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문제 정의
- 이러한 경향에 맞추어 교재의 실습 환경은 비주얼 익스프레스로 선정하였으며 다양한 내용의 예제를 제공하였다. 교수자 중심의 강의 교육을 지양하고 학습자가 스스로 계획하고 실천하는 자기주도적 학습이 되기 위한 교재로 개발하였다. 즉 학습자가 스스로 학습의 목표를 설정하고 학습을 위한 내용과 전략을 계획하고 이를 수행하여 학습 결과를 평가하는 식으로, 학습의 일련의 과정을 학습자가 스스로 할 수 있도록 배려하였다.
- 한편 초중등학교에서 수학교육과 연계된 프로그래밍 수업 연구에서 프로그래밍을 이용한 문제해결 수업 모형을 제안하였다. 이 연구는 초중등학교의 수학 교과의 내용과 프로그래밍 학습 요소를 서로 관련지어 프로그래밍 교육 내용을 제시하였다. 제안한 컴퓨터 프로그래밍 교과과정을 이용하여 프로그래밍 문제해결 수업 모형 기법으로 문제 인식, 학습목표 탐색, 문제 발견 및 토론, 알고리즘 구현, 프로그래밍, 실행, 오류 확인 및 수정, 다르게 생각하기, 평가 단계와 교수ㆍ학습 지도안을 제시하였다[10].
- C, Java, C++와 같은 프로그래밍 언어를 학습 하는 컴퓨터 프로그래밍 교과목은 학습자인 학생이 어려워하는 만큼 가르치는 교수자의 전략적인 학습계획과 체계적인 학습 시스템이 교육 효과에 미치는 영향은 매우 크다. 이에 본 연구 에서는 학업성취 기반의 블렌디드 교육인 프로그래밍 언어 교육을 위한 교수ㆍ학습 모델을 설계하였다. 본 연구의 교수ㆍ학습 모델에서 교수자는 교과목을 위한 교재를 개발해야 하며, 강좌의 강의계획서와 매주 수업을 위한 교수ㆍ학습 모델 교육 설계 계획서를 작성해야 한다.
- 이에 본 연구에서는 프로그래밍 언어의 기초 교육을 위한 교수ㆍ학습 모델을 설계하였다. 이 연구의 교수ㆍ학습 모델은 학업성취 및 블렌디드 교육 기반으로 2011년 2학기 개설된 강좌에 적용하였다.
제안 방법
- C 프로그래밍 언어의 기초 교육을 위한 교재는 매우 다양하나 본 연구의 교수ㆍ학습 모델에 적합한 교육을 위해 프로그래밍 이론과 실습을 적절히 수행할 수 있는 교재를 직접 개발하였다. 최근 프로그램 개발환경은 자바의 이클립스(eclipse)의 영향으로 플러그인(plug-in) 개발환경으로 발전되고 있으며, 무료로 제공되고 있는 실정이다.
- 컴퓨터 프로그래밍 학습에 적용 가능한 다양한 교수ㆍ학습 방법을 제안한 연구를 살펴보면 강의법ㆍ설명법, 시연, 실습, 질문법과 토론법을 제시하였으며, 효과적인 교수방법으로 프로젝트, PBL, 협동학습, 동료 교수, 사례 연구 등을 제안하였다. 또한 수업 모형으로 문제 규명, 문제의 연구 및 분석, 다양한 가능성 검토, 실천, 반성 과정을 제시하였다. 즉 연구는 컴퓨터 프로그래밍 학습에 적용 가능한 다양한 교수학습 방법을 제안하였다[9].
- 본 연구의 교수ㆍ학습 모델을 위한 교재를 개발하였으며, 강좌의 강의계획서와 매주 수업을 위한 교수ㆍ학습 모델 교육 설계 계획서를 설계하고, 작성하였다. 또한 학업성취를 위한 문제은행을 제공하며, 단원마다 학업성취 점검을 실시하여 학습자의 자기주도적인 학습과 자신의 학업성취 수준 파악을 위해 피드백을 제공하였다. 또한 자기주도학습 능력을 향상시키기 위해 팀별 프로젝트를 할당하여 수행하도록 하였다[2].
