A Study on Improvement of Flipped Learning-based Engineering Course - Focused on Engineering Course Cases at C university -

플립러닝 기반 공학수업 개선 방안 연구 - 국내 C대학 공학수업 운영 사례를 중심으로 -

Abstract

This study analyzed the evaluations of instructors and experts on flipped learning-based engineering in order to suggest improvement strategies. This study was conducted with 8 engineering courses which participated in the flipped learning course development project of C university from 2017-2018. As a result of the analysis, the instructors and experts pointed out that the pre-learning was not performed and checked effectively. In this regard, the instructors suggested the students' burden of pre-learning, the lack of understanding about flipped learning, and the experts suggested the lack of instructional strategies to facilitate pre-learning. In addition, the instructors and the experts pointed out that the courses were still instructor-centered. The instructors evaluated that they operated the instructor-led course by themselves. In addition, the experts suggested that there was not enough instructional strategies to activate the learner-centered activities. The number of the students and the lecture room environment that were not appropriate for the learner- centered class were the evaluation opinions of both the instructors and the experts. In addition, the professor suggested the lack of understanding and preparation of the flipped learning of the instructors and the learner as the main opinion, and the experts pointed out that the online learning system and classroom was not linked for pre-learning, classroom learning, and the post-learning. Based on these results, suggestions for improvement of flip learning based engineering course were suggested.

I. 서론

대학교육의 경쟁력 강화라는 사회적 요구에 따라 대학수업의 질적 향상을 위해 정부와 대학이 많은 정책적·실천적 노력을 쏟고 있다. 특히 최근에 대학역량진단평가(대학구조개혁)가 중요한 이슈로 떠오르면서 대학 교수-학습의 혁신을 통한 대학의 경쟁력 제고를 위해 다각적인 노력을 기울이고 있다.

이러한 상황에서 많은 대학들이 급격한 사회변화에 따른 인재상의 변화, 학습자의 변화, 학습 환경의 변화 등에 부응하여 전통적인 방식의 교수-학습 체제를 개선하기 위해 온-오프라인 연계 수업(Flipped Classroom 또는 Flipped Learning, 이하 플립러닝)을 통해 대학교육의 질적 개선을 꾀하고자 하고 있다. 플립러닝 수업은 기존의 교실수업에서 일어나던 내용전달 위주의 학습이 개별화된 학습공간에서 일어나도록 하고, 교실수업은 학생들이 개념을 적용하고 학습과제에 창의적으로 참여하도록 하여 수업공간을 역동적이고 상호작용적인 학습 환경으로 바꾸고자 하는 시도이다(Bergmann & Sams, 2012; 임정훈, 2016; 김남익 외, 2014). 이러한 플립러닝은 교수자의 일방적인 강의 전달과 학습자의 수동적인 참여를 극복할 수 있는 대안적인 교수-학습 방법으로 부각되고 있다(이희숙, 강신천 외, 2015). 즉, 교수자가 더 이상 지식의 전달 통로일 수 없는 21세기 학습 환경에서 교실수업을 교수자 중심에서 학습자 중심으로 변화하고자 하는 시도라고 할 수 있다.

또한 최근 플립러닝이 주목받는 이유 중의 하나는 웹기반 컴퓨터, 모바일 디바이스의 보편화, 온라인 강의 제작 기술과 평가 시스템 활용의 용이성, 강의 공개 서비스(Open Course Ware, OCW), 대규모 공개 온라인 강좌(Massive Open Online Courses, MOOCs), 공개교육자원(Open Educational Resources, OER)의 확대로 인해 활용이 편해졌기 때문이라고 할 수 있다(박태정, 차현진, 2015). 이러한 테크놀로지의 확산으로 인해 온, 오프라인을 연계하는 수업 형태인 플립러닝과 같은 새로운 학습자 중심의 학습 환경을 쉽게 구성할 수 있게 되었다.

이러한 맥락에서 국내외 많은 대학의 공학분야 역시 플립러닝을 적용한 사례들이 보고되고 있다(Enfield, 2013; Frydenberg, 2013; 유재하, 2017; 장선진, 2017; 최정빈, 김은경, 2015). 이러한 연구들은 주로 공학수업에서 플립러닝의 모형이나 활용사례 중심으로 논의해 왔는데, 실제 공학 수업에서 플립러닝이 어떻게 적용되고 있는지 플립러닝의 정착 및 확산을 위한 개선사항은 무엇인지에 대한 내용은 거의 다루어지지 않은 편이다. 그러나 공학수업에 이를 안정적으로 정착, 확산시키기 위해서는 실제 수업의 맥락에서 사용 주체인 교수자 및 학습자들이 구체적으로 실천할 수 있는 전략이 모색되어야 한다. 특히, 최근 플립러닝을 도입하는 수업들이 증가하고 있으며, 이러한 플립러닝 효과적으로 활용할 수 있도록 대학이나 기관차원의 지원이 필요하다는 인식이 높아지고 있는 상황(임정훈, 2016)에서 실제 플립러닝 활용 수업에 대한 평가를 바탕으로 어떠한 지원들이 필요한지에 대한 개선사항을 분석하는 것은 플립러닝의 실제적 활성화 전략을 수립하는데 중요한 근거가 될 수 있을 것이다.

이에 본 연구는 공학수업에서 플립러닝을 개선, 확산시키기 위한 실제적 방안을 모색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 플립러닝 기반으로 이루어진 수업에 대해 실제 사용자인 교수들뿐만 아니라 전문가들의 평가 결과를 분석해 보고, 플립러닝의 활성화를 위한 개선사항은 무엇인지 분석해 보고자 한다. 플립러닝이 대학교육 전반뿐만 아니라 공학수업에 있어 효과적인 교육방법으로 인식되고 있는 시점에서, 이러한 논의는 플립러닝의 성공적인 정착과 운영을 위한 중요한 단계가 될 것이다.

II. 이론적 배경

1. 플립러닝 수업

가. 플립러닝 개념

플립러닝은 미국의 고등학교 화학교사인 Bergman과 Sams가 처음으로 시도하여 세계적으로 확산되기 시작하면서 국내외 대학에서 새로운 교수학습방법으로 자리잡기 시작했다. 플립러닝의 기본적인 개념은 학생들이 강의실에서 수업을 듣고 집으로 돌아와 과제 등의 활동을 수행하던 전통적인 교육방식이 거꾸로 뒤집어져 집에서 공부할 학습 내용을 강의 동영상 등의 자료를 통해 미리 학습하고, 강의실에서는 교수자와 다양한 질의응답 및 토론, 그룹활동 등을 수행하는 수업 방식을 말한다(Bergmann & Sams, 2012; 임정훈, 2016; 김남익 외, 2014).

플립러닝은 교수자의 일방적인 강의를 통한 지식 전달과 학습자의 수동적인 참여가 한계로 지적되는 전통적인 수업 방식의 대안으로 주목받고 있다(이희숙, 강신천 외, 2015).

