4차 산업혁명이 도래하고 이는 기업과 개인에게 다양한 영향을 주고 있습니다. 2016년 1월 스위스 다보스에서 열린 제 4차 산업혁명 주제 포럼에서는 기업, 정부 그리고 개인 생활 등에서 로봇과 인공지능의 역할이 증대하는 등 초자동화에 이르렀고, 시공의 제약을 벗어나 인간과 기계 사이의 더 깊고 빠른 소통에 의거한 초연결성이 이뤄졌다고 평가했습니다.

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그러나 우리나라는 제조업 강국이고 인터넷을 비롯한 각종 사회 네트워크도 세계 최고 수준에 도달하였지만, 제조업과 인공지능을 접목시킬 수 있는 소프트 파워를 보유한 전문 인력이 절대 부족한 상황입니다. 그 결과 제4차 산업혁명이라는 세계적 흐름을 따라잡지 못하고 있습니다.

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앞으로 제4차 산업혁명의 근간을 이루는 지능정보산업의 고급 숙련 인력을 대규모로 양성하기 위해서는 우리나라 교육 시스템 전반의 근본적인 개혁이 필수인데요. 특히 제4차 산업혁명 시대에 제대로 대응하기 위해서는 초･중･고교는 물론이고 전문대학 이상의 고등교육 단계, 그리고 학교만이 아니라 사회･경제･문화 분야의 모든 영역에 걸쳐 촘촘한 미래 인재양성･활용 시스템을 구축하는 일이 시급한 상황입니다.

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이에 제4차 산업혁명에 대비하여 직업 세계, 소비 행태, 고용 구조 등의 변화에 상응하는 인재의 역량을 강화할 필요가 있고, 제4차 산업을 선도할 인재양성 기반을 마련하여 인재강국을 실현할 전략을 수립하는 것이 무엇보다 중요해졌습니다.

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국가과학기술자문회의는 제4차 산업혁명 시대에 걸맞도록 현재 우리나라의 인재양성 시스템을 고도화할 수 있는 방안을 찾기 위해 정책연구를 진행했는데요. 우리나라 전반의 인재양성 시스템 현황을 분석하고, 문제점을 진단한 후 향후 제4차 산업혁명의 흐름을 주도할 수 있는 고급 전문 인력을 양성할 수 있는 새로운 인재양성 시스템 구축 방안을 찾는 것입니다.

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이번 시간에는 4차 산업시대에 대한 우리나라의 대응 현황과 이에 대한 인식조사 결과를 소개해드리겠습니다. 이를 통해 4차 산업시대에 발맞춰 나가기 위한 인재양성 시스템 고도화 방안에 대한 정책연구의 필요성에 대해 살펴보려고 합니다.

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국내 과학기술 인재양성 현황과 과제

일반적인 학교 교육의 현황과 과제

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지식기반사회로 이행함에 따라 정보기술의 발달로 대부분의 지식은 인터넷을 통해서 쉽게 습득할 수 있고 노동시장에서 지식과 숙련의 생존 주기도 매우 빠르게 짧아지고 있습니다.

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이러한 변화로 인해 직업 세계로 인적자원이 일 방향으로 흘러가는 산업화 시대의 인력 양성 및 활용 방식의 많은 한계가 나타났습니다. 따라서 새로운 환경에서 학교 교육의 적절한 변화가 필요해졌습니다. 하지만 여전히 우리나라의 고등교육은 양적 팽창에 치중하고 대학 진학을 위한 경쟁에서 우위를 차지하기 위해 유치원 단계에서부터 좋은 유치원에 가서 좋은 학습 기회를 갖기 위한 경쟁에 몰두하고 있는 것이 현실입니다. 이러한 경쟁은 공교육의 붕괴와 사교육의 폐해를 야기하고 있기도 합니다.

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이에 따라, 우선 학교 교육의 변화가 필요합니다.

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첫째, 하향식 교육과정 개발에서 상향식 교육과정 개발로 전환하는 것입니다. 정부 주도의 교육과정 개발 및 적용은 획일적인 지식 전수의 틀을 벗어나기 어렵게 하고 있으므로 현장에 적용하여 결과를 보면서 개정을 완성해 나가는 것입니다. 특히 현장 교사들이 교육과정 개발과 적용에 있어서 중요한 역할을 하는 협력･조정 체계를 시급합니다. 미래에는 표준화된 교육과정보다는 학습의 시간과 공간의 제약을 받지 않는 형태로 진화하는 교육과정을 운영해야 하는 것이죠.