- 본 연구에서 개발된 교수ㆍ학습 모델을 다음 [Table 2]와 같이 총 15주의 수업으로 적용하였다. 한학기의 강의계획은 강의계획서를 활용하며, 매주의 수업은 교육 설계 계획서를 작성하여 활용하였다.
- 이 연구의 교수ㆍ학습 모델은 학업성취 및 블렌디드 교육 기반으로 2011년 2학기 개설된 강좌에 적용하였다. 본 연구의 교수ㆍ학습 모델을 위한 교재를 개발하였으며, 강좌의 강의계획서와 매주 수업을 위한 교수ㆍ학습 모델 교육 설계 계획서를 설계하고, 작성하였다. 또한 학업성취를 위한 문제은행을 제공하며, 단원마다 학업성취 점검을 실시하여 학습자의 자기주도적인 학습과 자신의 학업성취 수준 파악을 위해 피드백을 제공하였다.
- 학기 초 또는 중간고사 이후에 2-3명의 팀 단위 프로젝트를 할당하여 이를 마지막 수업에 발표하도록 한다. 본 연구의 적용에서는 중간고사 이후에 지정문제와 자유문제 중에서 학생들 스스로 선정하여 중간 발표를 거쳐 마지막 수업에 최종 발표하도록 하였다.
- 학업성취 점검 내용은 위에서 소개 된 다양한 문제은행에서 주로 구성된다. 시험지 마지막에는 개인의 학업성취를 점검하기 위한 간단한 기준표를 두어 학생 자신의 현재 학업성취에 대한 수준을 파악하도록 하였다.
- 본 연구에서 개발된 교수ㆍ학습 모델은 2011 년 2학기, 연구자 소속인 D 대학 인터넷정보과의 시스템프로그래밍I 강좌에 적용되었다. 이 교과목은 C++, JAVA 등과 같은 프로그래밍 언어의 기반이 되는 C 언어를 학습하는 과목으로 C 언어의 기본 구조 및 문법 체계 그리고 기초적인 프로그래밍 기법 등을 학습한다. 이 강좌에서 C 언어에 대한 학습은 실습으로 윈도(windows) 상에서 이루어지며 기본적인 이론과 문법을 학 습한 후 주어진 문제를 프로그래밍하며 숙지하는 형태의 수업으로 진행되었다.
- 이에 본 연구에서는 프로그래밍 언어의 기초 교육을 위한 교수ㆍ학습 모델을 설계하였다. 이 연구의 교수ㆍ학습 모델은 학업성취 및 블렌디드 교육 기반으로 2011년 2학기 개설된 강좌에 적용하였다. 본 연구의 교수ㆍ학습 모델을 위한 교재를 개발하였으며, 강좌의 강의계획서와 매주 수업을 위한 교수ㆍ학습 모델 교육 설계 계획서를 설계하고, 작성하였다.
- 이 장에서는 프로그래밍 언어의 기초 교육을 위한 교수ㆍ학습 모델을 설계하기 위해 프로그래밍 언어로 C를 선정하였는데, 먼저 그 이유를 살펴보고, 다음으로 효과적인 교육 방법으로 알려져 있는 문제중심교육과 블렌디드 교육에 대하여 알아본다. 또한 프로그래밍 교육에 관한 연구 사례도 살펴본다.
- 이러한 경향에 따라 마이크로소프트(microsoft)의 비주얼 스튜디오(Visual Studio)도 무료 버전인 비주얼 익스프레스(Visual Express)를 제공한다. 이러한 경향에 맞추어 교재의 실습 환경은 비주얼 익스프레스로 선정하였으며 다양한 내용의 예제를 제공하였다. 교수자 중심의 강의 교육을 지양하고 학습자가 스스로 계획하고 실천하는 자기주도적 학습이 되기 위한 교재로 개발하였다.