플립러닝을 위한 수업 단계는 크게 수업 전, 수업 중, 수업 후로 나눌 수 있으며, 일반적으로 강의실 수업이전에 이루어지는 강의실 밖 사전학습과 면대면으로 이루어지는 강의실 내 교수학습활동 수업으로 구성된다. Bishop과 Verleger(2013)는 학습자가 동영상등을 활용하여 혼자서 학습이 가능한 영역은 강의실 밖으로 구분하고, 교수자와의 상호작용이 필요한 부분의 면대면 수업은 강의실 내 영역으로 구분하여 제시하였다. 김남익 외(2014)의 플립러닝 수업 모형에서는 수업 전 단계에서 플립러닝을 위한 수업 전략 준비 및 강의영상 제작, 퀴즈 및 수업 관련 문제 개발이 필요하고, 수업 중 단계에서는 퀴즈 제시 및 질의응답, 강의실 학습활동 촉진, 피드백, 미니강의 제공이 필요하며, 수업 후 단계에서는 수업내용 정리 및 다음 차시 안내, 학습자 피드백 수렴을 통해 성공적인 플립러닝을 운영할 수 있다고 제시하였다. 대학에서의 플립러닝 수업 모형에서 교수자는 모든 수업 단계에서 학습자가 원활한 학습활동을 할 수 있도록 촉진자 및 안내자 역할을 수행하는 것이 중요하다고 강조한 바 있으며(김은희, 변호승, 2018), 궁극적으로 플립러닝은 학습자 중심의 수업 모형으로 이론 중심의 기초지식은 사전학습을 통해 습득할 수 있고, 강의실 내에서는 토론 및 퀴즈 활동 등 교수자와의 상호작용을 통해 학습활동을 수행할 수 있다. 이는 곧 수업참여도를 증가시키고 수업집중 효과를 가져와 학습자의 학습역량이 증진되는 것으로 알려져 왔다(Bergmann, & Sams, 2012).

나. 플립러닝 수업 운영 전략

플립러닝 수업에서의 주요 교수학습 활동에 대한 운영 전략은 수업 전, 수업 중, 수업 후로 구분하여 살펴볼 수 있다. 각 수업 단계별로 플립러닝을 위한 수업 운영 전략을 정리하면 다음과 같다.

수업 전 단계에서는 크게 사전학습을 위한 강의 동영상 준비에 대한 전략과 강의실 수업을 위한 면대면 수업 준비에 대한 전략으로 나눠볼 수 있다. 사전학습을 위한 강의 동영상을 개발할 시에는 학습자의 집중시간을 고려한 강의 동영상 분량이 매우 중요한데 1개의 클립은 10분~15분 단위로 분절화 하여 제공하는 것이 효과적이다(임정훈, 2016; 이인숙, 2018). 또한, 강의 동영상은 핵심 내용에 대한 개념 탐색이 주가 되어야 하며, 관련 사례를 제공할 시에는 적절한 사례와 부적절한 사례를 모두 제공하는 전략을 취하되 관련 사례를 통해 학습내용을 명확하게 하는 것이 중요하다(한형종 외, 2015). 그리고, 강의 동영상을 효과적으로 학습하기 위한 전략으로 Bergman과 Sams(2014)가 제시한 ‘W(Watch)- S(Summary)-Q(Question)’ 전략을 활용하면 매우 유용하다. 아울러 학습자들이 강의 동영상에 쉽게 접근할 수 있도록 테크놀로지 기반 학습 환경을 점검하는 것이 필요하다(김남익, 전보애, 최정임, 2014). 면대면 수업 준비를 위한 수업 운영 전략은 수업 중에 이루어지는 활동이 학습자 중심 활동으로 설계되어 있는지 확인할 필요가 있으며, 수업 중에 이루어지는 활동과 사전학습 내용과의 연계성을 높여 설계하는 것이 중요하다(한형종 외, 2015).

수업 중 단계에서는 학자들마다 다양한 전략들을 제시하였는데 플립러닝 수업에서 고려되어야 할 수업 운영 전략 중, 공통적으로 제시한 부분은 학습자의 사전학습 여부를 점검하는 것이다(김보경, 2014; 한형종 외, 2015; 최정빈, 김은경, 2015). 사전학습 점검을 위해 유용하게 이용할 수 있는 교수학습 활동 전략은 ‘퀴즈’ 활동으로 ‘퀴즈’는 사전학습 점검은 물론, 수업 후 수업활동에 대한 결과를 확인하기 위한 목적으로도 활용할 수 있다. 그리고 플립러닝 수업 중 단계에서 활용되는 전략으로 ‘미니강의’가 있다(임정훈, 2015; 김남익 외, 2014; 이인숙, 2018). 수업의 핵심 내용을 간략하게 정리하여 제공하는 것으로 온라인으로 제공되는 사전학습 강의 동영상과는 구분이 되어야 하며, 사전학습 동영상에 포함되지 않은 내용을 설명해야 한다. 김은희와 변호승(2018)의 연구에서는 사전학습 강의 동영상과 강의실 내 수업 내용과 중복되는 경우 학습자의 플립러닝 수업 만족도가 낮아지는 결과를 제시하기도 하였다. 아울러 플립러닝의 수업 중 단계에서 중요한 수업 운영 전략은 과목 특성에 따른 학습자 중심의 다양한 학습 활동을 진행하는 것이며, 면대면 수업 준비 시에도 강조되었듯이 사전학습 내용과 수업 중의 활동과의 연계성을 유지하도록 해야 한다.

마지막으로 수업 후 단계에서의 플립러닝 수업 운영 전략을 살펴보면, 수업 결과물에 대한 공유, 피드백 제공 및 수업 활동 전반에 대한 평가 부분과 수업 후 성찰일지를 작성하도록 하는 전략이 있다(김보경, 2014; 이지연 외, 2014; 최정빈, 김은경, 2015) 그러나, 대부분의 플립러닝 수업 운영에서 수업 전과 수업 중 단계에서는 다양한 교수학습 활동에 대한 운영 전략 및 연구 결과들이 많이 제시되었으나, 수업 후 단계는 미흡한 실정이다. 학습자는 학습에 대한 이해도를 점검하고 더 복잡한 과제를 수행하여 학습 영역을 확장시키고, 교수자는 수업성찰을 통해 수업을 개선해 나가야 하는 부담이 가중되기 때문이다. 따라서 수업 후 단계에서 더 주안점을 두고 살펴보아야 할 것을 지적한 연구 결과도 있다(임정훈, 김미화, 2018).

다. 플립러닝 교육적 효과

플립러닝 수업의 강점으로 이혁규(2014)는 다음과 같이 제시하고 있다. 첫째, 간단하고 단순한 아이디어를 기반으로 교수자가 쉽게 적용할 수 있다는 점이다. 둘째, 교수자가 가지고 있는 강의실 환경 및 교과서 진도 문제 등을 플립러닝을 통해 다양한 학습활동을 설계하여 실질적으로 해결할 수 있다고 하였다. 셋째, 플립러닝은 21세기가 요구하는 수업실천을 가능하게 하며 강의실에서 다양한 개별학습과 협동학습을 통해 지식을 활용하고 창의적인 활동으로 강의실을 탈바꿈 시킨다고 하였다. 반면에 홍기칠(2016)의 연구에서는 학업성취와 학습동기에 유의미한 차이가 나타나지 않은 경우(이지연 외, 2014; 김남익 외, 2014; 김은정, 이상수, 2015)를 제시하며 플립러닝의 교육적 효과에 대해 다음과 같이 비평적 분석을 통한 해결책을 제시하기도 하였다. ‘교실 밖’ 온라인 강의내용은 ‘교실 안’의 오프라인 심화학습활동과 밀접하게 연계될 수 있도록 하고, ‘교실 안’의 학습활동은 ‘교실 밖’의 온라인 동영상 내용의 핵심개념과 탐구질문을 기반으로 진행하는 것이다. 또한, 교육당국의 교사연수 프로그램 마련, 재정 지원, 네크워크 형성, 인프라 및 환경 기반 마련 등을 제시하였다.