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둘째, 과도한 학습과 획일적 교육 활동으로부터 벗어나는 대안을 모색해야 합니다. 학생들은 학습의 양에 억눌려 있고, 학교에서 배우는 것이 현실과 괴리가 큰 상황입니다. 이에 따라, 미래 정보화 시대의 학교에서 학습은 각종 지식의 근간이 되는 핵심 원리를 이해하도록 교육과정이 설계되고 교사가 교육과정을 운영할 수 있어야 할 것입니다. 학생들에게는 프로젝트 학습을 통하여 다양한 역량을 길러 줄 필요가 있고, 동료들과 협력과 소통에 의해 스스로 문제를 해결해 가는 자기 주도적 학습이 이루어져야 할 것입니다.

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셋째, 교사의 평가 체계를 성취 평가에서 학습 과정에 대한 평가로 전환하는 것입니다. 미래의 학습자 중심 수업을 통한 차별화된 학생 지도 또는 개인별 맞춤 학습의 확대에 대비하여 학습자 중심 학습을 평가할 수 있는 평가 체계를 마련할 필요가 있는 것입니다.

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넷째, 교사의 전문성을 강화해야합니다. 학생들이 자기 주도적인 학습을 할 수 있도록 교육과정을 운영하는 역량을 강화하는 것입니다. 이를 위해서는 학습자 중심 수업을 구성하는 것이 중요합니다. 창의력, 문제 해결력, 의사소통, 협력, 테크놀로지, 유연성, 자기 주도성, 리더십, 책무성과 같은 능력들은 학생들의 참여와 구성을 통해 함양할 수 있으며, 이러한 학습자 중심 수업이 자기주도적인 역량을 기르는데 도움이 될 것입니다.

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과학기술을 위한 교육 내용과 교육방식

한국의 전반적인 학교교육의 변화를 넘어 '과학기술' 분야의 교육내용과 방식은 좀 더 구체적인 변화 방안이 필요할텐데요. 국가과학기술자문회의는 이를 위해 1. 소프트웨어 교육 2. 학습자 중심의 학습 3. 토론식 수업 총 3가지의 수업방식이 필요하다고 확인했습니다.

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1. 소프트웨어 교육

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세계 각국은 소프트웨어 교육을 강화하고 있습니다. 우리나라에서도 소프트웨어 교육은 2015년 교육부에서 문･이과 통합형 교육과정 총론을 발표하면서 필수 정규 교육과정이 되었습니다. 이는 컴퓨팅 사고력을 기반으로 문제 해결력을 기르는 데 초점을 맞추고 있는 것인데요. 단순히 프로그래밍 교육만을 위한 것이 아니라 문제 해결을 위한 추론 과정을 통해 프로그래밍으로 구현하는 과정으로서 컴퓨팅 사고력을 바탕으로 하는 것입니다. 이러한 교육은 지식 위주의 교육보다는 컴퓨팅 사고력을 가진 창의･융합 인재를 기를 수 있습니다. 교육부는 컴퓨팅 사고력을 길러 주기 위해 소프트웨어 교육을 위한 계획을 수립하였고(금성호･허경, 2016), 미래창조과학부에서도 초･중등학교에서 소프트웨어 교육을 900개 이상으로 확대하는 것으로 목표로 2016년 시행계획을 수립했습니다.

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그러나 이러한 정부의 노력에도 불구하고 개정 교육과정에서는 프로그래밍 교육을 위한 프로그래밍 언어 선정 기준이 구체적이지 않으며 소프트웨어 교육을 위한 교사가 부족하고 교사의 교수 역량 또한 부족합니다. 또한, 개정 교육과정에서 초등학교 소프트웨어 교육 시수 17시간은 너무 짧고 교육 분야를 별도로 구분하지 않아서 중학교와 정보 교과의 연계가 어려운 상황입니다.

