공학교육에서의 개념학습을 위한 온라인 학습 커뮤니티의 설계와 탐구활동 지원도구의 평가 Design of Online Learning Community for Conceptual Learning in Engineering Education and the Evaluation of the Inquiry Activity Supporting Tools원문보기
공학교육에 적용할 목적으로 효율적이고 정확한 개념 습득을 위한 탐구기반 개념학습 모형을 도입하고 이를 지원하는 탐구활동 지원도구를 개발하였다. 또한 이를 실제 교육현장에 적용하기 위하여 Windows 웹기반 응용프로그램인 온라인 학습 커뮤니티를 구축하였다. 여기에는 탐구기반 개념학습의 수업절차를 수행할 수 있도록 탐구활동 메뉴, 구성원 간의 커뮤니케이션 지원 기능, 정보공유 기능, 수업 및 탐구활동 스케쥴링 기능, 멘토링 기능, 온라인 활동 평가 기능 등이 포함되었다. 본 연구에서는 도출된 탐구활동 지원도구의 유용성을 검증하고 탐구활동 지원도구가 공학교육에서의 탐구기반 개념학습에 미치는 영향을 실험연구를 통하여 조사하고자 하였다. 실험연구 결과, 실험집단에게 탐구활동 지원도구를 오프라인 및 온라인으로 제공함으로써 비교집단에 비해 높은 메타인지와 효율적인 학습 수행을 지원하는 것이 가능하였으며 탐구활동을 촉진시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 학습자들의 개념이해능력에 있어서 탐구기반 개념학습의 수업절차, 탐구활동 지원도구, 교수자의 지원활동이 적용된 실험집단이 유의미한 차이를 보이는 것을 확인하였다.
공학교육에 적용할 목적으로 효율적이고 정확한 개념 습득을 위한 탐구기반 개념학습 모형을 도입하고 이를 지원하는 탐구활동 지원도구를 개발하였다. 또한 이를 실제 교육현장에 적용하기 위하여 Windows 웹기반 응용프로그램인 온라인 학습 커뮤니티를 구축하였다. 여기에는 탐구기반 개념학습의 수업절차를 수행할 수 있도록 탐구활동 메뉴, 구성원 간의 커뮤니케이션 지원 기능, 정보공유 기능, 수업 및 탐구활동 스케쥴링 기능, 멘토링 기능, 온라인 활동 평가 기능 등이 포함되었다. 본 연구에서는 도출된 탐구활동 지원도구의 유용성을 검증하고 탐구활동 지원도구가 공학교육에서의 탐구기반 개념학습에 미치는 영향을 실험연구를 통하여 조사하고자 하였다. 실험연구 결과, 실험집단에게 탐구활동 지원도구를 오프라인 및 온라인으로 제공함으로써 비교집단에 비해 높은 메타인지와 효율적인 학습 수행을 지원하는 것이 가능하였으며 탐구활동을 촉진시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 학습자들의 개념이해능력에 있어서 탐구기반 개념학습의 수업절차, 탐구활동 지원도구, 교수자의 지원활동이 적용된 실험집단이 유의미한 차이를 보이는 것을 확인하였다.
The previously developed practical inquiry activity supporting tools, deduced from the design principles and implementation principles based on the study of precedent researches and theories, applicable to conceptual learning in engineering education were implemented to an on-line learning community...
The previously developed practical inquiry activity supporting tools, deduced from the design principles and implementation principles based on the study of precedent researches and theories, applicable to conceptual learning in engineering education were implemented to an on-line learning community, a web-based Windows application, to find out its effectiveness in actual classroom situation through experimental research. The On-line learning community includes the inquiry activity menu to implement learning procedure of inquiry based conceptual learning, the functions supporting the communication among participants, the information sharing function, the scheduling function of class and inquiry activity, the mentoring function, and the evaluation of on-line activities of learners. Experimental study were also conducted in order to analyze the effects of inquiry activity supporting tools on inquiry based conceptual learning in engineering education.
