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문제 정의
- 지금까지 기존의 선행연구에서는 새로운 모바일 학습 애플리케이션의 개발에 연구주제가 집중되었고, 효과성 검증에 있어서 일반학생을 대상으로 한 연구가 많았다. 본 연구는 수학 학습부진아들을 대상으로 연산학습에서 모바일 애플리케이션 활용의 효과를 밝혀보고자 하였으며 연구결과를 통해 수학 학습부진아의 연산 유창성 향상에 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 이 연구에서 사용된 중재도구는 "스피드 연산게임", "모두의 산수팡" 애플리케이션이며, 이 애플리케이션을 활용하여 연산능력의 유창성이 향상되는가와 수학 학습동기에서 변화가 나타나는가에 대해 살펴보았다.
- 이에 본 연구는 스마트 폰 기반 애플리케이션의 장점을 활용하여 수학 학습부진학생 24명을 대상으로 모바일 애플리케이션 활용이 수학 학습부진아의 연산 유창성과 수학 학습동기에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 이 연구에서 사용된 중재도구는 "스피드 연산게임", "모두의 산수팡" 애플리케이션이며, 이 애플리케이션을 활용하여 연산능력의 유창성이 향상되는가와 수학 학습동기에서 변화가 나타나는가에 대해 살펴보았다.
제안 방법
- This paper is a revised and expanded version of a paper entitled ‘Effect of Math Mobile Applications on Arithmetic Fluency and Learning Motivation of Underachieving Students in Math’ that was presented at the International Symposium on Simulation and Serious Games 2014, Geyongido, Korea, on May 23, 2014.
- 대상 아동들의 연산 유창성과 수학 학습동기를 알아보기 위하여 연구자는 1학년에서 4학년 교육과정에서 적합한 영역 및 내용을 추출하여, 앱의 단계를 선택적으로 활용하였다. 아침자율학습 시간 20분씩 15회기에 거쳐 중재를 실시하였다.
- 모바일 애플리케이션 활용이 수학 학습부진아의 수학 학습동기에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험집단과 비교집단의 사전-사후 동기검사결과를 분석하였다. 변화의 집단 간 차이를 확인하기 위해 공분산분석을 실시하였다.
- 프로그램 투입 전 실험집단과 비교집단의 수학 유창성과 수학 학습동기에 대한 사전검사를 실시하였다. 사전 검사 후 15차시에 걸쳐 실험집단은 모바일 애플리케이션을, 비교집단은 학습지를 활용하였다. 중재가 끝난 후 사후검사로 사전검사와 동형의 수학 유창성 검사와 수학 학습동기검사를 실시했다.
- 실험집단과 비교집단은 동일한 학습난이도, 수업 진도를 따르나 실험집단은 앱을 활용하여 개별로 연산학습을 실시하고, 비교집단은 수학학습지를 활용하여 개별로 연산학습을 실시하였다. 실험집단은 중재과정에서 10분간은 단계별 학습앱, 나머지 10분간을 게임앱을 활용하여 연산과정을 내재화할 수 있도록 하였고, 비교집단은 같은 시간동안 동일한 유형의 문제를 학습지로 학습하였다.
- 실험집단과 비교집단은 동일한 학습난이도, 수업 진도를 따르나 실험집단은 앱을 활용하여 개별로 연산학습을 실시하고, 비교집단은 수학학습지를 활용하여 개별로 연산학습을 실시하였다. 실험집단은 중재과정에서 10분간은 단계별 학습앱, 나머지 10분간을 게임앱을 활용하여 연산과정을 내재화할 수 있도록 하였고, 비교집단은 같은 시간동안 동일한 유형의 문제를 학습지로 학습하였다.
- 대상 아동들의 연산 유창성과 수학 학습동기를 알아보기 위하여 연구자는 1학년에서 4학년 교육과정에서 적합한 영역 및 내용을 추출하여, 앱의 단계를 선택적으로 활용하였다. 아침자율학습 시간 20분씩 15회기에 거쳐 중재를 실시하였다.
- 이 연구의 대상 학생들은 수학학습 애플리케이션을 접해 본 경험이 없는 학생들이었기 때문에 본격적인 중재에 들어가기 전 2회에 걸쳐 애플리케이션 사용 훈련을 실시하였다. 애플리케이션 사용 훈련은 방과 후 교실에서 이루어졌으며 사용자 등록방법, 각 단계별 사용방법, 다음 단계로 넘어가는 방법, 점수를 확인하는 방법, 메인화면으로 돌아가는 방법, 단계별 재학습 및 점수 확인 방법으로 나누어 교사의 시범을 통해 구체적으로 보여주었다.
- 이 연구의 대상 학생들은 수학학습 애플리케이션을 접해 본 경험이 없는 학생들이었기 때문에 본격적인 중재에 들어가기 전 2회에 걸쳐 애플리케이션 사용 훈련을 실시하였다. 애플리케이션 사용 훈련은 방과 후 교실에서 이루어졌으며 사용자 등록방법, 각 단계별 사용방법, 다음 단계로 넘어가는 방법, 점수를 확인하는 방법, 메인화면으로 돌아가는 방법, 단계별 재학습 및 점수 확인 방법으로 나누어 교사의 시범을 통해 구체적으로 보여주었다.
