[논문]자기주도적 학습능력의 향상을 위한 앱인벤터 활용 수학영재프로그램의 개발과 적용

이재준; 유인환

doi:10.5392/jkca.2016.16.06.001

자기주도적 학습능력의 향상을 위한 앱인벤터 활용 수학영재프로그램의 개발과 적용
Development and Application of the Mathematically Gifted Student Learning Program Utilizing App Inventor for Self-directed Learning Ability 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.16 no.6, 2016년, pp.1 - 8

초록
AI-Helper

우리나라는 영재교육에서의 자기주도적 학습 능력의 신장을 매우 중요한 목표로 내세운다. 최근에는 다양한 프로그래밍을 활용한 영재 학습 프로그램이 개발되었고 이를 통해 학습자들의 자기주도적 학습 능력이 향상되기도 한다. 하지만 프로그래밍 활용 영재 학습 프로그램은 정보 영재를 대상으로 개발된 것이 대부분이다. 이에 본 연구에서는 자기주도적 학습능력의 향상을 위한 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램의 개발과 적용에 관해 탐구하였다. 4, 5학년으로 이루어진 초등 수학 영재 1개 학급을 대상으로 모둠별로 앱인벤터를 활용해 수학 퀴즈를 만드는 활동을 하였다. 실험 적용 후 실험집단의 내재적 동기, 자율성, 개방성 등 자기 주도적 학습 능력의 하위 요소의 사후 검사 값이 유의도 .002이하로 매우 유의하였다. 따라서 앱인벤터의 활용을 통한 수학영재프로그램의 개발과 적용은 수학 영재 학습자의 자기주도적 학습 능력의 전 영역에서 효과적이었음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Strengthening self-directed learning ability is established as one of the goals of gifted education in Korea. In addition, it should be noted that self-directed learning can be realized in variety of ways as favorable conditions and environments are fostered to provide gifted education utilizing program. in the recent days. But, gifted learning programs for programming are programmed for information gifted student. Therefore, we have analyzed in this study the effects of improvement on self-directed learning ability of mathematically gifted student through class utilizing app inventor program for self-directed learning ability. Built up from the 4th and 5th grade to elementary math one class for gifted children complete by making math quiz, we use the app inventor to activity. The result of experiment showed very significant difference in the post-survey to less than .002 in the pre-survey in terms of three domains, which are intrinsic motivation, the openness of learning opportunities and autonomy which corresponds to sub-elements of self-directed learning ability. We could verify from the result of the study that mathematically gifted student learning program utilizing app development activity have positive effects on self-directed learning ability of mathematically gifted students.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

기존 연구를 종합해보면 연구자들은 다양한 프로그래밍을 활용하여 자기주도적학습능력을 기르고자 하였다. 앱인벤터 역시 자기주도적 학습능력의 향상에 효과적인 프로그램이 될 수 있지만 아직 앱인벤터를 활용해 자기주도적 학습능력의 향상을 연구한 사례는 많지 않았다.
본 연구에서는 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램을 개발하고 이를 학습자에게 적용함으로써 학습자의 자기주도적 학습에 미치는 영향에 대해서 알아보고자 한다. 한편 본 연구는 실험집단의 규모가 작고 비교집단이 없다는 한계를 갖는다.
본 연구의 목적은 초등수학영재수업에서 앱을 개발하고 이를 수업 활동에 적용한 후 학습자의 자기주도적 학습능력에 미치는 영향을 살펴보기 위한 것이다. 본 연구에서 검증된 결과를 근거로 한 결론은 다음과 같다.
본 학습 프로그램의 목적은 앱인벤터를 활용하여 자신만의 수학 퀴즈 프로그램을 만드는 과정에서 자기주도적 학습 능력을 길러 줄 수 있는 환경을 조성하는 것이다. 이에 유의하며 영재 모둠을 총 4조로 구성하였다.
둘째, 학생들이 앱 제작을 하면서 새로운 활동에 대한 높은 관심과 학습 태도를 가지게 한다. 셋째, 앱 제작에 대한 학생의 욕구를 스스로 인지하여 자발적으로 계획하고 열심히 실행하고자 한다. 따라서 본 연구에서의 자기주도적 학습의 하위요소로 내재적동기, 개방성, 자율성 3가지로 제한하여 본 연구를 실행하였다.
이에 본 연구에서는 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램 활동을 통해 수학 영재의 자기주도적 학습능력에 미치는 영향을 탐구하고자 한다. 앱인벤터는 스마트폰 및 태블릿에서 구동이 가능하며 이는 스마트 기기에 내장된 카메라, 블루투스, GPS, 자이로 센서 등을 모두 이용할 수 있다는 장점을 의미한다.

