플립드 러닝이 우리나라에 소개된 이후 짧은 기간 동안 비교적 많은 연구가 수행되어 왔지만 대부분의 연구가 플립드 러닝의 활용 방안 및 그에 따른 효과에 초점을 맞춘 나머지 실제로 플립드 러닝에 대한 인식이 어떠한지에 대한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 플립드 러닝에 대한 교사의 인식을 알아보기 위해 플립드 러닝에 대한 이해도, 플립드 러닝 활용 현황, 플립드 러닝에 대한 전망으로 구분하여 현직 교사 1,038명을 대상으로 설문조사를 실시하고 그 결과를 분석하였다. 연구 결과 교사의 플립드 러닝에 대한 이해도 및 활용 현황은 높지 않은 것으로 나타났으며, 플립드 러닝을 본인의 수업 시간에 활용할 것인지에 대해서도 신중한 접근을 하고 있는 것으로 나타났다. 연구 결과를 바탕으로 향후 플립드 러닝 활성화 방안에 대한 논의 및 시사점 등을 기술하였다.
그 동안 플립러닝에 대한 많은 관심으로 여러 연구가 있었지만, 고등교육기관에서 교수들의 플립러닝 과목 개발을 돕고 지원할 수 있는 실질적인 연구는 부족하였다. 본 연구는 수업의 질을 개선하기 위해 교수학습을 전문적으로 지원하는 CTL과 같은 기관에서 실제적으로 적용 가능한 플립러닝강좌 개발 컨설팅모델 개발을 목적으로 한다. 이를 위해 문헌분석을 통해 도출된 모델안을 개발하여 전문가들의 피드백을 통해 최종 '수업코칭에 기반한 플립러닝강좌 모델'을 개발하였다. 총 8단계 모델의 1단계는 수업 개발사항 검토, 2단계는 수업 오리엔테이션, 3단계는 플립러닝 운영, 4단계는 전문가 수업분석, 5단계는 플립러닝 수업코칭 및 수업개선 모임, 6단계는 플립러닝 운영, 7단계는 교수자 성찰, 8단계는 환류 및 보완으로 이루어진다. 본 연구 결과를 토대로 대학에서는 플립러닝을 개발하는 교수자에게 수업의 개선을 위해 보다 실질적이고 전문적인 안내를 체계적으로 제공할 수 있으며, 개발된 모델을 기반으로 수업의 질적 제고가 가능하다.
패치-스티치(patch-and-stitch) 기법을 사용하는 위치추정 알고리즘에서 발생하는 플립오류는 두 패치를 하나의 좌표계로 통합하는 과정에서 패치가 잘못 뒤집혀 병합되는 경우에 발생한다. 본 논문은 플립오류의 발생을 억제하는 앵커프리(anchor free) 패치-스티치 위치추정 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 두 단계를 거쳐서 플립 오류의 가능성을 제거한다. 첫째, 각각의 인접한 패치 쌍에 대해서 플립모호성(flip ambiguity) 검사를 통해 플립오류의 발생가능성이 높은 패치 쌍을 찾아낸다. 둘째, 전역적인 수준에서 플립충돌(flip conflict) 검사를 통해 플립 오류의 가능성이 높은 패치 쌍을 찾아낸다. 시뮬레이션을 통한 성능 평가는 제안하는 알고리즘이 기존 것에 비해 더 우수한 위치추정이 가능함을 보여준다.
본 연구는 플립러닝이 각 학습 영역에 기여하는 정도를 순위로 살펴보고, 반대로 이러한 학습방법이 플립러닝에 얼마나 효과적으로 사용되는지 양적으로 살펴보기 위해, 컴퓨터 전공자들을 대상으로 플립러닝을 받게 하였다. 기존의 플립러닝 실험은 효과성을 검증한 연구가 있는 반면 효과성에 부정적인 결과도 있어, 많은 논쟁이 되고 있다. 따라서 효과적인 실험과 수업을 위해서는 플립러닝에 대한 더 많은 연구와 정확한 이해가 필요하다. 모집된 123개의 표본을 분석한 결과 플립러닝이 학습에 기여하는 순위는 자기주도학습, 협력학습, 동영상 시청, 교수에 의한 학습 순이며, 학습방법이 플립러닝 효과성에 영향을 주는 정도를 회귀분석한 결과 자기주도학습, 강의동영상, 협력학습이 순으로 영향을 주었다. 이는 플립러닝이 자기주도학습에 가장 큰 영향력을 줄 뿐 아니라, 자기주도학습이 플립러닝에 가장 큰 영향력을 주고 있음을 알 수 있다. 또한 협력학습과 선행학습 도구인 동영상의 역할도 중요함을 알 수 있다. 본 연구 통해 플립러닝을 정확히 이해하고 학습방법과 성취목표를 설정하길 기대한다. 향후 본 연구의 연장으로 플립러닝과 세분화된 교실활동의 상호작용을 분석할 예정이다.
