본 연구의 목적은 과학영재학교의 교육과정 운영실태와 이와 관련된 학생들의 인식을 분석하는데 있다. 이를 위하여 과학영재학교 교육과정 문서 및 학사 운영과정의 통계 자료를 통해 실태를 밝히고, 과학영재학교 학생을 대상으로 교육과정 편제 및 운영, 교수·학습 방법, 평가 방법에 관하여 설문을 실시하여 그 결과를 분석하였다. 과학영재학교 교육과정 편제 및 운영에 대한 학생들의 인식을 조사한 결과, 심화선택과목의 학점 비중을 더 높여야한다는 의견과 보통교과의 학점을 줄이고 전공교과의 학점을 늘려야 한다는 의견이 상대적으로 높게 나타났다. 또한 과학영재학교 교사들이 수업시간에 주로 사용하는 수업방법으로 강의나 설명, 조별수업, 토론이 대다수를 차지하였고 학생들이 선호하는 수업방법으로는 강의나 설명, 토론 외에도 실험, 개인연구, 문제해결학습, 현장견학 등 다양하게 나타났다. 그리고 학생들이 선호하는 평가방법은 지필평가와 보고서평가, 실험 실습 평가의 순으로 나타났다. 본 연구의 결과 현재 개발된 교육과정 편성과 운영은 압축형 속진 교육과정의 특성이 강하여, 내용의 폭을 넓히고 접근방법을 달리하는 심화 중심 운영지침을 실현하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서 교육과정 편제의 개선이나 영재학생 을 위한 심화중심 교육에 적합한 교육내용과 교수방법에 대한 실질적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
본 연구는 스마트러닝을 위한 실시간 평가학습과 상호작용을 통한 피드백을 지원하는 시스템을 개발하고자 한다. 개발된 평가학습 시스템은 태블릿 PC용 어플리케이션과 스마트폰용 앱 그리고 서버로 구성되어 있으며 클라이언트는 서버와 무선통신을 이용해 데이터를 주고받는다. 본 시스템은 평가를 통한 학습자와 교수자간, 학습자와 학습자들 간에 실시간 상호작용과 피드백을 가능하게 하였다. 이러한 방법을 적용함으로서 학습자의 수준별 지도가 가능하며 학습자의 학업성취도와 학습 흥미도를 높이고자 한다.
본 논문에서는 분산 컴퓨팅 환경에서 이기종 교육 시스템들 간의 통합의 어려움, 상호 운영성 결여, 시스템 확장성 부족, 시스템 구축과 유지보수의 비용 증가 등의 문제점을 해결하기 위해 재사용 가능한 학습객체를 CBD방법으로 설계하고 이를 XML 웹 서비스를 이용하여 구축한 방법을 소개한다. 특히 학습 객체를 교수법적 설계 개념을 근거로 재사용 단위를 추출한 후 LIO 학습 객체로 모델링하였다. 모델링을 통해 설정된 LIO 학습 객체는 개요, 사실, 해보기, 퀴즈, 탐구학습, 토론 및 평가의 요소로 구성되고 각 LIO요소별로 재사용할 수 있도록 구축하였다. 이러한 모델링은 학습자에게 학습 활동과 관련한 연관성을 쉽게 얻어 학습 효과를 높일 수 있으며, 수업의 전과정을 설계하는 교수자 혹은 교수 설계자에게 학습 영역이 명확하게 드러나 다른 학습 컨텍스트에서 학습 컨텐츠를 효과적으로 재사용할 수 있어 적시적격의 학습 코스 변경이 가능하게 한다. 또한 분산 환경을 위한 e-러닝 시스템을 구축해야 하는 교육 기관은 인터넷에 접속되어 있는 어떠한 컴퓨터라도 위치하여 호출 및 등록이 가능한 XML 웹 서비스로 구축되어 빠른 비즈니스 변화를 수용하고 협업함으로써 시스템 구축 및 통합 기간이 단축되며 시스템 확장성도 증가시킬 수 있다.
본 연구에서는 탐구 과정기술과 사고력을 중시하는 초등학교 과학과목의 특성을 고려하여 개발된 원격교육모형에 적용할 수 있는 학습 자료를 개발하고, 원격교수학습의 보고서를 통해 나타난 학생들의 특성을 조사하였다. 학생들은 보고서 작성을 위해 다양한 실험 방법들을 고안하는 과정에서 관찰 태도나 과학적 사고력을 신장시키는 계기를 가졌다. 이 같은 결과는 원격교육의 수업 모형이 학생들 간의 상호 작용과 그것을 종합화 할 수 있는 보고서 및 평가 등의 구성 요소들로 이루어졌기 때문에 가능할 수 있었다. 그러나 원격교육에서는 교사들이 학생들을 직접 관리 또는 감독하지 못하기 때문에 학생들의 특성을 바람직한 방향으로 유도하기가 곤란한 점도 없지 않아 있다는 것을 인정하여야 한다. 예를 들어, 보고서 작성의 형식에 대해 개별적인 평가를 해 주어도 학생들은 자신들이 가지고 있는 생각의 틀을 고수하는 점을 볼 수 있었다.
