초등컴퓨터 교육에서 문제중심 학습을 이용한 네트워크 개념의 교수학습 효과 An Instructional Learning Effectiveness of Network Concept by Problem-Oriented Learning for Computer Education in Elementary Schools원문보기
초등학생들은 통합된 멀티미디어를 제공하는 인터넷 게임에 대단한 관심을 갖고 있으며, 자연스럽게 네트워크 관련 용어(게임서버, 인터넷 서비스, 인터넷 속도 등) 및 인터넷상에서 일어나는 기술 현상에 대해서도 익숙해져 있다. 그러나 초등 컴퓨터 교과 내용은 ICT 소양교육과 활용교육, 즉 도구 사용 기술로만 되어 있어 이러한 현상들에 대한 개념과 원리를 이해하기는 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 도구 학습이 아닌 인터넷의 기반인 네트워크 개념에 대한 교수학습을 문제중심 모형을 이용하여 설계하고 수업현장에 적용한다. 그 결과로 보다 더 원리와 개념 이해영역으로 초등 컴퓨터 교과 내용의 변화가 필요함을 보이고자 한다.
초등학생들은 통합된 멀티미디어를 제공하는 인터넷 게임에 대단한 관심을 갖고 있으며, 자연스럽게 네트워크 관련 용어(게임서버, 인터넷 서비스, 인터넷 속도 등) 및 인터넷상에서 일어나는 기술 현상에 대해서도 익숙해져 있다. 그러나 초등 컴퓨터 교과 내용은 ICT 소양교육과 활용교육, 즉 도구 사용 기술로만 되어 있어 이러한 현상들에 대한 개념과 원리를 이해하기는 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 도구 학습이 아닌 인터넷의 기반인 네트워크 개념에 대한 교수학습을 문제중심 모형을 이용하여 설계하고 수업현장에 적용한다. 그 결과로 보다 더 원리와 개념 이해영역으로 초등 컴퓨터 교과 내용의 변화가 필요함을 보이고자 한다.
Elementary school students have a great deal of interest in Internet games which provide integrated multimedia and so they become to know well the terminology used in network such as game server, Internet service, transfer time, etc. In addition, they are used to understand the technological phenome...
Elementary school students have a great deal of interest in Internet games which provide integrated multimedia and so they become to know well the terminology used in network such as game server, Internet service, transfer time, etc. In addition, they are used to understand the technological phenomena occurring in internet. They, however, have difficulty understanding concepts and principles regarding the phenomena mentioned above because the educational contents in elementary school computer textbooks consist of only ICT education and its applications, i.e., tool-based technology. In this paper, we apply educational learning on network concepts which are the basis on the internet to classroom instruction by using problem oriented models. We conclude that the educational contents in elementary school computer education should be transferred to the area with principles and concepts.
Elementary school students have a great deal of interest in Internet games which provide integrated multimedia and so they become to know well the terminology used in network such as game server, Internet service, transfer time, etc. In addition, they are used to understand the technological phenomena occurring in internet. They, however, have difficulty understanding concepts and principles regarding the phenomena mentioned above because the educational contents in elementary school computer textbooks consist of only ICT education and its applications, i.e., tool-based technology. In this paper, we apply educational learning on network concepts which are the basis on the internet to classroom instruction by using problem oriented models. We conclude that the educational contents in elementary school computer education should be transferred to the area with principles and concepts.
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문제 정의
첫째, "학교의 웹 서버에 영호네 학생들과 다른 학교 학생들이 접속하는 과정을 그려보자”. 둘째, "영호가 고민하는 문제를 예측하고, 무엇 때문에 이런 문제가 생겼을까?” 셋째, "영호가 고민하고 있는 문제를 해결할 수 있는 방법을 친구들과 의논해 보고 영호에게 줄 수 있는 도움말을 써보자”. 라는 질문을 학습지로 제시하였다.
따라서, 본 논문에서는 초등학생들에게 생활에서 이미 익숙해져 있는 네트워크 개념을 문제 중 심 학습(problem-oriented learning)방법을 통하여 교수학습을 설계한다. 그리고, 제시한 교수학습 방법을 현장에 적용하고 학생들의 반응을 분석하여, 초등 교육에서도 인터넷 사용 기술 교육 이 아닌 네트워크의 개념과 원리 이해 교육이 가 능함을 보이고자 한다. 이후에서 언급되는 "네트 워크” 용어는 초등학생들이 익숙한 “인터넷” 또는 "웹 서버” 용어로 표현하였으며, 동일한 의미로 사용한다.
