본 연구는 사용자 경험에 기반한 자기주도학습을 위한 수학 프로그램을 개발하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해서 교육 프로그램의 일반적인 설계모형인 ADDIE 모형에 따라 분석, 설계, 개발, 실행 및 평가의 과정을 거쳐 프로그램을 설계하고 개발하였다. 프로그램은 자기주도학습 증진을 위한 사용자 경험 요소를 고려하여 구현되었으며, 개발된 프로그램의 특징은 다음과 같다. 첫째, 교수자는 웹으로 편리한 문제출제가 가능하고, 학습자는 어플리케이션을 통해 언제 어디서나 즉시 접속하여 문제를 풀어볼 수 있다. 둘째, 학습자는 풍부한 문제데이터베이스를 기반으로 다양한 유형의 문제풀이와 실시간 질문이 가능하며, 교수자는 그에 대한 즉각적인 피드백이 가능하다. 셋째, 지면 및 동영상 해설 제공과 오답노트의 활용으로 학습자의 순환학습을 가능하게 하며, 교수자는 그룹 성취도 관리를 통하여 학습자의 능동적 학습관리를 지원한다.
본 연구는 사용자 경험에 기반한 자기주도학습을 위한 수학 프로그램을 개발하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해서 교육 프로그램의 일반적인 설계모형인 ADDIE 모형에 따라 분석, 설계, 개발, 실행 및 평가의 과정을 거쳐 프로그램을 설계하고 개발하였다. 프로그램은 자기주도학습 증진을 위한 사용자 경험 요소를 고려하여 구현되었으며, 개발된 프로그램의 특징은 다음과 같다. 첫째, 교수자는 웹으로 편리한 문제출제가 가능하고, 학습자는 어플리케이션을 통해 언제 어디서나 즉시 접속하여 문제를 풀어볼 수 있다. 둘째, 학습자는 풍부한 문제데이터베이스를 기반으로 다양한 유형의 문제풀이와 실시간 질문이 가능하며, 교수자는 그에 대한 즉각적인 피드백이 가능하다. 셋째, 지면 및 동영상 해설 제공과 오답노트의 활용으로 학습자의 순환학습을 가능하게 하며, 교수자는 그룹 성취도 관리를 통하여 학습자의 능동적 학습관리를 지원한다.
This study aims to develop user experience based mathematical program for self-directed learning. To meet its aim this program is designed and developed according to the process and method of 'ADDIE', general design model of education program. The features of this program are as follows. First, teac...
This study aims to develop user experience based mathematical program for self-directed learning. To meet its aim this program is designed and developed according to the process and method of 'ADDIE', general design model of education program. The features of this program are as follows. First, teacher can set questions conveniently through intuitive system of web and learner can solve questions at anytime and anywhere through instant access to application. Second, learner can solve different types of questions based on powerful question database and teacher can provide instantaneous feedback on them. Third, learner's circulation learning can be possible by utilizing paper-video explanation and wrong answer note and teacher supports learner's active learning management though group achievement management.
This study aims to develop user experience based mathematical program for self-directed learning. To meet its aim this program is designed and developed according to the process and method of 'ADDIE', general design model of education program. The features of this program are as follows. First, teacher can set questions conveniently through intuitive system of web and learner can solve questions at anytime and anywhere through instant access to application. Second, learner can solve different types of questions based on powerful question database and teacher can provide instantaneous feedback on them. Third, learner's circulation learning can be possible by utilizing paper-video explanation and wrong answer note and teacher supports learner's active learning management though group achievement management.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
또한 문제풀이 후 ‘저장하기’를 누르면 열람한 문제와 해설이 ‘내 보관함’에 대단원별로 저장되어 오답노트로 활용할 수 있다. 그리고 문제 검색기능을 통하여 틀린 문제에 대한 동일 유형의 문제를 추가로 풀어봄으로써 완전히 개념을 익힐 수 있도록 하였다.
따라서 본 프로그램에서는 모든 문제에 동영상해설을 추가하여 풀이과정을 학습자들이 따라갈 수 있게 하였다. 그리하여 지면해설의 단점을 극복하고자 하였다.
이에 본 연구는 개별 학업역량에 따른 자기주도적인 학습이 가능한 ‘사용자 경험 기반 자기주도학습을 위한 교수-학습 수학 프로그램’을 개발하여 학습자들에게 적용하였다. 또한 개발된 프로그램을 활용한 학습과정에서 학습자들의 프로그램 만족도 및 자기주도학습 정도를 확인함으로써 프로그램의 문제점을 확인하고 향후 프로그램의 개선 및 발전방향을 탐색하고자 한다.