Katie Lepi(2012)는 플립러닝의 교육적 가치를 다음과 같이 제시하였다. 플립러닝을 통해 교육용 테크놀로지를 활용한 활동 중심의 강의실 수업 진행 과정에서 여러 가지 긍정적인 요소를 도출할 수 있다. 특히, 학습자가 자신의 학습 속도를 조절하거나, 테크놀로지를 기반으로 학습 진단도구를 활용할 수 있다는 것이다. 또한, 사전학습을 통해 기본 지식과 개념을 습득하게 되는데 플립러닝 환경에서는 공정한 경쟁이 가능하므로 누적된 학습 결손 및 학습 준비도를 최소화 시킬 수 있다고 강조하였다.

이 외에도 플립러닝의 일반적 교육적 효과로는 학습자 중심의 수준별 학습을 제공할 수 있다는 점과 자기주도 학습능력을 향상시킬 수 있다는 점을 꼽을 수 있다. 또한, 강의실 수업 활동을 통해 협동학습 능력을 제고시키고, 고차원적인 학습목표를 달성할 수 있는 다양한 학습활동을 제공할 수 있다(진성희 외, 2016).

2. 공학수업에서 플립러닝 적용

플립러닝 수업 모형을 기반으로 공학수업에 적용된 교과목들은 기존 수업의 문제점을 개선해보고자 시도된 사례가 대부분이다. 예를 들면, 공학 수업은 이론과 실습수업이 병행되는 경우가 많은데 강의 위주의 이론 수업 비중이 높아 이를 해결하고자 플립러닝을 도입하였다. 플립러닝이 적용된 대표적인 국내외 대학교의 공학수업 사례를 살펴보면 다음과 같다.

가. 플립러닝 기반 공학수업 사례

1) 국내 K대학교 ‘데이터베이스’ 교과목 사례

본 공학수업에서의 플립러닝 사례는 K대학교의 컴퓨터공학부 3학년을 대상으로 ‘데이터베이스’ 교과목에 적용된 사례이다. 이론 및 실습으로 구성된 본 교과목의 이론 수업은 DB의 기본개념과 설계 및 구축에 대한 학습을 하고, 실습은 이론 수업을 바탕으로 DB 설계 및 구축 과정에 대해 팀 프로젝트를 구성하여 수행하는 방식이다. 플립러닝에 적용된 수업 전 단계에서는 이러닝 교재를 활용해 사전학습을 수행하고, 수업 중에는 팀원들과 토론 및 응용문제 풀이 중심으로 진행되었다. 기존에는 학업성취도가 낮은 학생의 경우 스스로 과제를 해결하지 못하거나 보고서 완성도가 미흡한 경우가 많았는데, 플립러닝 적용을 통해 수업시간에 팀원들과 교수자의 지원을 받아 학습 이해도 및 과제 수행도를 높여 중하위권 학생들의 학업성취도가 향상되었다는 결과를 제시하였다(김은경, 2016).

2) 국내 H대학교 ‘신호처리’ 교과목 사례

본 공학수업에서의 플립러닝 사례는 H대학교의 전기전자제어공학과 3학년을 대상으로 ‘신호처리’ 교과목에 적용된 사례이다. 본 교과목은 DSP(Digital Signal Pricessing)에서 요구되는 주파수 분석 지식과 개념을 이해하고 주요 응용분야에서 어떻게 적용되고 있으며 이를 해석할 수 있는 방법을 학습하는 것이다. 플립러닝으로 적용된 주차는 총 4개 주차로 수업 전에는 이론 및 수식 전개에 대한 동영상 자료를 제공하고, 수업 중에는 동영상 강의자료의 이해가 어려운 부분에 대한 질문을 바탕으로 설명하거나, 조별로 문제를 풀 수 있는 시간 제공 및 토론을 촉진하였다. 학습참여를 위한 주요 촉진 전략으로는 조별로 질문 2개를 교수자 카카오톡 및 메신저로 제출하게 하고, 조원간의 상호평가를 실시하거나 이웃 조에게 도움을 많이 주는 경우 가산점을 부여하였다(유재하, 2017).

3) 국내 S대학교 ‘실내 건축 재료학’ 교과목 사례

본 수업은 창의적인 실습과 현장학습을 바탕으로 건축 재료가 실제적으로 사용되는 환경 전반에 대해 조사 및 연구를 수행하는 교과목이다. 건축학부 2-4학년을 대상으로 학습자 참여 및 주도 형태로 플립러닝이 개발된 사례이다. 본 교과목에 적용된 플립러닝 수업 모형의 특이점을 살펴보면, 첫 번째, 프리클래스 단계에서는 간단히 지난시간 배운 내용 묻고 답하기 10분 구성, 두 번째, 인클래스I 단계에서는 이론 강의 30분 구성, 세 번째, 인클래스II 단계에서는 팀별 토론 및 수업활동지 활용, 자유 토론, 발표 활동 30분 구성, 네 번째, 피드백과 평가 단계에서는 교수자와의 요약과 마무리 소통 및 질문 5분 구성으로 총 75분 수업을 4단계로 재구조화하였다. 이외에도 학생 참여형 현장 답사를 실시하고, 수업활동지를 단계적으로 구조화 시키고, 구체적인 가이드라인을 제공하였다. 이처럼 학습자 자율성 향상 기반의 플립러닝을 적용한 결과, 해당 수업에 대한 수업 참여 인식, 선호도, 수업 참여 의지와 관련된 사후 설문 점수가 향상되었다는 결과를 제시하였다(정성희, 김주연, 2018).

4) 국외 C대학교 ‘컴퓨터 프로그래밍’ 교과목 사례

본 공학수업에서의 플립러닝 사례는 CSUN (California State University Northridge) 대학교의 Cinema and Television Arts 학부생을 대상으로 ‘컴퓨터 프로그래밍’ 교과목에 적용된 사례이다. 플립러닝 수업 전 단계에서는 38개의 강의 비디오와 2개의 읽기 자료를 포함하여 총 40개의 사전학습용 콘텐츠를 배포하였다. 수업 중 단계에서는 강의 비디오에 제공된 개념과 새로운 개념에 대해서 교수자가 시연을 하면서 설명하고 이를 기반으로 학생들이 그룹 활동 및 팀 프로젝트를 수행하게 하였다. 교수자는 이 과정을 지켜보며 어려움을 겪는 학생들에게 개별적으로 학습지원을 하였다. 본 연구에서 제시한 설문조사 결과, 학업성취도가 낮은 집단일수록 강의 비디오가 도움이 되었다고 응답하였고, 강의 비디오와 동시에 제공된 퀴즈가 학업에 긍정적인 영향을 주었다고 응답하였다(Enfield, 2013).