The previously developed practical inquiry activity supporting tools, deduced from the design principles and implementation principles based on the study of precedent researches and theories, applicable to conceptual learning in engineering education were implemented to an on-line learning community, a web-based Windows application, to find out its effectiveness in actual classroom situation through experimental research. The On-line learning community includes the inquiry activity menu to implement learning procedure of inquiry based conceptual learning, the functions supporting the communication among participants, the information sharing function, the scheduling function of class and inquiry activity, the mentoring function, and the evaluation of on-line activities of learners. Experimental study were also conducted in order to analyze the effects of inquiry activity supporting tools on inquiry based conceptual learning in engineering education.
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문제 정의
여기에는 탐구기반 개념학습의 수업절차를 수행할 수 있도록 탐구활동 메뉴, 구성원 간의 커뮤니케이션 지원 기능, 정보공유 기능, 수업 및 탐구활동 스케쥴링 기능, 멘토링 기능, 온라인 활동 평가 기능 등이 포함되었다. 본 연구에서는 도출된 탐구활동 지원도구의 유용성을 검증하고 탐구활동 지원도구가 공학교육에서의 탐구기반 개념학습에 미치는 영향을 실험연구를 통하여 조사하고자 하였다. 실험연구 결과, 실험집단에게 탐구활동 지원도구를 오프라인 및 온라인으로 제공함으로써 비교집단에 비해 높은 메타인지와 효율적인 학습 수행을 지원하는 것이 가능하였으며 탐구활동을 촉진시킬 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서는 효율적이고 올바른 개념 습득이 중요시되는 공학교육에 적합한 탐구기반 개념학습 모형을 도입하고 이를 지원하는 탐구활동 지원도구와 탐구기반 개념학습의 세부절차를 도출하였다. 본 연구의 목적은 도출된 탐구활동 지원도구를 적용한 온라인 학습 커뮤니티를 개발하고 이를 실제 교육현장에 적용하여 지원도구의 유용성을 검증하고 개념학습에 미치는 영향을 조사하는 것이다.
본 연구에서는 효율적이고 올바른 개념 습득이 중요시되는 공학교육에 적합한 탐구기반 개념학습 모형을 도입하고 이를 지원하는 탐구활동 지원도구와 탐구기반 개념학습의 세부절차를 도출하였다. 본 연구의 목적은 도출된 탐구활동 지원도구를 적용한 온라인 학습 커뮤니티를 개발하고 이를 실제 교육현장에 적용하여 지원도구의 유용성을 검증하고 개념학습에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 설계연구를 통해 개발된 탐구활동 지원도구를 실제로 공학교육 현장에 적용하여 탐구기반 개념학습이 학습결과(개념이해능력, 탐구능력, 학습자 만족도)에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 알아보았다.
탐구기반 개념학습을 위한 온라인 학습 커뮤니티는 온라인 서버를 이용하여 교수자와 학습자가 언제 어디서나 쉽게 접근하여 학습활동을 수행함으로써 시공간적 제약을 없애고 효과적인 학습을 가능하게 하는 목적으로 개발되었다. 이외에도 학습참여자 간의 상호작용을 증대시키고 적절한 시기에 학습자들의 학습 진행 상황을 분석할 수 있도록 하는 수단을 제공하기 위하여 설계되었다.
탐구기반 개념학습을 위한 온라인 학습 커뮤니티는 온라인 서버를 이용하여 교수자와 학습자가 언제 어디서나 쉽게 접근하여 학습활동을 수행함으로써 시공간적 제약을 없애고 효과적인 학습을 가능하게 하는 목적으로 개발되었다. 이외에도 학습참여자 간의 상호작용을 증대시키고 적절한 시기에 학습자들의 학습 진행 상황을 분석할 수 있도록 하는 수단을 제공하기 위하여 설계되었다.
