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학습장애학생을 위한 문제해결기반 스마트러닝 시스템의 개발 및 적용
Development and Application of a Smart Learning System based on Problem-solving Strategies for Children with Learning Disabilities 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.19 no.2, 2015년, pp.463 - 470  

장한 (Seoul Cheongdeok Elementary School) ,  전우천 (Department of Computer Education, Seoul National University of Education)

초록
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본 논문의 목적은 문제해결전략을 기반으로 하는 스마트러닝시스템을 설계 및 구현하는 것이다. 제안된 시스템은 학습장애아동의 일반능력과 문제해결능력을 향상시키는 것을 목표로 한다. 본 시스템의 특성은 다음과 같다. 첫째, 문제해결전략을 기반으로 일반능력과 문제해결능력을 향상을 위해 개발하였다. 둘째, 스마트 어플리케이션과 SNS를 동시에 활용하는 학습형태로 개발하였다. 셋째, 학업적 자기효능감을 향상을 위한 단계적인 학습을 지향하였다. 본 시스템을 학습장애아동들에게 적용한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학습장애아동의 일반적인 학습능력이 향상되었다. 둘째, 학습장애아동의 문제해결능력이 증진되었다. 셋째, 학습장애아동의 자기효능감과 성취감, 학습에 대한 자신감이 높아졌으며, 정보 활용능력과 정보기기활용능력 또한 향상되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this thesis is to develop and implement a smart learning system based on problem-solving strategy for children with learning disabilities. The proposed system is developed to increase general study ability and problem-solving ability of children with learning disabilities. The propose...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 교육 현장에서 쓰일 수 있는 문제해결전략기반 스마트러닝시스템을 연구·개발한다.
  • 또한 효과적인 일반능력과 문제해결능력 향상을 위하여 문제해결전략에 기반한 스마트러닝시스템을 제안한다. 문제해결전략은 구성주의 이론과 발견학습 이론으로부터 시작되어 Polya의 문제해결과정에서 중요한 부분으로 다뤄지고 있는 문제해결 학습방법이다[1].
  • 본 스마트러닝시스템은 학습장애아동의 학습동기유발과 일반능력 및 문제해결능력의 향상, 학습자의 인지구조와 자아효능감에 대한 긍정적인 효과를 기획의도로 한다. 또한 문제해결전략을 활용한 교육용 어플리케이션이 시장에 거의 존재하지 않는다는 것과 실질적인 학교현장에서 사용할 수 있는 스마트러닝 시스템이라는 점에서, 시장성과 효과성 또한 기대된다.
  • 단, 눈에 띄지 않는 환경적 요인 등 외부요인은 학습장애 진단을 어렵게 하는 이유가 된다. 본 연구는 학습장애아동의 개념을 정립하는 것보다는 학습장애아동 및 그와 유사한 증상을 보이는 학습부진, 학습지진 아동에 대한 일반능력 및 문제해결능력 향상을 목적으로 하기 때문에 학습장애아동의 범위를 최대한 넓게 반영하도록 한다. 학습장애아동들은 최소한의 지적 능력을 갖춘 것으로 분류되어 정신지체아동과 구별되는 것으로 정의된다.
  • 본 연구에서 개발 및 적용하려는 스마트러닝시스템은 학습자의 일반능력과 문제해결능력을 향상시키는 것이 목적이다. 학습자의 일반능력과 문제해결능력을 향상시키는 것은 학습자가 문제를 만났을 때 그 문제를 스스로 해결할 수 있는 의욕과 능력을 갖추게 함으로써 학습자가 학습장면은 물론 일상생활에서 일반인과 다름없는 자신감을 가지고 생활할 수 있도록 하려는 데 그 목표가 있다.
  • 본 연구에서는 선행연구에서는 논의되지 않았던 문제해결전략기반 어플리케이션을 기반으로 수학적 문제해결 학습 및 SNS 활용 학습을 접목시켜 하나의 스마트러닝시스템을 개발 및 적용하고자 한다.