먼저, 전시학습으로 인터넷을 사용하여 전자우편을 보내는 과정을 통하여 네트워크 구성을 인지하는 단계이다. 이 것을 바탕으로 지은이라는 초등학교 6학년 학생이 궁금증을 해결해달라고 보낸 편지로 동기유발과 동시 어), 문제 제시를 하였다. 다음은 자기 주도적 학습 단계로 주어진 문제를 해결하기 위해 개별, 소집 단 단위의 학습지 활동을 통해 의견을 내고 그림을 그리면서 사고를 활성화시키고, 문제를 해결해 나갔다.
제안 방법
【단계3】 선행 학습을 통하여, 인터넷 접속과정을 확인한 후, 다중 서버 개념을 도출하기 위해 세 가지 질문을 제시하였다. 첫째, "사용자가 많고 서버가 한대인 경우를 그려 보자", 둘째, 사용자가 많고, 서버도 여러 대인 경우를 그려보자“, 셋째, "둘째 내용을 바탕으로 사용자 접속을 서버에게 나누어주는 방법을 의논해보자”.
【단계5】 지금까지 수행한 학습을 기반으로 지은 이에게 문제점을 해결하는 방법을 편지로 작성하였다. 이러한 교수 방법은 스스로 문제를 해결하고 모르는 친구에게 편지를 써야 한다는 목적이 흥미를 끝까지 끌고 가는 역할을 하였다.
네트워크 개념을 교수 학습한 수업의 효과에 대하여, 초등학교 6학년 학생 40명을 대상으로 무작위로 5, 6명의 모둠원으로 구성하여 의견과 토의를 진행한 결과를[표 2]와 같이 크게 세 가지 항목으로 평가하였다. 세 가지 큰 항목은 수업 활동 참여성에 대한 자기평가, 수업 활동에 대한 동료 평가, 네트워크 개념에 대한 이해도 등으로 구성되어 있으며 각각의 항목에 대한 2~ 4개의 하위 항목으로 구분하여 조사 평가하였다.
다음은 요약 단계로 서버에 작업이 차 있을 때, 밸런서가 중간에서 어떤 방식으로 나누어 줄지를 의논해서 학습지로 활동하게 하였다. 마지막으로 성찰 및 반성을 통하여 배운 내용으로 편지를 쓰고, 평가지를 통해 수업을 성찰하였다.
이 것을 바탕으로 지은이라는 초등학교 6학년 학생이 궁금증을 해결해달라고 보낸 편지로 동기유발과 동시 어), 문제 제시를 하였다. 다음은 자기 주도적 학습 단계로 주어진 문제를 해결하기 위해 개별, 소집 단 단위의 학습지 활동을 통해 의견을 내고 그림을 그리면서 사고를 활성화시키고, 문제를 해결해 나갔다. 그런 후, 문제의 재검토 단계로 아동이 학습지에 한 내용을 칠판에 그려보게 함으로써 가상의 서버의 구성을 이끌어 내었다.
지금까지 살펴본 개념을 그대로 초등학생들에게 강의법으로 학습시키기에는 상당한 무리가 있다. 따라서, 네트워크 환경을 기반으로 하는 것들 중에서 초등학생들에게 가장 익숙한 인터넷 환경을 가정하여, 이 환경에서 웹 서버에 접속 시 어떻게 요청을 분담하여 처리하는지에 대한 사례를 문제 중심 학습(problem-oriented learning) 모형을 적용하여 교수학습을 설계하였다[9, 10]. 문제 중심학습 모형을 선택한 이유는 주제가 다소 생소할 수 있기 때문에, 실제로 발생하는 문제와 상황을 중심으로 초등학생들이 문제를 협력적이고 자기 주도적으로 해결해 가는 과정을 통해서 내용을 쉽게 이해하고 풀어갈 수 있는 방법이기 때문이다.
따라서, 많은 분야 중 초등학생들에게 가장 익숙한 인터넷 환경을 가정하여, 이 환경에서 웹서버에 접속 시 어떻게 요청을 분담하여 처리하는지에 대한 사례를 문제 중심 학습 모형을 적용하여 교수학습을 설계하였다. 수업 현장에 적용해본 결과 네트워크 개념의 이해에 대하여 평균 75%의 학생 이 상당히 홍미롭게 학습에 임 하였으며, 문제 해결 방법도 손쉽게 도출하였다.
따라서, 본 논문에서는 초등학생들에게 생활에서 이미 익숙해져 있는 네트워크 개념을 문제 중 심 학습(problem-oriented learning)방법을 통하여 교수학습을 설계한다. 그리고, 제시한 교수학습 방법을 현장에 적용하고 학생들의 반응을 분석하여, 초등 교육에서도 인터넷 사용 기술 교육 이 아닌 네트워크의 개념과 원리 이해 교육이 가 능함을 보이고자 한다.