5) 국외 B대학교 ‘정보공학입문’ 교과목 사례

본 공학수업에서의 플립러닝 사례는 벤틀리 대학교(Bentley University)의 1학년 학부생을 대상으로 ‘정보공학입문’ 교과목에 적용된 사례이다. 교수자가 강의 동영상을 촬영 및 제작하여 플립러닝 수업 전 단계에서 주차별로 학습자에게 제공하였다. 수업 중 단계에서는 강의 진행, 퀴즈 및 평가, 그룹 활동 등을 수행하였다. 이와 관련 플립러닝 수업에 대한 설문조사를 실시한 결과, 사전학습에서 제공된 강의 동영상이 학습 내용을 이해하는데 긍정적인 영향을 미쳤다고 응답하였다. 또한, 학습자들 대부분은 교수자의 역할이 ‘강의자’에서 ‘멘토’ 역할로 변화했다고 응답하였다. 이는 플립러닝 수업 모형에서 교수자 역할이 기존의 전통적인 수업 방식과는 달리 조언자 및 촉진자로의 역할로 변화되고 있음을 시사한다(Frydenberg, 2013).

6) 국내 D대학교 ‘알고리즘’ 교과목 사례

본 공학수업에서의 플립러닝 사례는 D대학교의 컴퓨터공학과 2, 3학년을 대상으로 ‘알고리즘’ 교과목에 적용된 사례이다. 본 교과목은 알고리즘적인 사고력을 배양하여 주어진 문제에 대해 최적의 알고리즘을 설계하는 것이다. 교과목 특성 상 프로그램 설계를 위해 선수 교과목에 대한 이론적 배경지식이 없으면 학습하기 힘든 교과목으로 기존의 강의실 수업 방식을 플립러닝 수업 적용을 통해 보완하였다. 본 연구의 결과로 제시된 내용을 살펴보면 플립러닝 수업 적용을 진행한 2개의 이론수업 그룹과 이론/실습수업 그룹, 1개의 강의식 그룹을 비교 분석해 본 결과, 플립러닝을 적용한 이론/실습수업 그룹이 학업성취도와 학습만족도가 높은 결과를 나타내었다. 이는 이론 수업만 적용한 플립러닝 수업보다 이론/ 실습수업을 병행하여 적용한 경우가 학습효과가 높음을 보여준다(장성진, 2017).

나. 플립러닝 기반 공학수업 모형

앞서 살펴본 공학수업에서의 플립러닝 적용 사례를 중심으로 국내 K대학교 ‘데이터베이스’ 교과목 의 수업 모형을 살펴보면, 아래의 Fig. 1과 같이 기존의 강의실 수업 비중 60%, 수업 후 비중 40%로 진행하던 방식을 플립러닝 수업 모형으로 설계하면서 수업 전 사전학습 비중이 40%, 수업 중 비중이 60%로 변경되었다. 적용된 플립러닝 수업 모형을 통해 교과목의 수업목표인 DB 설계 역량이 개개인별로 향상되었으며, 학업성취도 또한 향상되었다고 제시하였다.

Fig. 1 K대학교 ‘데이터베이스’ 플립러닝 수업 모형

국내 H대학교의 ‘신호처리’ 교과목에 적용된 플립러닝 수업 모형(PARTNER)을 살펴보면, 총 7단계로 구분된다(최정빈, 김은경, 2015). PARTNER 수업 모형은 1) 사전단계(Preparation), 2) 사전학습평가(Assessment), 3) 사전학습연계(Relevance), 4) 팀활동(Team activity), 5) 핵심요약강의(Nub lecture), 6) 평가(Evaluation), 7) 사후성찰(Reflection)의 7단계로 구성되며 1, 2단계를 수업 전, 3, 4, 5 단계를 수업 중, 6, 7단계를 수업 후로 구분하여 제시한다. 모든 단계를 수업에 적용한 것은 아니며 일부를 변형하여 수업의 형태에 맞게 적용하였다. 아래의 Table 1과 같이 본 교과목에 적용된 수업 모형을 기반으로 사전학습을 통한 수학이론에 대한 이해도 증진, 동영상 복습, 동료학습자와의 협동학습 효과 등을 통해 기존 수업에서 한계로 지적된 문제점을 해결하였다.

Table 1 H대학교 ‘신호처리’ 플립러닝 수업 모형

다음의 Table 2는 국내 D대학교 ‘알고리즘’ 교과목의 플립러닝 수업 모형으로 기존의 강의식 수업에서 문제로 지적되었던 교과목에 대한 이론을 학습한 후 충분한 실습 없이 바로 팀 프로젝트를 수행하며 매주 학습 과제 작성 등 개별적으로 많은 시간을 할애하여 중도 탈락자가 증가되는 현상을 해결하였다. 즉, 플립러닝 수업을 통해 팀 활동 및 실습수업을 강화하여 학습시간을 절약하고, 팀원과 교수자와의 상호작용을 늘려 학습효과를 향상시켰다.

Table 2 D대학교 ‘알고리즘’ 플립러닝 수업 모형

III. 연구 방법

1. 연구대상

본 연구는 C대학에서 2017-2018년도 플립러닝강좌 개발 사업에 참여한 총 8개의 공학수업 교과목을 대상으로 이루어졌다. 8과목에 대한 정보는 Table 3과 같다.

Table 3 플립러닝 적용 공학수업 교과목 리스트

2. 자료수집

본 연구에서 자료수집은 다음의 Fig. 2와 같은 ‘플립러닝강좌 개발’ 절차에 의해 이루어졌다. 교수자는 평균 10주차 이상의 플립러닝 강좌를 개발 및 운영하였으며, 학기 초에는 플립러닝 신청서, 주차별 수업계획서를 제출하고, 학기 중간에는 플립러닝운영 중간 보고서를 제출하였다. 학기 말 시점에는 플립러닝을 통해 개선된 사항, 개선예정인 사항, 미개선된 사항에 대해 수업성찰 내용이 포함된 최종 결과보고서를 제출하였다.

 

Fig. 2 ‘수업코칭에 기반한 대학의 플립러닝강좌 모델' 개발 절차(김은희, 변호승, 2018)

전문가는 교수자가 제출한 플립러닝 관련 산출물 및 1주차 분량의 플립러닝 수업에 대한 동영상 촬영 분석을 통해 총 2차례의 플립러닝 평가 및 컨설팅을 실시하였다. 전문가를 통해 수집된 자료 1차 평가서에는 교과의 특성 분석, 사전학습 자료설계 검토, 사전학습과 강의실 수업활동의 연계성, 강의실 수업활동 분석, 플립러닝에 활용된 강의실 활동의 주요 특성, 개선사항 및 기타의견에 대한 내용이 포함된다. 2차 플립러닝 컨설팅 평가서에는 플립러닝수업 운영 전반에 대한 분석으로 운영방식 및 문제점 도출 사항, 개선사항 및 플립러닝 운영 전략 등이 포함되어 있다. 이와 같은 교수자 및 전문가의 플립러닝 강좌 개발에 대한 평가 의견을 중심으로 자료를 수집하고 분석하였다.