이러한 사용자 경험의 구성요소를 프로그램 설계 전략에 반영하여, 교수자와 학습자의 측면에서 만족도 높은 프로그램을 개발하고자 한다.
이는 정규 수업시간 외 교수자와 학습자가 상호작용하며 학습할 수 있는 기회가 필요함을 의미한다. 이러한 요구를 기반으로 정규 수업 외 자유로운 시간과 공간에서도 교수자-학습자가 상호작용하며 학습할 수 있는 프로그램을 설계하고자 한다.
오늘날 모바일 기기와 같은 다양한 스마트 디바이스와 학습프로그램들이 등장하여 학습자들 개인별 수준에 맞춘 교육이 가능하도록 도와주고 있지만, 사용자 경험을 고려하지 않은 프로그램 및 학습자들의 필요를 충족시킬 콘텐츠의 부재는 학습자들의 자기주도학습을 이끌어내지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 학습자들의 수요가 높은 콘텐츠의 모바일 학습 프로그램 개발을 절감하여 수학과목의 자기주도학습을 위한 사용자 경험 기반 모바일 학습프로그램을 개발하였다.
마지막으로 자기평가는 학습과정 및 결과에 대한 성찰을 함으로써 앞으로의 학습방향을 설계하고 학습을 지속적으로 이끌어 나갈 수 있도록 한다. 자기평가는 학습자 개인의 학습과정과 결과에 대한 것으로 프로그램에 대한 주관적인 사용자 가치 측면에서 구현하고자 설계하였다. 자기평가는 스스로 평가를 하는 의미가 있지만, 평가 과정 및 평가 기준을 설정하는데 있어서는 교수자의 도움이 필요하다[17].
제안 방법
개발된 프로그램의 평가를 위하여 대구·경북에 소재하고 있는 중학교 3학년을 대상으로 선정하여 본 연구에서 개발한 교육 프로그램의 만족도 및 자기주도학습 정도를 살펴보았다.
개발된 문항은 중학교 3년 과정의 99%의 유형을 포함한 총 1,099개 유형의 16,400문항이다. 구체적으로는 중학교 1학년 전학기 337개 유형/약 5,100개 문항, 중학교 2학년 전학기 421개 유형/약 6,100개 문항, 중학교 3학년 전학기 341개 유형 약 5,200개 문항을 개발하였다.
그리고 문제에 필요한 부가적인 개념도 수학전문가들이 필요하다고 판단할 시, 추가하여 해설시 제공하였다. 즉, 문제풀이만을 위한 학습이 되지 않고 문제를 통해 개념을 이해하고 확인할 수 있도록 설계하였다.
그리고 프로그램 만족도에서 해설의 만족도와 자기주도학습에 대한 설문에서 수학에 대한 흥미가 상대적으로 낮은 결과를 보인 것을 보완하기 위하여, [그림 15]와 같이 실시간 질의응답이 가능한 기능을 추가하였다. 학습자는 프로그램 내 문제뿐만 아니라 학습 중 모르는 문제를 사진을 찍어 업로드하면 교수자는 즉시 그에 대한 풀이를 피드백 할 수 있다.
문항 설계의 취지는 학습자 수준에 맞는 유사한 유형의 문제를 반복하여 연습할 수 있도록 한 것이다. 그리하여 한 유형 내 10개 이상의 유제문제를 개발하였다.
하지만 이러한 경우, 교수자가 임의로 수정한 문제의 답이 정확하게 계산되어 나오지 않거나 학습자가 입력할 수 있는 범위를 넘어서게 되는 문제가 발생하였다. 따라서 교수자가 임의로 문항을 수정하지 못하도록 설계방향을 수정했다.
그리고 풀이과정이 이해되지 않으면 학습자들의 학습에 도움이 되지 않을 뿐 아니라, 학습에 보다 어려움을 겪게 된다. 따라서 본 프로그램에서는 모든 문제에 동영상해설을 추가하여 풀이과정을 학습자들이 따라갈 수 있게 하였다. 그리하여 지면해설의 단점을 극복하고자 하였다.
또한 교육매체 사용에 있어 사용자 경험의 기반이 되는 것은 사용자의 기대 및 요구사항이며 이는 사용자의 감성에 큰 영향을 미친다[20]. 따라서 사용자 요구분석을 통하여 사용자의 특성과 그들이 기대하는 교육 프로그램은 무엇인지 분석하여 설계에 반영하고자 사용 대상자인 교수자와 학습자 요구분석을 실시하였다. 실시대상은 대구 및 경북소재 중학교 교사 5명 및 학생 186명, 개방형 지면설문 및 인터뷰를 실시하였고 문항과 주요답변은 다음 <표 3>과 같다.