최근 대학에서 학습자 중심 교수학습방법으로 플립드 러닝이 활발히 적용되고 있다. 학습자의 적극적인 참여를 유도하는 학습환경으로서 플립드 러닝의 장점에도 불구하고, 강의식 수업에 익숙한 다수의 학습자들은 보다 능동적인 역할이 요구되는 플립드 러닝 환경에 쉽게 적응하지 못한다는 지적이 제기되고 있다. 이에 본 연구에서는 플립드 러닝에서 성공적인 학습활동을 지원하기 위하여 역량모델링을 통하여 플립드 러닝 환경에서 우수한 학습자의 역량과 행동지표를 탐색하였다. 본 연구에서 역량모델링은 1) 자료수집, 2) 역량도출 및 모형개발, 3) 역량모형 타당화의 절차로 진행되었다. 먼저, 자료수집을 위해 서울 시내에 소재한 한 대학에서 플립드 러닝으로 운영된 강좌를 수강한 학습자 8명을 대상으로 행동사건면담을 실시하였다. 우수 학습자들은 플립드 러닝으로 진행된 대학 강좌에서 형성 평가와 팀 프로젝트 평가에서 상위 10%이내의 성적을 받았으며 학습과정에서 우수한 수행으로 교수자의 추천을 받은 학생들이었다. 이들에 대한 면담 자료를 분석 후, 대학의 플립드 러닝에서 우수 학습자 역량을 도출하였다. 연구 결과, 대학의 플립드 러닝에서 우수 학습자 역량으로 '피드백 도움 요청', '성실한 학습관리', '지식 확장', '동료 상호작용', '학습지향성'이 도출되었으며, 이에 대한 세부적인 행동지표들을 개발하였다. 도출된 역량모형의 타당화를 위하여 플립드 러닝 수강생 134명을 대상으로 요인분석을 실시하였다. 끝으로 플립드 러닝의 수업 전과 수업 중의 두 단계에 따라 보다 중요시되는 역량들을 확인함으로써 플립드 러닝의 수업단계에 따라 성공적인 학습을 위해 요구되는 최종 역량모형을 제시하였다.
본 논문은 CNOT 게이트만을 사용해 모든 다중비트플립 오류들로부터 표적큐비트를 완벽하게 보호할 수 있는 새로운 5-큐비트 다중비트플립코드를 제안하였다. 제안한 다중비트플립코드는 기존의 단일비트플립코드에서와 같이 근원오류부에 Hadamard 게이트 쌍들을 임베딩 할 경우에 쉽게 다중위상플립코드로 확장될 수 있다. 본 논문의 다중비트플립코드와 다중위상플립코드는 4 개 보조큐비트들에 의한 상태벡터 오류정보를 공유한다. 이 4-큐비트 상태벡터들은 Pauli X와 Z 정정이 수반되는 모든 다중플립오류들이 특정 근원오류를 공통으로 포함하는 특성을 반영한다. 이 특성을 이용해 본 논문은 Pauli X와 Z 근원오류의 검출과 정정을 단 3개의 CNOT 게이트로 배치 처리함으로써 다중플립 오류정정을 위한 QECC 설계에도 불구하고 저비용 실현이 가능함을 보였다. 본 논문이 제안한 5-큐비트 다중비트플립코드와 다중위상플립코드는 100% 오류정정율과 50% 오류판별율 특성을 보였다. 이 논문에 제시된 모든 QECC는 QCAD 시뮬레이터를 사용해 검증되었다.
최근 플립드 러닝에 대한 교육분야에서의 관심이 고조됨에 따라 플립드 러닝을 적용해 보고자 하는 공과대학 소속 교수들은 점차 증가 추세에 있다. 그러나 플립드 러닝을 운영하기 위한 수업설계 관련 선행연구는 많지 않다. 이에 본 연구는 공과대학 전공수업에서 플립드 러닝 운영 사례를 기반으로 플립드 러닝 설계 모형을 제안하고자 한다. 이를 위해 메카트로닉스공학과의 기계진동학 교과목을 플립드 러닝으로 운영하였다. 본 연구의 결과는 공과대학 이론중심 교과목의 플립드 러닝 교수법 적용 및 수업설계에 있어 실천적 가이드라인을 제시해 주는데 연구의 의의가 있겠다.