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이에 국가과학기술자문회의는 미래의 인재양성을 위해서 컴퓨팅 사고력에 바탕을 두는 소프트웨어 교육의 기반을 강화할 필요가 있다는 방안을 제시했습니다. 먼저, 소프트웨어 교육을 위한 교사 수급을 위해 장기적으로 컴퓨터 교육 전공자를 임용할 수 있는 시스템을 만들고, 교사 양성 시스템도 다시 확립해야합니다. 그리고 교사 수급을 위한 중요한 과제는 새로운 교육과정에 맞게 기존 교사들의 전문성과 역량을 길러야 합니다. 국가 차원에서 통일성 있는 정보 교과 연수 프로그램을 마련하고, 선도 교사들을 선발하여 이들이 지역별로 프로그램을 전파할 수 있도록 연수 체계를 마련하는 것을 고려하는 것입니다. 또한 정부, 대학, 기업체, 사회단체 등의 파트너십에 의해 교사들이 활용할 수 있는 수업 자료를 만드는 것도 중요한 과제로 확인했습니다.

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2. 학습자 중심의 학습

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최근 교육 패러다임은 학습자 중심의 학습으로 변화하려고 하고 있습니다. 구체적으로는 구성주의 학습 방법으로 변화하고 있는 것인데요. 이는 체험 학습 및 협동 학습을 통하여 현실의 과제를 통한 자아 성찰에 입각한 학습을 강조하는 학습방식입니다. 문제기반 학습(problem-based learning), 프로젝트 기반 학습(project-based Learning) 등을 말합니다.

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문제 기반 학습은 제시된 실제적인 문제를 학습자들이 해결하는 과정에서 학습이 이루어지는 것으로 실제 생활에서의 복잡한 상황을 중심으로 내용을 구조화하여 비판적 사고와 협동을 통해 자기 주도적 학습을 실천하는 것입니다.

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문제 기반 학습은 문제를 선정하고 개발하고 문제의 탐색, 해결, 발표의 과정을 거치며 수행 결과를 평가하고 학습 목표의 도달을 확인하는 학습을 말합니다. 이를 통해 학습자들이 자기 주도적인 학습으로 과제를 해결하는 프로젝트 수행을 통하여 의사소통 능력과 창의적 사고를 향상시키는 것입니다. 이 외에도 디자인, 트리즈(triz), 캡스톤(capstone), 교육 3.0 등의 다양한 형태의 구성주의 원리에 기반을 두는 학습자 중심 교육이 시도되고 있습니다.

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그러나 과학기술 인재양성은 교육과정이나 교수･학습 방법도 중요하지만, 교육 현장에서의 탐구 활동이 단순 실험, 단순 관찰, 단순 예증에 그치게 된다면 과학자들의 탐구 영역에 해당하는 복잡한 추론과 다양한 논변 제시를 위한 토양을 쌓지 못하는 결과를 낳게 됩니다. 최근의 학교 과학은 이러한 문제를 안고 있으며, 이를 해결하기 위하여 학생들이 이론, 증거, 방법에 대한 주제를 선정하고 탐구 활동을 전개하는 과정에서 암묵적 지식의 활용 등도 중요하게 고려하는 등 프로젝트 기반 학습의 품질을 높일 필요가 있습니다.

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3. 토론식 수업​

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토론식 수업은 일방적으로 지식을 전수함으로써 비판적이고 창의적인 인재양성을 저해하는 주입식 수업을 개선하려는 교수･학습 방법으로서 그 중요성이 부각되고 있습니다. 이는 비판적 사고기술, 창의적 사고 기술, 사회적 기술 총 3가지로 구분해서 볼 수 있는데요.

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①비판적 사고 기술: 추정하기, 비교 및 대조하기, 분류하기, 우선순위 정하기, 결론 내리기, 원인 및 효과 알기, 원리 분석하기, 가정 분석하기, 기호 해독하기, 평가하기, 의사 결정하기

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②창의적 사고 기술: 브레인스토밍, 구상 및 상상하기, 의인화하기, 발명하기, 연상하기, 추론하기, 일반화하기, 예측하기, 가설 세우기, 신호 만들기, 연관 짓기, 문제 해결하기

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③사회적 기술: 타인 존중하기, 혼자서 일하기, 효과적으로 시간 운영하기, 협동하기, 분담하기, 효과적으로 자원 활용하기, 의사 결정 내리기 및 선택하기입니다.

