형 교육과정으로의 변화를 통해 미래 모빌리티 전문인력을 양성함으로써 우리나라가 미래모빌리티 시장을 선도하고 선점할 수 있도록 대학에서도 교육 커리큘럼 및 체계 변화가 함께 이루어져야 할 것이다.

한 기계/자동차공학에 대한 역량뿐 아니라 전기전자/소프트웨어 역량을 갖출 것을 필수적으로 요구하고 있다. 따라서 미래 모빌리티 전문인력 양성을 위해서는 대학의 자동차 교육 커리큘럼의 변화가 필수적이다. 기계, 자동차, 전기전자, 컴퓨터 등 유관 학과 학생들을 대상으로 미래차 관련 융합교육과정을 운영하고 관련 업체와 연계하여 현장실습·인턴십 등의 경험을 갖추는 게 중요하다. 차량공학을 통해 자동차에 대한 이해를 바탕으로 전동화시스템, 센서, 임베디드시스템 관련 전기전자공학 뿐만 아니라 머신러닝, 딥러닝 등을 적용할 수 있는 소프트웨어 역량 또한 갖추어야 한다. 아울러 팀제 혁신수업을 통해 커뮤니케이션 능력, 팀원으로서의 역할 수행 능력, 문제해결 능력 등을 키워 4차 산업혁명시대에 맞는 인재로 성장할 수 있어야 한다.

이에 맞춰 정부에서도 「미래자동차 확산 및 세계시장 선점 전략」을 마련하고 학부생부터 재직자, 실직자까지 고용 분야별 전 주기 단계에서의 집중 지원을 통하여 전문인력을 양성할 계획을 세우고 추진 중에 있다.

정부의 지원사업과 함께 관련 산업계의 의견을 수렴한 산업맞춤형 교육과정으로의 변화를 통해 미래 모빌리티 전문인력을 양성함으로써 우리나라가 미래모빌리티 시장을 선도하고 선점할 수 있도록 대학에서도 교육 커리큘럼 및 체계 변화가 함께 이루어져야 할 것이다.

공학교육에 대한 재정의와 함께 변화될 미래 교육의 기대효과를 요약하면 <그림 4>와 같다. AIX 기술이 주도하는 4차 산업혁명시대에 전문기술인력만이 핵심자산인 우리나라는 위와 같이 공학교육을 재정의하고 이를 구현하여, 공학교육체계를 혁신해야 한다. 그리고 혁신된 공학교육 체계 속에서 과학기술과 인문사회학을 아우르는 초학제적 융합지식과 전문역량을 갖춘 글로벌 공학 인재를 양성함으로써 전 세계 인류의 삶의 질 향상에 기여해야 한다. 

이를 통해, 국가적으로는, 미래 사회에 필요한 전문인력 양성을 통해 저출산·고령화로 인한 노동력 약화의 위협을 극복하는 동시에 미래 혁신산업을 육성하고 신산업을 창출함으로써 국가의 경제 활성화와 국제 경쟁력을 강화할 수 있다. 사회적으로는, 4차 산업혁명으로 인한 고용변화 및 산업 패러다임 변화에 능동적 적응이 가능하여, 소득불균형이나 일자리 양극화, 고용 미스매치와 같은 사회적 문제 해결에 가장 건설적인 해법을 제공할 수 있을 것이다. 또한, 생애 전주기 평생 공학교육 체계를 통해 백세 시대를 맞이하는 MZ세대에게 건강하고 윤택한 삶을 영위하게 하는 동시에 사회와 국가에 공헌할 수 있도록 지원할 수 있을 것이다.

글 / 황성호 (성균관대학교)

출처 / 오토저널 2022년 5월호  

<참고자료>

1. 한국공학한림원, 새로운 100년 산업혁명, ‘추월의 시대’로 가자, 2021.

2. 본 원고는 저자를 포함하여 송성진 교수(성균관대), 김학일 교수(인하대)가 함께 집필한 내용을 재편집하였음을 밝힙니다.

3. A. McQuaig, “How to Hyper-Personalize Education”, 2010.

4. 특허청, 4차 산업혁명 관련기술 특허 통계집, 2020.

5. Bernie Trilling, Charles Fadel, 21st Century Skills: Learning for Life in Our Times, John Wiley & Sons, 2009.

6. 로베르타 콜린코프 외, 4차 산업혁명 시대 미래형 인재를 만드는 최고의 교육, 예담아카이브, 2017.

7. 통계청, 2017-2067년 장래인구특별추계, 2019