컴퓨터를 이용한 인터넷의 급속한 발전에 따라 이를 교육에 응용하려는 노력은 최근 몇 년 동안 지속적으로 진행되어 왔다. 이는 인터넷 이용인구의 급속한 증가로 인하여 웹 상에서의 가상교육 및 원격교육에 관한 필요성이 증대되었고, 이를 실용화하려는 노력은 여러 가지 방법을 통하여 논의되어 왔다. 따라서, 웹 코스웨어는 인터넷을 통한 원거리 학습자들에 대하여 학습욕구를 충족시키기 위한 목적으로 구현 및 개발되었다. 그러나, 이를 이용하려면 사용자의 시스템이 정보를 제공하는 서버와의 정보교환을 위하여 온라인 상태를 유지하였으며, 학습자가 서버에서 갱신되는 학습정보를 받아 보려면 온라인 상에서 학습자의 시스템이 서버로 접속이 이루어져야만 확인이 가능하였다. 본 논문은 이에 관하여 XML(eXtensible Markup Language)을 기반으로 한 웹 캐스팅 기법으로 웹 코스웨어를 구현하였으며 이를 위하여 CDF(Channel Definition Format) 형식을 이용하였다. 즉, 채널을 용하여 학습자가 자율적으로 채널을 선택하면, 학습자가 원하는 정보를 자동적으로 갱신되도록 하였다. 또한, 기존의 웹 코스웨어는 정보를 제공하는 서버의 학습내용이 변화될 때다 일일이 확인을 하여야 하는 반면 본 논문에서는 갱신되어진 내용을 학습자에게 자동적으로 업데이트되도록 하였다.
교육정보화의 실현이라는 과제가 현재의 학교현장에 필요한 만큼 제7차 교육과정의 시작과 더불어 학습자의 지식과 능력을 육성하기 위한 미리 계획된 WBI(Web based Instruction)를 기반으로 한 교수 모형의 필요성이 강조된다. 본 연구는 WBI의 교육적 기능을 충분히 반영하여 교실에서 교사가 사용하기 쉽고 효율적인 학습자료를 구현하여 웹 환경이 조성된 교실에서 활용할 수 있도록 하였다. 이러한 구현을 위한 프로그램으로는 웹 환경에서 실행하는데 무리가 없고 소용량으로 에니메이션 효과를 극대화 할 수 있는 Flash MX를 사용하였고, 고등학교 ‘수학10-나’의 내용 중 교과서와 칠판만을 사용하여 수업하는 데는 한계가 있는 과정인 ‘도형의 이동과 부등식의 영역’을 주로 개발하였다. 학습자들은 학교에서 수업한 내용을 웹 환경을 이용하여 개별학습 및 반복학습을 할 수 있고, 교사들은 교실이나 멀티미디어실에서 웹을 통하여 본 연구에서 구현한 프로그램을 사용함으로 학교 수업의 효율성을 높이고자 한다.
컴퓨터 교과는 교과의 특성상 실습 중심의 수업이 강조된다. 이러한 실습 수업에 적절히 활용할 수 있는 교수-학습 자료는 열악한 실습 수업 환경을 개선하는 자원의 역할을 한다. 웹 코스웨어는 학습자에게 학습 동기 및 흥미를 유발시키고 자기 주도학습을 통해 학습자의 수준 및 요구에 맞는 학습 활동을 가능하게 하는 교수-학습 자료로 활용될 수 있다. 이와 같은 필요에 따라 본 연구에서는 중학교 컴퓨터 교과용 교수-학습 자료로서 15종의 웹 코스웨어를 개발하였다. 개발된 웹 코스웨어는 수업 적용의 다양성 및 교사의 창의적인 교수-학습 자료 개발 유도를 위해 상이한 설계 방식을 갖는다. 또한, 웹 코스웨어 내용 중 실습 부분은 절차적 시뮬레이션 기법을 적용한 모의 학습의 형태로 구성하였다. 이는 학습자의 개별적인 실습을 가능하게 하여 현재와 같은 일 대 다 지도 방식의 실습 환경을 어느 정도 개선할 것으로 기대한다.
e-Learning 교육에서 사실상 표준으로 인정받고 있는 ADL에서 제안한 SCORM 2004는 IMS Simple Sequencing을 S&N으로 통합함으로써 학습코스웨어의 학습과정을 구성하는 학습 객체간의 상호 관계를 다양하게 설계, 적용할 수 있게 하였다. 본 논문에서는 SCORM 2004 S&N과 교통신호메타포를 통하여 학습활동을 경험적으로 안내할 수 있는 웹기반 적응형 학습관리를 구현하고자 한다. 이 적응형 학습관리를 통해, 교수자는 동일한 학습콘텐츠를 재사용해서 다양한 학습전략을 구현한 학습코스웨어를 설계할 수 있고, 학습자는 학습상태와 평가를 실시간으로 제공받아 적응적 학습을 안내받을 수 있다.