다음은 요약 단계로 서버에 작업이 차 있을 때, 밸런서가 중간에서 어떤 방식으로 나누어 줄지를 의논해서 학습지로 활동하게 하였다. 마지막으로 성찰 및 반성을 통하여 배운 내용으로 편지를 쓰고, 평가지를 통해 수업을 성찰하였다.
【단계4】 단계 2, 3을 통하여 인터넷 구성과 단일 또는 다중 서버에 대한 학습을 기반으로 하였다. 문제 제시로 주어진 지은이의 편지에 답을 도출하기 위하여, 모둠원들에게 학습지를 이용하여 세 가지 질문을 주었다. 첫째, "학교의 웹 서버에 영호네 학생들과 다른 학교 학생들이 접속하는 과정을 그려보자”.
네트워크 개념을 교수 학습한 수업의 효과에 대하여, 초등학교 6학년 학생 40명을 대상으로 무작위로 5, 6명의 모둠원으로 구성하여 의견과 토의를 진행한 결과를[표 2]와 같이 크게 세 가지 항목으로 평가하였다. 세 가지 큰 항목은 수업 활동 참여성에 대한 자기평가, 수업 활동에 대한 동료 평가, 네트워크 개념에 대한 이해도 등으로 구성되어 있으며 각각의 항목에 대한 2~ 4개의 하위 항목으로 구분하여 조사 평가하였다. 먼저 자기 평가 항목에 대해서 살펴보면 수업 활동의 능동적 참여성은 '잘함' 이상의 응답률이 전체의 48.
첫 번째 방법은 클라이언트 기반의 접근법 (client-based approach)으로 웹 브라우저 또는 Java 애플릿을 이용하여 서버의 기능을 클라이언트가 나누어 주거나, 클라이언트 쪽의 프록시 방법으로 캐슁 (caching)과 서버 쪽의 복사본 (replicaiton)을 함께 섞어서 접속한다. 이 방법은 클라이언트에 의해 라우팅이 수행되지만 클라이언트는 서버가 분산되어 있다는 것을 인식해야 한다.
첫째, 내 컴퓨터로 친구에게 전자우편을 보내고 웹 서버에 도착한 후, 웹 서버로부터 확인 메시지를 받기까지 과정을 나타내고, 둘째, 이 과정을 컴퓨터와 서버를 중심으로 그림으로 나타내고, 셋째, 모둠원끼리 의논하여 다중 서버를 갖는 게임회사에 접속하고 있는 상황을 그리도록 하였다. 학생들이 그려서 제출한 결과 중 대표적인 예를[그림 3]에서 나타내고 있다.
대상 데이터
교수학습은 초등학교 6학년 학생 40명을 대상으로 무작위로 5, 6명의 모둠원으로 구성하여 의견과 토의를 진행하였다. 수업 설계 내용을 5단계로 나누어 설명한다.
성능/효과
7%로 역시 상당한 수의 학생이 수업 내용을 이해한 결과를 얻었다. 결과적으로 학습자의 전체 평균 74.5%가 네트워크 개념학습에 흥미를 갖고 임하였음을 확인 할 수 있었다. 이 결과로 컴퓨터에 관련된 이론 교육이 초등학생들에게 그리 어렵지 않음을 볼 수 있다.
보완할 필요가 있다고 생각된다. 그리고 네트워크의 두 가지 방법에 대한 개념 파악에는 '잘함'이상의 응답률이 24.3%로 나타났으며 '못함' 이하의 응답률이 36.3%로 개념 파악이 대체로 잘 안되었다고 응답한 학생이 더 많았다. 이는 네트 워크의 두 가지 방법을 학생들이 모르거나 혹은 두 가지 방법을 알고는 있었으나 이를 말로 표현하지 못하였기 때문에 나타난 결과라고 생각할 수 있다.
5%)이 수업에 흥미를 갖고 임하였다. 둘째로 동료평가 항목에서는 평균 80.4%로 상당히 높은 비율로 적극적으로 참여하였음을 볼 수 있다. 셋째로 네트워크 개념이해 항목에서는 평균 70.
또한 네트워크의 개념 파악에 관한 응답 항목에는, 잘함' 이상이 각각 53.6%, 54.5%, 57.6%로 본 수업 활동을 통해서 네트워크의 개념을 대체 적으로 잘 파악하고 있는 것으로 나타났다. 특히 네트워크가 무엇인지 이해하였는가에 대한 응답 중에서 가장 최상의 결과인 '매우 잘함이라고 응답한 학생이 전체의 42.