- 전통적 강의방식과 문제중심교육 방식을 혼합하여 수업을 운영하며, 학생은 과제물과 교재, 그리고 인터넷을 통한 사이버 자료를 활용하여 자기주도적 학습을 실천하도록 지도하였다. 중간고사 이전 학업성취 점검 2회, 중간고사, 기말고사 이전 학업성취 점검 1회, 기말고사를 통하여 학습자의 학업성취를 평가하였다.
- 이 연구는 초중등학교의 수학 교과의 내용과 프로그래밍 학습 요소를 서로 관련지어 프로그래밍 교육 내용을 제시하였다. 제안한 컴퓨터 프로그래밍 교과과정을 이용하여 프로그래밍 문제해결 수업 모형 기법으로 문제 인식, 학습목표 탐색, 문제 발견 및 토론, 알고리즘 구현, 프로그래밍, 실행, 오류 확인 및 수정, 다르게 생각하기, 평가 단계와 교수ㆍ학습 지도안을 제시하였다[10].
- 전통적 강의방식과 문제중심교육 방식을 혼합하여 수업을 운영하며, 학생은 과제물과 교재, 그리고 인터넷을 통한 사이버 자료를 활용하여 자기주도적 학습을 실천하도록 지도하였다. 중간고사 이전 학업성취 점검 2회, 중간고사, 기말고사 이전 학업성취 점검 1회, 기말고사를 통하여 학습자의 학업성취를 평가하였다. 특히 학업성취 점검을 통하여 본인의 학업성취에 대한 부족한 부분을 보완할 수 있도록 교수자와 면담을 통해 피드백을 주었다.
- 초등학생을 대상으로 교육용 언어인 스크래치의 프로그래밍 교수학습 모델을 제안한 연구에서는 스크래치 활용 효과를 최대화하고 프로그래밍 학습 과정을 효과적으로 지원할 수 있는 문제 인식, 문제 해결 계획 세우기, 탐색하기, 해결책 발견하기, 발표 및 평가의 단계로 수업 모형을 제안하였다. 이 연구에서 실제 초등학교 현장에 적용하여 프로그래밍 수업에서 PBL이 효과적인 교수 학습 모형임을 밝히기도 하였다 [11].
- 컴퓨터 프로그래밍 학습에 적용 가능한 다양한 교수ㆍ학습 방법을 제안한 연구를 살펴보면 강의법ㆍ설명법, 시연, 실습, 질문법과 토론법을 제시하였으며, 효과적인 교수방법으로 프로젝트, PBL, 협동학습, 동료 교수, 사례 연구 등을 제안하였다. 또한 수업 모형으로 문제 규명, 문제의 연구 및 분석, 다양한 가능성 검토, 실천, 반성 과정을 제시하였다.
- 중간고사 이전 학업성취 점검 2회, 중간고사, 기말고사 이전 학업성취 점검 1회, 기말고사를 통하여 학습자의 학업성취를 평가하였다. 특히 학업성취 점검을 통하여 본인의 학업성취에 대한 부족한 부분을 보완할 수 있도록 교수자와 면담을 통해 피드백을 주었다. 중간고사 이후 학기 마지막 시간에 발표할 팀별 프로젝트에 대해 소개하고 자기주도적 협동학습을 위한 2~3 명의 팀을 구성하여 과제를 할당하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서 개발된 교수ㆍ학습 모델은 2011 년 2학기, 연구자 소속인 D 대학 인터넷정보과의 시스템프로그래밍I 강좌에 적용되었다. 이 교과목은 C++, JAVA 등과 같은 프로그래밍 언어의 기반이 되는 C 언어를 학습하는 과목으로 C 언어의 기본 구조 및 문법 체계 그리고 기초적인 프로그래밍 기법 등을 학습한다.
- 이 강좌에서 C 언어에 대한 학습은 실습으로 윈도(windows) 상에서 이루어지며 기본적인 이론과 문법을 학 습한 후 주어진 문제를 프로그래밍하며 숙지하는 형태의 수업으로 진행되었다. 이 강좌는 3학점이며 수강학생은 총 37명이었다.
