[논문]공학전공수업에서 플립드 러닝(Flipped Learning) 적용을 위한 설계모형 탐색

임경화; 김태현

doi:10.14702/jpee.2014.077

초록
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최근 플립드 러닝에 대한 교육분야에서의 관심이 고조됨에 따라 플립드 러닝을 적용해 보고자 하는 공과대학 소속 교수들은 점차 증가 추세에 있다. 그러나 플립드 러닝을 운영하기 위한 수업설계 관련 선행연구는 많지 않다. 이에 본 연구는 공과대학 전공수업에서 플립드 러닝 운영 사례를 기반으로 플립드 러닝 설계 모형을 제안하고자 한다. 이를 위해 메카트로닉스공학과의 기계진동학 교과목을 플립드 러닝으로 운영하였다. 본 연구의 결과는 공과대학 이론중심 교과목의 플립드 러닝 교수법 적용 및 수업설계에 있어 실천적 가이드라인을 제시해 주는데 연구의 의의가 있겠다.

Abstract ▼ AI-Helper

As the interests in the flipped learning has recently been increased in the educational field, the number of engineering professors has tended to apply the flipped learning method to their classes. However there has been few research which guide to design engineering courses applying the flipped lea...

As the interests in the flipped learning has recently been increased in the educational field, the number of engineering professors has tended to apply the flipped learning method to their classes. However there has been few research which guide to design engineering courses applying the flipped learning method. This study aims to suggest an instructional design model for the flipped learning according to the case of applying the flipped learning method to an engineering course, "Mechanical Vibrations". This study provides practical guidelines for engineering professors to design their theory oriented courses applying the flipped learning method.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 현재 플립드 러닝 관련 선행연구들에서는 결과 중심의 운영 사례를 주로 보고하고 있어 플립드 러닝의 수업설계에 대한 구체적인 가이드라인을 제시해 주지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 공과대학에서 플립드 러닝으로 운영한 사례를 기반으로 플립드 러닝 설계 모형을 제안하고자 한다. 본 연구의 결과는 공과대학에서 플립드 러닝 교수방법을 적용하기 위한 교수자들에게 실천적인 시사점을 제공해 주리라 기대한다.
본 연구에서는 사후 학습활동에 해당하는 After-class의 활동은 학습자가 스스로 복습을 할 수 있는 환경을 이러닝으로 제공하는데 초점이 있었다. 제공된 이러닝 자료를 통해 수준별 학습을 수행하게 되었고, 추가적인 질의응답을 교수자에게 질의하는 형태로 운영되었다.

제안 방법

본 연구에서 적용된 수업은 4주간의 하계 계절학기로 수행된 ‘기계진동학’으로 3명의 수강생이 있었다. 매주 4회(월, 화,수,목) 3시간 연속 강의를 하면서, 3시간 수업에 해당하는 동영상을 매번 사전학습(Pre-Class)에 제공하였다. 비교적 적은 학생과 짧은 기간의 적용이기 때문에 기술통계값으로 효과성을 대변하기는 어렵지만, 참여하였던 대부분의 학습자가 수업방식에 대한 만족도가 높았다.
본 연구에서 제안하는 플립드 러닝 수업설계 모형은 일반적인 교수설계 모형인 ADDIE 모형의 절차에 따라 분석, 설계 및 개발, 실행, 평가의 단계로 이루어진다. 사전 요구분석을 통해 학습자들이 해당 교과목의 교육목표를 달성하는데 플립드 러닝 교수법이 적절한지 파악해야 한다.
본 연구에서는 아래 그림 4와 같이 이러닝으로 개발된 강의 콘텐츠로 선행학습을 실시하였다. 학습자들이 개별학습을 수행하고 난 후에 교수자에게 질의할 질문을 작성하고, 수업 전에 교수자에게 제출하도록 하였다.
본 연구에서는 아래 그림 4와 같이 이러닝으로 개발된 강의 콘텐츠로 선행학습을 실시하였다. 학습자들이 개별학습을 수행하고 난 후에 교수자에게 질의할 질문을 작성하고, 수업 전에 교수자에게 제출하도록 하였다. 교수자는 LMS시스템에서 사전학습 여부를 확인할 수 있었으며, 질문의 질적 수준으로 학습자들의 학습정도를 파악하게 되었다.

대상 데이터

본 연구에 적용된 수업사례는 ‘기계진동학’의 메카트로 닉스공학과의 전공 계절학기 수업으로 수강인원은 3명이 다.
본 연구에서 적용된 수업은 4주간의 하계 계절학기로 수행된 ‘기계진동학’으로 3명의 수강생이 있었다.