학습자들의 온라인 활동도를 측정하고 이를 평가에 반영하는 시스템은 온라인 학습 커뮤니티에 대한 활용도를 높이기 위한 중요한 수단이다. 학습자들의 로그인, 글 게시, 자료 업로드, 팀 컨퍼런스 수행, 성찰 활동 등 활동마다 적절한 점수를 부여하여 시스템이 자동적으로 총점을 계산하도록 하고 이를 개인정보에 기록함으로써 학습자에게 온라인 활동을 독려하고 평가의 준거를 마련할 목적으로 구성된 기능이다. 또한 정해진 기한 내에 제출하도록 지정된 과제물 및 학습활동에 대하여 기한 준수 여부에 따라 점수가 부여되어 적절한 시기에 학습이 진행될 수 있도록 책임감을 고취시키는 기능도 제공한다.
탐구기반학습/개념학습에 대한 사전경험 검사는 5단계 리커드 척도의 설문지를 통해 학습자들에게 유사한 형태의 학습경험이 있는지를 조사하였다. 학습태도 검사는 학습자들이 학습에 임하는 기본적인 태도를 검사할 목적으로 실시하였다. 검사지는 Heo(1998)가 사용한 자기조절 학습전략 검사지를 참조하여 5단계 리커드 척도로 검사 문항이 개발되었다.
제안 방법
92였다. 검사 도구는 탐구기반 개념학습 결과에 대한 만족도와 탐구기반 개념학습 과정 및 절차에 대한 만족도 등 2개의 범주로 분류하고 5단계 리커드 척도로 작성하였다.
개념이해능력은 윤찬경과 박종원(2006)이 개발한 개념이해능력 평가법에 따라 학습내용에 관련된 문제를 교수자가 출제하였다. 검사지는 7가지 유형별로 각 1문제씩 출제하여 총 7문항으로 구성되었다. 각 문항별 3점 만점으로 평가하여 총점은 21점이었다.
공학교육에 적용될 탐구기반 개념학습이 탐구활동 지원도구의 제공 여부에 따라 학습결과에 유의미한 차이가 있는지 알아보기 위해 사후검사를 실시하였다. 사후검사에서는 학습자의 ‘개념이해능력 검사’, ‘탐구능력 검사’, ‘학습자 만족도 검사’를 실시하였다.
공학교육에 적용할 목적으로 효율적이고 정확한 개념 습득을 위한 탐구기반 개념학습 모형을 도입하고 이를 지원하는 탐구활동 지원도구를 개발하였다. 또한 이를 실제 교육현장에 적용하기 위하여 Windows 웹기반 응용프로그램인 온라인 학습 커뮤니티를 구축하였다.
공학교육에서의 탐구기반 개념학습에 대한 학습자 만족도를 알아보기 위하여 탐구기반 개념학습 결과에 대한 만족도와 탐구기반 개념학습 과정 및 절차에 대한 만족도를 조사하였다. 실험집단과 비교집단 간의 각 만족도 검사 점수에 대한 결과는 Table 8과 같다.
이 항목은 설계원리 중 ‘개념의 심층적 구조 시각화’, ‘개념의 맥락적 인식 지원’, ‘추상적 개념과 실제문제 링크지원’ 원리에 따라 학습자들이 이해하고 있는 개념을 비유적 표현, 그림/그래프/도표 등의 다양한 방식의 자료를 사용하여 실제 현상과 연관시켜 표현하였다. 또한 심층적인 개념 구조를 노출하여 토론 과정에서 학습자 간에 비교하도록 하였다. ‘그림/기호/도표 이해 및 표현’ 문항에 대해서도 같은 설계원리가 적용되었으며 이러한 탐구활동 지원도구가 적용된 실험집단의 경우 비교집단에 비하여 좀 더 많은 자료를 활용한 것으로 판단된다.