제안 방법

본 연구에서는 자기주도적 학습 능력을 내재적 동기, 학습 기회의 개방성, 자율성으로 한정하였기 때문에 Guglielmino[20]가 만든 검사지를 수정한 이은희[21]의 검사지를 연구의 목적에 맞게 수정하였다. 내재적 동기, 학습 기회의 개방성, 자율성에 관한 문항을 10문항씩 총 30문항으로 구성하였다. 이 검사지의 Cronbach's ɑ 값이 0.
셋째, 앱 제작에 대한 학생의 욕구를 스스로 인지하여 자발적으로 계획하고 열심히 실행하고자 한다. 따라서 본 연구에서의 자기주도적 학습의 하위요소로 내재적동기, 개방성, 자율성 3가지로 제한하여 본 연구를 실행하였다.
2단계는 주사위에서 찾은 확률, 나만의 창의적인 암호 만들기, 계산이 재미있어요, 입체 도형 속의 숨겨진 비밀, 시계문제를 해결하라 등 다양한 주제에 대해서 배우고 앱을 만들어 보는 시간을 가진다. 또한 퀴즈 앱 계획서를 모둠별로 2차례 만들어 봄으로써 앱인벤터를 활용해서 만들 수학 퀴즈 앱에 대한 계획을 세운다.
최종 산출물을 발표하고 나서 학습자들끼리 상호 평가하는 시간을 가진다. 마지막으로 전체 수업에 대한 소감을 개별로 발표하고 사후설문조사를 실시한다.
본 연구에서는 렌쥴리의 3부심화학습을 바탕으로 학습 프로그램을 구성하였다. 3부 심화학습은 일반적 탐색활동, 집단 훈련활동, 개인과 소그룹의 실제 문제 탐구 등의 3단계로 이루어진다.
본 연구에서는 자기주도적 학습 능력을 내재적 동기, 학습 기회의 개방성, 자율성으로 한정하였기 때문에 Guglielmino[20]가 만든 검사지를 수정한 이은희[21]의 검사지를 연구의 목적에 맞게 수정하였다. 내재적 동기, 학습 기회의 개방성, 자율성에 관한 문항을 10문항씩 총 30문항으로 구성하였다.
본 학습프로그램의 적용이 초등 수학영재의 자기주도적 학습 능력을 향상시키는데 적절하게 설계되었는지를 확인하기 위해 전문가 집단 설문을 진행하였다. 대상은 지역공동영재학급에서 학생들을 가르치는 경력이 많은 영재 교육 담당 교사 5명이고 문항은 6개로 구성하였다.
SD모둠은 계산기 앱을 활용해 사칙연산 문제 퀴즈를 만들었다. 사칙연산 계산기를 퀴즈 앱에 넣음으로써 학습자들이 하나씩 숫자를 대입하면서 직접 문제를 풀어볼 수 있도록 하였다.
본 학습 프로그램의 목적은 앱인벤터를 활용하여 자신만의 수학 퀴즈 프로그램을 만드는 과정에서 자기주도적 학습 능력을 길러 줄 수 있는 환경을 조성하는 것이다. 이에 유의하며 영재 모둠을 총 4조로 구성하였다. 4개의 조는 SA, SB, SC, SD로 표기하였다.

대상 데이터

○○○도에 소재한 초등학교 4, 5학년 학생 총 20명(남:12, 여:8)으로 이루어진 영재 학급 1개반을 선정하고 2015년 7월 28일부터 10월 14일까지 15차시 분량의 수학 영재 프로그램을 적용하였다. 연구 대상자들은 앱인벤터에 대한 사전 지식이나 기초 소양이 없는 집단이다.
본 학습프로그램의 적용이 초등 수학영재의 자기주도적 학습 능력을 향상시키는데 적절하게 설계되었는지를 확인하기 위해 전문가 집단 설문을 진행하였다. 대상은 지역공동영재학급에서 학생들을 가르치는 경력이 많은 영재 교육 담당 교사 5명이고 문항은 6개로 구성하였다. 설문 결과는 [표 3]과 같다.

데이터처리

앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램을 적용한 실험집단의 자기주도적 학습 능력에 대한 사전검사 점수와 사후검사 점수의 차이를 검증하기 위하여 대응 표본 t 검증을 실시하였으며 검증 결과는 [표 6]과 같다.