3. 자료분석

수집된 자료는 질적연구 분석방법의 하나인 테마분석(Thematic analysis) 방법으로 분석하였다. 테마분석방법이란 자료에서 공통적으로 발견되는 테마(theme)들을 도출하고, 서로 관련있는 테마 사이에 관련된 내용을 찾아 유사한 범주로 묶어 내용을 분류하는 방법이다(Boyatzis,1998). 이와 같이 테마를 도출하고 그 내용의 타당성을 확보하기 위해 저자를 포함하여 교육공학 전문가 4인이 내용 분석에 참여하였다. 본 연구에서 자료 분석은 총 3차례에 걸친 협의 과정을 통해 이루어졌다.

IV. 연구결과

본 연구에서는 플립러닝 기반 공학수업에 대한 교수자의 자체 평가 및 전문가의 평가를 분석하고, 이를 토대로 플립러닝 수업 개선방안을 도출하고자 하였다. 이를 위해 먼저 교수자의 자체 평가 의견 및 전문가 의견을 각각 분석하고 이를 비교하였으며, 한 학기 동안 플립러닝 수업 운영에 대한 교수자의 자가 분석 설문 결과를 검토하였다.

1. 플립러닝 운영 결과

먼저, 공학수업에 나타난 플립러닝 수업 운영의 특징은 다음과 같이 나타났다. 모든 과목에서 동영상, PPT, 판서로 구성된 콘텐츠를 사전학습 자료로 활용하고 있었으며, 추가적으로 PDF 읽기자료, 문제풀이 노트 등을 제공하기도 하였다. 강의 영상은 분량은 1시간-1시간 30분 정도로 제공되었다. 강의실 수업은 수업에 따라 다양한 형태로 나타났는데 주로 사전학습에 대한 교수자의 리뷰, 사전학습 반복설명, 교수자의 문제풀이 등 교수자 주도의 강의 및 문제풀이 활동을 하는 것으로 나타났으며, 사전학습 요약 발표, 그룹별 문제풀이 및 풀이 시범, 프로그래밍 실습 등이 학습자 중심으로 이루어진 활동이었다. 모든 강의에서 강의실 수업 후에 추가적인 질의응답이나 보충학습 등 사후학습은 이루어지지 않았다. 이러한 공학수업에서의 플립러닝 수업 운영 형태를 정리하면 다음의 Table 4와 같다.

Table 4 C대학 플립러닝 기반 공학수업 운영 형태

다음의 Table 5는 한 학기 동안 교수자가 플립러닝 수업 운영 후, 수업단계 구성 요소별로 플립러닝 수업에 대해 자가 분석한 설문조사 결과를 정리한 것이다. 설문지는 크게 사전학습 단계. 강의실 활동 단계, 플립러닝 인식 단계로 총 18문항으로 구성되었다. 5점 척도 기준으로 ‘전혀 그렇지 않다’ 1점, ‘그렇지 않다’ 2점, ‘보통이다’ 3점, ‘그렇다’ 4점, ‘매우 그렇다’ 5점으로 산출하였다. 공학수업 8개 교과목에 대한 플립러닝 수업운영 구성요소별 교수자 설문 결과 평균값은 다음과 같다.

Table 5 플립러닝 수업운영 교수자 자가 분석 결과

Table 5와 같이 교수자의 플립러닝 수업운영 전반에 대한 설문 분석 결과, 사전학습 점검 및 운영에 대한 부분이 미흡한 것으로 나타났다. 또한, 교수자와 학습자간의 상호작용이 활발히 이루어지지 못한 것으로 나타났다. 이 두가지 측면은 전문가의 평가 의견과 일치되는 부분이다.

2. 교수자 평가

교수자의 자체 평가 보고서에 나타난 플립러닝 수업 운영에 대한 평가 의견을 정리하면 다음과 같다.

가. 학습자의 사전학습 미흡

플립러닝 수업에 대한 평가에 나타난 교수자들의 공통된 의견은 학습자의 사전학습이 충분히 이루어지지 않는다는 점이었다. 특히, 강의가 진행될수록 학습자의 사전학습 정도가 점차 줄어드는 것으로 나타났는데, 한 교수자는 사전학습을 ‘권고’하는 수준으로 진행하였더니, 수업이 진행될수록 학습자가 사전학습 자료를 예습 대신 복습에 활용하는 것으로 나타났다고 응답하기도 하였다.

학기 초에는 학생들이 자발적으로 강의 내용을 숙지하고 강의에 들어왔는데, 학기말로 가면서 사전학습 동영상을 예습보다는 복습용으로 이용하는 학생들이 늘어났다. (고분자공학)

학생들의 사전학습이 미흡한 점과 관련하여 교수자들은 학생들의 사전학습에 대한 부담, 플립러닝에 대한 이해 부족 등을 이유로 제시하였다.

나. 수업 중 사전학습 점검 미흡

교수자들은 학생들의 사전학습이 미흡한 점과 함께 본인 스스로도 수업에서 사전학습 정도를 충분히 확인하지 못한 것으로 평가하였다. 특히, 강의 일정에 쫓기다 보니 사전학습 정도를 평가할 시간이 충분하지 않았다는 의견을 다수가 제시하였다. 또한 교수자가 사전학습을 확인하지 못한 점이 거꾸로 학생들이 사전학습 준비를 소홀히 하는데 영향을 미친 것 같다는 의견을 제시하기도 하였다.

강의 일정에 쫓기다 보니 사전학습 여부를 점검하거나 사전학습 정도를 평가할 시간을 충분히 갖지 못해서 학생들이 사전학습 준비에 소홀했던 것으로 판단된다. (열역학)

다. 강의 중심의 수업 운영

교수자의 자체 평가 보고서에 따르면 플립러닝 수업에서 본 수업 활동으로 여전히 강의 중심의 수업이 이루어지고 있는 것으로 나타났다. 특히, 교수자들은 수업 중에 사전학습에서 이루어진 강의 내용을 리뷰, 또는 반복 설명하는 수업을 진행한 것으로 보고하였다.

강의 시간에 동영상에서 설명한 내용에 대한 반복설명을 피하고, 동영상 내용에 대한 질문을 더 유도하지 못한 점이 아쉽다. (열역학)

라. 교수자의 플립러닝 수업 준비 부족

플립러닝 수업 운영에 관해 교수자들은 자신들의 플립러닝에 대한 이해가 충분하지 않았음을 평가 의견으로 제시하였다. 특히, 학생의 참여를 유도할 수 있는 교수방법 및 활동 설계가 익숙하지 못한 것으로 나타났다. 또한, 플립러닝 수업을 설계하는데 있어 준비 시간의 부족, 의지 부족 등의 제한이 있었음을 언급하였다.