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그러나 토론식 수업이 인재의 역량을 기르는 좋은 방법이 되도록 하기 위해서는 학습자들이 토론에 대한 지식과 토론 절차를 습득하게 하고, 교수자는 학습자를 조력하면서 토론 과정에서 학습 내용이 미흡하게 다루어질 경우 이를 보충해 주어야 합니다. 또, 토론식 수업의 경우 준비, 계획, 진행 과정에서 강의식 수업에 비해 많은 시간과 노력이 요구되며, 철저한 준비를 한 경우에도 토의의 목적에서 벗어나 산만하고 빈약한 학습 결과를 가져오는 등 예상치 못한 결과도 나타날 수 있습니다. 이러한 한계를 극복하고 토론에 의한 학습이 강의식 수업에 의한 학습보다 더 나은 결과를 낳도록 하기 위해서는 교수자의 전문성을 강화하는 것이 매우 중요합니다.

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이에 국가과학기술자문회의는 과학기술 인재양성의 효과를 높이기 위해서는 융합인재교육(STEAM)을 토론식 수업과 연계하는 방안을 적극 고려할 필요가 있다고 판단했습니다.

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국가과학기술자문회의는 이를 종합하여 융합인재교육, 소프트웨어교육, 프로젝트 기반 교육 또는 문제 기반 교육, 토론식 교육 등 제 4차 산업혁명의 시대에 인재를 양성하는 새로운 패러다임으로서 학교 교육의 새로운 특성을 반영해야 한다고 방안을 제시하였습니다. 특히 교육과정의 개발은 물론 학교 현장에서 운영을 주도하는 교수자의 참여와 교사의 전문성을 향상시키려는 노력을 전문가들과 협력하여 진행해야 한다고 했습니다.

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인재양성 시스템 고도화를 위한 실태 조사 분석

우리나라의 제4차 산업혁명 관련 현황 인식

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그럼 제 4차 산업혁명에 대응하고 있는 우리나라의 현황에 대해 인식은 어떨까요? 실제로 인재양성 시스템을 개선해야할 필요가 있는 것일까요? 국가과학기술자문회의는 우리나라에서의 제4차 산업혁명 관련 현황 인식 조사를 진행했습니다. 이에 대한 응답자들의 인식을 살펴본 결과, 전반적으로 긍정보다는 부정 인식이 높은 것으로 확인되었습니다. 특히, 인재양성 분야에 대한 인식이 낮아 인재양성 시스템 고도화 전략이 반드시 필요하다는 결론을 얻을 수 있었는데요.

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우리나라가 제4차 산업혁명을 잘 대응하고 있는가에 대해서는 전체 응답자의 4분의 3이 넘는 절대 다수인 77.2%가 ‘그렇지 않다’고 응답했습니다. 이처럼 제4차 산업혁명에 대한 국내 대응 부족은 우리나라에 ‘제4차 산업혁명이 없다’는 대중적 인식을 확산시키기 때문에 전반적으로 좋지 않은 영향을 미치게 됩니다.

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제4차 산업혁명에 대비한 인재양성이 잘 이루어지고 있는가에 대해서도 전체 응답자의 83.8%가 부정적 응답을 하였는데요. 앞으로 우리나라에서 제4차 산업혁명의 추진은 인재양성에서부터 시작해야 한다는 사실을 잘 보여줍니다.

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우리나라 산업체들은 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 등 제4차 산업혁명과 관련된 산업 분야에 적극적으로 대응하고 있는 것인가에 대해서도 ‘그렇지 않다’는 응답이 64.4%로 더 높게 나타났습니다. 이는 대학들의 경우도 응답자의 과반수인 65.3%가 부정적인 응답을 했습니다.

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우리나라의 4차 산업에 걸맞는 과학기술력 보유 여부 질문에도 ‘그렇지 않다’는 응답이 51.6%로 과반수를 차지하기도 했습니다. 특히 우리나라는 제4차 산업혁명을 위한 과학기술 전문 인력을 보유하지 못하고 있다는 인식이 두드러졌습니다. 이는 앞으로 제4차 산업혁명을 추진하기 위해 과학기술 인력 등 고급 인력 양성의 필요성을 강력히 제기하고 있습니다.

