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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 임철일
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수19
초록· 키워드
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디지털 트랜스포메이션 시대에 부합하는 시각과 전략의 실천이 요구됨에 따라 국내에서는 테크놀로지 활용한 수업의 실천과 지원을 명시하는 정책들이 발표되었다. 또한, 교사와 학생의 유의미한 스마트기기 사용을 위한 정책과 코로나 19로 인한 원격 교육 시행으로 인하여 물리적 한계였던 기기의 노후화와 무선인터넷 환경 제약이 극복되고 있다. 이로 인하여 교사와 학습자들은 개별 스마트기기를 활용하여 클라우드 기반 학습도구를 더욱 원활하게 활용할 수 있게 되었으며 학교 현장에서 교사가 활용할 수 있는 학습 데이터가 증가하였다. 따라서 기존 다인수 학급 형태로 이루어지는 학교 교육에서 실현하기 어려웠던 학습 데이터 기반의 맞춤형 수업을 클라우드 기반 학습도구를 활용하여 실행할 수 있는 환경이 조성되고 있다.
그러나 개별 학습자에게 맞춤형 지원을 제공하고 유의미한 학습을 촉진하기 위해서는 단순히 테크놀로지를 교육 현장에 투입하는 것에서 더 나아가 본질에 있어서 변화가 필요하다. 새로운 테크놀로지를 활용할 때, 교사들은 자신의 교육적 행위를 바꾸기보다는 기존의 행위를 유지하는 방식으로 채택하는 경향이 있다. 따라서 클라우드 기반 학습도구와 학습 데이터를 학교 현장의 맞춤형 수업을 위해 활용함으로써 교수자와 학습자의 변화를 관찰하고 긍정적인 변화를 끌어내기 위해서 이전의 방식과 다른 수업을 설계할 필요가 있다.
이에 본 연구에서는 교사가 클라우드 기반 학습도구를 활용하여 데이터 기반 맞춤형 수업을 진행할 때, 클라우드 기반 학습도구를 통해서 수집되는 학습 데이터를 바탕으로 맞춤형 수업이 학교 현장에서 효과적으로 이루어질 수 있도록 교사가 언제, 무엇을, 어떻게 해야 하는지를 안내하는 실제적이고 구체적인 수업 모형과 전략, 지침을 개발하고자 하였다. 이를 달성하기 위하여 1) 클라우드 기반 학습도구를 활용한 데이터 기반 맞춤형 수업 모형과 전략을 개발하고 2) 개발된 수업 모형과 전략에 대한 교수자와 학습자의 반응을 검토하는 것으로 연구 문제를 설정하였다. 학습자 반응의 경우, 인지적 측면에서 수학 학습 성취도의 변화를 살펴보았고 정의적 측면에서는 학습 태도의 변화를 살펴보았다.
본 연구는 설계 개발 연구 방법에 따라 다음과 같은 절차로 진행되었다. 현장에서 클라우드 기반 학습도구를 활용한 교사들과의 경험적 탐색 및 통합적 문헌 검토를 바탕으로 초기 수업 모형과 교수전략을 도출하였다. 개발된 초기 모형의 내적 타당성을 확인하기 위하여 교수 설계 전문가 3인, 수학 교육 전문가 2인, 클라우드 기반 학습도구 활용 경험이 있는 중등 교육 전문가 1인을 포함한 총 6인에게 두 차례의 내적 타당화를 실시하였다. 내적 타당화를 통해 도출된 3차 수업 모형과 전략에 대한 외적 타당화를 서울 소재의 한 중학교 3학년 수학 수업에서 실시하였다. 외적 타당화의 방법으로 유사실험과 면담을 시행하였다. 유사실험의 경우 수업 모형과 전략 그리고 클라우드 기반 학습도구를 활용한 실험 집단과 클라우드 기반 학습도구만 활용한 집단으로 이루어진 2개 학급 단위의 집단을 설정하였다. 수업 모형과 전략의 적용 전에 3학년 1학기 기말 고사 성적과 수학 학습 태도 관련 사전 검사 결과를 기준으로 집단의 동질성 여부를 검증하였다. 그리고 총 8차시의 현장 적용이 종료된 시점에 성취도 평가와 수학 학습에 대한 태도에 대한 검사를 시행하였다. 또한, 교수자 및 학습자 대상 면담 전사 기록과 학습자의 성찰일지를 분석하였다. 분석 내용을 바탕으로 수업 모형과 교수전략을 수정 보완하여, 최종 수업 모형 및 교수전략을 도출하였다.