이 연구의 목적은 과학 교수-학습프로그램을 평가하기 위한 두뇌기반 분석틀을 개발하는 것이다. 분석틀의 개발을 위해, 이 연구는 과학 교수-학습과 관련된 선행연구들로부터 교수-학습 프로그램의 분석항목을 3가지로 범주화 하였다: 인지, 동기, 감성. 첫 번째로, 각 항목에 관련된 두뇌활성 영역을 파악하기위하여 과학수업과 관련된 두뇌 기능에 대한 93편의 뇌과학 문헌들을 분석하였다. 두 번째로, 두뇌의 해부학적 영역별로 범주화된 연구결과를 바탕으로 과학 교수-학습프로그램 분석을 위한 분석틀을 제작하였다. 분석틀의 제작은 R & D 방법을 따랐다. 그 결과, 두뇌활성 결과들은 대뇌 피질, 보상계, 변연계의 세 영역으로 범주화되어 나타났다. 이를 바탕으로 개발된 두뇌기반 과학 교수-학습 프로그램 분석틀인 'CORE Brain Map'은 양측 배외측전전두피질, 양측 복외측 전전두피질, 양측 안와전두피질, 전대상이랑, 양측 두정피질, 양측 측두피질, 양측 후두피질, 양측 해마, 양측 편도체, 양측 측좌핵, 양측 선조체 그리고 중뇌영역으로 구성된다. 두뇌기반 과학 교수-학습프로그램 분석틀은 다양한 과학 교수-학습프로그램의 분석 및 진단에 활용 가능할 것으로 전망된다.
본 연구의 목적은 초등 과학영재 학생들을 대상으로 코딩블록(MODI)을 활용한 피지컬 컴퓨팅 교수 학습을 진행하고 그 결과를 분석함으로써 영재 학생들의 컴퓨팅 사고력을 신장시킬 수 있는 교수 학습 방법에 대한 시사점을 얻는 데 있다. 이 연구를 위하여 국제 교육성취도 평가 협회(IEA)에서 개발한 컴퓨터 정보 소양 평가 기준으로부터 MODI를 활용한 수업의 학습목표를 설정하였고, 학습목표에 따라 MODI를 활용한 피지컬 컴퓨팅 교수 학습 프로그램을 개발하였다. 또한 연구 개발한 프로그램은 전문가를 대상으로 타당도를 확인하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 S교육대학교 초등 과학영재교육원 4~6학년 15명을 대상으로 코딩블록(MODI)을 활용한 피지컬 컴퓨팅 수업을 32차시 실시하였으며, 교수 학습 과정을 담은 수업 동영상 및 수업관찰 일지, 교사와 학생 설문지 및 면담 등의 자료를 수집하여 질적으로 분석하였다. 연구 결과를 근거로 학교교육 현장에서 코딩블록(MODI)을 활용한 피지컬 컴퓨팅 교수 학습과정에 대한 시사점을 제시하였으며, 창의적인 아이디어를 구현하는 코딩 교육을 통하여 컴퓨팅 사고력의 확장을 모색하였다.
교육 분야의 연구자들은 학교 수업의 질을 결정하는 교사의 수업전문성을 신장시키고자 교사의 수업 설계 능력에 지속적으로 관심을 가지고 이와 관련한 연구들을 다양하게 수행해왔다. 이에 본 연구는 학교현장실습에 참여한 예비수학교사들이 수업을 수행한 후, 계획하였던 교수·학습 과정안을 재구성함으로써 나타난 수업 설계의 변화를 탐색하였다. 그 결과, 예비수학교사들이 작성한 교수·학습 과정안에서 도입단계의 학습동기 유발, 전개단계의 학습내용 제시, 정리단계의 형성평가에 대한 재구성이 가장 높은 비율로 나타났고, 재구성한 내용의 범주는 교과내용과 교수·학습 방법 측면에서 집중적으로 나타났다. 이는 예비수학교사들의 수업 설계 및 수행의 경험 부족을 원인으로 볼 수 있어 예비교사 양성과정에서 교수의 실제적인 측면을 고려한 수업을 설계하고 수행할 기회를 충분히 제공해야 함을 시사한다.