수업 현장에 적용해본 결과 네트워크 개념의 이해에 대하여 평균 75%의 학생 이 상당히 홍미롭게 학습에 임 하였으며, 문제 해결 방법도 손쉽게 도출하였다. 또한, 가장 큰 효과는 초등학생들 머릿속에 있었던 인터넷 관련 용어들을 의미 있게 연결시켜 주었다 는 점이었으며, 컴퓨터가 일을 처리하는 과정을 한 번 더 생각하면서 사용할 것 같고, 속도가 느릴 때 불만을 표시하는 일이 줄어들 것 같다고 표현한 학생들도 있었다. 이러한 결과를 토대로 그동안 초등 컴퓨터 교과 내용을 도구를 사용하는 방법을 학습하는 것에서 그 개념과 원리 이해 를 학습하는 내용으로 변화가 있어야 함을 확인할 수 있었다.
4%로 상당히 높은 비율로 적극적으로 참여하였음을 볼 수 있다. 셋째로 네트워크 개념이해 항목에서는 평균 70.7%로 역시 상당한 수의 학생이 수업 내용을 이해한 결과를 얻었다. 결과적으로 학습자의 전체 평균 74.
따라서, 많은 분야 중 초등학생들에게 가장 익숙한 인터넷 환경을 가정하여, 이 환경에서 웹서버에 접속 시 어떻게 요청을 분담하여 처리하는지에 대한 사례를 문제 중심 학습 모형을 적용하여 교수학습을 설계하였다. 수업 현장에 적용해본 결과 네트워크 개념의 이해에 대하여 평균 75%의 학생 이 상당히 홍미롭게 학습에 임 하였으며, 문제 해결 방법도 손쉽게 도출하였다. 또한, 가장 큰 효과는 초등학생들 머릿속에 있었던 인터넷 관련 용어들을 의미 있게 연결시켜 주었다 는 점이었으며, 컴퓨터가 일을 처리하는 과정을 한 번 더 생각하면서 사용할 것 같고, 속도가 느릴 때 불만을 표시하는 일이 줄어들 것 같다고 표현한 학생들도 있었다.
세 번째에 대해서는 "서버를 고친다", "서버를 업그레이드한다", "서버를 여러 개로 만든다"의 다양한 대답이 나왔다. 여기서, 세 번째 응답을 보면 실질적으로 네트워크에서 접속자가 많은 경우 해결책으로 적용하고 있는 기술들을 아무 사전 지식이 없는 초등학생들이 동일하게 생각해 냈다는 것이다. 이점에서 볼 때 그리 어려운 개념 학습이 아님을 알 수 있다.
6%로 나타나 자신의 동료 학생들이 활동을 잘하였다고 웅답한 학생이 대체로 많았다. 이 결과로 볼 때 네트워크의 개념을 위해 문제 중심 모형을 통한 수업이 대체적으로 효과적이라고 할 수 있다.
또한, 가장 큰 효과는 초등학생들 머릿속에 있었던 인터넷 관련 용어들을 의미 있게 연결시켜 주었다 는 점이었으며, 컴퓨터가 일을 처리하는 과정을 한 번 더 생각하면서 사용할 것 같고, 속도가 느릴 때 불만을 표시하는 일이 줄어들 것 같다고 표현한 학생들도 있었다. 이러한 결과를 토대로 그동안 초등 컴퓨터 교과 내용을 도구를 사용하는 방법을 학습하는 것에서 그 개념과 원리 이해 를 학습하는 내용으로 변화가 있어야 함을 확인할 수 있었다.
또한, [표 3]은 '보통' 이상을 응답한 학생들의 비율을 나타내고 있다. 첫째로, 자기평가 항목을 구성하는 세부 항목을 보면 3항의 자신의 의사 표현 항목을 제외하곤 70%이상(평균 72.5%)이 수업에 흥미를 갖고 임하였다. 둘째로 동료평가 항목에서는 평균 80.
후속연구
그러나, 실제 그 용어가 뜻하는 의미는 잘 알지 못하고 있으며, 의미를 알고 싶어도 ICT 정보통신 소양교육에 초점을 두고 있는 초등 컴퓨터 교과 내용으로 는 역부족이다. 즉, 컴퓨터의 원리 이해에 대한 교과내용이 좀 더 확장된다면 컴퓨터를 사용 시 발생하는 문제점이나 활용을 보다 효율적으로 대처할 수 있을 것이다.
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