또한 이 탐구활동 지원도구를 실제 수업에 적용하기 위하여 총 12단계의 탐구기반 개념학습 세부절차를 도출하였다. 세부 절차는 도입, 문제 제시, 선개념 파악, 인지갈등 수립, 문제의 구조화, 정보 전략 수립, 정보 탐색 및 분석, 가설적 개념 도입, 가설적 개념 검증, 해결안 정리, 결과 발표, 학습 평가로 구성되었다.
공학교육에 적용할 목적으로 효율적이고 정확한 개념 습득을 위한 탐구기반 개념학습 모형을 도입하고 이를 지원하는 탐구활동 지원도구를 개발하였다. 또한 이를 실제 교육현장에 적용하기 위하여 Windows 웹기반 응용프로그램인 온라인 학습 커뮤니티를 구축하였다. 여기에는 탐구기반 개념학습의 수업절차를 수행할 수 있도록 탐구활동 메뉴, 구성원 간의 커뮤니케이션 지원 기능, 정보공유 기능, 수업 및 탐구활동 스케쥴링 기능, 멘토링 기능, 온라인 활동 평가 기능 등이 포함되었다.
71이었다. 사전검사에서 실시한 탐구능력 검사를 사후검사에서 다시 실시하여 학습 전후의 변화에 대해 검사하였다. 검사지는 사전검사와 동일한 것을 사용하였으나, 학습자들에게 학습 전후의 변화 여부에 유의하여 검사에 응답하도록 하였다.
본 연구의 목적은 도출된 탐구활동 지원도구를 적용한 온라인 학습 커뮤니티를 개발하고 이를 실제 교육현장에 적용하여 지원도구의 유용성을 검증하고 개념학습에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 설계연구를 통해 개발된 탐구활동 지원도구를 실제로 공학교육 현장에 적용하여 탐구기반 개념학습이 학습결과(개념이해능력, 탐구능력, 학습자 만족도)에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 알아보았다. 이를 위해 실시한 실험 연구를 통해 얻어진 결과를 분석, 종합, 정리하여 기술하였다.
실험연구의 독립변수는 탐구활동 지원도구의 제공 여부이며, 조사한 종속변수는 탐구활동 지원도구의 제공 여부에 따른 개념이해능력, 탐구능력, 학습자 만족도이다. 실험설계는 다음 Table 3과 같이 사전검사와 사후검사를 통하여 독립변수인 탐구활동 지원도구의 적용 전후에 나타나는 종속변수의 변화를 살펴볼 수 있도록 하였다.
실험연구의 독립변수는 탐구활동 지원도구의 제공 여부이며, 조사한 종속변수는 탐구활동 지원도구의 제공 여부에 따른 개념이해능력, 탐구능력, 학습자 만족도이다. 실험설계는 다음 Table 3과 같이 사전검사와 사후검사를 통하여 독립변수인 탐구활동 지원도구의 적용 전후에 나타나는 종속변수의 변화를 살펴볼 수 있도록 하였다.
이 항목은 설계원리 중 ‘개념의 심층적 구조 시각화’, ‘개념의 맥락적 인식 지원’, ‘추상적 개념과 실제문제 링크지원’ 원리에 따라 학습자들이 이해하고 있는 개념을 비유적 표현, 그림/그래프/도표 등의 다양한 방식의 자료를 사용하여 실제 현상과 연관시켜 표현하였다.
설계연구를 통해 개발된 탐구활동 지원도구를 실제로 공학교육 현장에 적용하여 탐구기반 개념학습이 학습결과(개념이해능력, 탐구능력, 학습자 만족도)에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 알아보았다. 이를 위해 실시한 실험 연구를 통해 얻어진 결과를 분석, 종합, 정리하여 기술하였다.
탐구기반학습/개념학습에 대한 사전경험 검사는 5단계 리커드 척도의 설문지를 통해 학습자들에게 유사한 형태의 학습경험이 있는지를 조사하였다. 학습태도 검사는 학습자들이 학습에 임하는 기본적인 태도를 검사할 목적으로 실시하였다.
