[논문]데이터베이스 교과목에서 플립러닝 적용 사례

김은경

doi:10.6109/jkiice.2016.20.4.847

데이터베이스 교과목에서 플립러닝 적용 사례
Application of Flipped Learning in Database Course 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.20 no.4, 2016년, pp.847 - 856

김은경 (School of Computer Science & Engineering, Korea University of Technology and Education)

초록
AI-Helper

플립러닝은 교과목의 대표적인 요소인 강의와 과제의 순서를 뒤집은 교수법 모델로서, 학생들은 강의실 수업 전에 집에서 짧은 동영상 강의나 이러닝 콘텐츠 등을 미리 학습하고, 강의실에서는 주로 토론이나 연습문제 또는 팀 프로젝트 등의 다양한 능동적인 학습 활동을 수행하게 된다. 최근 플립러닝이 융합적 역량을 기반으로 창의적 가치를 창출할 수 있는 21세기형 인재를 양성할 수 있는 효과적인 교수-학습 방법으로 부상하고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터공학부의 전공 선택 교과목인 데이터베이스 수업에서 3개 학기에 걸쳐서 플립러닝을 적용한 경험을 바탕으로, 세부적으로 7단계로 구성된 플립러닝 모형을 제안하였다. 또한, 플립러닝의 효과 및 문제점을 분석하고, 성공적인 플립러닝 적용을 위한 몇 가지 사항을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Flipped learning is a pedagogic model in which the typical lecture and homework elements of a course are reversed. Short video lectures or e-learning contents or other learning materials are viewed by students at home before the in-class session, while students are mainly carried out diverse active learning activities such as the discussions, exercises, team projects and so on in class time. Recently flipped learning has been emerging as an effective teaching-learning method that can train the 21st century talents who can create creative values based on fusion competencies. Based on the experience in applying the flipped learning to the database class that is an elective course of the school of computer engineering through three semesters, this paper proposes a flipped learning model consists of 7 steps in detail. Also, this paper analyzes the effects and weak points of the flipped learning and proposes several things for the successful flipped learning application.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

국내에서는 초중등교육에서 먼저 플립러닝의 효과가 입증되면서 점차 확산되고 있는 추세이고, 대학의 경우 KAIST와 UNIST가 선도적으로 플립러닝을 도입했으며, 빠르게 타 대학으로 확산되고 있다 [4]. 본 논문에서는 컴퓨터공학부의 전공 선택교과목인 데이터베이스 및 실습 수업에 2014학년도 1학기부터 2015학년도 1학기까지 3개 학기에 걸쳐서 플립러닝을 적용한 경험을 소개하고, 플립러닝 적용 효과와 문제점 분석 및 제안사항을 소개한다.

가설 설정

많은 학생들이 시간 관리 및 자기주도적인 학습이 어렵다고 호소하고 있으므로, 바람직한 학습 습관을 갖출 수 있도록 학습법 특강을 활성화하고, 튜터나 학습 멘토 등을 지원해야 한다. 넷째, 교수자 대상의 지원 체계를 수립해야 한다. 플립러닝의 핵심은 선행학습을 위한 이러닝이나 동영상 강의가 아니라 인클래스에서의 팀 협력학습이다.
즉, 플립러닝 도입 목적에 부합하는 세부적인 수행 방법을 표준화하고, 동영상 강의 지원 시스템과 학습관리시스템(LMS) 등 핵심적인 지원 도구를 확보해야 하며, 교수학습 지원 조직의 확보를 통해서 플립러닝 기반의 교과목 재설계 및 팀 학습 개발, 수업 모니터링과 수업 개선 등을 체계적으로 지원해야 한다. 셋째, 학습자 대상의 지원 체계를 수립해야 한다. 많은 학생들이 시간 관리 및 자기주도적인 학습이 어렵다고 호소하고 있으므로, 바람직한 학습 습관을 갖출 수 있도록 학습법 특강을 활성화하고, 튜터나 학습 멘토 등을 지원해야 한다.