특히 수학과목의 경우 많은 학습자들이 흥미를 느끼기 어려워하는 과목이며 혼자 학습하는 것이 쉽지 않다. 따라서 사용자의 감성을 고려한 프로그램 설계를 통하여 학습자의 동기를 유발하고 학습에 몰입할 수 있도록 설계전략을 수립하였다. 학습자는 자신없는 개념에 대한 다양한 문제를 반복적으로 풀어보면서 스스로 성취수준을 확인하여 자신감을 증진시킬 수 있고 교사의 즉각적인 피드백을 통하여 학습동기를 유지할 수 있다.
설문지의 내용은 5점척의 Likert 척도로 구성했으며, 경우에 따라 추가적인 응답을 요구하였다. 또한 설문지의 타당성을 확보하기 위해서는 설문지 초안에 대하여 2명의 전문가를 통하여 안면타당도를 높이고, 수정된 초안으로 예비조사를 실시하여 문항을 수정, 보완하였다. 조사결과는 <표 7>과 같다.
프로그램을 실제 학교현장에 실행한 후 만족도 평가결과를 바탕으로 보완하는 과정을 거쳤다. 먼저 프로그램 만족도에서 가장 낮은 결과를 보인 사용편의성을 높이기 위하여 어플리케이션 빠른 메뉴창을 수정하였다. [그림 14]와 같이 최초화면으로 돌아가는 홈버튼, 그룹소속을 확인할 수 있는 소속설정버튼을 추가하여 원하는 페이지로 넘어가는 단계를 줄이고 여러 그룹에 속해있을시 관리가 용이하도록 하였다.
본 연구에서 개발한 수학 프로그램은 웹-모바일 연동 프로그램으로, 교수자가 웹을 통해 문제를 출제하면 학습자들은 교수자가 출제한 문제와 다양한 유제문제를 풀어보고 개인오답노트를 만들어 나가면서 자기주도학습을 가능하게 한다. 또한 교수자는 학습자의 학습환경을 제어하고 학업성취를 확인할 수 있으며, 학습자는 자신이 틀린 문제에 대한 피드백을 즉시 모바일 기기를 통해 받을 수 있다는 장점이 있다.
선정된 대상자들에게 2015년 10월 19일부터 11월 20일까지 프로그램을 사용하게 한 후 설문지를 활용하여 조사를 실시했다. 설문지의 내용은 5점척의 Likert 척도로 구성했으며, 경우에 따라 추가적인 응답을 요구하였다.
교수자는 웹상에서 보다 직관적인 UI(User Interface)를 통해 쉽고 편리하게 문제를 출제하고, 학습자는 모바일 어플리케이션을 이용하여 언제 어디서나 다양한 문제풀이 및 자유로운 질의응답을 통한 자기주도학습을 할 수 있다. 이때 프로그램의 세부 교수학습 전략은 자기주도학습을 위한 문제해결력, 내재적 동기 증진과 자기평가를 통한 학습성찰을 중심으로 사용자 경험 구성요소를 고려하였다.
이에 본 연구는 개별 학업역량에 따른 자기주도적인 학습이 가능한 ‘사용자 경험 기반 자기주도학습을 위한 교수-학습 수학 프로그램’을 개발하여 학습자들에게 적용하였다.
프로그램의 기본 방향은 사용자 요구분석의 결과를 토대로 풍부한 문제 데이터베이스를 기반으로 하여 교수자에게는 쉽고 편리한 출제프로그램을 제공하고, 학습자들에게는 접근이 용이한 개별학습 프로그램 제공하여 자기주도적 학습을 유도하는 것이다. 이에 웹과 모바일을 연계하여 교수자의 웹문제 출제를 통해 학습자가 모바일 어플리케이션을 활용하여 자기주도적으로 공부할 수 있도록 하는 프로그램을 설계하였다. 교수자는 웹상에서 보다 직관적인 UI(User Interface)를 통해 쉽고 편리하게 문제를 출제하고, 학습자는 모바일 어플리케이션을 이용하여 언제 어디서나 다양한 문제풀이 및 자유로운 질의응답을 통한 자기주도학습을 할 수 있다.
그리고 문제에 필요한 부가적인 개념도 수학전문가들이 필요하다고 판단할 시, 추가하여 해설시 제공하였다. 즉, 문제풀이만을 위한 학습이 되지 않고 문제를 통해 개념을 이해하고 확인할 수 있도록 설계하였다.
초기 프로그램 문항설계과정에서 교수자가 개발된 문항을 직접 수정할 수 있도록 설계하였다. 그리하여 교수자 또한 자신이 원하는 방향의 문제를 출제할 수 있도록 하였다.
