인터넷 사용의 일상화와 초고속통신망의 급속한 확산은 웹 기반 원격교육의 보편화를 가져왔다. 웹 기반 원격교육은 전통적 교육방식인 면대면 교육방식의 새로운 형태로써 도입되었으나 학습자와 교육자의 요구사항으로 면대면 교육방식의 대체제가 아닌 전략적 도구로써 진화하고 있다. 웹 기반 원격교육은 e러닝, e멘토링, 블렌디드러닝 등 다양한 시도가 추세이다. 이러한 시도의 공통적인 특징은 학습자, 교육자, 시스템 간의 상호작용에 대한 요구사항이 높아지고 있다는 것이다. 이 연구에서 웹 기반 원격교육의 학업성취에 영향을 미치는 변인과 웹 기반 원격교육 시스템 상호작용에 대한 조절효과를 실증 분석하였다.
웹을 기반으로 하는 개방적이고 유연한(Open and Flexible) 많은 교수 및 학습 시스템(Teaching and Learning Systems)이 개발되어 사용되어지면서 교육현장에서 교육의 패러다임이 급변하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 누구나 언제 어디서나 (Anyone, Anytime and Anywhere) 교수 및 학습이 가능한 웹기반 원격장의 시스템에서 원적교육의 방식과 특성을 모색해보고 쌍방향 멀티미디어 원격교육을 가능하게 하는 GVA를 이용하여 코스웨어를 구현함으로써 원격교육시스템의 실질적인 대안을 제시한다.
최첨단 정보통신 기술의 급속한 발전과 구성주의 학습 이론을 기반으로 등장한 원격 교육에서는 학습자가 자신의 학습 과정을 주관함으로써 자신에게 필요한 지식과 기술을 습득하는 자기주도적 학습이 이루어진다. 그러나 웹 기반 원격 교육이나 구성주의가 '학습자 중심의 교육을 실현할 수 있는 기반'으로 자리잡기 위해서는 교사의 역할이 반드시 필요하다. 지금까지 이루어지고 있는 웹상의 원격 교육은 정적이고 수동적인 방식으로 이루어져, 학습자의 학업 성취 정도를 다양하게 파악할 수 없을 뿐 아니라 교사의 역할이 거의 배제되어 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 교사 에이전트를 활용하여 학습자의 다양한 학습 진도를 단계별로 지도할 수 있는 원격 교육 시스템 모델을 제안하고자 한다. 제안하는 모델에서 교사 에이전트는 학습자 정보를 바탕으로 학습자 개개인의 학습 진행 상황에 맞는 학습 모델을 생성하고 평가에 의해 학업 성취 정도를 파악하여 다음 단계로의 학습 진행 여부를 제어한다. 이를 통하여 웹기반 원격 교육이 제공하는 학습 자원이 아무 목적없이 정보 검색 자체로 활용되는 문제점을 해결하고 진정한 학습자 중심의 교육을 실현할 수 있는 기반을 마련할 수 있다.
본 논문에서는 웹 상에서 자기 주도적 학습 능력을 필요로 하는 수학의 개념적 학습을 멀티미디어 체계적인 웹 기반 코스웨어 설계모형을 제시하였으며 학습자 중심의 교육 방법으로 원격지에서 멀티미디어 요소를 웹 기반으로 하는 실시간 수학문제 풀이 원격교육 시스템을 구현하였다. 이는 웹 기반의 수학 코스웨어(Coureware) 및 텍스트 모드로 제작 설계되었다. 이 수학 문제 풀이 원격교육 시스템은 자기 주도적 수학문제 푼이 단계학습을 목적으로 한다.
본 논문에서는 멀티미디어 원격 CAI(Computer Assistant Instruction) 기술과 자바(Java) 기술을 이용하여 웹을 기반으로 하는 실시간 원격교육 시스템을 설계하고 구현하였다. 본 시스템은 웹 기반의 코스웨어(Courseware) 및 텍스트 기반의 문자강의 그리고 원격OHP를 실시간으로 제공한다. 코스웨어는 컴퓨터 기초교육을 제공하며 , 오소웨어 (Authorware)를 이용하여 구축하였다 실시간 원격교육을 위한 문자강의 및 원격 OHP의 클라이언트/서버 프로그램은 자바 애플릿(Applet)과 자바 애플리케이션(Application)으로 개발되었고, 자바 서블릿(Servlet)을 이용하여 본 시스템의 CGI프로그램을 작성하였다.
