거꾸로 수업(Flipped learning)은 일반적으로 동영상 및 읽기 자료 등과 같은 디딤자료를 통해 학생들 스스로 사전에 학습하도록 설계되어 있으며 교실 수업에서는 교사의 도움을 받아 학습자 중심이 되어 수업 시간이 운영된다. 거꾸로 수업은 각각의 교사가 사전영상과 같은 사전 과제를 미리 준비하고 교과서 이외의 활동을 재구성하는 경우가 많으므로 교육과정을 재구성하고 사전 영상을 제작하는 등의 시간이 많이 소요된다. 따라서 본 연구는 국내외 교과서 분석, 거꾸로 수업을 하고 있는 6명의 과학교사 심층 면담, 과학 교과서 샘플 모형개발 및 적용을 통해 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 과학교과서 모형을 개발하였다. 개발한 초중고 과학 교과서 모형은 사전영상을 전제로 하지 않은 서책 중심 교과서 모형제시와 더불어 거꾸로 수업구현을 위한 강의 중심형, 실험 중심형, 탐구 조사형 등이다. 본 연구를 통해 학습자 중심의 탐구활동을 수행하는 수업으로서 과학수업 및 교과서 개발에 중요한 시사점을 제공할 것으로 기대한다.
거꾸로 수업(Flipped learning)은 일반적으로 동영상 및 읽기 자료 등과 같은 디딤자료를 통해 학생들 스스로 사전에 학습하도록 설계되어 있으며 교실 수업에서는 교사의 도움을 받아 학습자 중심이 되어 수업 시간이 운영된다. 거꾸로 수업은 각각의 교사가 사전영상과 같은 사전 과제를 미리 준비하고 교과서 이외의 활동을 재구성하는 경우가 많으므로 교육과정을 재구성하고 사전 영상을 제작하는 등의 시간이 많이 소요된다. 따라서 본 연구는 국내외 교과서 분석, 거꾸로 수업을 하고 있는 6명의 과학교사 심층 면담, 과학 교과서 샘플 모형개발 및 적용을 통해 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 과학교과서 모형을 개발하였다. 개발한 초중고 과학 교과서 모형은 사전영상을 전제로 하지 않은 서책 중심 교과서 모형제시와 더불어 거꾸로 수업구현을 위한 강의 중심형, 실험 중심형, 탐구 조사형 등이다. 본 연구를 통해 학습자 중심의 탐구활동을 수행하는 수업으로서 과학수업 및 교과서 개발에 중요한 시사점을 제공할 것으로 기대한다.
Flipped learning is generally designed to allow students to learn on their own in advance with the help of scaffolding material such as videos and text, and in the classroom, it is operated with the help of a teacher while the class is being learner-centered. For flipped learning, each of the teache...
Flipped learning is generally designed to allow students to learn on their own in advance with the help of scaffolding material such as videos and text, and in the classroom, it is operated with the help of a teacher while the class is being learner-centered. For flipped learning, each of the teachers has to design the class, collect information, and prepare for scaffolding material, so they get to face a lot of difficulties spending much time to reorganize the curriculum and produce a video and so on. Accordingly, this researcher has developed flipped learning textbook models applicable to science class by analyzing Korean and overseas textbooks, conducting an in-depth interview to six science teachers practicing flipped learning, and also developing and applying the science textbook sample model. The elementary, middle, and high school science textbook models developed include not only the textbook-based model with no videos presented in advance but also the lecture-type model, experiment-based model, and inquiry and research-based model to realize flipped learning. This study is expected to present crucial implications to develop textbooks and science class as a class to perform learner-centered inquiry activity.
Flipped learning is generally designed to allow students to learn on their own in advance with the help of scaffolding material such as videos and text, and in the classroom, it is operated with the help of a teacher while the class is being learner-centered. For flipped learning, each of the teachers has to design the class, collect information, and prepare for scaffolding material, so they get to face a lot of difficulties spending much time to reorganize the curriculum and produce a video and so on. Accordingly, this researcher has developed flipped learning textbook models applicable to science class by analyzing Korean and overseas textbooks, conducting an in-depth interview to six science teachers practicing flipped learning, and also developing and applying the science textbook sample model. The elementary, middle, and high school science textbook models developed include not only the textbook-based model with no videos presented in advance but also the lecture-type model, experiment-based model, and inquiry and research-based model to realize flipped learning. This study is expected to present crucial implications to develop textbooks and science class as a class to perform learner-centered inquiry activity.