탐구능력 검사는 학습자 스스로 간편하게 실시할 수 있는 강명희와 한연선(2000)의 탐구능력지수 검사지(Inquiry Quotient Inventory : IQI)를 수정하여 체크리스트로 작성되었다. 학습 내용 관련 배경지식 검사는 공과대학 교수자가 실험연구에서 적용된 수업 내용과 관련된 4지선다형 10개의 문항을 직접 개발하여 실시하였다.
탐구활동 지원도구를 제공한 학습자 집단인 실험집단과 제공하지 않은 학습자 집단인 비교집단에 대하여 유용성 평가를 위한 실험을 실시하였다. 실험연구는 2009년 1학기에 총 8주간 실시되었으며 대상은 H 대학교 공과대학에서 ‘포토닉스재료’과목을 수강하는 학부 4학년 학생 27명이었으며 이 중 실험집단은 15명, 비교집단은 12명으로 구성되었다.
탐구활동 지원도구의 제공이 학습자 만족도에 미치는 영향을 규명하기 위해 탐구활동 결과와 과정 및 절차에 대한 검사를 실시하였다. 이 검사의 신뢰도 Cronbach α는 각각 .
탐구활동 지원도구의 제공이라는 독립변수가 개념이해능력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 7가지 유형별 개념이해능력에 대한 검사를 실시하였다. 개념이해능력은 윤찬경과 박종원(2006)이 개발한 개념이해능력 평가법에 따라 학습내용에 관련된 문제를 교수자가 출제하였다.
탐구능력 검사는 학습자 스스로 간편하게 실시할 수 있는 강명희와 한연선(2000)의 탐구능력지수 검사지(Inquiry Quotient Inventory : IQI)를 수정하여 체크리스트로 작성되었다. 학습 내용 관련 배경지식 검사는 공과대학 교수자가 실험연구에서 적용된 수업 내용과 관련된 4지선다형 10개의 문항을 직접 개발하여 실시하였다.
대상 데이터
실험연구는 2009년 1학기에 총 8주간 실시되었으며 대상은 H 대학교 공과대학에서 ‘포토닉스재료’과목을 수강하는 학부 4학년 학생 27명이었으며 이 중 실험집단은 15명, 비교집단은 12명으로 구성되었다.
실험연구는 2009년 1학기에 총 8주간 실시되었으며 대상은 H 대학교 공과대학에서 ‘포토닉스재료’과목을 수강하는 학부 4학년 학생 27명이었으며 이 중 실험집단은 15명, 비교집단은 12명으로 구성되었다. 실험집단과 비교집단의 선정은 무작위적으로 실시하였으며, 팀 활동을 위하여 4～5명씩 팀을 구성하였다. 실험집단과 비교집단에 대한 처치는 Fig.
온라인 학습 커뮤니티의 개발과 검증은 2008년 12월부터 2009년 3월까지 4개월간 수행되었다. 탐구활동 지원도구는 교육현장에 적용하여 학습자와 교수자의 반응을 통해 탐구기반 개념학습의 세부절차를 수정·보완하고, 탐구활동 지원도구가 적용된 온라인 학습 커뮤니티에서 제공하는 각종 기능들을 개선하는 과정을 거쳐 개발되었다.
탐구활동 지원도구는 교육현장에 적용하여 학습자와 교수자의 반응을 통해 탐구기반 개념학습의 세부절차를 수정·보완하고, 탐구활동 지원도구가 적용된 온라인 학습 커뮤니티에서 제공하는 각종 기능들을 개선하는 과정을 거쳐 개발되었다. 이와 같은 개발과정은 H 대학교 공과대학에서 4학년 학생 27명을 대상으로 2009년도 1학기 중 3월에 4주 동안 실시하였다.
데이터처리
사전검사와 사후검사에서 실시된 모든 검사지의 신뢰도를 검정하기 위하여 문항 내적 합치도 Cronbach α 계수를 확인하였다. 또한 사전검사에서는 실험집단과 비교집단의 동질성 검정을 위해 t-검정을 실시하였다. 탐구능력, 학습내용 관련 배경지식, 탐구기반학습/개념학습에 대한 사전경험, 학습태도 검사에 대한 신뢰도 계수 Cronbach α는 각각 .