학습자들은 다양한 수학적 기호를 포함한 답을 제시할 가능성이 있기 때문에 웹상에서 다양한 수학적 기호들까지 입력할 수 있도록 문항 및 앱을 설계하였다. 그리하여 문항을 개발하는 데 있어서도 수학적 기호에 구애받지 않고 문항을 설계할 수 있게 되었다.
대상 데이터
실시대상은 대구 및 경북소재 중학교 교사 5명 및 학생 186명, 개방형 지면설문 및 인터뷰를 실시하였고 문항과 주요답변은 다음 과 같다.
프로그램의 기본 데이터베이스인 문항은 강의 경력 5년 이상의 수학전공자 7명이 참여하여 설계하였다. 문항 설계의 취지는 학습자 수준에 맞는 유사한 유형의 문제를 반복하여 연습할 수 있도록 한 것이다.
이론/모형
사용자 경험 기반 자기주도학습 수학전용 프로그램은 교육 프로그램 설계의 일반적인 모형인 ADDIE 모형을 기초로 하였다. 이 모형은 어느 한사람이나 소수의 학자에 의하여 개발되고 정교화된 것이 아니라 오랜 시간에 걸쳐 이루어진 것[18]으로 분석, 설계, 개발, 실행, 평가의 5단계로 이루어져 있다.
성능/효과
개발된 문항은 중학교 3년 과정의 99%의 유형을 포함한 총 1,099개 유형의 16,400문항이다. 구체적으로는 중학교 1학년 전학기 337개 유형/약 5,100개 문항, 중학교 2학년 전학기 421개 유형/약 6,100개 문항, 중학교 3학년 전학기 341개 유형 약 5,200개 문항을 개발하였다.
다음으로 자기주도학습 또한 전반적으로 이론적 평균값 범위인 2.50∼3.49점 수준을 보이므로 높은 만족도를 보이지는 못하는 것으로 나타났다.
둘째, 내재적 동기를 제고하기 위하여 교수자용 웹 프로그램에는 학습자의 오답에 대한 즉각적인 피드백이 가능하도록 하여 학습의 조력자의 역할이 가능하게 하였다. 또한 [그림 11]와 같이 출제된 문제를 학습자가 풀게 되면 바로 랭킹을 확인할 수 있어 학습자 개인뿐만 아니라 그룹의 성취도를 파악할 수 있다.
[그림 14]와 같이 최초화면으로 돌아가는 홈버튼, 그룹소속을 확인할 수 있는 소속설정버튼을 추가하여 원하는 페이지로 넘어가는 단계를 줄이고 여러 그룹에 속해있을시 관리가 용이하도록 하였다. 또한 알림버튼을 추가하여 소식을 즉각적으로 확인할 수 있도록 하여 사용 편의성을 높였다.
만족도 조사 결과, 전반적으로 이론적 평균값 범위인 2.50∼3.49점 수준을 보이므로 높은 만족도를 보이지는 못하는 것으로 나타났다.
49점 수준을 보이므로 높은 만족도를 보이지는 못하는 것으로 나타났다. 만족도 조사항목 중에서 상대적으로 세부구성 만족도가 가장 높은 만족을 보였으며, 사용편의 만족도가 가장 낮은 만족도를 보였다. 하지만 이러한 결과치는 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 못했다.
49점 수준을 보이므로 높은 만족도를 보이지는 못하는 것으로 나타났다. 상대적으로 자율학습에 도움이 된다는 것과 수학뿐만 아니라 다른 과목에도 본 연구에서 개발한 앱과 같은 프로그램이 적용되었으면 하는 것이 3.68(5점 만점)점으로 가장 높게 나타났고, 프로그램을 통한 수학에 대한 관심이 3.42(5점 만점)점으로 가장 낮게 나타났다. 하지만 이러한 결과치는 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 못했다.
셋째, 자기평가를 통한 학습관리를 위하여 교수자용 웹 프로그램에는 학습자의 풀이과정, 오답노트 확인을 통하여 개별 학습자를 위한 피드백이 가능하도록 하였다. 학습자는 풍부한 유제문제를 기반으로 능동적으로 다양한 문제에 대한 풀이경험을 할 수 있고 모든 문제에 제공되는 지면 및 동영상 해설을 통하여 개별 학습이 가능하다.
첫째, 자기주도학습을 위한 문제해결력을 제고하기 위하여 교수자용 웹 프로그램에는 편리한 문제출제가 가능하도록 하였다. 각 단원별로 선별된 유제문제가 제공되는데, 동일 유형의 묶음기능으로 검색을 최소화하여 문제출제의 편의성을 높였다.