학기 초에 의욕적으로 생각했던 플럽러닝 운영 계획이 학생들의 참여 부족 및 본인의 강력한 교수법 적용 의직 부족으로 만족할 만한 성과를 내지 못했다. (자료구조)

마. 학습자의 낮은 플립러닝 이해도

교수자들은 자신들의 플립러닝 이해도가 낮을 뿐만 아니라 처음 적용한 플립러닝 수업에 대해 학습자의 이해도가 낮고, 따라서 학생들이 잘 적응하지 못한 것 같다는 의견 또한 제시하였다. 특히, 플립러닝 수업을 처음 경험하는 학생들이 여전히 수업 중에 이루어지는 강의만을 수업으로 인식하는 경향이 있으며, 사전학습을 별도의 학업 부담으로 느낀다고 보고하였다. 이와 관련하여 학습자가 사전에 해당 수업이 플립러닝 형태로 진행되는 것을 인지하지 못한 채 수업에 참여한 점 등이 지적되었다.

전공과목에 처음 도입되는 플립러닝 방식에 대해 학생들이 생소해하고 잘 적응하지 못한 것으로 판단된다. (고분자공학)

바. 학습활동에 적합하지 않은 수업 환경

이 밖에 교수자들은 수강인원, 강의실 환경이 플립러닝에 적합하지 않았다는 의견을 제시하였는데, 수강인원이 많아 질의응답, 토론 등을 효율적으로 적용하기 어려웠다, 강의실 구조가 조별 토론과 같은 그룹 활동에 적합하지 않은 형태였다 같은 의견들이 제시되었다.

학생 숫자가 60명 정도 되는 대형 강의였기 때문에 학생 전체를 이러한 학습방법에 참여시키는데 한계가 있었다. (재료역학 II)

3. 전문가 평가

전문가들은 사전학습 및 수업 중 활동 등 플립러닝 수업 설계 전반에 관한 의견을 제시하였다. 이를 정리하면 다음과 같다.

가. 수업 중 사전학습 점검 미흠

전문가들 역시 사전학습에 관한 의견을 공통적으로 제시하였는데, 다수의 교수자들이 학습자의 사전 학습이 미흡함을 지적한 것에 반해 전문가들은 수업 중에 사전학습 점검이 이루어지지 않는 점을 주요 문제로 지적하였다. 이는 교수자가 수업시간에 사전학습 여부를 확인하지 않는 것이 학습자들이 사전학습을 하지 않는 큰 이유로 보았기 때문이다. 일부 사전학습을 확인하는 수업의 경우에도 교수자가 이를 리뷰하는 형태로 진행하여 학생들의 사전학습 수행 여부 및 이해도를 확인하는 경우는 많지 않은 것으로 나타났다.

사전학습을 했는지 확인하지 않기 때문에 사전학습이 제대로 이루어지지 않는 것 같다. 사전학습을 하지 않아도 수업에서 버틸 수 있기 때문에 사전학습을 소홀히 하는 것 같은데 학생들이 학습을 미리 준비할 수 밖에 없도록 하는 전략이 필요하다. (고분자 공학)

나. 사전학습 촉진 전략 부재

사전학습과 관련된 전문가 평가 의견 중의 하나는 사전학습 중에 학습에 대한 지원이 거의 이루어지지 않는다는 점이었다. 사전학습은 대부분 온라인 동영상 형태로 제공되었는데, 학생들이 동영상을 학습하면서 이해가 안 되거나 질문이 있을 때 이를 해결할 수 있도록 하는 지원이 전혀 제공되지 않는 것으로 나타났다. 즉, 사전학습을 제공하는 온라인 학습관리 시스템 내에 Q&A 게시판 등이 있었지만 이를 사전학습에 대한 질의응답 등에 활용한 수업은 거의 없었다.

또한 사전학습 강의 동영상이 보다 효율적으로 제작, 제공될 필요가 있다는 지적이다. 현재 대부분의 사전학습 동영상이 한 시간 이상의 강좌로 제공되거나 수업 중 강의와 동영상 내용이 중복되는 등 사전학습 동영상이 효율적인 학습을 촉진하지 못하는 것으로 나타났다.

기 제작된 동영상 콘텐츠를 사전 학습자료로 활용하고 있는데, 내용 및 분량에 대한 검토가 필요하며 이를 효율적으로 활용할 수 있는 방안이 모색되어야 한다. 특히 한시간 이상의 분량으로 제공되고 있는 사전 학습 영상은 모듈화나 재촬영 등을 통해 학생들이 필요한 내용을 학습할 수 있도록 제공할 수 있을 것이다. (스마트 자동차 실험)

다. 교수자 중심의 수업 운영

앞서 교수자 자체 평가에서도 나타났듯이, 전문가들 역시 전반적으로 교수자 주도의 강의 중심 수업이 이루어지고 있음을 지적하였다. 특히, 사전학습 내용을 다시 반복해서 설명하는 형태의 수업이 주를 이루는 것으로 나타났다. 일부 교수자는 사전학습과 동일한 자료로 수업을 진행하기도 하였으며, 특히 문제풀이나 실습 중심의 수업조차도 교수자 주도로 설명과 실습, 문제풀이가 이루어져 기존 수업과의 차별성이 없는 점이 지적되었다.

사전학습 영상에서 활용하는 학습자료와 강의실에서 활용하는 학습자료가 동일하며, 강의실 수업에서 사전학습 내용을 자세하게 설명하여 반복학습을 추구하고 있는 것 같다. (열역학)

질의응답, 학습자의 참여 등 학습자와의 상호작용이 거의 이루어지지 않고 전반적으로 교수자의 문제풀이로 및 강의로 진행된다. (수리학 II)

라. 학습자의 수업 참여 전략 부재

수업 중 학생의 질문, 실습 결과 시연 등 교수자가 요구하는 활동에 대한 학습자의 참여가 매우 낮은 것으로 나타났다. 예컨대, 교수자가 수업 중에 궁금한 내용을 질문하도록 유도하지만 학생의 참여가 거의 없는 상황이었다. 또한 교수자들 역시 수업 중에 학생들에게 질문을 한 후 답변을 기다리지 않고 교수자가 곧바로 설명을 하는 방식으로 수업을 진행하고 있었다. 실습이나 문제풀이 활동 역시 학생이 시연을 하거나 풀이를 설명할 수 있는 기회가 거의 제공되지 않고 교수자의 시연이나 설명 중심으로 이루어지는 것으로 나타났다. 또한 교수자의 질문이 학생들의 고차적 사고를 촉진하기 보다는 단순 회상을 요구하는 단답형 질문인 경우가 많은 것으로 나타났다.

학생들에게 질문을 던진 후 학생들의 답변을 확인하지 않고 곧바로 교수자가 답을 설명하는 방식으로 진행하는데 학생들의 생각이나 이해도를 확인하는 전략이 필요합니다. (열역학)

수업 중 질의 응답이나 실습 결과 시연 등 교수자가 요구하는 활동에 대한 학습자의 참여가 낮아, 주로 교수자의 강의 및 설명 중심으로만 수업이 이루어진다. (스마트 자동차 실험)

마. 연습문제 중심의 문제풀이

공학 수업 중에 이루어지는 문제풀이 및 실습은 대부분 교재에서 제공하는 연습문제 풀이로 학습한 개념을 응용한 문제를 푸는 것이었다. 이에 전문가들은 개념의 이해를 확인하는 응용문제 풀이 이외에 학생의 고차적인 사고를 촉진할 수 있는 문제나, 실제적인 적용 및 문제해결의 맥락에서 개념을 활용할 수 있는 문제 등이 제공되지 않는다고 지적하였다.