- 이러한 점에서 C 언어 프로그래밍의 교수ㆍ학습 방법을 매우 중요한 의미가 있다고 판단되며 이를 반영하듯 많은 대학에서 C 언어에 대한 강좌가 개설되고 있다. 이에 본 연구에 적용될 프로그래밍 언어로 C 언어를 선정하였다.
- 특히 학업성취 점검을 통하여 본인의 학업성취에 대한 부족한 부분을 보완할 수 있도록 교수자와 면담을 통해 피드백을 주었다. 중간고사 이후 학기 마지막 시간에 발표할 팀별 프로젝트에 대해 소개하고 자기주도적 협동학습을 위한 2~3 명의 팀을 구성하여 과제를 할당하였다. 팀별 프로젝트 과제는 달력 출력 프로젝트, 학생정보 관리 프로젝트 등 5개 정도의 지정문제와 자유문제 중에 학생이 스스로 선정하도록 하였다.
이론/모형
- 학습자의 프로그래밍 언어에 대한 체계적 문법 이해를 위해 전통적 면대면 수업[13]을 활용하였으며, 교육 콘텐츠는 인터넷 상으로도 제공하였다. 교수자 중심의 면대면 수업뿐만 아니라 문제중심교육의 한 형태인 팀별 프로젝트 교육도 실시되었다.
성능/효과
- 성적평가의 공정성과 지식습득 효과에 대한 평가는 다른 문항에 비해 상대적으로 다소 낮은 편이었다. 강의평가 문항 중에서 좀 더 세부적으로 교수ㆍ학습 모델에 영향을 미치는 항목이라 고 판단되는 교재평가, 평가반식, 만족도, 지식습득 4개 항목만의 평균은 4.61로 전체 평균과 차이가 없었다. 다만 본 교수ㆍ학습 모델이 적용된 수업에서 학업성취 점검, 중간 및 기말 고사, 팀 별 프로젝트 수행 및 평가 등으로, 교과목에 대한 학습 부담은 다른 강좌에 비하여 상대적으로 매우 높아 학습자는 학습에 대한 부담이 다소 있는 것으로 나타났다.
- 셋째, 학습유형의 통합으로 이것은 구조적과 비구조적 학습의 결합, 사전에 계획된 형식적, 구조화된 학습프로그램의 형태와 대화, 이메일, 온라인 포럼 등과 같은 과정 속에서 일어나는 비형식적 학습형태의 결합을 의미한다. 넷째, 학습 내용의 통합으로 이것은 기성품과 같이 이미 규격화되어 만들어진 학습내용과 학습자 스스로 구성하는 자신만의 학습내용을 결합, 자신의 필요에 따라 객체화되어 있는 지식의 단위를 끌어와 자신에게 적합한 학습내용으로 만들어 가는 것이다. 다섯째, 학습과 일의 통합으로 이것은 학습과 업무의 통합, 여러 유형들의 결합에서 얻은 학습경험을 최종적으로 실제 현장에서 업무 과제와 연결함으로서 최상의 교육 효과를 거둘 수 있으며, 결국 블렌디드 교육 학습은 “학습의 제공방식보다는 학습목표에 주안점을 두고 학습의 효과성을 최대화하기 위하여 각자의 학습스타일에 맞는 학습 기술을 사용하여 학습자가 필요한 학습내용을 필요할 때 제공하는 것”으로 정의내릴 수 있다고 하였다[7].
- 61로 전체 평균과 차이가 없었다. 다만 본 교수ㆍ학습 모델이 적용된 수업에서 학업성취 점검, 중간 및 기말 고사, 팀 별 프로젝트 수행 및 평가 등으로, 교과목에 대한 학습 부담은 다른 강좌에 비하여 상대적으로 매우 높아 학습자는 학습에 대한 부담이 다소 있는 것으로 나타났다.
- 본 연구에서 설계한 교수ㆍ학습 모델을 2011 년 2학기 한 학기동안 수업에 적용한 결과 강의 평가 5점 만점에 4.63으로 나타나 예년보다 향상 되었으며 학생들의 서술 평가도 긍정적으로 나타났다. 다음 [Table 3] 은 강의평가의 내용으로, 평가 항목 중 강의에 대한 전문성, 충실성, 성실성이 전반적으로 높게 평가된 것으로 보인다.