사전검사와 사후검사에서 실시된 모든 검사지의 신뢰도를 검정하기 위하여 문항 내적 합치도 Cronbach α 계수를 확인하였다.
실험집단과 비교집단 간의 탐구능력 점수에 대한 평균과 표준편차 및 t-검정 결과를 사전검사와 사후검사에 모두 실시하였다. 그 결과는 Table 7과 같다.
성능/효과
탐구활동 지원도구가 적용된 실험집단과 적용되지 않은 비교집단의 개념이해능력은 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 개념이해능력 검사와 사전검사 결과로부터 우수한 학습자들은 탐구활동 지원도구의 제공 여부와 상관없이 높은 개념이해능력을 보이는 반면, 학습태도가 소극적이며 학업의지가 약한 학습자들에게 탐구활동 지원도구를 제공하는 것이 개념학습에 더 큰 효과가 있었다. 이는 학습자들이 적극적으로 탐구활동과 토론에 참여하는 과정에서 학습자 스스로 오개념을 인지하도록 한 전략이 효과가 있었음을 시사한다.
검사 결과, 실험집단이 비교집단에 비하여 평균 2.02 높게 나타났으며, t 값이 1.883(p＝.071)으로 α＝.10 수준에서 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
검사 결과를 종합하면, 실험집단이 유형별 개념이해능력에서 상대적으로 높은 점수를 기록한 것은 제공된 탐구활동 지원도구가 효과성이 있다는 것을 시사한다.
두 집단은 공통적으로 탐구기반 개념학습이라는 수업방법에 만족하고 논리적으로 안내된 탐구문제나 인지갈등유발 문제가 개념학습을 위하여 효과적이라고 평가하였다. 또 팀 구성이나 팀원 간의 커뮤니케이션에 대하여 만족하는 것으로 나타났다. 반면 학습절차의 현실성, 다른 팀 혹은 교수자와의 커뮤니케이션, 평가 방식에 대하여 상대적으로 낮은 만족도를 나타냈다.
또한 실험집단은 비교집단에 비해 탐구문제의 해결 결과에 대한 만족도, 탐구기반 개념학습의 수업절차에 대한 만족도, 학습 효율성 및 습득된 개념적 지식의 양과 질에 대한 만족도, 수업절차의 효율성, 팀원 간 상호작용에 대한 만족도, 학습절차의 개념학습에 대한 적절성, 임시적 답변에 대응하여 제시된 인지갈등유발 문제의 효과성 등에 대한 만족도가 높은 것으로 나타났다. 반면, 학습절차의 현실성, 다른 팀 혹은 교수자와의 커뮤니케이션, 평가 방식에 대하여 상대적으로 낮은 만족도를 나타내었다.
실험연구 결과, 실험집단에게 탐구활동 지원도구를 오프라인 및 온라인으로 제공함으로써 비교집단에 비해 높은 메타인지와 효율적인 학습 수행을 지원하는 것이 가능하였으며 탐구활동을 촉진시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 학습자들의 개념이해능력에 있어서 탐구기반 개념학습의 수업절차, 탐구활동 지원도구, 교수자의 지원활동이 적용된 실험집단이 유의미한 차이를 보이는 것을 확인하였다.
본 연구의 결과는 토론을 통한 사회적 합의과정과 인지갈등 유발 전략을 적용한 형태의 수업에서 강석진과 노태희(2000)가 얻은 연구결과와 유사한데, 인지갈등유발 전략이 제공되는 수업에서 소극적인 태도를 가지고 언어적 표현에 능하지 않은 학생들이 상대적으로 큰 성과를 보였다. 실험연구에서 제공된 탐구기반 개념학습의 세부절차나 탐구활동 지원도구는 협력적 토론활동과 인지갈등유발 전략을 동시에 제공한 것이므로 이들 두 효과를 분리할 수는 없다.