교재 연습문제 풀이 위주로 본 수업이 진행되고 있는데 연습문제 풀이 이외에 배운 내용을 적용, 활용할 수 있는 실제적인 문제를 해결해 볼 수 있는 기회를 제공하는 것이 필요하다. (환경유체역학)

바. 학습활동에 적합하지 않은 수업 환경

앞서 일부 교수자들과 마찬가지로 강의실 환경이 조별 활동 등 학습자 중심의 강의를 진행하기에 적절치 않은 것으로 나타났다.

의자가 바닥에 고정되어 있는 대형 강의실이 조별 활동 등 학습자 중심 수업을 진행하기에 적합하지 않다. (재료역학 II)

사. 온라인 학습관리시스템(LMS)과의 연계 미흡

마지막으로 전문가들은 앞서 언급한 사전학습 지원과 같이 온라인 학습관리시스템이 효과적으로 활용되지 못하는 점을 지적하였다. 온라인 학습관리시스템은 사전학습 뿐만 아니라 강의 후에도 참고자료 제공, 추가적인 질의응답 등 다양한 방식으로 활용될 수 있음에도 불구하고 이를 수업과 연계하여 활용한 경우가 없는 것으로 나타났다.

사전학습과 강의실 수업 활동의 연계가 낮은데 사전학습 내용에 대해 e-campus를 활용하여 사전학습 수행 및 이해도 확인, 질의응답 활동 등을 수행할 필요가 있다. (자료구조)

4. 교수자 및 전문가 평가 분석

Table 6은 교수자와 전문가의 평가의견을 범주화한 결과를 비교한 표이다.

 Table 6 교수자와 전문가의 플립러닝 기반 공학수업 평가 의견 비교

전반적으로 수업 중 사전학습 점검 미흡, 강의 또는 교수자 중심의 수업 운영, 학습활동에 적합하지 않은 수업 또는 강의실 환경 등이 공통적으로 나타난 의견이었다. 이 밖에 교수자들은 학습자의 사전학습 미흡, 교수자 및 학습자의 플립러닝 준비도 부족 등을 지적하였으며, 전문가들은 사전학습에 대한 지원 미흡, 학습자의 낮은 수업 참여, 연습문제 중심의 문제풀이, 온라인 학습관리시스템을 활용한 사전학습 및 사후학습 미흡 등의 의견을 제시하였다.

이러한 결과는 공학수업을 플립러닝 형태로 전환했으나, 여전히 사전학습에 기반 한 학습자 중심 수업이 이루어지기 보다는 교수자 주도의 강의 중심 수업이 이루어지고 있음을 보여주며, 이에 대해 교수자는 교수자 자신과 학습자의 플립러닝 이해 및 준비가 부족하기 때문이라고 생각하는 것으로 볼 수 있다.

반면 전문가는 플립러닝 수업 운영 전략의 측면에서 주로 평가하는 것으로 볼 수 있다.

V. 논의 및 결론

본 연구는 플립러닝 기반 공학수업의 개선 방안을 제안하고자 플립러닝 수업 운영에 대한 교수자 및 전문가의 평가의견을 분석하였다. 분석 결과 공통적으로 운영이 미흡한 것으로 나타난 점은 사전학습이 효과적으로 이루어지지 않는 것이었다. 사전학습이 잘 이루어지지 않는 것에 대한 관점은 교수자와 전문가 간에 다소 다르게 나타났는데 교수자가 학생들의 사전학습에 대한 부담, 플립러닝에 대한 이해 부족 등을 주요 이유로 보았다면, 전문가는 사전학습을 촉진하는 교수전략의 부재를 그 이유로 보았다. 교수자와 평가자 간에 공통적으로 제시된 의견 중에 하나는 교수자 중심의 수업 운영이었다. 교수자는 스스로 강의 중심 수업을 운영하였다고 평가하였으며, 이에 더해 전문가는 학습자 중심의 활동을 적용한 경우에도 이를 활성화 할 수 있는 수업 전략이 미흡하다는 의견을 제시하였다. 예컨대, 학생들의 질의응답이나 상호작용을 활성화하기 위한 교수전략이 다소 미흡하다는 것이었다. 학습자 중심 수업에 적절하지 않은 수강생 규모, 강의실 환경도 교수자와 평가자의 공통된 의견이었다. 이 밖에 교수자는 교수자 자신과 학습자의 플립러닝 이해도 및 준비도 부족을 주요 의견으로 제시하였으며, 평가자는 사전, 강의실, 사후 학습 등 온라인학습시스템과 강의실 수업이 자연스럽게 연계되지 않는 점을 문제점으로 지적하였다.

이러한 분석결과를 바탕으로 플립러닝 기반 공학수업의 개선을 위한 제언을 제시하면 다음과 같다.

첫째, 학습자의 플립러닝에 대한 인식 개선이 선행되어야 한다. 일반적인 강의식 수업과 비교하여 플립러닝의 가장 큰 변화는 교육의 주체가 교수자에서 학습자로 바뀌는 것이며, 많은 연구자들(Elen, 2007; Kember 외, 2009)이 교수자 중심에서 학습자 중심 수업으로 변화하기 위해서는 교수자와 학생들의 충분한 이해와 변화에 대한 동의가 이루어졌을 때 가능하다는 점을 지적한 바 있다. 본 연구의 결과를 살펴보면 교수자들은 플립러닝 수업이 적용되기 어려운 이유로 학생들의 플립러닝에 대한 낮은 이해도 및 준비도 부족을 중요하게 꼽았다. 플립러닝은 학습자가 사전 학습활동과 수업 중 활동에 주도적, 적극적으로 참여하는 것을 전제로 적용되는데 기존의 수동적인 수업 방식에 익숙한 학생들이 이러한 변화를 받아들일 준비가 되어있지 않다는 것이 대다수 교수자들의 의견이었다. 따라서 플립러닝을 도입하고 활성화하기 위해서는 무엇보다 학생들의 수업에 대한 인식 변화가 요구되는데, 이를 위해서는 학습자의 자기 주도적 학습 역량을 길러줄 수 있는 교육프로그램을 제공하고, 또한 학습자의 현재 인식과 준비도를 고려하여 단계적으로 플립러닝을 적용하는 방법을 고려할 수 있을 것이다.