연구 결과, 모형 전체 단계에 영향을 주는 1) 학습 데이터 분석과 이를 바탕으로 시행되는 2) 계획, 3) 실행, 4) 평가 그리고 이 4단계를 지원하는 5) 환경 구성으로 이루어진 5단계의 최종 모형이 도출되었다. 그리고 각각의 단계를 지원하는 13개의 교수전략과 41개의 상세지침 그리고 예시 및 해설이 개발되었다.
통제집단과 실험 집단의 사후검사 결과를 비교한 결과 다음과 같은 결과가 관찰되었다. 인지적 영역의 경우, 학습 성취도 검사 결과에서 집단 간의 유의한 차이가 발견되지 않았다. 이는 본 연구에서 개발된 수업 모형과 교수전략이 학습 성취도에 유의한 영향을 미치지 않음을 보여준다. 정의적 영역의 경우, 수학 학습에 대한 태도에 대한 사후검사 결에서 실험 집단이 통제 집단과 비교하여 수학 교과에 대한 흥미와 가치 인식 영역에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한, 실험 집단 내의 변화를 살펴본 결과, 모형 적용 기간 중의 참여도가 모형 적용 기간 전의 참여도에 비해 통계적으로 유의하게 높은 것으로 확인되었다. 또한 저성취 학습자의 경우, 다른 상위 집단의 학습자들에 비해 사후 참여도 증가 폭이 크게 관찰되었다. 학습 성취 변화에서도 저성취 학습자들의 성취도 상승 폭이 다른 상위 성취를 보이는 학습자 집단에 비해 매우 크게 관찰되었다. 교수자와 학습자 대상으로 실시한 면담 결과, 개발된 수업 모형이 학습 데이터와 클라우드 기반 학습도구를 활용하여 데이터 기반 맞춤형 수업을 시행할 때 유용하게 활용되었음이 관찰되었으며, 특히 학습자들의 경우 기존 수업과 비교하였을 때 더 높은 만족스럽다는 반응이 관찰되었다.
본 연구에서는 이상의 연구 결과에 기초하여 최종 수업 모형과 수업 전략과 이에 대한 논의 및 시사점을 도출하였다. 또한, 본 연구가 갖는 한계를 바탕으로 후속 연구의 필요성을 제언하였다. 본 연구는 클라우드 기반 학습 환경이 조성된 학교 맥락에서 교수자가 데이터 기반 맞춤형 수업을 진행할 때, 수행해야 하는 단계와 활동을 구체적으로 제시하였다는 점, 다인수 학급에서 실천하기 어려웠던 맞춤형 수업을 학습 데이터와 클라우드 기반 학습도구를 활용하여 현실적으로 학교 수업에서 실현할 수 있는 방안을 탐색했다는 점, 그리고 클라우드 기반 학습도구와 학습 데이터를 활용하는 데 있어 교수 설계가 갖는 중요성을 보여주었다는 점에서 의의를 갖는다.
그러나 개별 학습자에게 맞춤형 지원을 제공하고 유의미한 학습을 촉진하기 위해서는 단순히 테크놀로지를 교육 현장에 투입하는 것에서 더 나아가 본질에 있어서 변화가 필요하다. 새로운 테크놀로지를 활용할 때, 교사들은 자신의 교육적 행위를 바꾸기보다는 기존의 행위를 유지하는 방식으로 채택하는 경향이 있다. 따라서 클라우드 기반 학습도구와 학습 데이터를 학교 현장의 맞춤형 수업을 위해 활용함으로써 교수자와 학습자의 변화를 관찰하고 긍정적인 변화를 끌어내기 위해서 이전의 방식과 다른 수업을 설계할 필요가 있다.