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문제 정의
거꾸로 수업의 특징적인 요소 또는 적용 가능성에 초점을 맞춰 국내외에서 출판된 여러 교과서와 해당 국가의 교육과정을 분석을 하고자 한다. 거꾸로 수업은 일종의 수업 방법(전략)이라고 할 수 있다.
과학 수업이 교육과정을 구현하는 것이 목표이며 이러한 교육과정의 목표를 도달하기 위한 안내서 중 비교적 체계적인 것이 교과서이므로 학생들이 직접 대면하는 교과서는 매우 중요한 의미를 갖는다. 따라서 본 연구는 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 과학교과서 모형 개발을 위한 탐색 과정을 통해 과학수업에서의 거꾸로 수업이 갖는 다양한 시사점을 도출하고자 한다.
이런 점에서 교과서야말로 앞에서 언급한 국가 차원의 요구와 교사 차원의 요구가 서로 만나는 장으로서의 역할을 할 수 있다. 본 연구는 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 과학교과서 모형을 개발하고 이를 적용한 수업을 분석하였다. 다음과 같은 연구 결과 및 제언을 통해 과학수업에서 거꾸로 수업의 실현을 다양한 차원에서 모색해 보았다.
첫째, 거꾸로 수업의 특징적인 요소 또는 적용 가능성에 초점을 맞춰 우리나라, 미국, 싱가포르, 일본의 교과서를 분석하였다. 이를 통해 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 과학교과서에 적용할 수 있는 요소는 무엇이고, 어떻게 적용할 수 있을지에 대한 제안점을 도출하였다. 거꾸로 수업과 관련하여 대표적인 단체인 Flipped Learning Network(2014)에서 제시하는 거꾸로 수업의 특징을 유목화하면 표 1과 같이 유연한 환경, 학습 문화, 핵심 개념, 전문가로서의 교사인데, 각 특징을 국내외 교과서가 어떻게 구현하고 있는가를 분석하였다.
가설 설정
넷째, 프로젝트 수업이 가능하도록 교과서가 구현되면 좋겠다. 모든 내용이 다 프로젝트 형식일 수는 없지만 학생들이 과학적 이론을 왜 배우고 어떻게 실현할 수 있는지 고민할 수 있는 교과서가 되어야 한다.
다섯째, 교과간 융합이 반영되면 거꾸로 수업 구현에도 매우 도움이 될 것이다. 기술 및 수학교과와 관련이 많은데, 이 부분이 교과서에 제시되면 거꾸로 수업 구현에도 매우 도움이 될 것이다.
둘째, 과학적 원리가 삶에 실제로 결합된 원리가 더 추가되면 좋겠다. 학생들이 다양한 활동을 통해서 깊이 있게 배울 수 있기 때문이다(신영준, 하지훈, 이성희, 2016).
첫째, 단원 시작할 때, 핵심원리를 구조화하는 내용이 맨 앞에 나왔으면 좋겠다. 학생들이 이 단원에서 무엇을 배우고 익히는지에 대한 내용을 먼저 숙지하는 것이 학생들의 탐구에 도움이 되기 때문이다.
제안 방법
거꾸로 교실을 최근 교육 환경의 문제점을 해결하기 위한 방법으로 독립적인 모델로 접근하여 발전시켰다. 이러한 시도에서부터 이슈화된 거꾸로 교실은 다양한 실천 사례가 증가하면서 기존에 전통적 수업에서 진행한 강의 형태의 지식 습득을 사전에 동영상 강의를 포함하여 다양한 형태의 숙제로 제공하고, 수업 시간에는 사전에 학습한 지식을 기반으로 학습자는 자기주도적인 맞춤화 학습의 형태로 심화 학습 및 프로젝트 학습, 토론 및 체험 학습 등 유의미한 학습 활동을 구성하는 교수·학습 모델로 정의할 수 있다(Bergman & Sams, 2012; 정민, 2014; Strayer, 2012; 박태정, 차현진, 2015).