제안 방법

대학 주변의 중소기업이나 자영업자, 농민, 단체 등을 직접 방문해서 어떤 DB를 구축하면 업무의 효율성을 향상시킬 수 있을지 조사한 다음, 인터뷰 사진과 요구 수집한 내용(인터뷰 내용 등), 어떤 DB를 구축할지 등을 포함하는 보고서를 제출하고, 핵심 내용은 PPT로 작성해서 발표(10분 내외)하시오.
현실적으로 다양한 팀 활동을 하기에는 시간적 제약으로 인해 많은 어려움이 있다. 따라서 본 교과목에서는 주로 토론과 응용문제 풀기를 중심으로 팀 협력학습을 수행했다. 팀 협력학습은 학습 주제별로 4~6개 문항을 제시하고, 각 문항에 대해 두 명씩 또는 팀원(팀당 3~5명)들이 함께 토론을 거쳐서 문제를 해결하도록 했다.
선행학습 여부만으로는 학습자의 이해 정도를 파악하는데 한계가 있으므로, 본 교과목에서는 매주 온라인 또는 오프라인 퀴즈 등을 통해서 이해 정도를 평가했다. 온라인 퀴즈는 선행학습 기간 동안 1회 응시할 수 있으며, 보통 5개 내외의 주관식 문항으로 구성된다.

