인터넷의 발전으로 웹 기반 가상교육은 텍스트 기반에서 하이퍼 미디어 기반으로 발전하고 있으며, 단순히 교육 자료를 한쪽으로 전달하는 방법에서 벗어나서 교수자와 학습자간의 상호작용을 제공하고 있다. 이를 위해, 여기에는 RIA(Rich Internet Application) 기반 동적인 응용 프로그램과 멀티미디어가 사용되고 있다. RIA는 웹의 새로운 기법으로 보다 효율적이고 풍부한 컨텐츠를 학습자에게 제공할 수 있도록 해 준다. 가상 교육 시스템을 개발하기 위해서, 기존의 웹 언어를 이용하면 많은 개발 노력이 요구되지만, RIA 기반 패러다임을 이용하면 개발 노력을 현저히 줄일 수 있다. 또한, 새로운 웹기반 가상교육 시스템을 설계하는데 있어서 RIA 패러다임은 학습자에게 그들의 요구를 만족하게 하고, 상호작용을 제공하는 가상교육 시스템을 개발하는 데 있어서 시간과 노력을 최소로 하는 방법을 제공할 것이다. 본 논문에서는 RIA 기반 교육 시스템을 개발하는데 드는 노력과 기존의 non-RIA 기반 시스템의 개발 노력을 비교 평가한다.
자바 가상교육센터(Java Virtual Education Center)는 자바 프로그래밍 교육을 위한 가상교육시스템으로 인터넷과 웹 브라우저를 통해 사용자들에게 투명하게 자바 프로그래밍 실습 환경을 제공한다. 이것은 자바 컴파일러 실행을 웹 기반으로 구현함으로써 가능하게 된다. 본 논문에서는 자바 가상교육센터 구현에 적용된 자바 기술을 정리하고, 실제 자바 가상교육센터의 구조 및 동작원리를 설명한다. 또한 구현모델이 어떠한 설계개념을 가지고 구현되었는지를 살펴봄으로써, 향후 자바뿐 아니라 C나 C++와 같은 다른 프로그래밍 언어에도 적용할 수 있는 종합적인 프로그래밍언어 가상실습실의 구현 가능성을 제시한다.
웹 기반 가상교육의 보편화로 교육 현장에서도 많은 서비스가 제공되고 있다. 웹 기반 가상교육은 시간과 공간에 제약을 받지 않으나 학습자의 학습 활동과 학습 성실도를 파악하기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 학습자의 학습행동을 트래킹함으로써 학습자에 대한 수업 성실도를 판단하여 피드백함으로써 학습의 효과를 높이는 목적으로 학습관리시스템을 구현하였다.
본 논문에서는 학습자-튜터간 상호작용 모델을 웹 기반 가상교육시스템에 구현하여 그 효과를 분석하였다. 또한 웹기반 가상교육에서 나타나는 상호작용의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 새로운 튜터 모델을 제안하였다. 선행연구를 바탕으로 튜터의 역할을 도출해내고, 이를 기준으로 웹에서 구현이 가능한 학습자-튜터간 상호작용 요소를 모형화하여 모델을 제안하였다. 제안한 모델의 효과를 검증하기 위하여 기존의 웹 기반 가상교육시스템을 기반으로 튜터 모델을 적용한 가상교육시스템을 구현하였다. 실험 결과에서는 본 논문에서 제안한 튜터 모델이 학습자의 학업성취도와 상호작용성을 항상시키는데 효과적임을 보여주었다.
오늘날 인터넷 활용이 본격적으로 대중화되면서 교육현장에서도 웹을 기반으로 한 다양한 교육방법이 연구, 개발되어 WBI 학습, 웹 기반 CAI, 원격강의 등의 가상교육으로 발전되어 왔다. 웹 기반 교육이 교실수업에 비해 가지는 장점을 최대한 살려서 현실성 있고 효율적인 교육의 효과를 얻으려면 학습자의 능력과 관심 , 흥미 , 적성 등을 고려한 웹 기반 수업 모형 개발이 요구된다. 본 논문은 제7차 교육과정에서 실시되는 단계형 수준별 교육과정에 심화보충형을 혼합한 수준별 수업모형을 웹 기반 수업모형으로 제시하고자 한다. 웹을 기반으로 한 혼합형 수준별 수업이 가능해짐으로써 교수자는 웹 데이터베이스를 통해 학습의 촉매자, 조언자로서의 역할을 할 수 있으며, 학습자는 학업 성취수준에 알맞은 학습 구성이 가능해짐으로써 보다 효과적인 자기주도적인 학습이 이루어질 것으로 기대된다
본 연구에서는 실험 실습 가상교육 또는 원격 교육 콘텐츠가 학습 효과를 향상할 수 있는 효과적인 교육 수단으로 인정되고 있으나 원격에서 실험 실습을 하기위한 환경구성의 어려움을 극복을 위한 방안으로 웹 기반의 하드웨어 원격제어 기술을 이용하여, 임베디드 시스템 활용 교육을 위한 가상교육 시스템을 구현 하였다. 본 가상교육 시스템의 구성은 서버 시스템과 학습 시스템으로 되어 있다. 서버 시스템은 컴파일 서버, 원격 실습 서버, 웹 서버, Telnet 서버, 웹 카메라 서버 등으로 구성한다. 학습 시스템은 이론 강의, 가상 실습, 원격 실습의 세 부분으로 구성한다. 본 연구에서 구현한 시스템은 원격지에서의 프로세서 실습 환경을 제공하기 위해 웹에서 동작하는 Telnet 클라이언트를 제작하여 임베디드 하드웨어를 제어한다. 또한 이론학습 과정을 별도로 구성하고, 원격제어가 불가능한 개발환경 구축 과정은 가상 실습으로 학습하게 하였다. 이러한 점을 활용하여 임베디드 시스템의 효율적인 학습이 가능하다.