- 이 교육 설계 계획서는 학습목표, 학습내용, 교수학습 활동 내용이 학습 시간에 따라 도입, 전개, 정리 순으로 구체적으로 기술되어야 한다. 본 연구에서 설계한 교수ㆍ학습 모델을 2011년 2학기 강좌인 시스템프로그래밍I에 적용한 결과 학습자의 프로그래밍 언어 교육에 효과적인 것으로 나타났다.
- 둘째, 학습형태의 통합으로 이것은 자기 주도형 학습과 협력 학습의 결합으로, 즉 학습자 혼자 스스로 관리하고 통제하는 자기주도형 학습과 역동적인 의사소통에 의해 많은 사람들이 지식을 공유하는 협력학습의 결합을 의미한다. 셋째, 학습유형의 통합으로 이것은 구조적과 비구조적 학습의 결합, 사전에 계획된 형식적, 구조화된 학습프로그램의 형태와 대화, 이메일, 온라인 포럼 등과 같은 과정 속에서 일어나는 비형식적 학습형태의 결합을 의미한다. 넷째, 학습 내용의 통합으로 이것은 기성품과 같이 이미 규격화되어 만들어진 학습내용과 학습자 스스로 구성하는 자신만의 학습내용을 결합, 자신의 필요에 따라 객체화되어 있는 지식의 단위를 끌어와 자신에게 적합한 학습내용으로 만들어 가는 것이다.
- 넓은 의미의 블렌디드 교육을 살펴보면, 다양한 차원의 여러 교육 방법이 조합되어 통합되는 의미로 확장될 수 있다[8]. 첫째, 학습공간의 통합으로 단순한 차원에서 오프라인과 온라인 학습형태의 결합, 즉 전통적인 면대면 오프라인의 수업형태와 인트라넷, 인터넷을 활용한 온라인 수업형태의 통합을 의미한다. 둘째, 학습형태의 통합으로 이것은 자기 주도형 학습과 협력 학습의 결합으로, 즉 학습자 혼자 스스로 관리하고 통제하는 자기주도형 학습과 역동적인 의사소통에 의해 많은 사람들이 지식을 공유하는 협력학습의 결합을 의미한다.
후속연구
- 이러한 현실에서 본 연구를 통하여 설계된 프로그래밍 언어를 위한 교수 ㆍ학습 모델은 다양하게 개설되는 프로그래밍 언어 관련 교육과정에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 보인다. 다만 이러한 다양한 학습 방법이 섞인 교수ㆍ학습 모델을 실제 적용하기 위해서는 보다 많은 시간을 수업에 투자할 수 있는 환경이 갖추어지기를 기대한다.
- 이러한 다양한 교육 콘텐츠는 가능하면 오프라인과 함께 인터넷을 통해 제공되도록 한다. 본 연구에서 제시하는 교수자의 개발 교재는 학습자의 자기주도적 학습이 가능한 프로그래밍 교육 내용과 실습 콘텐츠가 제공되어야 하며, 전략적인 학습 계획을 위해 학업성취 교수ㆍ학습 모델 교육 설계 계획서를 작성하여 수업에 활용해야 한다. 이 교육 설계 계획서는 학습목표, 학습내용, 교수학습 활동 내용이 학습 시간에 따라 도입, 전개, 정리 순으로 구체적으로 기술되어야 한다.
- 최근 들어 대학은 기초학습능력이 저하된 학생에게 효과적인 교육을 위한 방법 개선에 많은 노력을 기울이고 있다. 이러한 현실에서 본 연구를 통하여 설계된 프로그래밍 언어를 위한 교수 ㆍ학습 모델은 다양하게 개설되는 프로그래밍 언어 관련 교육과정에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 보인다. 다만 이러한 다양한 학습 방법이 섞인 교수ㆍ학습 모델을 실제 적용하기 위해서는 보다 많은 시간을 수업에 투자할 수 있는 환경이 갖추어지기를 기대한다.
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