- 사전 검사 후 15차시에 걸쳐 실험집단은 모바일 애플리케이션을, 비교집단은 학습지를 활용하였다. 중재가 끝난 후 사후검사로 사전검사와 동형의 수학 유창성 검사와 수학 학습동기검사를 실시했다. 수학 유창성 검사는 BASA-math 검사를 사용하였으며, 수학학습동기검사는 Keller[17]가 개발한 "The Course Interest Survey"를 박수경[5]이 번안한 것을 이지현[18]이 초등학생 수준과 수학교과목에 맞추어 수정한 수학 학습동기 검사지를 사용하였다.
- 연구 설계는 실험설계(experimental design) 중 통제집단사전·사후검사설계(pretest-posttest control group design)를 사용하였다. 프로그램 투입 전 실험집단과 비교집단의 수학 유창성과 수학 학습동기에 대한 사전검사를 실시하였다. 사전 검사 후 15차시에 걸쳐 실험집단은 모바일 애플리케이션을, 비교집단은 학습지를 활용하였다.
대상 데이터
- 수학 모바일 애플리케이션 활용이 수학 학습부진아의 연산 유창성과 수학 학습동기에 미치는 영향을 알아보기 위하여 본 연구의 대상자로 서울특별시에 소재하고 있는 A초등학교 4학년 수학 학습부진학생 15명, K초등학교 4학년 수학 학습부진학생 15명이 선정되었다. 대상자 30명 중 사전검사결과 동질성 여부를 판단하여 A초등학교 12명을 실험집단, K초등학교 12명을 비교집단으로 선정하였다. 최종 선정된 대상 아동의 나이, 성별, 한국교육과정평가원 초등학교 4학년용 수학진단평가[15] 결과, ACCENT 인지 검사(서울대학교 교육연구소, 2004) 결과, 수학유창성 향상도 측정을 위한 사전 검사인 BASA-math[16] Ⅲ단계 검사 결과는 [Table 1]과 같다.
- 수학 모바일 애플리케이션 활용이 수학 학습부진아의 연산 유창성과 수학 학습동기에 미치는 영향을 알아보기 위하여 본 연구의 대상자로 서울특별시에 소재하고 있는 A초등학교 4학년 수학 학습부진학생 15명, K초등학교 4학년 수학 학습부진학생 15명이 선정되었다. 대상자 30명 중 사전검사결과 동질성 여부를 판단하여 A초등학교 12명을 실험집단, K초등학교 12명을 비교집단으로 선정하였다.
데이터처리
- 모바일 애플리케이션 활용이 수학 학습부진아의 수학 학습동기에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험집단과 비교집단의 사전-사후 동기검사결과를 분석하였다. 변화의 집단 간 차이를 확인하기 위해 공분산분석을 실시하였다.
- 분산의 동질성 검정결과 Levene의 통계량에 대한 유의확률은 .746로 집단 간의 등분산 가정을 충족시키며 사전점수에서 유의한 차이가 있었으므로 공분산분석을 실시하였다. 사전검사 점수를 공변인으로 하여 사후검사 점수의 교정평균을 산출한 결과, 실험집단의 평균(M=45.
- 분산의 동질성 검증 결과 Levene의 통계량에 대한 유의확률은 .80로 나타나 집단간의 등분산 가정을 충족시키며 사전점수에 유의한 차이가 있었으므로 공분산분석을 실행하였다. 모수요인을 집단, 종속변인은 사후 전체동기점수, 공변인은 사전 전체동기점수로 설정하여 프로그램 활용 전과 후의 학습동기 변화에 대한 집단 간 차이를 알아보기 위해 공분산분석을 실시한 결과는 [Table 5]와 같다.
이론/모형
- 수학 유창성 검사는 BASA-math 검사를 사용하였으며, 수학학습동기검사는 Keller[17]가 개발한 "The Course Interest Survey"를 박수경[5]이 번안한 것을 이지현[18]이 초등학생 수준과 수학교과목에 맞추어 수정한 수학 학습동기 검사지를 사용하였다.
- 연구 설계는 실험설계(experimental design) 중 통제집단사전·사후검사설계(pretest-posttest control group design)를 사용하였다.
성능/효과
- 검사결과 실험집단은 BASA-math Ⅲ단계 검사 점수가 모바일 애플리케이션 활용 전 32.25에서 활용 후 45.170으로 증가하였고, 비교집단에서는 32.420에서 학습지활용 후 38.83으로 증가하였다([Table 2]). BASA-math 사전점수를 공변인으로 추정한 사후점수에서는 실험집단이 45.
- 41의 변화가 확인되었다. 동기검사 결과, 실험집단은 동기점수가 상승하였으나, 비교집단은 동기점수가 사전 점수에 비해 다소 하락한 것을 알 수 있다. 또한 사전검사 점수를 공변인으로 추정한 사후검사의 평균점수가 실험집단은 87.