후속연구
이러한 상황에서 한정적 문제로의 일률적 강의식 수업으로는 학업성취를 높이기에 한계가 있다. 따라서 개인별 학습역량을 고려한 본 학습프로그램은 학생들의 수학학습에 대한 어려움을 해소하고 학업성취를 높여주며 아울러 학업동기 및 학업에 대한 자신감을 제고해 줄 것으로 기대한다.
또한 교수자는 프로그램을 이용하여 출제한 문제를 시험지 형식으로 인쇄가 가능하다. 따라서 수행평가 등 각종 평가에 있어서 이 프로그램을 활용한다면, 학생들의 학습동기가 더욱 유발될 것으로 예상한다.
자기주도학습의 특징들은 학습하는 과정을 충실히 해 나갈 수 있는 원동력이 될 수 있다. 따라서 자기주도학습이 성공적으로 이루어질 수 있기 위해서는 위에서 제시한 특징들을 잘 발휘할 수 있도록 프로그램을 구성해야 할 것이다.
마지막으로 본 프로그램의 효과에 대한 확실한 연구결과를 얻기 위해서는 엄밀한 연구설계가 뒷받침되어야 할 것이다. 프로그램 사용 유무에 따른 실험집단과 통제집단을 선정하여 연구설계가 되어야 본 연구에서 개발한 프로그램의 효과를 보다 정확히 측정할 수 있을 것이며 그 결과를 바탕으로 지속적인 보완이 이루어져야 할 것이다.
하지만 사용자의 만족도 측면에서 다음과 같은 문제들에 대해 보완해 나가야 할 필요가 있다. 첫째, 본 연구에서 개발한 프로그램이 학습자들의 자기주도학습을 위한 환경지원을 목표로 개발된 만큼, 교수자가 지원해주어야 하는 부분을 계속적으로 보완해 나가야 할 것이다. 즉 학습자의 요구를 지속적으로 수렴하고 반영할 수 있는 시스템을 보완하고 교수자가 보다 효과적으로 학습자의 자기주도학습을 지원할 수 있도록 하여 프로그램에 대한 사용자의 만족도를 더욱 제고해야 한다.
마지막으로 본 프로그램의 효과에 대한 확실한 연구결과를 얻기 위해서는 엄밀한 연구설계가 뒷받침되어야 할 것이다. 프로그램 사용 유무에 따른 실험집단과 통제집단을 선정하여 연구설계가 되어야 본 연구에서 개발한 프로그램의 효과를 보다 정확히 측정할 수 있을 것이며 그 결과를 바탕으로 지속적인 보완이 이루어져야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
모바일과 같은 차세대 스마트 디바이스의 개발과 적용에 있어 사용자 경험의 중요성은 무엇을 통해 드러나는가?
사용자 경험(UX, User Experience)이란 사용자가 제품 및 서비스를 사용하면서 느끼는 ‘다양한’ 경험을 의미한다[6][7]. 최근 고도의 기술발전과 함께 다양한 기능이 포함된 융합된 제품과 시스템이 등장하면서 사용자 경험에 대한 관심이 증대되었고, UX라는 약어는 이론과 실무를 넘나들며 통용되고 있다. 이는 모바일과 같은 차세대 스마트 디바이스의 개발과 적용에 있어 사용자 경험의 중요성이 드러나고 있음을 알 수 있다.
사용자 경험이란 무엇인가?
사용자 경험(UX, User Experience)이란 사용자가 제품 및 서비스를 사용하면서 느끼는 ‘다양한’ 경험을 의미한다[6][7]. 최근 고도의 기술발전과 함께 다양한 기능이 포함된 융합된 제품과 시스템이 등장하면서 사용자 경험에 대한 관심이 증대되었고, UX라는 약어는 이론과 실무를 넘나들며 통용되고 있다.
사용자 경험은 어떤 구성요소로 정의되는가?
사용자 경험의 개념과 구성요소들에 관한 연구들이 많이 나오고 있는데, 기존 연구들을 종합해보면 사용성(Usability), 감성(Affect), 사용자 가치(Customer value)의 세 가지 구성요소로 정의되는 것이 보편적이다[8]. 초기에는 제품의 실용성에 초점이 맞추어져 사용하기 편리한 제품을 선호하는 사용성이 중요시 되었다.
참고문헌 (21)
임정훈.성은모 (2015). 스마트기기의 속성 및 스마트교육의 교육적 가능성에 대한 스마트 교육 선도교사들의 인식. 교육정보미디어연구, 21(1), 137-163.
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