둘째, 교수자들을 위한 플립러닝 및 학습자 중심 수업 운영 전략에 대한 사전교육이 충분히 이루어져야 한다. 전통적인 수업과 달리 플립러닝에서 교수자는 수업 중에 학생의 학습을 촉진하고 지원하는 조력자, 문제해결자, 촉진자 등의 역할이 강조되는 바(박기범, 2014; 이민경, 2014), 교수자가 새롭게 요구되는 역량을 갖출 수 있도록 하는 교육이 필수적으로 수반되어야 한다. 본 연구에 참여한 교수자들은 플립러닝의 필요성에 대한 인식과 함께 자발적으로 이에 참여한 교수자들이다. 그러나 연구 결과 사전학습 및 강의실 수업에서 효과적인 플립러닝 운영 전략을 잘 활용하지 못하고 있는 것으로 나타났다. 특히, 본 연구에서 나타난 플립러닝 수업의 특징은 사전학습을 도입하여 플립러닝의 형태를 적용하였으나, 실제로는 사전학습을 제외하고는 전통적인 강의실 수업과 크게 다르지 않게 운영되었다는 것이었다. 따라서 이러한 교수자들에게는 구체적으로 어떻게 플립러닝을 적용할 수 있는지 전략을 제공하는 것이 필요하다. 특히, 본 연구에서 교수자들은 온라인 교육과 강의실 수업을 유기적으로 연계하여 학습자의 사전학습을 촉진하고 이와 연계된 강의실 수업 및 사후학습을 효율적으로 운영하는 전략이 미흡한 것으로 나타나 무엇보다 플립러닝 모형에 따라 수업을 재설계 하고 플립러닝 단계별 운영전략을 사전에 교육, 지원할 필요가 있다. 또한 수업 중 다양한 학습활동 계획 및 운영, 피드백과 상호작용 등 학습자의 주도적, 적극적 참여를 유도할 수 있는 다양한 학습자 중심 교수전략 및 방법에 대한 교육이 요구된다.

셋째, 플립러닝 수업 설계 및 운영에 대한 기관차원의 적극적인 지원이 이루어져야 한다. 교수자가 적극적인 의지로 플립러닝 수업을 시작했다 하더라도 시간 부족, 의지 부족, 학습자의 참여 미흡 등의 이유로 플립러닝 수업이 효과적으로 이루어지지 못하고 있었는데, 기관차원에서 이를 적극적으로 지원할 수 있는 방안을 모색해야 할 것이다. 선행연구에서도 수업설계에 대한 평가 및 모니터링, 이에 따른 지원 등과 같은 수업 컨설팅의 중요성을 강조하고 있다(김은희, 변호승, 2018; 이지은, 최정임, 장경원, 2017). 플립러닝을 도입한 교수자들이 기존의 강의식 수업에 비해 사전학습 자료 제공, 수업 중 다양한 학습활동 계획 및 운영, 피드백과 상호작용의 확대 등에 대해 부담을 느낄 수 있으므로, 교수학습지원센터에서 강의 계획, 강의 목적, 강의 내용, 선호하는 학습자료 및 활동 등에 따른 플립러닝 수업 설계와 수업 운영 컨설팅을 맞춤형으로 실시하여 이를 지원할 수 있을 것이다. 또한 교수자의 수업 준비와 운영을 돕는 TA 제도를 강화해야 할 것이다. 플립러닝을 적용할 때 수업 중 활동은 주로 프로젝트, 문제해결활동, 토론, 질의응답 등으로 이루어지는데 이러한 활동은 교수와 학생들 간의 강도 높은 상호작용을 요구한다. 그러나 학생 수가 많은 수업에서 교수자와 학생 간의 상호작용이 충분히 이루어지기 어렵기 때문에 이를 지원할 수 있는 TA의 확충은 반드시 수반되어야 한다.

넷째, 사전학습 동영상을 효과적으로 제작, 제공해야 한다. 본 연구에서 학습자들의 사전학습 미흡은 플립러닝 수업 운영에 부정적인 영향을 끼치는 핵심적인 요인이었다. 이는 실제 플립러닝 기반 공학 수업 적용사례 연구(유재하, 2017)에도 제시되었듯이, 사전 개별학습을 기반으로 본 강의 수업을 운영하도록 하는 플립러닝의 특성상 당연한 것이라 할 수 있다. 본 연구에서 사전학습 자료는 주로 PPT 및 판서, 교수자의 영상의 결합된 동영상 콘텐츠로 제공되었는데, 전문가들은 이러한 콘텐츠가 효율적으로 제공되지 못하고 있음을 지적한다. 현재, 대부분의 사전학습 동영상이 한시간 이상의 강좌로 제공되거나 수업 중 강의와 동영상 내용이 중복되는 등 사전학습 동영상이 효율적인 학습을 촉진하지 못하는 것으로 나타났는데, 선행연구(이민경, 2014; Bergman & Sams, 2012)들은 대학생의 경우 10분 내외의 동영상으로 나누어 제공할 것을 권장하고 있다. 특히, 동영상을 개념단위나 소주제 단위로 모듈화 하여 제공할 경우 학생들이 필요한 부분만 찾아 효율적으로 학습을 수행할 수 있도록 할 수 있을 것이다. 이에 더해, Bergman과 Sams(2012)가 제시한 ‘W(Watch)- S(Summary)-Q(Question)’ 전략과 같이 동영상으로 학습을 한 후 주요 내용에 대한 요약이나, 질문을 하도록 하는 활동 등을 연계하여 보다 효과적인 사전학습이 이루어질 수 있도록 할 수 있을 것이다.

마지막으로 플립러닝의 효과적인 도입과 적용을 위한 기본적인 기반인 강의실 환경이 개선되어야 한다. 현재 대부분 강의실은 전통적인 강의식 수업에 맞게 구성되어 있는데 이러한 구조는 그룹 토론이나 프로젝트 활동에 적절하지 않아 플립러닝을 적용하는데 큰 저해요소가 될 수밖에 없다. 따라서 원형 테이블, 이동식 의자 등 소그룹 협력학습을 촉진할 수 있는 강의실 환경으로 개선하는 것이 시급하며, 그룹별 디스플레이 장치, 스마트 보드 등 다양한 상호작용을 효율적으로 보조할 수 있는 기자재가 구비될 필요가 있다.

본 연구는 플립러닝이 대학교육 전반뿐만 아니라 공학수업에 있어 효과적인 교육방법으로 인식되고 있는 시점에서, 플립러닝의 성공적인 정착과 운영을 위해 실제 공학수업 사례로부터 플립러닝을 개선, 확산시키기 위한 실제적 방안을 모색했다는 점에서 의미있는 결과라고 할 수 있다. 그러나 본 연구는 공학 계열의 8개 전공 수업만을 분석대상으로 한 점에서 한계가 있다. 따라서 본 연구의 결과를 공학계열 전체로 일반화하는 데는 한계가 있으므로, 연구 결과의 해석과 적용에 유의할 필요가 있다. 또한 본 연구에서는 일부 수업 사례를 바탕으로 질적 분석을 수행하였으나, 향후 이러한 질적 분석 결과를 바탕으로 설문 문항을 체계적으로 개발하여 양적 분석을 시도할 수 있다. 아울러 교육공학자 외에도 공학교육전공 전문가를 투입하여 공학수업에 대한 컨설팅을 진행해 보는 것을 후속연구로 제언하며, 최근 대안적인 분석 방법으로 주목받고 있는 언어네트워크 분석 등을 통해 추가적인 분석을 실시하고 연구결과를 비교해 볼 필요가 있을 것이다.