소프트웨어교육에 대한 관심이 높아지면서 소프트웨어교육의 교수·학습 방법 및 평가에 대한 논의도 같이 활발해지고 있다. 현재 이루어지고 있는 소프트웨어교육 수업 방법의 문제는 교수자가 학습자의 컴퓨터에서 진행되고 있는 코딩의 내용을 실시간으로 파악할 수 없다는 것이다. 이에 따라 교수자는 적시에 학습자에게 피드백을 주는데 한계가 있다. 이 문제를 극복하기 위하여 본 연구에서는 학습분석 기법을 적용하여 엔트리 기반의 실시간 학습자 코딩 상황을 파악하고 교수자에게 전달하는 소프트웨어교육 지원 시스템을 개발하고, 학습중에 수집되는 데이터를 Hadoop 시스템을 통하여 시각화는 체제를 구현하였다. 소프트웨어교육 지원 시스템은 교사와 학습자가 접속하는 표현 계층과 코드를 분석하고 구조화하여 평가하는 비즈니스 계층, 그리고 학급정보, 계정 정보, 학습정보 등을 저장하는 DB 계층을 포함하고 있다. 교수자는 미리 학습할 내용을 소프트웨어교육 지원 시스템에 설정하는 것이 가능하고, 저장된 코드와 학생들의 코드를 비교한 데이터를 기반으로 하여 컴퓨팅 사고력 요소 루브릭을 통해 학습자의 성취율을 비교·분석할 수 있다.
최근 정보화 시대에 들어서면서 교육은 그 방법이나 내용 면에서 변화를 강력히 요구받고 있다. 이러한 시대적 요구에 따라 교육에 정보${\bullet}$통신${\bullet}$기술을 적극 수용하려는 다양한 시도가 이루어지고 있다. 그 중에서도 특히, WBI (Web-based Instruction) 교수모형은 웹의 특성상 학생들에게 도움이 될 수 있는 다양한 형태의 교육자료를 제공해 줄 수 있으며, 교육시간 및 공간 등의 범위를 확대해 줄 수 있다는 점에서 더욱 관심이 집중되고 있다. 하지만, 현재 웹 기반 교수-학습 활동에 있어서 학습자가 학습 목표에 도달되었는지를 온라인 상에서 직접 평가할 수 있는 실시간 평가 시스템에 대한 연구가 미미한 상황이다. 따라서, 본 연구는 웹을 이용한 교수-학습의 결과를 학습 과정 중에 실시간으로 평가할 수 있도록 하고, 공들여 만든 좋은 문제들을 문제은행에 저장하고 이를 모든 교사가 검색하여 적절하게 이용할 수 있도록 문제은행을 공유하도록 설계하였다. 또한, 교과-학기-단원의 카테고리를 이용해 문제와 평가지를 쉽게 검색할 수 있도록 하였고, 전통적 문항 분석방법인 문항 난이도를 적용하여 문제은행에 저장된 문항의 양호도를 확보함으로써 학생들의 수준에 맞는 적절한 평가 문항을 제공할 수 있도록 하였다. 무엇보다도 본 시스템을 진단 평가나 형성평가에 활동한다면, 7차 교육과정에서 강조되고 있는 수준별 교육과정을 진행하기 위해 필요한 학습자의 출발점 행동 파악이나, 수준별 학습을 위한 학습자 수준 진단이 보다 효과적으로 이루어 질 수 있다.
본 연구는 디지털 시대의 대학수학교육이라는 주제로, 21세기 디지털 교육환경에서 한국에 적합한 대학수학교육 강좌를 어떻게 구성하고 운영할 수 있는지에 대한 것이다. 21세기 디지털 시대의 교육 환경은 수학 교수 학습 방법의 변화 뿐 아니라 수학교육에 대한 인식과 철학의 변화에도 지대한 영향을 주고 있다. 본 연구진은 디지털 환경에 적합한 대학수학교육이란 디지털과 첨단 모바일/인터넷 환경을 강의에 적절히 반영하고 이 과정에서 학생이 스스로 학습과정에 참여하도록 안내하는 교육이라고 판단하였다. 따라서 본 연구진은 디지털 시대의 대학수학교육을 위하여 첫째, 다양한 웹 링크와 시뮬레이션 및 계산이 가능한 코드를 갖춘 실습실을 개발하여 강의에 활용함으로써 학생들이 언제 어디서든 실시간으로 실습이 가능하고 둘째, 계산된 결과를 LMS를 통해 동료 및 교수자와 함께 질의 응답 토론하여 개념에 대해 깊게 이해하고 설명할 수 있으며 마지막으로 LMS에서 이루어지는 모든 과정을 평가에 지속적으로 반영하여 학생들이 자신의 학습과정과 문제해결과정을 서술하고 발표하면서 비판적 사고 능력을 자연스럽게 갖추어야 한다는 교수 학습 방향을 제안하였다. 더불어 디지털 교육환경에 가장 적합한 수학강좌 중 하나인 '선형대수학' 강좌에 무료 디지털 전자 교과서와 콘텐츠를 갖추고 연구진이 제안한 방향에 따른 교수 학습 모형과 대학 선형대수학강좌 운영에 대한 구체적인 방법을 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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