인터넷 웹 기반 교수-학습체제는 학습자 위주의 교육환경으로 변화하였고, 웹 환경에서도 학습자에게는 시간과 공간의 제약에서 벗어나 다양한 교육정보를 접할 수 있는 원격교육시스템이 대두하고 있다. 인터넷의 발달은 교육환경에도 많은 변화를 가져오고 있다. 이러한 변화는 인터넷을 이용한 웹기반 원격교육이 여러 분야에서 폭넓게 응용되고 있음을 대변하는 것이라 할 수 있다. 하지만 기존의 원격강의시스템의 경우 교사가 학습할 내용들을 파일형태로 업로드해 놓으면 학습자가 다운로드하여 쓰는 방식이어서 많은 전송비용과 강의내용 구성이 단순한 텍스트 위주의 형태로 구성되어 학습자의 학습효과가 의문시 되었다. 이는 학습자 위주의 자기 주도학습에 많은 어려움을 유발시켰다. 따라서, 본 논문에서는 고등학교 정보산업교과의 [인터넷] 단원에 대한 학습을 체계적으로 언제 어디서나 학습할 수 있도록 이론과 실기강의내용을 웹을 통하여 교육에서 요구되는 음성과 교재 판서의 기능을 웹상에서 구현할 수 있도록 되어 있다. 이런 멀티미디어 자료들이 동기화되어 자기 주도적 학습을 할 수 있는 멀티미디어 원격강의시스템을 구현하였다. 본 연구의 원격강의시스템은 멀티미디어자료 들을 활용한 원격강의시스템이기 때문에 개별화된 교육과 자기 주도적 학습을 통해 시ㆍ공간의 제약을 받지 않고 학습 할 수있는 진정한 원격강의시스템이다.
현재 원격 교육 시스템은 21세기를 맞이하여 고속 인터넷 통신망의 발전과 함께 사회전반에서 크게 이슈로 떠오르고 있다. 하지만, 현재는 특정업체나 단체에서 교육을 독점적으로 서비스하기 위해 웹 기반으로 서비스가 이루어질 뿐 일선 학교에서나 한국 산업인력관리공단과 같은 시험인증기관에서 특정 LAN (Local Area Network) 상에서 자체적으로 특정 교과 독립적으로 교육을 행할 수 있는 시스템이 없는 현실이다. 기존에 서비스되고있는 시스템은 순수 웹을 이용하거나 웹과 플러그인(Plug-in)을 함께 사용하여 컴퓨터에 지식이 없는 일선 학교의 교사나 학생들에게 순수한 양방향의 교육 서비스를 하기엔 역부족이고 한계가 있어 네트워크 기반 원격 교육 시스템을 제안하게 되었다. 본 연구에서 개발된 시스템의 주요 특징으로는 순수 인트라넷만을 이용하여 실시간 원격 교육서비스를 제공, 교육 공급자와 수요자에게 사용상에 특별한 지식을 요구하지 않는 사용자 인터페이스를 제공, 교육 정보갱신이 쉽고 빠르게 이루어지며, 특정교과 독립적으로 서비스가 가능하며, 서비스상에 특별한 인력을 필요로 하지 않으며, 수요자는 원하는 시간에 자신의 능력별로 서비스를 받을 수 있다. 그리고 가정 통신문, 성적 처리, 학생 신상 관리 등의 학생관리 기능이 있다. 필요하다면 사용자의 이용요금부고도 가능하다.
로봇 관련 강의에서 여러 가지 개념을 용이하게 이해하기 위한 다양한 자료가 아직 부족하고, 한정된 기자재로 인하여 로봇을 이용한 실험을 충분히 수행하지 못하고 있는 실정이다. 이를 해소하기 위하여 본 논문에서는 멀티미디어 콘텐츠와 3차원 로봇 시뮬레이터로 구성된 웹기반 로봇 원격 교육시스템을 개발하고자 한다. 학생은 웹상에 구성된 멀티미디어 콘텐츠를 이용하여 로봇과 관련된 개념을 용이하게 이해할 수 있으며, 3차원 로봇 시뮬레이터를 이용하여 가상 로봇 실험 및 실제 로봇과의 연동 실험을 수행할 수 있을 것이다.
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.
웹을 기반으로 한 프로그래밍 교육 시스템에 관하여 많은 연구가 이루어져 왔으나 대부분의 연구는 강의 노트의 제공 방법, 또는 하이퍼링크 상에서의 효과적인 네비게이션 방법과 같은 원격 교육 시스템에 국한된 내용이었다. 그러나 프로그래밍 교육은 그 특성상 강의노트의 제공 방법이나 하이퍼링크 상에서의 효과적인 네비게이션 방법보다도 많은 양의 과제를 통한 연습 기회의 제공과 각 과제에서의 교수자와 학습자간의 친밀하고 개인적인 상호작용이 학습자의 학업성취도에 더욱 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 원격 교육 시스템의 관점에서 더 나아가 교수자가 학습자에게 많은 양의 과제를 통한 연습의 기회를 부여 할 수 있고 각 과제당 교수자와 학습자간의 상호작용을 극대화할 수 있는 웹 기반 프로그래밍 교육 시스템을 구현하였다. 웹 기반 프로그래밍 교육 시스템은 학습자에게 시간과 장소에 구애됨이 없이 웹 브라우저를 이용하여 프로그램을 코딩하거나 컴파일할 수 있고 SPLINT를 통한 분석결과를 통해 즉시 피드백을 받을 수 있는 환경을 제공한다. 또한 교수자에게 많은 수의 학생들의 과제를 관리하고 교수자의 평가 기준에 의해 한꺼번에 자동으로 평가할 수 있는 환경을 제공하여 준다. 이러한 웹 기반 프로그래밍 교육 시스템은 웹을 이용한 프로그래밍 교육을 면대면 학습에 더욱 가깝게 만들어준다. 현재 웹 기반 프로그래밍 교육시스템은 K대학교 컴퓨터교육과 1학년 재학생들을 대상으로 한 C 프로그래밍 강좌에 사용되고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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