  • 이러한 스마트러닝 장면에서 사회적 약자는 주로 장애를 가진 학생들이다. 본 연구에서는 장애학생 중 연구사례가 적고 최근 그 비율과 중요성이 증가하고 있는 학습장애아동에 주목하였다.
  • 본 연구에서는 학습장애아동의 일반능력 및 문제해결능력 향상을 위하여 문제해결전략기반 스마트러닝시스템을 설계한다. 문제해결전략은 Polya의 수학적 발견술 이론에서 시작되어 발견학습, 구성주의 이론과 연계되어 학생들의 문제해결능력을 향상시키는 주요한 학습기술로 각광받고 있다.
  • 본 연구에서는 학습장애아동의 읽기, 쓰기, 셈하기(3R)의 일반적인 학습능력과 문제해결능력의 향상을 위하여 스마트러닝시스템을 제안한다. 다양한 콘텐츠를 접할 수 있는 스마트러닝시스템을 활용한 지속적이고 자기주도적인 학습시스템이 정착된다면 학습장애아동의 일반능력과 문제해결능력 향상에 긍정적인 영향을 줄 것이다.
  • 연구·개발 과정에서의 현장 적용을 통해 향후 초등학교에서의 수업 모형 적용 가능성을 확인한다.
  • 연구·개발 과정에서의 현장 적용을 통해 향후 초등학교에서의 수업 모형 적용 가능성을 확인한다. 이를 통해 스마트러닝시스템이 학교 현장에서 학습의 주요한 도구가 될 가능성과 그 효과성을 확인한다.
  • 첫째, 문제해결전략을 기반으로 일반능력과 문제해결능력을 향상시키기 위해 개발되었다. 문제해결전략이란 문제를 해결하기 위한 수단을 학생들이 인지하기 쉽도록 도와주는 학습전략이다.
  • 첫째, 학습장애아동들이 주된 시스템 사용자이므로 학습장애아동들이 쉽게 사용할 수 있도록 명시적인 UI를 사용한다. 학습자 실태 분석을 통해 학습자의 스마트 리터러시 정도를 개별적으로 파악하고, 정보기기활용능력을 사전에 갖추어 유의미한 적용 및 개발이 되도록 한다.
  • 본 연구에서 개발 및 적용하려는 스마트러닝시스템은 학습자의 일반능력과 문제해결능력을 향상시키는 것이 목적이다. 학습자의 일반능력과 문제해결능력을 향상시키는 것은 학습자가 문제를 만났을 때 그 문제를 스스로 해결할 수 있는 의욕과 능력을 갖추게 함으로써 학습자가 학습장면은 물론 일상생활에서 일반인과 다름없는 자신감을 가지고 생활할 수 있도록 하려는 데 그 목표가 있다. 학습장애아동들의 문제해결능력이 떨어지는 가장 큰 이유 중의 하나가 학습된 무기력과 학업적 자기효능감의 저하이다.
  • 현재까지 학습장애아동을 대상으로 문제해결전략과 SNS를 기반으로 하는 스마트교육 시스템은 없었으며, 본 연구에서는 문제해결전략과 SNS를 결합하여 수학학습능력 향상을 위한 최초의 스마트교육 시스템을 제안하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스마트러닝시스템이란 무엇인가? 스마트러닝시스템이란 이러한 콘텐츠와 어플리케이션을 종합적으로 활용한 스마트러닝의 학습형태를 의미한다. 작게는 하나의 콘텐츠, 또는 하나의 어플리케이션을 활용한 단기적인 학습, 크게는 스마트 기기와 콘텐츠를 적재적소에 활용하며 학습의 목표를 이뤄나가는 장기적인 학습 모두를 스마트러닝시스템으로 볼 수 있다.
국내 특수교육진흥법시행에서 규정하는 학습장애 대상자는 누구인가? 학습장애는 엄연한 특수교육의 범주 중 하나이며 광범위한 범위의 학업적 결함이자 장애이다. 국내 특수교육진흥법시행령에서는 학습장애 대상자를 ‘셈하기, 말하기, 읽기, 쓰기 등 특정한 분야에서 학습장애를 지니는 자’로 규정하고 있다[2]. 학습장애는 신체장애 등 다른 장애들과 함께 나타날 수도 있으며, 잘못된 교수학습 등 외적인 요인들이 영향을 미쳐 유사한 결과가 나타날 수도 있으나 이들의 결과는 학습장애로 지칭하지 않는다.
숀펠드가 제시한 문제해결전략에는 무엇이 있는가? Polya는 문제의 변형, 거꾸로 생각하기, 그림 그리기, 식 세우기, 기호의 도입, 대칭성 이용하기, 보조 문제 작성 등의 문제해결전략을 제시하였다. 숀펠드는 그림 또는 다이어그램, 특수한 경우 조사하기, 단순화, 동치 문제 탐구, 문제의 변형을 제시하였으며 그보다 더 오래 전부터 Pappus는 거꾸로 풀기, 데카르트(Descartes)는 수학과 대수, 방정식의 관계를 환원한 문제해결전략 3단계를 강조하였다[5]. Charles, Lester 및 Travers는 문제해결 전략을 일반적인 문제해결전략과 보조적, 반성적인 문제해결전략으로 나누어 제시하였다[6].
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참고문헌 (13)

