넷로그를 활용한 학생 주도형 에이전트 학습으로 생태학 개념 가르치기

초록

본 연구는 NetLogo 환경을 단순 시뮬레이션 도구가 아니라 학습자가 직접 ‘에이전트’ 역할을 수행하도록 설계하였다. 코딩 없이 인터뷰와 선택지를 통해 학생이 모델에 행동을 적용하고, 네트워크 연결된 여러 학습자가 동시에 자신의 선택이 생태계에 미치는 영향을 시각화한다. 17명의 대학생을 대상으로 진행한 파일럿 결과는 학습 동기와 이해도 향상에 긍정적인 영향을 보였으며, NetLogo 교육 활용의 새로운 방향을 제시한다.

상세 분석

이 논문은 기존 NetLogo 활용 방식—주로 파라미터 조정이나 코드 작성에 의존하는 방식—을 탈피하여 학습자를 ‘에이전트’라는 주체적 존재로 전환시키는 교육 설계에 초점을 맞춘다. 핵심 메커니즘은 두 단계 인터뷰와 웹 기반 메뉴 선택이다. 첫 번째 인터뷰에서는 학습자의 사전 지식과 생태계에 대한 직관을 탐색하고, 이를 바탕으로 모델 내에서 학생이 직접 행동(예: 먹이 이동, 서식지 변경 등)을 선택하도록 한다. 두 번째 단계에서는 선택된 행동을 실제 NetLogo 모델에 적용하고, 시뮬레이션 결과를 실시간으로 관찰한다. 이 과정에서 학생은 프로그래밍 언어를 배우지 않아도 ‘행동 주체’로서의 경험을 얻는다.

또한, 연구는 학습자들을 로컬 네트워크에 연결해 다중 에이전트 상호작용을 구현한다. 각 학생이 선택한 행동이 전체 시스템에 어떻게 반영되는지를 공동 화면에 표시함으로써, 개인 선택이 집단적 결과에 미치는 복합적 영향을 직관적으로 이해하게 만든다. 이는 복잡계 사고와 시스템적 사고를 촉진하는 교육적 효과를 기대할 수 있다.

표본은 아테네 대학의 예비 초등교사 17명으로, 인터뷰 전후 설문과 관찰 기록을 통해 학습 동기, 개념 이해도, 자기 효능감 등을 측정했다. 결과는 ‘에이전트 역할 수행’ 그룹이 전통적 파라미터 조정 그룹에 비해 생태학적 개념(예: 포식자-피식자 관계, 에너지 흐름)의 정확도가 평균 18% 상승했으며, 학습 만족도와 참여도 역시 유의미하게 높았다.

한계점으로는 표본 규모가 작고, 장기 학습 효과를 검증할 추적 연구가 부족하다는 점을 지적한다. 또한, 인터뷰와 선택지 설계가 연구자 주관에 크게 의존하므로, 다른 교육 환경에 일반화하기 위해서는 표준화된 프로토콜 개발이 필요하다. 그럼에도 불구하고, 코딩 부담 없이 ‘행동 주체’ 경험을 제공한다는 점은 STEM 교육 특히 생태학 교육에 새로운 패러다임을 제시한다.