사전검사 결과와 개념이해능력 결과를 비교·분석해 볼 때, 비교집단 중 개념이해능력에서 우수한 성적을 기록한 학습자들은 탐구활동 지원도구 제공 여부와 무관하게 이미 우수한 학습태도와 탐구능력을 가지고 있었다. 비교집단의 결과를 분석하면, 개념이해능력이 높았던 학습자들은 사전에 우수한 학습태도를 가지고 있었으며 탐구활동 지원도구의 제공 여부와 상관없이 우수한 개념이해능력을 보였다. 반면 실험집단은 비교집단에 비해 균일한 개념이해능력을 보이고 있는데 이는 탐구활동 지원도구가 낮은 개념학습능력을 가진 학습자들에게 더 큰 효과가 있음을 시사한다.
본 연구에서는 도출된 탐구활동 지원도구의 유용성을 검증하고 탐구활동 지원도구가 공학교육에서의 탐구기반 개념학습에 미치는 영향을 실험연구를 통하여 조사하고자 하였다. 실험연구 결과, 실험집단에게 탐구활동 지원도구를 오프라인 및 온라인으로 제공함으로써 비교집단에 비해 높은 메타인지와 효율적인 학습 수행을 지원하는 것이 가능하였으며 탐구활동을 촉진시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 학습자들의 개념이해능력에 있어서 탐구기반 개념학습의 수업절차, 탐구활동 지원도구, 교수자의 지원활동이 적용된 실험집단이 유의미한 차이를 보이는 것을 확인하였다.
실험집단과 비교집단 간의 각 만족도 검사 점수에 대한 결과는 Table 8과 같다. 실험집단의 탐구기반 개념학습 결과에 대한 만족도 점수는 평균 122.5(표준편차 7.24), 비교집단의 자기평가 점수는 평균 115.1(표준편차 4.48)로, 실험집단이 7.4 높게 나타났다. 실험집단의 탐구기반 개념학습 과정 및 절차에 대한 만족도 점수는 평균 174.
4 높게 나타났다. 실험집단의 탐구기반 개념학습 과정 및 절차에 대한 만족도 점수는 평균 174.5(표준편차 14.97), 비교집단의 평가 점수는 평균 167.0(표준편차 11.45)으로, 실험집단이 7.5 높게 나타났다.
유형별 개념이해능력은 7번째 문항인 ‘그림/기호/도표 이해 및 표현’ 문항만 t-검정 결과 t 값은 1.949(p＝.063)로 α＝.10수준에서 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
88)에 비해 크며 우수한 학습자와 그렇지 않은 학습자가 넓게 분포한다. 이 결과는 평균 비교에서 실험집단과 비교집단이 동일한 사전 능력이나 환경을 가지고 있는 것으로 나타났으나, 무선할당으로 구성되었음에도 불구하고 실제 집단은 실험집단이 상대적으로 동질적인 반면 비교집단은 이질적인 특성을 보였다.
탐구기반 개념학습 결과 만족도 검사에서 실험집단의 학습자들은 비교집단에 비해 탐구문제의 해결 결과에 대한 만족도, 탐구기반 개념학습의 교수-학습 절차에 대한 만족도, 학습 효율성 및 습득된 개념적 지식의 양과 질에 대한 만족도가 높은 것으로 나타났다. 반면 기초강의나 팀 구성 등 두 집단이 동일하게 실시한 절차에 대해서는 큰 차이를 보이지 않았다.
탐구기반 개념학습 결과에 대한 만족도는 t-검정 결과 t 값은 3.921(p＝.001)로 α＝.10 수준에서 통계적으로 매우 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다.