  1. J. H. Hong, "A Study on Error-Models Using Polya's Problem-solving Strategies: Focused on quadratic equation and inequality", Master Thesis, Kyungsung University, Busan, Korea, 2007. 

  2. E. J. Choi, "Interactive Design Strategies for Digital Contents: Children with Learning Difficulties", Master Thesis, Hanyang University, Seoul, Korea, 2009. 

  3. D. I. Kim, D. S. Lee, and D. H. Shin, Understanding and Education of Children with Learning Disabilities, Hakji press, Seoul, Korea, 2009. 

  4. B. E. McNamara. translated by Y. W. Kim and C. S. Byun, Field-oriented Education for Children with Learning Disabilities, Sigmapress, Seoul, Korea, 2009. 

  5. H. J. Hwang, G. S. Na, S. H. Choi, K. M. Park, and J. H. Lim, New Theory of Mathematics Education, Muneum Press, Seoul, Korea, 2007. 

  6. S. K. Chae, "A Study on Teaching Method Using Polya's Problem-solving: Focused on Unit 8-ga Inequality", Master Thesis, Keimyung University, Daegu, Korea, 2008. 

  7. Ministry of Education, "Guidebook for Teachers: Mathematics", 2014. 

  8. M. H. Kim and S.H. Shim, "Application Method of Web-based Contents for Smart Learning Environments", in Proceedings of 2011 Korean Society for Internet Information Fall Conference, Vol. 12, No. 2, pp. 235-236. 2011. 

  9. H. J. Choi, "Design and Implementation of Smart Learning System to Improve Arithmetical Operations for Low Achievers", Master Thesis, Seoul National University of Education, Seoul, Korea, 2012. 

  10. Y. J. Choi, "Development and Application of WOE-based Smart Learning System for Improving Written Problem Ability of Students with Learning Disabilities", Master Thesis, Seoul National University, Seoul, Korea, 2011. 

  11. G. J. Lee, "Development of Situated Learning Based Smart Learning System for Students with Developmental Disabilities", Master Thesis, Seoul National University of Education, Seoul, Korea, 2011. 

  12. K. W. Son, "The Effect of Ability to Count the Number of Students with Brain Lesions Using an Educational Smart-phone Application", Master Thesis, Kwangwoon University, Seoul, Korea, 2012. 

  13. H.M. Yoon, "The Effects of Using Smart Phone Applications in Problem Solving on Students' Disposition and Attitude Toward Mathematics and Recognition of Mathematics", Master Thesis, Korea University, Seoul, Korea, 2013. 

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