- 둘째, 실험집단과 비교집단에서 실시한 두 학습 방법 모두 연산 유창성이 향상되었으나, 수학학습 동기에서는 앱 사용 집단은 향상된 반면, 학습지를 활용한 비교집단은 오히려 동기점수가 떨어지는 결과를 보였다.
- 25의 변화가 있었다. 비교집단의 경우 사전 동기검사 평균점수가 81.58, 사후 동기검사 평균점수가 80.17로 -1.41의 변화가 확인되었다. 동기검사 결과, 실험집단은 동기점수가 상승하였으나, 비교집단은 동기점수가 사전 점수에 비해 다소 하락한 것을 알 수 있다.
- 이를 통해 사후 연산 유창성 검사결과는 사전 수학 유창성 점수결과에도 영향을 받은 것을 알 수 있다. 사전 연산 유창성 검사의 영향을 통제한 후 교정된 사후 연산 유창성 검사점수의 통계적 유의성을 검정한 결과, F통계값은 4.632, 유의확률은 .043으로 유의수준 .05에 학습방법에 따라 교정된 연산 유창성에 유의한 차이가 있다고 결론을 내릴 수 있다. 연산 유창성 검사 점수의 공변인에 의한 사후점수 추정치가 두 집단 모두 사전점수에 비해 상승했고, 공분산분석을 통한 집단 간 비교에서는 유의수준에서 집단간 차이가 나타났다.
- 746로 집단 간의 등분산 가정을 충족시키며 사전점수에서 유의한 차이가 있었으므로 공분산분석을 실시하였다. 사전검사 점수를 공변인으로 하여 사후검사 점수의 교정평균을 산출한 결과, 실험집단의 평균(M=45.24)과 비교집단의 평균 (M=38.76) 사이의 차이가 커졌음을 알 수 있다. 이와 같은 차이가 통계적으로 유의한지 알아보기 위하여 사전 검사점수를 공변인으로 하고 사후 검사점수를 종속변인으로 하여 공분산분석을 실시한 결과는 다음 [Table 3]과 같다.
- 실험집단과 비교집단의 동기검사 점수를 살펴보면 105점 총점 중 실험집단의 경우 사전 동기검사 평균점수가 75.75, 사후 동기검사 평균점수가 86.00으로 10.25의 변화가 있었다. 비교집단의 경우 사전 동기검사 평균점수가 81.
- 05에 학습방법에 따라 교정된 연산 유창성에 유의한 차이가 있다고 결론을 내릴 수 있다. 연산 유창성 검사 점수의 공변인에 의한 사후점수 추정치가 두 집단 모두 사전점수에 비해 상승했고, 공분산분석을 통한 집단 간 비교에서는 유의수준에서 집단간 차이가 나타났다. 즉 모바일 애플리케이션을 활용한 실험집단이 학습지를 활용한 비교집단보다 수학 유창성 측면에서 더 효과적임을 보여준다.
- 이상의 결과를 종합해보면, 모바일 애플리케이션을 활용한 연산학습이 수학 학습부진아들의 연산유창성과 수학학습동기에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 대부분의 학교 현장에서는 수학 학습부진아들의 연산 유창성을 위한 충분한 연습의 기회를 제공하지 못하고, 보충학습을 실시하더라도 학습지 풀이를 가장 보편적으로 실시하고 있다.
- 이상과 같은 결과에 대해 다음과 같은 논의를 하고자 한다. 첫째, 수학학습앱을 활용하여 수학 학습부진아들이 연산훈련을 한 결과 연산 유창성이 향상된 것은 실험집단의 아동들이 연산학습에 모바일 애플리케이션을 활용하면서 주어진 시간동안 효과적으로 학습에 몰입할 수 있었던 점 때문으로 해석된다. 즉 학습시간 중 실제 학습에 임하는 집중시간이 높았고 같은 시간동안 문제를 해결하는 양도 비교집단보다 훨씬 많았다.
- 또한 수학학습앱은 기초적인 연산부터 시작하여 단계적으로 반복학습을 할 수 있어 학생들로 하여금 수학 학습부진학생들도 연산에 대한 부담감 없이 학습에 접근할 수 있도록 하였다. 특히 중재를 실시하는 동안 한 자리수의 연산에 대한 유창성이 매우 빠르게 향상되는 것을 관찰할 수 있었는데 이를 통해 반복학습을 통한 연산과정의 자동화를 볼 수 있었다. 수학 학습부진아들 가운데는 연산학습을 내재화할 수 있는 반복학습이 잘 되는 않는 경우가 많다.
후속연구
- 하지만 구체적으로 수학적 유창성, 즉 정확성뿐만 아니라 신속성에 초점을 맞추어 중재를 실시한 연구는 찾아보기 힘들다. 따라서, 시간제한 활동을 효과적으로 활용한다면 연산영역의 유창성에 초점을 맞춘 새로운 중재방법을 제시할 수 있을 것이다.
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