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현재 정부 정책 또한 부정적인데요. 제4차 산업혁명을 추진하는 데 적합하지 않은 것으로 평가 되었습니다. 전체 응답자의 78.1%가 정부 정책이 제4차 산업혁명 추진에 부적절하다고 응답하였으며 소속 유형별 응답 결과 차이를 살펴보면, 대학 관계자들이 산업체 종사자보다 더 부정적으로 응답하였습니다.

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국내 대학의 제4차 산업혁명 인재양성에 대한 조사 결과 분석

국내 대학의 소프트웨어 교육이 제대로 이루어지고 있는가에 대해서는 전체 응답자의 80.0%가 ‘그렇지 않다’고 응답하였습니다. 이는 소프트웨어 역량이 주축을 이루는 제4차 산업혁명 시대에 우리 대학 교육이 제대로 부응하지 못하고 있다는 사실을 잘 보여주고 있으며, 앞으로 우리나라 대학 교육의 근본적 개혁 필요성을 제기하고 있습니다.

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대학의 소프트웨어 교육이 제대로 실현되지 못하는 이유는 ‘학생들의 전공 기피’(51.2%), ‘대학의 교육 프로그램 부실’(18.0%), ‘교수들의 역량 부족’(13.3%),‘산업체의 일자리 부족’(12.1%) 등의 순으로 나타났다

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국내 대학교수들의 소프트웨어 교육 역량이 높다고 보는가에 대해서는 전체 응답자의 3분의 2가 넘는 67.8%가 ‘그렇지 않다’고 응답했습니다. 국내 대학 신규 대졸자들의 소프트웨어 역량에 대해서도 ‘낮다’는 응답이 68.8%로 전체 응답자의 3분의 2를 초과했습니다.

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대학의 융합인재양성에 대한 인식에 대해 설문한 결과, 특정 항목을 제외하면 전반적으로 부정 인식이 높은 것으로 조사되었습니다. 각 항목별 긍정/부정 인식 비율을 살펴보면, ‘이공계 무학과 단일 학부제의 도입 필요성’만이 57.8%로 긍정 인식이 높은 반면, ‘국내 대학들의 학과 간 연계성’(31.9%), ‘융합인재양성을 위한 국내 대학 교육 프로그램의 적합성’(20.3%), ‘국내 대학의 융합인재양성 수준’(17.8%) 등은 모두 부정적 의견이 높게 나타났습니다.

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국내 대학의 융합인재양성 수준에 대해서는 82.2%가 ‘낮다’고 부정적인 평가를 했습니다. 이는 사실상 융합인재양성이 이루어지지 않는다고 보아도 무방할 정도로 심각하다는 것을 알 수 있습니다. 하지만 융합인재양성이 필요하다는 의견이 대다수였는데요. 대학에서 융합인재양성을 위한 이공계 무학과 단일 학부제 도입의 필요성에 대해서는 ‘필요하다’라는 응답이 57.8%로 높게 나타났습니다.

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대학의 제4차 산업혁명 흐름에 대한 대응 실태에 대해 설문한 결과, 전반적으로 부정적인 평가가 대세를 이루고 있었습니다. 제4차 산업혁명의 흐름에 잘 대응하지 못하고 있다는 의견이 79.1%로 절대 다수를 차지하였으며 국내 대학의 데이터 인력 양성도 충분히 이루어지지 못하는 것(79.7%)으로 나타났습니다. 창작 공간을 활용하면 창업 비용이 거의 들지 않는 사실을 알고 있는가에 대해서도 전체 응답자의 과반수인 72.2%가 알지 못하고 있는 것으로 나타났으며 이에 반해 타인과 창업 관련 정보나 아이템 등의 공유가 필요한가에 대해서는 전체 응답자의 60.0%가 긍정적으로 응답하고 있어 어떤 형태로든 대학 내에 학생들을 비롯한 구성원들의 협력을 주도할

시스템을 구축할 필요성이 큰 것으로 나타났다

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국내 대학들이 창작가 양성에는 어느 정도로 적극적인가에 대해서는 ‘적극적이지 않다’는 응답이 전체의 78.8%에 달하는 등 국내 대학에서는 창작 운동이 활성화되어 있지 못한 것으로 확인되었습니다. 소속 유형별 응답 결과에 차이를 살펴보면, 산업체가 대학보다 높은 응답 결과를 보였습니다.