이에 본 연구에서는 교사가 클라우드 기반 학습도구를 활용하여 데이터 기반 맞춤형 수업을 진행할 때, 클라우드 기반 학습도구를 통해서 수집되는 학습 데이터를 바탕으로 맞춤형 수업이 학교 현장에서 효과적으로 이루어질 수 있도록 교사가 언제, 무엇을, 어떻게 해야 하는지를 안내하는 실제적이고 구체적인 수업 모형과 전략, 지침을 개발하고자 하였다. 이를 달성하기 위하여 1) 클라우드 기반 학습도구를 활용한 데이터 기반 맞춤형 수업 모형과 전략을 개발하고 2) 개발된 수업 모형과 전략에 대한 교수자와 학습자의 반응을 검토하는 것으로 연구 문제를 설정하였다. 학습자 반응의 경우, 인지적 측면에서 수학 학습 성취도의 변화를 살펴보았고 정의적 측면에서는 학습 태도의 변화를 살펴보았다.
본 연구는 설계 개발 연구 방법에 따라 다음과 같은 절차로 진행되었다. 현장에서 클라우드 기반 학습도구를 활용한 교사들과의 경험적 탐색 및 통합적 문헌 검토를 바탕으로 초기 수업 모형과 교수전략을 도출하였다. 개발된 초기 모형의 내적 타당성을 확인하기 위하여 교수 설계 전문가 3인, 수학 교육 전문가 2인, 클라우드 기반 학습도구 활용 경험이 있는 중등 교육 전문가 1인을 포함한 총 6인에게 두 차례의 내적 타당화를 실시하였다. 내적 타당화를 통해 도출된 3차 수업 모형과 전략에 대한 외적 타당화를 서울 소재의 한 중학교 3학년 수학 수업에서 실시하였다. 외적 타당화의 방법으로 유사실험과 면담을 시행하였다. 유사실험의 경우 수업 모형과 전략 그리고 클라우드 기반 학습도구를 활용한 실험 집단과 클라우드 기반 학습도구만 활용한 집단으로 이루어진 2개 학급 단위의 집단을 설정하였다. 수업 모형과 전략의 적용 전에 3학년 1학기 기말 고사 성적과 수학 학습 태도 관련 사전 검사 결과를 기준으로 집단의 동질성 여부를 검증하였다. 그리고 총 8차시의 현장 적용이 종료된 시점에 성취도 평가와 수학 학습에 대한 태도에 대한 검사를 시행하였다. 또한, 교수자 및 학습자 대상 면담 전사 기록과 학습자의 성찰일지를 분석하였다. 분석 내용을 바탕으로 수업 모형과 교수전략을 수정 보완하여, 최종 수업 모형 및 교수전략을 도출하였다.
연구 결과, 모형 전체 단계에 영향을 주는 1) 학습 데이터 분석과 이를 바탕으로 시행되는 2) 계획, 3) 실행, 4) 평가 그리고 이 4단계를 지원하는 5) 환경 구성으로 이루어진 5단계의 최종 모형이 도출되었다. 그리고 각각의 단계를 지원하는 13개의 교수전략과 41개의 상세지침 그리고 예시 및 해설이 개발되었다.