성능/효과

셋째, 매주 선행학습을 평가하므로 학습을 미루지 않게 된다. 넷째, 보고 듣는 수동적인 수업이 아니라 토론하고 행동하는 능동적인 수업으로 변화하므로, 수업참여도가 증가하고 긍정적인 학습 문화를 형성할 수 있다. 다섯째, 수업의 주체가 교수자에서 학습자로 이동하게 되고, 학습자와 교수자 간의 소통이 활발해지므로 수업만족도가 향상된다.
셋째, 수업분위기가 활발해지고 수업에서 소외되는 학생이 거의 없었다. 넷째, 선행학습을 제대로 하지 않으면 다른 팀원들에게 피해를 주게 되므로 수업을 통해서 책임감과 팀워크가 향상되었다. 다섯째, 학습자와 교수자 간의 소통이 활발해지고, 팀 협력학습을 통해서 학습자들 간의 소통도 원활해졌다.
플립러닝을 적용하기 전의 중간고사나 기말고사 문제에 해당하는 문제를 인클래스의 팀 활동에서 많이 활용하기 때문에, 플립러닝을 적용하면서 중간고사나 기말고사 문제가 달라질 수밖에 없었으며, 문제의 난이도도 전체적으로 상향되었기 때문에 중간고사와 기말고사 성적의 단순 비교만으로 학생들의 학업성취도를 정확히 비교하기는 어렵다. 다만 일부 난이도 상에 해당하는 유사한 문제의 성적을 비교한 결과, 성적이 상당히 향상된 것을 확인할 수 있었다.
넷째, 보고 듣는 수동적인 수업이 아니라 토론하고 행동하는 능동적인 수업으로 변화하므로, 수업참여도가 증가하고 긍정적인 학습 문화를 형성할 수 있다. 다섯째, 수업의 주체가 교수자에서 학습자로 이동하게 되고, 학습자와 교수자 간의 소통이 활발해지므로 수업만족도가 향상된다. 여섯째, 팀 활동을 통해서 학습자들 간의 소통이 원활해지고, 자연스럽게 팀워크가 개발된다.
첫째, 인클래스에서의 지식 활용을 위한 팀 학습을 통해서 학업성취도가 향상되었으며, 특히 학습자 개개인의 DB 설계 역량이 크게 향상된 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 선행학습 경험을 통해서 자기주도적 학습 역량이 향상되었으며, 의외로 중하위권 학생들이 수업만족도를 높게 평가했다. 셋째, 수업분위기가 활발해지고 수업에서 소외되는 학생이 거의 없었다.
플립러닝의 장점으로는 첫째, 학습자 개개인의 학습 패턴과 지식 편차에 따른 수준별 학습이 가능하므로, 수업 후 지식 편차가 감소하고 결과적으로 학업성취도를 향상시킬 수 있다. 둘째, 인클래스에서 많은 응용문제를 풀어봄으로써 단순한 지식 습득을 넘어 지식 활용 역량을 개발할 수 있다. 셋째, 매주 선행학습을 평가하므로 학습을 미루지 않게 된다.
즉, 플립러닝을 도입하는 이유와 목적에 대한 구성원들의 공감대를 형성하는 것이 선행되어야 한다. 둘째, 플립러닝 적용 모형을 확립하고, 지원 인프라를 확보해야 한다. 즉, 플립러닝 도입 목적에 부합하는 세부적인 수행 방법을 표준화하고, 동영상 강의 지원 시스템과 학습관리시스템(LMS) 등 핵심적인 지원 도구를 확보해야 하며, 교수학습 지원 조직의 확보를 통해서 플립러닝 기반의 교과목 재설계 및 팀 학습 개발, 수업 모니터링과 수업 개선 등을 체계적으로 지원해야 한다.
학기말 플립러닝의 효과 분석을 위해 설문조사와 인터뷰를 했으며, 플립러닝이 데이터베이스를 학습하는데 효과적인가에 대한 설문 결과, 그림 5와 같이 89%(3개 학기 총 수강생 약 100명 기준)가 효과적이라고 응답했고, 자기주도적 학습 역량을 개발하는데 도움이 되었는가에 대한 설문에는 96%가 긍정적으로 응답했다. 반면에 플립러닝을 적용하는 다른 교과목을 수강할 의사가 있는지에 대한 설문에는 71%만 긍정적으로 응답했는데, 인터뷰한 결과 선행학습과 퀴즈에 대한 큰 부담에 기인한 것으로 조사되었다.