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시사점

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제4차 산업혁명에 대한 인식, 국내 대학들의 대응 수준, 산업체와 정부의 대응 정도 등에 대해 설문조사 결과 종합적으로 우리나라에는 제 4차 산업혁명이 제대로 이루어지지 못하고 있는 것으로 나타났습니다. 사실상 제4차 산업혁명이 없다고 볼 수 있는 안타까운 결과가 나온 것인데요. 특히 제4차 산업혁명에 대비한 인재양성의 활성화 정도에 대해서는 83.8%가 부정적인 반응을 보였고 과학기술 전문인력 보유 수준에 대해서도 70.9%가 부정적으로 응답함으로써 앞으로 제4차 산업혁명을 추진하려면 무엇보다도 전문인력 양성이 시급하다는 사실이 증명되었다고 볼 수 있습니다.

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또, 정부 정책이 제4차 산업혁명을 추진하는 데 적합한가에 대해서도 78.1%가 부정적이어서 이에 대한 정부 차원의 종합적인 대응책 마련이 필요​해 보였습니다.

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제 4차 산업시대에 가장 필요한 소프트웨어 교육에 대해서도 국내 대학의 소프트웨어 교육이 적절하지 못하다는 지적이 80.8%에 달해 우리의 대학 교육이 소프트웨어 인재양성에 부적합하다는 사실을 극명하게 보여주고 있으며, 우리 대학 교육의 근본적인 혁신 필요성을 확인할 수 있었습니다. 특히 대학 교수들의 소프트웨어 교육 역량에 대해서 2/3 이상이 부정적으로 평가하고 있어 신규 교수 충원 등 소프트웨어 교육자들의 역량 제고가 필요해 보입니다.

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종합적으로 국내 대학들이 제4차 산업혁명의 흐름에 잘 대응하지 못하고 있다는 응답이 79.1%에 달합니다. 특히 국내 대학의 데이터 인력 양성도 충분하지 못한 것(79.7%)으로 나타나 앞으로 대학 교육의 대전환이 필요한 것으로 보입니다.

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국내 산업 전반의 상황에 대해서 전체 응답자의 80.6%가 ‘좋지 않다’고 보고 있으며, 수출 주도 성장의 지속 가능 여부에 대해서도 67.8%가 부정적이어서 제4차 산업혁명으로의 발전 패러다임 전환도 시급해 보입니다. 그럼에도 산업체의 제4차 산업혁명 대응에 있어서 사물 인터넷 등 국내표준이 확립되어 있지 못하다는 응답이 63.1%에 달하였고, 데이터 보안에 대해서도 이보다 훨씬 높은 80.9%가 부정적 의견을 보여주었습니다. 우리나라에서 현재 신산업 창출이 활발하지 못하다는 의견이 75.5%에 달해 신산업 창출을 위한 새로운 창업 패러다임의 도입도 이루어져야할 것으로 보입니다.

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정부의 제4차 산업혁명 대응 수준에 대해서도 전체적으로 긍정보다 부정인식이 매우 높게 나타났습니다. 즉, ‘제4차 산업혁명을 위한 제조업 혁신 3.0 정책의 성과’에 대해 86.3%가 부정적 의견인데요. ‘제4차 산업혁명을 위한 정부 부처 간 협업 정도’(85.6%), ‘제4차 산업혁명을 위한 고급 인재양성의 활성화’(83.1%) 등에 있어서 압도적 다수가 정부의 제4차 산업혁명 대응에 대해 부정적인 태도를 보여주었다. 종합적으로, 현재의 정부 정책이 제4차 산업혁명을 추진하기에 적절하지 못하다(82.8%)는 의견이 압도적으로 높아 종합적 대응책 마련이 시급합니다.

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제 4차 산업혁명이 전 세계적인 흐름이 된 것은 아주 오래되었으며 기술은 기하급수적으로 발전하고 있기 때문에 이에 대한 대응책을 서둘러서 준비해야 도태되지 않을 것입니다. 다음 시간에는 이번 설문조사를 통해 도출한 정책 제언에 대해 소개해 드리도록 하겠습니다.

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