성능/효과

둘째, 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램을 적용한 실험집단은 사전·사후검사 결과 자기주도적 학습능력에서 유의미한 차이를 보였다.
둘째, 학습기회에 대한 개방성이 향상되었다. 수학 영재 학생들은 앱 개발을 하면서 학습에 대한 높은 관심을 갖고 학습하려는 태도를 지니며 본인의 학습에 대한 자기 수용성으로 새로운 학습기회에 참여하려고 노력하였다.
실험집단의 자기주도적 학습능력 사전·사후 검사의 비교 결과 내재적 동기, 학습기회의 개방성, 자율성의 모든 하위 요소의 평균점수가 사전 검사 평균 점수보다 높은 것으로 나타났다. 또한 대응표본 t-검증 결과 내재적 동기에서 유의도가 .002, 학습기회의 개방성, 자율성의 유의도가 .001로 나타났다. 이는 p<0.
설문 결과 90%의 설문 답변이 ‘매우그렇다’, 혹은 ‘그렇다’였다.
셋째, 자율성 역시 향상되었다. 학생들은 자신만의 퀴즈 앱을 개발하고자 자발적으로 개발 계획을 세우며 자기 주도적으로 앱 개발에 참여하였다.
또한 앱인벤터로 프로그램을 구현하기 적합한 수학내용을 반영한다. 셋째, 학습 순서는 수학적 문제 상황의 난이도와 앱인벤터 내용의 난이도를 고려하여 점차 심화되는 것으로 조직한다.
초등 수학, 정보 영재교육대상자의 다중 지능의 차이를 비교해보면 수학 영재학생들은 정보 영재와 다른 특성을 보인다. 수학 영재는 계산력과 기억력이 높은 편이고, 정보 영재는 가역성이 높았다. 따라서 수학 영재 학생들에게 프로그래밍 활용 수업을 하려면 이에 맞는 학습 프로그램이 구성되어야 한다[1].
실험집단의 자기주도적 학습능력 사전·사후 검사의 비교 결과 내재적 동기, 학습기회의 개방성, 자율성의 모든 하위 요소의 평균점수가 사전 검사 평균 점수보다 높은 것으로 나타났다.
첫째, 앱 개발 활동을 적용한 수학영재의 내재적 동기가 실험을 적용하기 이전보다 향상되었다. 이는 수학영재학생이 앱 개발을 하면서 수학 학습에 대한 욕구와 호기심이 생겼고 이를 통해 새로운 것에 대한 학습을 선호하게 되었다고 볼 수 있다.
첫째, 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램을 적용한 실험집단은 이전과 비교해볼 때 내재적동기, 학습기회의 개방성, 자율성 등 모든 영역에서 점수가 높게 나왔다. 학습자들은 앱인벤터를 활용해 앱을 개발해봄으로써 수업자가 아닌 학습자 중심 활동을 했다.
본 연구에서는 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램의 개발과 적용 활동의 기본 방향을 다음과 같이 설정하였다. 첫째, 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램의 개발과 적용 활동의 주요 목적은 수학 영재의 자기주도적 학습 능력 향상에 있다. 둘째, 본 연구의 연구대상이 초등 4, 5학년 수학영재학생인 점을 고려하여 이들이 해결 가능한 수준에서 문제를 제시한다.

후속연구

첫째, 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램의 개발과 적용 활동의 주요 목적은 수학 영재의 자기주도적 학습 능력 향상에 있다. 둘째, 본 연구의 연구대상이 초등 4, 5학년 수학영재학생인 점을 고려하여 이들이 해결 가능한 수준에서 문제를 제시한다. 또한 앱인벤터로 프로그램을 구현하기 적합한 수학내용을 반영한다.
하지만 컴퓨터 프로그래밍을 활용한 수학영재학습프로그램은 연구가 많지 않다. 이러한 수학영재학습프로그램은 학습자들의 자기주도적 학습능력 신장에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
본 연구에서는 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램을 개발하고 이를 학습자에게 적용함으로써 학습자의 자기주도적 학습에 미치는 영향에 대해서 알아보고자 한다. 한편 본 연구는 실험집단의 규모가 작고 비교집단이 없다는 한계를 갖는다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수학 영재학생은 정보 영재학생과 어떻게 다른가?	초등 수학, 정보 영재교육대상자의 다중 지능의 차이를 비교해보면 수학 영재학생들은 정보 영재와 다른 특성을 보인다. 수학 영재는 계산력과 기억력이 높은 편이고, 정보 영재는 가역성이 높았다. 따라서 수학 영재 학생들에게 프로그래밍 활용 수업을 하려면 이에 맞는 학습 프로그램이 구성되어야 한다[1].
	프로그래밍을 활용한 여러 가지 영재 학습 프로그램의 한계점은 무엇인가?	그리고 최근에는 프로그래밍을 활용한 여러 가지 영재 학습 프로그램들이 영재학습자들의 자기주도적 학습능력을 향상시키는 데 도움을 주고 있다. 하지만 이러한 영재 학습 프로그램은 주로 정보영재를 대상으로 개발된 것이 대부분이다.
	앱인벤터의 장점은 무엇인가?	이에 본 연구에서는 앱인벤터를 활용한 수학영재프로그램 활동을 통해 수학 영재의 자기주도적 학습능력에 미치는 영향을 탐구하고자 한다. 앱인벤터는 스마트폰 및 태블릿에서 구동이 가능하며 이는 스마트 기기에 내장된 카메라, 블루투스, GPS, 자이로 센서 등을 모두 이용할 수 있다는 장점을 의미한다. 학습자들은 프로그래밍을 통하여 수학의 개념 및 원리를 실제로 구현해볼 수 있으며 그 과정에서 내재적 동기가 향상된다.

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원문보기 상세보기
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M. Guglielmino, Development of the self-directed Learnign readness scale, Doctoral Dissertation, Universiity of Georgia, 1977.
이은희, "실과의 '목제품 만들기'수업에서 프로젝트 학습이 학생들의 자기주도적 학습 능력에 미치는 효과," 한국실과교육연구학회논문지, 제14권, 제3호, pp.29-48, 2008.

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].

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