본 교과목에서 플립러닝을 적용하기 이전 3개 학기의 수업만족도 점수는 평균 4.38점으로, 평가 점수와 수강생 수 사이에 특별한 상관관계는 확인할 수 없었다. 한편, 플립러닝을 적용한 3개 학기의 수업만족도는 평균 4.
둘째, 선행학습 경험을 통해서 자기주도적 학습 역량이 향상되었으며, 의외로 중하위권 학생들이 수업만족도를 높게 평가했다. 셋째, 수업분위기가 활발해지고 수업에서 소외되는 학생이 거의 없었다. 넷째, 선행학습을 제대로 하지 않으면 다른 팀원들에게 피해를 주게 되므로 수업을 통해서 책임감과 팀워크가 향상되었다.
다섯째, 수업의 주체가 교수자에서 학습자로 이동하게 되고, 학습자와 교수자 간의 소통이 활발해지므로 수업만족도가 향상된다. 여섯째, 팀 활동을 통해서 학습자들 간의 소통이 원활해지고, 자연스럽게 팀워크가 개발된다. 일곱째, 궁극적으로 완전학습(학습자의 90 % 이상이 학습목표를 달성하는 것)으로 발전할 수 있다.
이 두 문제는 플립러닝을 적용하지 않은 이전 2개 학기 (2012/1학기 및 2013/1학기)에 약 30% 내외의 학생들만 바르게 응답한 문제인데, 플립러닝을 적용한 2015/1 학기에는 평균 점수가 두 배 정도 향상된 것을 확인할 수 있다. 이 두 문제의 성적만으로 플립러닝의 효과를 증명하긴 어려우나, 이 밖에도 팀 프로젝트 진행 과정의 모니터링과 보고서 피드백 등을 통해서 DB 설계에 대한 학습자의 역량이 크게 향상된 것을 확인할 수 있었다.
여섯째, 팀 활동을 통해서 학습자들 간의 소통이 원활해지고, 자연스럽게 팀워크가 개발된다. 일곱째, 궁극적으로 완전학습(학습자의 90 % 이상이 학습목표를 달성하는 것)으로 발전할 수 있다. 플립러닝의 단점에 대해서는 5.
첫째, 인클래스에서의 지식 활용을 위한 팀 학습을 통해서 학업성취도가 향상되었으며, 특히 학습자 개개인의 DB 설계 역량이 크게 향상된 것을 확인할 수 있었다. 둘째, 선행학습 경험을 통해서 자기주도적 학습 역량이 향상되었으며, 의외로 중하위권 학생들이 수업만족도를 높게 평가했다.
플립러닝 수업 방식에서 가장 좋았던 것(① 팀 문제 해결, ② 팀 토론, ③ 교수의 개별지도, ④ 선행학습)을 묻는 설문에는 그림 7에서 알 수 있듯이 43%가 팀 문제해결이라고 답했는데, 이를 통해서 학생들이 다른 학생들과의 함께 문제를 풀면서 학습하는 것을 가장 선호함을 알 수 있다. 또한, 30%의 학생이 교수의 개별 지도가 좋았다고 응답했다.
학기말 플립러닝의 효과 분석을 위해 설문조사와 인터뷰를 했으며, 플립러닝이 데이터베이스를 학습하는데 효과적인가에 대한 설문 결과, 그림 5와 같이 89%(3개 학기 총 수강생 약 100명 기준)가 효과적이라고 응답했고, 자기주도적 학습 역량을 개발하는데 도움이 되었는가에 대한 설문에는 96%가 긍정적으로 응답했다. 반면에 플립러닝을 적용하는 다른 교과목을 수강할 의사가 있는지에 대한 설문에는 71%만 긍정적으로 응답했는데, 인터뷰한 결과 선행학습과 퀴즈에 대한 큰 부담에 기인한 것으로 조사되었다.
38점으로, 평가 점수와 수강생 수 사이에 특별한 상관관계는 확인할 수 없었다. 한편, 플립러닝을 적용한 3개 학기의 수업만족도는 평균 4.51점으로 약간 상승했는데, 특히 수강생 수가 24명(4명*6팀)인 2014학년도 2학기는 4.9점인 반면, 수강생 수가 45명(5명*9팀)인 2014학년도 1학기는 4.26점으로, 플립러닝 수업 방식에서는 수업만족도가 수강생 수에 반비례하는 것을 확인할 수 있다. 플립러닝의 경우 수강생 수가 많으면 원활한 팀 활동과 교수의 개별 지도가 어렵기 때문에 당연한 결과로 여겨진다.

