최근 몇 년 사이 교육 분야에는 주목할 만한 변화가 이어져 왔다.

이러한 새로운 환경 속에서 증강현실(AR)과 가상현실(VR)은 학습과 이해의 범위를 확장할 수 있는 유망한 기술로 주목받고 있다.

이들 기술은 향상된 시각화, 몰입형 학습, 전문 직무 교육 등을 통해 학생들이 복잡한 개념을 보다 쉽게 이해하도록 도와주며, 교육의 미래를 재편할 잠재력을 지니고 있다.

그러나 이러한 가능성에도 불구하고, 교육 현장에서 AR과 VR이 전면적으로 도입되기까지는 여전히 상당한 과제가 존재한다.

이 글은 교육을 변화시킬 수 있는 AR과 VR의 잠재력과 함께, 실제 적용 과정에서 마주하게 되는 도전 과제들을 함께 살펴본다.

지난 수십 년 동안 기술이 교실로 유입된 다양한 방식들을 떠올리다 보면, 이러한 기술들이 내가 학생이던 시절에 이미 활용되고 있었다면 나의 학습 경험이 얼마나 달라졌을지 생각하게 된다.

솔직히 말해, 학부 과정에서 내가 가장 어려워했던 과목 중 하나는 공학 설계였다. ‘상면도’, ‘정면도’, ‘평면도’와 같은 서로 다른 객체 표현들이 어떻게 결합되어 복잡한 3차원 구조를 형성하는지를 정확히 시각화하는 데 종종 어려움을 겪었다.

이런 상황에서 AR 기술은 제한적인 공간 인지 능력을 보완하는 데 큰 도움이 되었을 것이며, VR 역시 다른 학습 영역에서 유용하게 활용될 수 있었을 것이다.

이제 AR과 VR의 차이점을 살펴보고, 각각의 기술이 어떻게 학생들의 복잡한 개념 이해를 돕고 교육의 포용성을 향상시킬 수 있는지 살펴보자.

■ AR과 VR이 교육을 향상시키는 방식

AR과 VR은 서로 다른 방식으로 물리적 현실을 다루기 때문에 종종 함께 언급된다.

AR은 실제 이미지를 기반으로 한 화면 위에 디지털 요소를 겹쳐 보여주는 반면, VR은 현실 세계의 요소를 바탕으로 재구성된 완전히 새로운 공간 속으로 사용자를 몰입시킨다.

예를 들어 AR을 활용하면 학생은 3차원 설계 객체를 자유롭게 회전시키며 각 구성 요소가 어떻게 결합되는지를 정확히 살펴볼 수 있다.

반면 VR은 물리적 세계를 배제하고, 보통 헤드셋을 통해 사용자를 또 다른 세계로 완전히 몰입시킨다.

VR은 사용자가 상호작용하고 학습할 수 있는 물리적 세계의 전체 모델을 만들어낸다.

AR과 VR 기술이 발전함에 따라 한 가지 분명한 점은, 이 기술들이 전통적인 칠판 중심 교육의 한계를 확장할 수 있다는 것이다.

두 기술의 활용 영역은 상당 부분 겹치지만, 그 특성과 적용 방식은 분명히 다르다. 교육 분야에서 AR과 VR이 활용될 수 있는 몇 가지 잠재적 사례는 다음과 같다.

■ 복잡한 학습 내용의 이해

AR을 활용하면 학생들은 사물을 다양한 관점에서 살펴보며 진정한 3차원적 특성을 탐구할 수 있고, 이를 통해 학습 내용에 대한 보다 깊이 있는 이해를 얻을 수 있다.

예를 들어, 피라미드를 위에서 내려다본 시점부터 측면에서 바라본 모습까지 살펴본다고 상상해 보자.

AR은 이러한 시각적 요소를 기존의 2차원 이미지 위에 겹쳐 보여줌으로써, 학생들이 일상적인 사물 속에 숨겨진 복잡한 구조를 보다 명확하게 떠올릴 수 있도록 돕는다.

의과대학 학생의 경우, AR을 사용해 인체의 여러 층을 들여다보며 근골격계의 각 부분이 어떻게 서로 연결되어 있는지를 시각적으로 확인할 수 있다.

이는 교과서나 평면 이미지로는 이해하기 어려운 복잡한 구조를 직관적으로 학습하는 데 큰 도움이 된다.

■ 수업 내 학습 보완

교사가 수업 시간에 복잡한 실험 기법을 한두 번 시연할 수는 있지만, AR이나 VR을 활용하면 학생들은 해당 내용을 반복해서 확인하며 숙련도를 높일 수 있다.

이는 외과 수련생들이 복잡한 수술 절차를 반복적으로 연습하는 방식과 유사하다.

또한 부득이하게 수업에 참여하지 못한 학생들도 AR과 VR을 통해 교실 수업을 보완하며 학습 내용을 따라잡을 수 있어, 학습 연속성과 이해도를 높이는 데 도움이 된다.