인터넷의 자유로운 접근을 통해 웹기반의 가상 교육이 널리 퍼지게 되었고, 웹에서의 교육이 하나의 교육의 형태로 자리잡게 되었다. 따라서 가상 교육을 통한 새로운 지식창조를 위한 인재양성을 위하여 정보 인프라와 정보서비스의 활용이 중요시되는 지식기반사호로 진입하고 있다는 점에서 종래의 단순한 지식 전달에만 중요시되었던 가상교육의 학습형태에서 벗어나 새로운 지식의 창출을 도와주는 바람직한 지식정보화 방향정립이 필요하다. 이를 통해 본 논문은 학습 정보를 구조적으로 구성하고 관리하여 학습자에게 빠른 피드백과 적응적인 학습물을 제공한다. 또한, 능동적인 학습내용의 체계화로 학습자 스스로 학습에 대한 주도적인 역할하며 전달받은 정보를 자신의 내면적 지식으로 바꿀 수 있는 빠른 학습효과를 가져올 수 있다.
본 논문에서는 월드와이드웹에 기반한 학습자 중심의 통합 가상교육시스템 CyberClass를 설계하고 구현한 방법을 소개한다. 기존의 가상교육시스템은 학습자 중심의 상호작용 유형을 분석하여 이에 따른 적당한 상호작용 모델을 제시하지 않고 기능면에서의 사용도구 및 방법만을 제시함으로써 각 기능들이 자연스럽게 통합되지 못하였다. 따라서 전통적인 교육 방식인 강의실 수업에 참여한 학습자들이 가지는 현장감이나 친밀감에서 오는 커다란 교육적 이득을 제공하지 못하였다. 본 논문에서 개발한 가상교육시스템 CyberClass는 학습자 중심의 상호작용유형을 분석하고 이를 기반으로 상호작용모델을 제시한다. 그리고 제시된 모델에 기반하여 학습자와 교수, 학습자와 학습자 나아가 학습자와 가상교육시스템간의 상호작용에 기반한 시스템을 설계하였다. 따라서 학습자의 상호작용 모델에 기반함으로써 학습 참여도나 학습 능률의 향상을 기대할 수 있다. CyberClass는 학습자 중심의 상호작용을 위해 비동기공유 기공과 동기고유 기능을 모두 지원한다. 이들의 공유 기능들은 유기적으로 결합하고 직관적인 학습자 인터페이스를 제공함으로써 학습자에게 기능의 다양성에 따른 학습의 부담을 줄이고 자연스런 학습과정이 유도되도록 하였다.
기존의 웹기반 가상실험 시스템은 단방향적 학습내용 제시 및 학습자의 반응이라는 구조를 가지고 있으며 실제 과학실험에서 범하기 쉬운 오류들을 학습자가 스스로 진단하고 수정할 수 있는 과정을 간과하고 있다. 또한 현재의 가상실험 사이트는 학습자의 입장에서 다양하게 사고하고 변인을 조작하며 피드백을 통한 오류를 분석, 분류 및 수정 할 수 있는 기회를 제공하지 않는 경우가 대부분이다. 이에 본 논문은 가상 실험에서 학습자들이 겪게 되는 오류발생 문제를 진단하고 분석하여 피드백과정을 거쳐 오류를 수정하고 보완하여 가상공간에서 교사와 학습자, 학습자와 학습자간의 상호작용을 통한 가상실험이 원활하게 이루어지게 하는데 목적이 있다. 본 논문에서는 웹 기반 가상실험 학습의 장점 및 그와 연관된 오류분석 및 피드백의 의미를 7차 교육과정과 관련되어 기술하였으며, 시스템을 인터페이스 프로세스, 오류체크 프로세스, 오류분석 프로세스, 오류기록 프로세스, 오류제어 프로세스, 피드백 프로세스로 구성하였다. 또한 현 교육과정 중 초등학교 4학년 과학과의 한 단원을 선택하여 시스템을 적용하였다. 먼저 국내 및 국외에서 웹기반 학습과 관련된 가상실험 사이트들이 다수 개발되고 있으나 단순한 학습내용 제시와 실험결과 위주의 평가를 중시한다는 단점이 있다. 본 시스템의 학습자는 이와는 달리 실험결과 뿐만 아니라 실험과정의 오류를 확인하고 피드백을 받아 스스로 오류를 분석, 수정하게 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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