정보통신 분야의 혁신적인 기술개발로 최근 인터넷 기술을 이용한 다양한 분야에서 응용이 활발해지고 있다. 이러한 환경의 변화는 인터넷 서비스의 하나인 웹의 사용과 함께 교육분야에도 원격, 가상교육이라는 대안적 교육 체제를 탄생하게 하였다. 웹 이전의 교육용 시스템들은 텍스트나 간단한 그래픽 기반의 단방향의 학습과 평가가 가능했었다면, 웹의 분산 환경 제공으로 양방향의 상호 작용적 학습이 가능해졌을 뿐만 아니라 실시간 학습과 평가를 가능하게 해 주었다. 본 논문에서는 웹 기반 문제은행 시스템의 장점을 이용하여 학습자의 평가 정보를 시스템이 분석하고 학습자의 수준에 맞는 문제를 제공함으로써 수준별 학습이 가능하도록 하였을 뿐만 아니라 학습자에게 가장 많이 틀린 단원의 문제에 대해서 보충학습의 기회를 제공함으로써 학습효과를 극대화할 수 있는 시스템을 설계하였다.
웹 기반 원격교육 환경의 발전이 꾸준히 이루어지고 있다. 그러나 원격교육 환경에서 교육미디어 자체의 발전에 비해 학습자의 학습효과에 대한 연구는 아직 미약하다. 현재 대부분의 원격강의 시스템에서 학습평가를 위해 온라인 혹은 오프라인을 통한 중간, 기말 시험 등에 주로 의존하기 때문에 원격강의에서 학습효과의 평가는 한계를 보여주고 있다. 원격강의는 시공간의 제약을 받지 않는다는 장점이 있는 반면 학습평가에 있어 학습자들의 실제 학습태도나 학습효과를 평가하는 방법이 제한적이라는 단점도 있다. 원격강의에서 학습자의 성실한 학습태도는 학습효과를 높이는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 가상강의에서 학습자의 학습태도를 실시간으로 평가하고 피드백해 주어 학습효과를 높이는 방안을 제안한다. 또한 실험 시스템을 구축하여 효과 및 가능성을 확인한다.
본 연구의 목적은 스마트 테크놀로지를 활용한 팀 기반 학습(Smart technology-enhanced Team-Based Learning, S-TBL) 모형 설계를 위한 디자인 원칙과 S-TBL의 개요, 절차 및 활동을 개념화하는 것이다. 이를 위해 기존의 팀 기반 학습(Team-Based Learning, TBL) 모형을 기반으로 모바일 테크놀로지, 협력학습, 문제해결학습과 다양한 평가 모형들을 종합한 학습 모형을 설계하였다. 기존의 TBL 모형을 기반으로 스마트 테크놀로지 학습 환경에서 적용 가능한 학습 모형을 설계함에 있어 1) 학습 자원, 평가 도구, 문제해결상황과 문제해결과정을 통합하는 총체적인 학습 환경을 제공하고, 2) 팀 구성원 간 및 교수자와 학습자 간 협력과 커뮤니케이션을 증대시킬 수 있는 환경 개발에 중점을 두었다. 이러한 S-TBL 모형은 1) 개별 학습과 협력적인 팀 학습을 통합하고, 2) 개념 학습과 문제해결 및 비판적 사고력 신장을 위한 학습을 통합하며, 3) 개별 평가와 그룹 평가를 통합하고, 4) 자기주도적 학습과 강의식 설명 학습을 통합하고, 5) 개인적 성찰과 산출물의 공유를 통합할 수 있도록 설계되었다.
교육에서 평가는 교육의 효과를 분석하고 개선하기 위해서는 학생, 교사, 교육 환경에 대한 평가가 이루어져야 한다. 학생에 대한 평가는 학습 과정에서 학생의 참여 행위가 평가되어야 한다. 기존의 교육 방법에서는 학생의 참여도에 대한 공정한 정보를 취득하기가 어려웠다. 그러나 u-learning에서는 이러한 정보들을 그전의 교육 방법에 비해 쉽게 공정한 참여도 정보를 얻을 수 있기 때문에 평가도 공정하게 할 수 있는 환경이 갖추었다 할 수 있다. 본 연구에서는 u-learning 환경에서의 학습자들의 학습 행위에 대한 평가를 하는 방법을 u-learning 시스템 모델과 함께 제안한다.