후속연구

플립러닝을 잘못 이해하면 선행학습을 위한 이러닝이나 동영상 강의 개발에만 초점을 맞추고, 인클래스 학습은 요약 강의나 질의응답식 강의로 운영하게 되는데, 이런 수업방식은 블랜디드 러닝(Blended learning)이지 플립러닝이 아니다. 3개 학기에 걸친 플립러닝 적용 경험을 통해서, 플립러닝이 학업성취도를 향상시킴으로써 DB 설계 역량 개발이라는 교과목의 학습목표를 달성하는데 매우 효과적인 교육 방법임을 확인할 수 있었으며, 앞으로 보다 다양한 인클래스 팀 활동을 개발해서 지속적으로 적용할 계획이다.
한편, 조교의 원활한 지원을 위해 조교가 팀 활동 문제를 미리 학습하도록 해야 한다. 또한, 저학년 교과목의 경우 해당 교과목을 이수한 상급생을 튜터로 활용하는 것도 좋은 방법으로, 팀 활동이 응용문제 해결이 주가 되는 경우 튜터 수가 증가하면 강의 규모가 증가해도 플립러닝을 적용하는 것이 가능할 것으로 예상된다. 한편, 응용문제에 대한 풀이자료는 수업 후 온라인교육 지원시스템에 등록해서 학생들이 복습할 수 있도록 했다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	강의식 교수법의 장점과 단점은 무엇인가?	강의식 교수법은 지식 전달 위주의 교수자 중심 교수 법으로, 짧은 시간 내에 많은 정보를 전달할 수 있다는 장점이 있지만, 비판적 사고력과 창의력, 문제해결력 등의 함양에 있어서는 한계가 있다. 특히 최근 교육의 목적이 지식 습득이 아닌 지식 활용으로 변화됨에 따라, 교육의 주체도 교수자 중심에서 학습자 중심으로 이동 되어야 하고, 대학도 단순히 교육을 제공하는 곳이 아니라 학습이 이뤄지는 곳의 역할을 제대로 수행해야 한다.
	플립러닝이란 무엇인가?	플립러닝은 미국 콜로라도주의 교사 조나단 버그만과 아론 생즈가 2004년 처음 시도한 수업 방식으로, 국내에서는 역전 학습, 거꾸로 학습, 거꾸로 교실 등으로 번역되고 있다. 그림 1에서 알 수 있듯이 기존 학습법이 교실에서 공부하고 집에서 혼자 과제를 하는 것과는 반대로, 플립러닝은 집에서 동영상 강의 등을 활용해서 미리 학습하고, 교실에서 다른 학생들과 다양한팀 활동을 통해서 함께 과제를 해결하는 학습 방법이다[2,5].
	플립러닝에서 팀 활동과 더불어 가장 중요한 단계인 선행학습에서 자율적이라는 의미는 무엇인가?	선행학습(Prior learning)은 학습자가 교재와 이러닝 등을 활용해서 자율적으로 학습하는 단계로, 플립러닝에 있어서 인클래스에서의 팀 활동과 더불어 가장 중요 한 단계이다. 선행학습이 자율적이라는 의미는 학습자의 상황이나 학습패턴에 따라 원하는 시간에 학습할 수있다는 의미로, 매주 제시되는 선행학습은 의무적으로 해야 한다. 이러닝의 선행학습 여부는 온라인교육지원 시스템에 의해 자동으로 체크되는데, 선행학습을 제대로 하지 않으면 인클래스에서의 팀 협력학습을 원활히 수행하는데 한계가 있으므로 기한 내 학습 완료 여부는 성적에 반영했다.

참고문헌 (9)

Warter-Perez Nancy, Jianyu Dong, "Flipping the classroom: How to embed inquiry and design projects into a digital engineering lecture." in Proceedings of the 2012 ASEE PSW Section Conference, [Internet]. Available: http://aseepsw2012.calpoly.edu/site_media/uploads/proceedings/papers/10B_35_ASEE_PSW_2012_Warter-Perez.pdf, 2012.
Institute for Teaching & Learning Innovation, About flipped classroom, [Internet]. Available: http://www.uq.edu.au/teach/flipped-classroom/how-to-start.html#staff-support.
Lori Ogden, Laura J. Pyzdrowski, Neal Shambaugh, "A Teaching Model for the college Algebra Flipped Classroom, Promoting Active Learning through the Flipped Classroom Model," IGI Global, pp. 47-70, Sep. 2013.
Jeong-bin Choi, Eun-Gyung Kim, "Developing a Teaching-Learning Model for Flipped Learning for Institutes of Technology and a Case of Operation of a Subject," Journal of Engineering Education, vol. 18, no. 2, Mar. 2015.
Edudemic, The Theacher's Guide To Flipped Classrooms, [Internet]. Available: http://www.edudemic.com/guides/flipped-classrooms-guide/
Jeong Ah Kim, Hae Ha Heo, Hee Hyun Lee, "Flipped learning model for Management Class," Advanced Science and Technology Letters, vol.71, pp. 59-62, Mar. 2014.
Educause, 7 Things you should know about flipped classrooms, [Internet]. Available: https://net.educause.edu/ir/library/pdf/ELI7081.pdf, Feb. 2012.
So-Hyun Lee, "Teaching of Korean Grammar using Flipped Learning-Focus on the Korean grammar class as a liberal arts subject," The Language and Culture, vol. 11, no. 2, pp. 221-262, Oct. 2015.
Yong-Suk Kim, "The effect of the flipped class on the affective experience, learning achievement, and class satisfaction of college English language learners," Journal of Foreign Languages Education, vol. 22, no. 1, pp. 227-254, Feb. 2015.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증