프로그래밍 언어의 교수-학습을 개선하기 위한 연구는 꾸준히 계속되어 오고 있으며, 또한 프로그래밍언어에 대한 학습 코스웨어들도 많이 개발되고 있으나, 컴퓨터 프로그래밍교육에 대한 학습자들의 학습효과는 비교적 저조한 편이다. 따라서 본 연구에서는 컴퓨터프로그래밍 교육의 학습효과를 향상시키기 위해 인지적 도제 모델을 적용한 웹기반 비주얼 프로그래밍 학습시스템을 설계 및 구현하고, 구현한 학습시스템을 학교교육 현장에 적용하였다. 그 결과 학습자들의 학업성취도와 학습태도에서 긍정적인 효과가 있음을 검증하여 제시한다.
웹 기반 교수-학습 시스템은 학습자 중심의 학습 환경으로 지속적인 변화를 지향해왔으며, 특히 자기 주도적이고 적극적인 학습 형태인 자기조절 학습은 이상적인 학습 형태로서 이에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 학습자가 시스템과의 계약과정을 거쳐 자신의 요구와 학습 수준에 따른 개인화된 코스웨어를 구성할 수 있다. 시스템에서 분석된 결과를 통해 자신의 학습 진행과 결과를 인지하고, 학습전략을 수립하여 효과적으로 학습목표에 도달할 수 있는 자기조절 학습 시스템을 설계 구현하였다. 제안된 시스템은 학습자에게 개인의 특성을 고려한 차별화되고 유연성 있는 개인화된 학습 서비스를 자기 주도적으로 진행할 수 있는 학습자 위주의 학습 환경을 제공한다.
일반적인 WBI가 제공하는 공간 속에서 하이퍼미디어 기술을 도입하여 학습자가 학습에 대한 선택의 자유를 가지며, 또한 자기 나름대로 학습의 평가하는 개별화 교수-학습 환경을 제공한다. RC2 시스템은 기본적으로 클라이언트-서버 모델이며, LCPG 모델을 기반으로 하는 학습진행 및 학습평가 알고리즘을 제공하고 학습자 개개인의 특성에 맞는 동적인 재학습 메커니즘을 제시한다. 또한 웹을 통한 코스웨어 저작자인 교사에게 편리한 인터페이스를 제공하기 위한 학습 에디터를 지원한다.
본 연구에서는 인간 교사를 모사하는 "컴퓨터 교사" 역할을 하는 애니메이션 된 튜터링 다이얼로그 에이전트를 구현하고 초등학교 과학과 교수-학습 자료와 통합시켜서 자연어를 기반으로 한 일대일 대화를 통한 교수 학습이 이루어지는 교수-학습 시스템을 개발하였다. 개발된 교수용 다이얼로그 에이전트는 학습자의 대답을 분석하고, 웹 코스웨어를 학습한 후에 초등과학 학습과제에서 요구되는 성취 수준과 비교하여 적절한 질문이나 대답을 제공하는데, TTS(Text-to-Speech) 기능을 이용하여 학습자에게 구어체로 질문이나 대답을 주는 기능을 갖고 있으며 애니메이션 된 인간 교사의 얼굴을 통하여 학습자에게 피드백을 제시할 수 있도록 하였다. 구현된 대화형 인터페이스는 6학년 초등학생 64명에게 현장 실험을 하였다. 현장 실험 결과 비교집단보다 실험집단의 학습 성취도가 평균 10.797점이 향상됨을 보여주었다. 이러한 학습효과는 기존의 웹 코스웨어와 달리 "묻고-답하는" 과정과 인간 교사의 감정을 담은 애니메이션 된 캐릭터를 통하여 학습자들의 호기심을 자극하여 보다 쉽게 교수-학습 과정에 몰입하게 함으로서 학습 효과를 증진시킨 결과로 판단된다.
웹 기반 교육은 학습자 중심의 교육 환경을 마련해 주고 있으며 학습자는 웹을 통해 스스로 학습하는 완전한 개별학습 뿐 아니라 학습자의 수준에 따른 심화 학습을 유도할 수 있고 교과서로 학습하는 것보다 다양한 학습 자료를 활용할 수 있으며 자기 주도적 ??르 할 수 있는 이점이 있다. 이에 본 연구에서는 학습자가 자기 주도적으로 학습할 수 있는 이점이 있다. 이에 본 연구에서는 학습자가 자기 주도적으로 학습할 수 있는 음악과 웹 기반 코스웨어를 개발하였다. 특히 본 코스웨어는 초등 1, 3, 5학년의 음악과를 MIDI를 활용하여 개발하였다. 이의 개발로 학습자의 흥미와 호기심을 유발시켜 학습 의욕을 가져오는 환경을 구축하였다.
21세기의 세계화, 정보화 시대를 주도할 자율적이고 창의적인 한국인을 육성하기 위하여 제7차 교육과정은 자율과 창의에 바탕을 둔 학생 중심의 교육과정을 표방하고 자기 주도적 학습 능력의 신장에 역점을 두고있다. 이에 따라 자기 주도적 학습 능력신장을 위한 수학과 교수 학습 자료들이 제작되어 보급 활용되고 있으나 구체적 조작기 아동의 특성에 맞는 초등학교 저학년 수학교과의 자기 주도적 학습 능력 신장을 위한 효과적인 프로그램은 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 선행 연구 사례들을 분식하여 나타난 단점들을 수정, 보완하고, 초등학교 '확률과 통계'영역 중 3학년 나 단계의 '자료 정리하기' 단원을 재구성하였다. 그리고 이를 웹기반 학습 프로그램으로 개발하여 현장에 적용해 봄으로써 그 효과를 검증하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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