통제집단과 실험 집단의 사후검사 결과를 비교한 결과 다음과 같은 결과가 관찰되었다. 인지적 영역의 경우, 학습 성취도 검사 결과에서 집단 간의 유의한 차이가 발견되지 않았다. 이는 본 연구에서 개발된 수업 모형과 교수전략이 학습 성취도에 유의한 영향을 미치지 않음을 보여준다. 정의적 영역의 경우, 수학 학습에 대한 태도에 대한 사후검사 결에서 실험 집단이 통제 집단과 비교하여 수학 교과에 대한 흥미와 가치 인식 영역에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한, 실험 집단 내의 변화를 살펴본 결과, 모형 적용 기간 중의 참여도가 모형 적용 기간 전의 참여도에 비해 통계적으로 유의하게 높은 것으로 확인되었다. 또한 저성취 학습자의 경우, 다른 상위 집단의 학습자들에 비해 사후 참여도 증가 폭이 크게 관찰되었다. 학습 성취 변화에서도 저성취 학습자들의 성취도 상승 폭이 다른 상위 성취를 보이는 학습자 집단에 비해 매우 크게 관찰되었다. 교수자와 학습자 대상으로 실시한 면담 결과, 개발된 수업 모형이 학습 데이터와 클라우드 기반 학습도구를 활용하여 데이터 기반 맞춤형 수업을 시행할 때 유용하게 활용되었음이 관찰되었으며, 특히 학습자들의 경우 기존 수업과 비교하였을 때 더 높은 만족스럽다는 반응이 관찰되었다.
본 연구에서는 이상의 연구 결과에 기초하여 최종 수업 모형과 수업 전략과 이에 대한 논의 및 시사점을 도출하였다. 또한, 본 연구가 갖는 한계를 바탕으로 후속 연구의 필요성을 제언하였다. 본 연구는 클라우드 기반 학습 환경이 조성된 학교 맥락에서 교수자가 데이터 기반 맞춤형 수업을 진행할 때, 수행해야 하는 단계와 활동을 구체적으로 제시하였다는 점, 다인수 학급에서 실천하기 어려웠던 맞춤형 수업을 학습 데이터와 클라우드 기반 학습도구를 활용하여 현실적으로 학교 수업에서 실현할 수 있는 방안을 탐색했다는 점, 그리고 클라우드 기반 학습도구와 학습 데이터를 활용하는 데 있어 교수 설계가 갖는 중요성을 보여주었다는 점에서 의의를 갖는다.
목차
- I. 서론 11. 연구의 필요성과 목적 12. 연구 문제 73. 용어의 정의 8II. 이론적 배경 101. 클라우드 기반 학습도구 10가. 클라우드 컴퓨팅의 정의와 특징 10나. 클라우드 기반 학습도구 15다. 클라우드 기반 학습도구를 활용한 수업 모형 192. 데이터 기반 맞춤형 수업 25가. 맞춤형 수업 25나. 데이터 기반 맞춤형 수업 모형 293. 클라우드 기반 학습도구를 활용하는 수학 수업 모형 36가. ICT 활용 수학 수업 모형 36나. 클라우드 기반 학습도구를 활용한 수학 수업 모형의 가능성 40III. 연구방법 421. 연구 절차 432. 초기 수업 모형 및 전략 개발 46가. 경험적 탐색 46나. 선행문헌 검토 463. 내적 타당화 49가. 연구 참여자 49나. 연구 도구 및 자료 분석 방법 504. 외적 타당화 53가. 연구 참여자 54나. 현장 적용 절차 57다. 연구 도구 및 자료 분석 방법 83Ⅳ. 연구 결과 881. 최종 모형 개발 89가. 모형의 가정 및 특징 89나. 최종 수업 모형과 교수전략 912. 초기 수업 모형 및 교수전략 118가. 경험적 탐색과 선행문헌 검토를 통한 수업 모형 및 교수전략 도출 118나. 초기 수업 모형 및 교수전략 개발 1293. 내적 타당화 결과 139가. 1차 전문가 타당화 결과 139나. 2차 전문가 타당화 결과 1674. 외적 타당화 결과 197가. 사후검사 결과 및 분석 197나. 실험 집단 내의 변화 분석 199다. 수업 모형에 대한 교수자 및 학습자 반응 206Ⅴ. 논의 및 결론 2111. 논의 211가. 클라우드 기반 학습도구를 활용한 데이터 기반 맞춤형 수업 모형과 교수전략 211나. 클라우드 기반 학습도구를 활용한 데이터 기반 맞춤형 수업 모형과 교수전략에 대한 교수자 및 학습자 반응 2152. 결론 및 제언 219가. 결론 219나. 제언 221참고문헌 223부 록 229Abstract 262
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