이론/모형

일반적으로 기계진동학 교과목은 관련 학사교과목에서 난이도가 가장 높은 공학교과목 중의 하나이다. 사전학습 (Pre-Class)에서 사용된 e-Learning 강의내용은 동일교과목으로 기개발된 e-Learning 콘텐츠를 사용하였다. 기개발된 eLearning 콘텐츠의 경우 플립드 러닝용으로 개발된 콘텐츠는 아니지만 전체적인 내용은 거의 유사하게 구성되었으며, 본강의 주차별 순서와 상이하여 수강하는 시기에 대한 재조정이 있었다.

성능/효과

본 연구에서 수행된 공과계열 수업에서의 플립드 러닝의 우수한 점은 무엇보다도 교수자와 학습자간의 1:1 상호작용 시간이 증가했다는 점을 들 수 있다. 수업 전, 수업 후의 활동 에서는 LMS시스템을 통한 상호작용과 많은 피드백이 오갔고, 수업 도중에는 학습자가 준비해온 개별질문을 중심으로한 상호작용이 있었다.
이때 기술, 기능적인 지원도 필요하겠지만 보다 심층된 교수학습방법에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다. 본 연구에서 제시한 사례에서도 교수자의 일방적인 강의가 일정부분 제공되었는데, 이는 학습자의 요구와 내용특성에 따라 최적화하여 제공된 수업형 태로서, 비록 플립드 러닝에서 제안하는 일반적인 요건과 다소 어긋나 있지만 성공적인 수업사례로 볼 수 있겠다. 따라서 플립드 러닝이 대학교육에 정착이 되기 위해서는 학습환 경, 학습유형, 전공유형 등 다양한 환경상황에 따라 적응적 플립드 러닝 방식이 제시되어야 할 것이며, 플립드 러닝으로 종료된 시점에서 다음 수업을 위한 개선점을 찾아내는 방식 으로 운영되어야 할 것이다.

후속연구

따라서 본 연구에서는 공과대학에서 플립드 러닝으로 운영한 사례를 기반으로 플립드 러닝 설계 모형을 제안하고자 한다. 본 연구의 결과는 공과대학에서 플립드 러닝 교수방법을 적용하기 위한 교수자들에게 실천적인 시사점을 제공해 주리라 기대한다.
현재 플립드 러닝은 효과성에 대한 기대는 예상되지만, 이를 효과적으로 활용하기 위해 다양한 분야와 영역에서 양적, 질적연구가 수행되어야 할 것이다. 이때 기술, 기능적인 지원도 필요하겠지만 보다 심층된 교수학습방법에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다. 본 연구에서 제시한 사례에서도 교수자의 일방적인 강의가 일정부분 제공되었는데, 이는 학습자의 요구와 내용특성에 따라 최적화하여 제공된 수업형 태로서, 비록 플립드 러닝에서 제안하는 일반적인 요건과 다소 어긋나 있지만 성공적인 수업사례로 볼 수 있겠다.
따라서 플립드 러닝이 대학교육에 정착이 되기 위해서는 학습환 경, 학습유형, 전공유형 등 다양한 환경상황에 따라 적응적 플립드 러닝 방식이 제시되어야 할 것이며, 플립드 러닝으로 종료된 시점에서 다음 수업을 위한 개선점을 찾아내는 방식 으로 운영되어야 할 것이다. 향후 정규학기에 유사한 플립드 러닝 모델을 적용하여, 탐색된 모델을 검증할 계획이다.
현재 플립드 러닝은 효과성에 대한 기대는 예상되지만, 이를 효과적으로 활용하기 위해 다양한 분야와 영역에서 양적, 질적연구가 수행되어야 할 것이다. 이때 기술, 기능적인 지원도 필요하겠지만 보다 심층된 교수학습방법에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대학에서 플립드 러닝을 적용한 사례는 무엇이 있는가?	대학에서 플립드 러닝을 적용한 사례는 벤틀리대학의 정보공학입문[3], 마이애미대학의 소프트웨어공학[4], 미주리 대학의 유전학과 일반 생물학[15], 그리고 미시간대학의 미적분학[16] 등을 통해 살펴볼 수 있다[14]. 국내공과대학에 서의 플립드 러닝은 초기 시범적용을 통한 교육적 효과가 검증되면서 확산적용의 시기로 접어들고 있다.
	플립드 러닝은 어떤 수업유형으로 볼 수 있는가?	플립드 러닝은 교육 테크놀로지를 활용하여 전통적인 수업방식의 변화를 통해 학생들의 학습을 촉진시키기 위한 목적으로 Bergmann과 Sams에 의해 시도되었다[7]. 이는 기존의 교수자 중심 수업방식의 패러다임에서 학습자 중심으로의 전환과정에서 시도되었던 수업유형으로 볼 수 있는데, 수업의 과정을 분절하여 진행된다는 의미에서 진화된 블렌디드 러닝(Blended-Learning)으로 보는 입장도 있다.
	플립드 러닝이란?	플립드 러닝의 개념에 대한 선행연구들을 요약하면, 플립드 러닝은 교실수업에서 이루어지던 교수자의 강의내용을 동영상 위주의 멀티미디어 자료로 제작 및 제공하여 수업 전에 사전학습을 하고 수업에서는 토론, 퀴즈풀이, 문제해결에 적용 등의 활동을 수행하는 수업방식으로 정리할 수 있다. 교수자의 수업이 시작되기 전에 사전에 학습자 스스로 학습을 수행하는 선행학습이 플립드 러닝의 핵심요소로 볼 수 있지만, 이미 교육분야에서는 예습의 효과성에 대한 연구가 오래 전부터 보고 되어 왔다[8-10].