Successor representation (SR) 은 두뇌 내 해마의 공간 세포가 인지맵을 구성하여 환경을 학습하고, 이를 활용하여 변화하는 환경에서 유연하게 최적 전략을 수립하는 기전을 모사한 강화학습 방법이다. 특히, 학습한 환경 정보를 활용, 환경 구조 안에서 목표가 변화할 때 강인하게 대응하여 일반 model-free 강화학습에 비해 빠르게 보상 변화에 적응하고 최적 전략을 찾는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 SR 기반 강화학습 알고리즘이 보상의 변화와 더불어 환경 구조, 특히 환경의 상태 천이 확률이 변화하여 보상의 변화를 유발하는 상황에서 어떠한 성능을 보이는 지 확인하였다. 벤치마크 알고리즘으로 SR 의 특성을 목적 기반 강화학습으로 통합한 SR-Dyna 를 사용하였고, 환경 상태 천이 불확실성과 보상 변화가 동시에 나타나는 2-stage 마르코프 의사결정 과제를 실험 환경으로 사용하였다. 시뮬레이션 결과, SR-Dyna 는 환경 내 상태 천이 확률 변화에 따른 보상 변화에는 적절히 대응하지 못하는 결과를 보였다. 본 결과를 통해 두뇌의 강화학습과 알고리즘 강화학습의 차이를 이해하여, 환경 변화에 강인한 강화학습 알고리즘 설계를 기대할 수 있다.
Web 환경에서 저작도구나 HTML올 이용한 기존의 학습 평가 시스템은 단방향 대화형 학습 시스템의 불편한 요인들을 개선하지 못하고 있다. 본 논문에서는 인터넷 환경에서 사용자의 편리성이 고려된 대화형 학습 평가 시스템을 설계하고 구현하였 다. 제안된 시스템은 크게 교사 모율과 학생 모률로 구분되어 있는데, 교사 모률은 데이터베이스에 새로운 문제 생성과 제거 기능, 정기 고사 채점 기놓 둥이 포함되어 있으며, 학생 모률은 강화 및 고사 선택 기능, 자신의 접수 보기 동의 기능들이 제공된다. 서버 시스템 환경은 Windows NT를 기반으로 한 인터넷 접속을 위해 IDC 파일과 SQL DB을 사용하여 구현되어 있으며, 클라이언트 시스템은 대화형 학습 평가 시스템에 대한 접근을 위해 익스플로어나 네스케이프를 기반으로 한 Windows 95 환경으로 구성되어 있다.
본 논문에서는 길을 기반으로 하여 학습자 스스로 학습의 장면을 결정하고, 학습의 형태를 계획하여 학습을 주도적으로 이끌어 낼 수 있도록 하는 학습자 중심의 자기주도적 학습 환경을 선계 및 구현하였다. 학습 설계 대상은 학습자와 길 사이의 동적 상호작용을 통하여 지필 학습방법으로 학습하기 힘들었던 단원인 고등학교 공통수학의 삼각함수를 선택하였다. 학습자가 학습장면에서 직접 실행해 보고 도형을 이동시켜 변화하는 현상을 관찰하고 탐구함으로써 실시간으로 피드백이 가능하여 학습의 효과를 극대화하였으며 학습자에 대한 정보와 학습의 상태는 DB를 이용하여 관리하도록 하였고 형성평가와 총괄평가는 DB를 이용하도록 설계하였다.
이 연구의 목적은 중학교 기술 가정과 주생활 영역 교육에서 환경친화적 주생활 내용을 쟁점중심 수업으로 접근하는 교수 학습 과정안을 개발하고 이를 실제 수업에 적용하는 것이다. 이를 위해 ADDIE 교수설계 모형에 따라 분석, 설계, 개발, 실행, 평가 5단계를 거쳐 연구를 진행하였다. 2008년 7월 경기도 용인 G중학교 3학년 7학급(222명)에 2차시씩 적용하였다. 2시간 수업을 위해 개발한 교수 학습 과정안은 2개로, 1차시에서는 '환경친화적 주생활이란?', 2차시에서는 '주택가 주차난의 환경친화적 해결 방법은 무엇일까?'를 쟁점주제로 하였다. 개발한 교수 학습 자료는 읽기 자료 4개, 사진과 그림 자료 12개, 동영상 자료 5개이며, 교수 학습 활동지는 7개이다. 교수 학습 과정은 6단계로 쟁점제기, 용어정의, 쟁점의 성격 명료화, 다양한 관점 연구와 분석, 대안 제시 및 평가, 해결책 탐구 및 실천으로 구성하였다. 주된 교수 학습 방법은 찬반 논쟁 협동학습(PRO-CON)으로 이를 배심원 토론 기법으로 적용하였다. 