대학 교양수학은 이공계열에서 필수 과목으로 개설하고 있으나 성취도가 낮은 학생들은 학습에 어려움을 느끼고 있어 대안으로 자기 주도와 학습자 중심으로 효과성이 높은 교수법으로 잘 알려진 플립러닝이 제시되고 있다. 그러나 이 교수법에서도 몇 가지 문제점들이 지적되고 있어 플립러닝에 대한 대안적 방법으로 PBL을 플립러닝에 적용한 플립 PBL 수업을 교양수학 과목에 적용하여 기존 플립러닝 수업의 문제점을 보완하고 수학에 대한 흥미를 높일 수 있는지의 효과성을 알아보고자 한다. 본 연구에서는 플립 PBL 수업을 적용한 실험집단과 기존 플립러닝 수업을 적용한 통제집단의 비교연구에서의 교육적 효과성을 알아본 결과 첫째, 지필고사 결과에서는 실험집단이 통제집단보다 평균이 22점 이상 높게 나타나 학업성취도 향상에 효과가 있는 것으로 나타났고 둘째, 성찰저널 분석에서는 통제집단과 대조적으로 실험집단에서 수학의 흥미도 향상에 대한 긍정적인 내용이 많아 흥미도 변화에도 긍정적 효과가 나타나 이교수법이 기존의 플립러닝을 보완할 수 있는 교수법으로 확대 적용되기를 기대한다.
본 연구는 고등 공학교육에 플립러닝을 Active Learning Classroom(ALC)에 적용한 사례와 고정식 강의실에 적용한 사례를 비교하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위하여 ALC 플립러닝과 고정식 강의실 플립러닝 사례 간에 사전학습, 학업성취, 수업만족도가 어떻게 다른지 비교하였다. 연구결과, ALC 플립러닝이 고정식 강의실 플립러닝에 비해 사전학습 영상강의 시청을 더 많이 하였고, 중간시험 점수는 낮으나 기말시험 점수는 더 높았다. 또한 수업 요인, 교수자 요인, 전반적 만족도 문항으로 수업만족도를 확인한 결과, ALC 플립러닝이 고정식 강의실 플립러닝에 비해 모든 요인에서 높은 만족도를 보였다. 본 사례연구는 플립러닝 강의실 환경으로서 학습자중심의 수업에 용이하도록 구축한 학습공간인 ALC 환경이 강의실에서 학생 중심의 활발한 상호작용을 필요로 하는 플립러닝에 더 효과적임을 시사한다.
본 연구는 국내 외 초 중등교육에서의 플립러닝 설계모형 및 적용 사례를 분석하고, 효과적인 플립러닝 설계를 위한 시사점을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 최근 6년간 국내 외 학술지에 게재된 플립러닝 논문 14편을 대상으로 교수-학습활동을 분류하고, 플립러닝의 효과성을 살펴보았다. 분석 결과, 첫째, 플립러닝 설계모형으로는 ADDIE 모형을 적용한 플립러닝 모형, 8C모형 등이 제시되었다. 둘째, 교실수업 전 활동으로는 강의비디오 시청, 강의노트 작성 등이 이루어졌고, 교실수업 초기에는 사전학습 확인 활동이, 중기에는 개별 및 협력활동이, 후기에는 퀴즈 및 학습정리 활동이 이루어졌다. 교실수업 후에는 과제 및 질의응답이 수행되었다. 셋째, 교수자가 강의비디오를 제작하는 경우 Screencast-o-matic, Explain Everything 등을 활용하였으며, YouTube나 Phet같은 온라인 웹사이트에 게시된 콘텐츠를 활용하는 경우도 있었다. 넷째, 플립러닝은 학습자의 학업성취, 학습동기 및 학습태도 등의 측면에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본 연구는 플립러닝에 관한 선행연구 분석을 바탕으로 플립러닝 설계 모형, 교수학습 활동유형 및 강의비디오 제작 방식을 분석하여 교수자가 플립러닝을 준비 및 실행할 때 참고할 기초 자료를 제공하였다는 점에서 연구의 의의가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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