■ 몰입형 체험 학습

지리 교과서로 북극 툰드라를 배우는 것과 가상현실을 통해 그곳을 직접 방문하는 경험 사이에는 분명한 차이가 있다.

VR과 AR을 활용한 수업은 학습자를 보다 깊이 몰입하게 만들어, 학습 내용에 대한 참여도와 이해도를 동시에 높여준다.

이러한 교수법은 다양한 학습 스타일을 가진 학생들이 각자의 방식으로 학습 내용을 보다 효과적으로 흡수할 수 있도록 돕는 장점도 지닌다.

■ 전문 직무 교육과 기술 역량 개발

교실을 넘어 AR과 VR은 근로자들이 정해진 튜토리얼 과정을 따라가며 자신의 기술을 업데이트하는 데에도 도움을 줄 수 있다.

예를 들어 생산 공장 현장에 새로 투입된 직원은 매뉴얼에서 가져온 AR 오버레이를 실제 장비의 실시간 이미지 위에 겹쳐 보면서, 각 구성 요소가 어떻게 함께 작동하는지를 이해하고 기술 숙련도를 높일 수 있다.

■ 학생을 위한 포용성과 접근성 향상

VR과 AR은 특수한 교육적 요구를 가진 학생들을 위해 수업 계획을 맞춤형으로 설계하는 데에도 기여할 수 있다.

예를 들어 VR 도구는 자폐 스펙트럼을 가진 학생들이 자극이 상대적으로 적은 환경에서 필요한 기술을 학습하도록 돕는 데 유용하게 활용될 수 있다.

■ 구현상의 과제

AR과 VR은 교실 수업이나 전문 역량 개발을 위한 유망한 기술이지만, 실제 도입 과정에서는 여러 장애물에 부딪히는 경우가 많다. 이러한 문제는 대부분 다음과 같은 요인에서 비롯된다.

■ 통합을 위한 교육 부족

교육자들은 AR과 VR 기술을 다루고, 이를 활용한 실질적인 학습 자료를 개발하는 데 필요한 충분한 교육을 받지 못했을 수 있다.

이러한 기술을 효과적인 교실 도구로 활용하기 위해서는 그 작동 방식과 특성을 충분히 이해해야 한다.

교육 과정에의 통합 역시 잠재적인 과제로 꼽힌다. AR과 VR은 학습 효과를 높일 수 있지만, 이는 적절한 교육 내용과 보완적으로 활용될 때에만 가능하다.

어떤 수업 주제에 이러한 기술을 적용할 수 있는지, 또 어떤 방식으로 활용해야 하는지를 파악하는 데에는 시간이 필요하며, 이미 시간적 여유가 부족한 교육자들에게 이는 추가적인 부담이 될 수 있다.

장기적으로 AR과 VR을 충분히 정착시키기 위해서는 체계적인 전문성 개발과 교육 훈련이 필수적이다.

■ 추가 비용 부담

VR 헤드셋과 개별 태블릿에 적용되는 AR 기술, 그리고 관련 인프라는 비용을 증가시키며, 이는 재정적으로 어려움을 겪는 학군에 큰 부담이 될 수 있다.

시간이 지나면서 헤드셋 가격이 하락할 것으로 예상되지만, 초기 도입 비용은 여전히 상당한 장벽으로 작용한다.

이러한 기술과 관련된 지출은 자칫 교육 격차를 더욱 심화시킬 수도 있으며, 예산 규모가 큰 일부 학군만이 필요한 장비를 구비할 수 있는 상황을 초래할 가능성도 있다.

■ 관련 인프라 부족

교육 현장에서 AR과 VR 기술을 구현하기 위해서는 단순히 헤드셋이나 태블릿을 구입하는 것만으로는 충분하지 않다.

학교와 교육 기관은 수업을 효과적으로 운영하기 위해 보완적인 소프트웨어, 컴퓨터, 콘텐츠 제작 도구를 함께 갖추어야 하며, 안정적이고 고성능의 네트워크 연결 서비스 역시 필수적으로 요구된다.

■ 기대되는 미래

AR과 VR 도입 과정에서 직면하는 이러한 과제들은 결코 극복 불가능한 장벽은 아니다.

교육 분야에서 이들 기술의 활용 사례가 지속적으로 확대됨에 따라, 교실과 직업 훈련 기관 전반에서 AR과 VR은 점점 더 보편적인 도구로 자리 잡을 것으로 예상된다.

복잡한 학습 내용을 이해하는 데서부터 가상 현장 체험에 이르기까지, 학생과 교육자는 이들 기술이 제공하는 풍부한 학습 경험의 혜택을 누릴 수 있을 것이며, 나아가 공학 설계와 같은 난해한 개념도 한층 쉽게 이해할 수 있게 될 것이다.

※ 저자 소개
포니마 압뜨(Poornima Apte)는 엔지니어 출신의 기술 작가로, 로보틱스, 인공지능(AI), 사이버보안, 스마트 기술, 디지털 전환 등 B2B 분야를 전문으로 다루고 있다.