평가는 학생용 사전 사후 평가지, 교수 학습 활동지, 연구자 관찰, 수업 장면을 촬영한 영상자료 분석을 통해 양적 질적 측면으로 접근하였다. 연구 결과를 사전 사후 차이 분석, 수업활동지 분석, 사후 교수 학습활동 평가 세 측면에서 살펴본 결과, 환경관점은 교수 학습 과정안 적용 전과 후 모두 환경관리주의 관점보다 근본생태주의와 사회생태주의 관점 성향이 현저하게 높았으며 사전사후 차이가 나타나지 않았다. 환경친화적 주생활 실천의사는 사전보다 사후에 유의하고 더 높게 나타나 이 수업의 효과가 있었다고 볼 수 있다. 실험 수업 후 교수 학습 내용, 방법, 목표인식, 수업전개 4가지 측면에 대한 평가는 대체로 긍정적으로 학습내용의 새로운 정도, 보조 자료의 다양성, 실생활 필요도, 상호협동성, 수업 만족도가 매우 높았다. 대체로 여학생이 남학생보다, 자신이나 가족의 환경관심이 클수록 수업내용과 목표를 더 긍정적으로 평가하였다. 교수 학습방법인 찬반논쟁 협동 학습(PRO-CON)과 배심원 토론 방식에 대해서 환경친화적 주생활 내용에 적합한 방법이었으며 학생의 자발적 참여를 유도하는 데 긍정적이었다고 평가하였다. 연구 결과를 통해 환경친화적 주생활 교육은 가정생활뿐만 아니라 사회 전반에 영향을 주는 실천적인 교과교육 내용이며, 이를 쟁점중심 수업으로 접근하는 것이 효과적인 교수 학습 방법 중 하나라는 것으로 규명되었다. 그러나 수업 시수 부족으로 학생들의 참여가 충분히 이루어지지 못한 점과 토론 활동에서 나타난 대표 토론자 변인 차이를 최소로 하는 방법을 모색해야 할 것이다.
이 연구는 과학수업에서 교사로부터 조성되는 심리적 학습환경을 조사하기 위한 도구개발이 목적이다. 이를 위하여 구조화된 면담지와 개방적 질문지를 이용하여 과학교사 및 학생들의 학습환경에 대한 조사를 실시하였다. 교사 38명, 학생 1,270명이 연구 대상으로 표집되었다. 문헌조사 및 우리 나라 학생들의 과학교사에 대한 반응유형 분석을 통하여 심리적 환경범주, 세부범주, 세부평가 척도등이 결정되었다. 1, 2차 현장 검사를 통하여 교사특성, 수업행동, 지원적 행동 등의 환경범주와 9개의 세부범주가 조사되었다. 최종 개발된 PLEIS는 45문항의 학습환경평가 문항으로 내적 일관성이 높고 구성 타당도가 확인되었다. 개발된 조사도구는 교사의 효율성 평가도구나 학생들의 긍정적인 학습환경 조성을 위한 교수전략에 활용될 수 있다. 특히, 교육현장에서 과학교육을 담당하고 있는 교사들은 본 조사도구를 이용하여 학생들이 과학에 대해서 편안한 마음을 지니고 학습에 임할 수 있도록 하는 학습분위기 조성과 과학수업에 대한 학생들의 평가를 통하여 수업반성이나 수업전략에 대한 시사점을 얻을 수 있다.
정보 통신 기술의 발달과 학습자의 다양한 요구에 따라 온라인을 통한 웹기반 학습에 이어 휴대인터넷 (WiBro)과 UMPC (Ultra Mobile PC)를 비롯한 모바일 환경에서의 학습 시대가 열리게 되었다. 본 연구에서는 학습자의 특성을 고려하여 자기 주도적 학습 형태인 모바일 학습에서 학습자의 학습동기를 유발, 지속시키기 위한 방안으로써 Keller의 동기 유발 이론에 기초하여 학생들이 흥미를 잃지 않고 스스로 학습할 수 있도록 모바일 학습에 적합한 새로운 동기 모형을 제시하고자 한다. 본 동기 모형의 특징은 다음과 같다. 첫째, 교사들이 현장에서 이 모형을 바로 사용할 수 있도록 현실적이고 꼭 필요한 절차만 거치도록 하였다. 둘째, 다양한 평가 과정을 절차에 삽입함으로써 학습활동에 대한 보상과 강화를 학습중에 얻도록 하였다. 셋째, 개발된 콘텐츠를 수업안에 바로 적용시킴으로써 자연스러운 수업이 될 수 있도록 구성하였다. 넷째, 개별화에 중점을 두어 자기주도적인 학습이 가능하도록 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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