참고문헌 (17)

M. K. Lee, "Case study on effects and signification of flipped classroom," The Journal of Korean Education, vol. 41, no. 1, pp. 87-116, Apr. 2014.
S. Bates and R. Galloway, "The inverted classroom in a large enrolment introductory physics course: a case study," in Proceedings of the Higher Education Academy STEM Conference, London, UK, 2012.
M. Frydenberg, "Flipping excel," Information Systems Education Journal, vol. 11, no. 1, pp. 63-73, 2013.
G. C. Gannod, J. E. Burge, and M. T. Helmick, "Using the inverted classroom to teach software engineering," in Proceedings of the 30th International Conference on Software Engineering, Leipzig, pp. 777-786, 2008.
L. W. Johnson and J. D. Renner, "Effect of the flipped classroom model on a secondary computer applications course: Student and teacher perceptions, questions and student achievement (Unpublished doctoral dissertation)," University of Louisville, Louisville, KY, 2012.
C. I. Lim, "Instructional design for flipped learning," in Proceedings of the Smart Education Conference Festival, Seoul, pp. 17-21, 2014.
J. Bergmann and A. Sams, Flip Your Classroom: Reach Every Student in Every Class Every Day. Washington, DC: International Society for Technology in Education, 2012.
J. K. Park and S. G. Noh, "Application of instruction consulting to improve the elementary preservice teachers' professionalism for inquiry-based class," Journal of Korean Elementary Science Education, vol. 30, no. 2, pp. 152-161, 2011.
H. J. Oh and W. K. Gu, "Scholastic improvement in mathematics learning resulting from changes in attribution through structural preparations by counseling and assignment projects suitable for an individuals' ability," Journal of the Korean School Mathematics Society, vol. 2, no. 1, pp. 15-30, 1999.
Y. J. Han, "Study on effect of self-learning in home economics education through preparation," Research for Home Economics, vol. 4, pp. 65-73, 1979.
O. Geon, J. Lee, Y. Bae, Y. Kim, H. Kim, K. O, and S. Jang, "Development of a flipped learning teaching model: Focused on the application cases to a calculus course," in Proceedings of the Korean Society Union related to Mathematical Education, Seoul, pp. 91-111, 2013.
J. Y. Jung, "The flipped learning teaching case applied the change model," in Proceedings of E-Learning Match Point Conference 23, Seoul, pp. 39-79, 2014.
D. Y. Lee, "Research on developing instructional design models for flipped learning," The Journal of Digital Policy & Management, vol. 11, no. 12, pp. 83-92, Dec. 2013.
C. Lim, S. Kim, J. Lee, H. Kim, and H. Han, "The comparison of design and application of flipped learning in higher education," in Proceedings of the Korean Society for Educational Technology, Seoul, pp. 396-406, 2014.
B. B. Stone, "Flip your classroom to increase active learning and student engagement," 2012. Available: http://www.uwex.edu/disted/conference/Resource_library/proceedings/56511_2012.pdf.
D. Berrett, "How 'Flipping' the classroom can improve the traditional lecture," The Chronicle of Higher Education, vol. 19, 2012.
T. Lee, " The education innovation according to e-learning," in Proceedings of the Conference on Korean As-Sociation for Educational Information and Media, Seoul, 2014.

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