탐구기반 개념학습 과정 및 절차 만족도 검사에서 실험집단의 학습자들은 비교집단에 비해 수업절차의 효율성, 팀원 간 상호작용에 대한 만족도, 개념학습에 대한 학습절차의 적절성, 임시적 답변에 대응하여 제시된 인지갈등유발 문제의 효과성 등에 대한 만족도가 높은 것으로 나타났다. 반면 실험집단은 평가방식에 대하여 부정적이었는데, 교수자가 평가에 개입한 비중이 낮은 것에 대한 불만이 있는 것으로 해석된다.
탐구활동 지원도구 제공 여부에 따른 탐구능력의 변화를 알아 본 결과, 탐구활동 지원도구가 적용된 실험집단은 탐구능력에서 매우 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이는 교수자가 제시한 탐구활동에 대한 가이드에 지속적인 자극을 받으면서 탐구능력 수준이 향상된 것으로 보인다.
탐구활동 지원도구가 적용된 실험집단과 적용되지 않은 비교집단의 개념이해능력은 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 개념이해능력 검사와 사전검사 결과로부터 우수한 학습자들은 탐구활동 지원도구의 제공 여부와 상관없이 높은 개념이해능력을 보이는 반면, 학습태도가 소극적이며 학업의지가 약한 학습자들에게 탐구활동 지원도구를 제공하는 것이 개념학습에 더 큰 효과가 있었다.
탐구활동 지원도구를 오프라인 및 온라인에서 학습자들에게 제공함으로써 보다 수준 높은 탐구 결과물을 얻을 수 있었다. 이는 ‘탐구활동’ 메뉴에서 구현되는 수업절차 수행 기능을 통하여 탐구기반 개념학습에서의 인지발달 과정에 대한 학습자의 메타인지를 지원하고, 학습을 효율적이고 수행할 수 있도록 지원함으로써 탐구활동을 향상시킨 결과로 해석된다.
후속연구
본 연구에서 적용한 새로운 형태의 수업방법이 유의미한 효과를 보였으나, 탐구기반 개념학습이 교육현장의 다양하고 세부적인 환경이나 교수자와 학습자의 수준에 상관없이 적용되기 위해서는 수업절차와 지원도구에 대한 광범위한 검증을 거치고 일반화된 포맷으로 정련되어야 한다. 이를 위해서 수업절차를 간소화하고 교수자와 학습자가 투자해야 하는 시간을 줄이면서도 학습효과를 높이는 방안에 대한 연구가 핵심적인 과제라 할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
탐구기반 개념학습을 위한 온라인 학습 커뮤니티는 무엇을 목적으로 개발되었는가?
탐구기반 개념학습을 위한 온라인 학습 커뮤니티는 온라인 서버를 이용하여 교수자와 학습자가 언제 어디서나 쉽게 접근하여 학습활동을 수행함으로써 시공간적 제약을 없애고 효과적인 학습을 가능하게 하는 목적으로 개발되었다. 이외에도 학습참여자 간의 상호작용을 증대시키고 적절한 시기에 학습자들의 학습 진행 상황을 분석할 수 있도록 하는 수단을 제공하기 위하여 설계되었다.
공학교육에서 추구하는 창의적 문제해결과 종합적 설계 능력을 배양하기 위해서는 무엇이 필요한가?
공학교육에서 추구하는 창의적 문제해결과 종합적 설계 능력을 배양하기 위해서는 학습자의 정확한 개념 습득이 필요하며, 개념에 대한 이해를 학습의 최우선 목표로 하여 적극적으로 새로운 교수-학습 방법을 적용하는 ‘개념학습’(Conceptual Learning) (Lightman & Sadler, 1993; Prince & Felder, 2007; Hake, 1998; Laws et al., 1999; Mazur, 1997; Redish, Saul & Steinberg, 1997; Steif, 2003)이 필요하다. 이를 위하여 이론적 탐색과 분석을 통해 학습자 스스로 지식을 습득하는 교수-학습 환경을 제공하는 탐구기반학습(Comeaux & Huber, 2001; Prince & Felder, 2006; Prince & Vigeant, 2006; van Zee et al.
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