이를 통해 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 과학교과서에 적용할 수 있는 요소는 무엇이고, 어떻게 적용할 수 있을지에 대한 제안점을 도출하였다. 거꾸로 수업과 관련하여 대표적인 단체인 Flipped Learning Network(2014)에서 제시하는 거꾸로 수업의 특징을 유목화하면 표 1과 같이 유연한 환경, 학습 문화, 핵심 개념, 전문가로서의 교사인데, 각 특징을 국내외 교과서가 어떻게 구현하고 있는가를 분석하였다.
둘째, 거꾸로 수업을 실시한 6명의 교사들과의 면담을 실시하였다. 거꾸로 수업의 실제 적용 경험이 있는 교사를 대상으로 현행 교과서로 거꾸로 수업의 어려움과 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 교과서 모형을 제안하는 내용의 심층 면담을 진행하였다. 면담 대상은 서울 및 경기도 지역의 초등, 중등, 고등 등각 학교급별로 2명씩 총 6명의 교사를 선정하였으며, 각 학교급별 2명의 교사는 올해 처음 거꾸로 수업을 도입한 교사 1인과 2년 이상의 거꾸로 수업 경험이 있는 교사 1인으로 구성하여 거꾸로 수업의 수행 경력에 따른 인식의 차이도 함께 볼 수 있도록 하였다.
거꾸로 수업이 각각의 수업현장에서 다양하게 진행될 수 있기 때문에 사전영상 및 질문하기를 고정하거나 교과서의 형태를 고정 하는 것이 거꾸로 수업에 적합하지 않다는 의견도 있었으나 거꾸로 수업의 진행 형태를 유목화하여 강의형, 실험·관찰형, 토의·토론형, 조사형 등으로 구체화하였다.
둘째, 거꾸로 수업을 실시한 6명의 교사들과의 면담을 실시하였다. 거꾸로 수업의 실제 적용 경험이 있는 교사를 대상으로 현행 교과서로 거꾸로 수업의 어려움과 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 교과서 모형을 제안하는 내용의 심층 면담을 진행하였다.
피면담자의 세부 사항은 표 2와 같다. 면담 내용은 녹음 및 전사되었으며, 면담에 참여한 연구자 2인이 면담 전사본을 서로 비교 분석하였다.
셋째, 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 8차시의 교과서 모형을 제작하였고 이를 표 3과 같이 초등교사 2인, 중학교 교사 2인, 고등학교 교사 2인 각 6인이거꾸로 수업을 진행하였다. 수업을 진행한 후에는 학생들의 학습동기 사후검사를 실시하였다.
셋째, 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 8차시의 교과서 모형을 제작하였고 이를 표 3과 같이 초등교사 2인, 중학교 교사 2인, 고등학교 교사 2인 각 6인이거꾸로 수업을 진행하였다. 수업을 진행한 후에는 학생들의 학습동기 사후검사를 실시하였다. 본 연구에서는 Pintrich & DeGroot(1990)에 의해 개발된 동기검사 문항 47개 중 내적동기, 외적동기, 과제가치, 통제에 대한 믿음, 효능감 등으로 항목을 선정하였다.
이를 위해 국내외 교육과정과 과학교과서 분석을 우리나라, 미국, 싱가포르, 일본의 교과서를 중심으로 진행한다. 분석 대상을 미국과 싱가포르, 그리고 일본 과학교과서를 선택한 이유는 각 나라의 과학교과서가 지닌 특징에서 찾을 수 있다.
즉, 사이클, 다양성 (diversity), 에너지, 시스템, 상호작용 등과 같이 영역화하여 교과서를 구성하고 있는 것이 특징이다. 이처럼 각 국외교과서를 통해 본 연구에서 거꾸로 수업을 지원할 과학교과서에 적용할 수 있는 요소가 어떤 것들이 있는지 비교분석하였으며 도출된 시사점은 다음과 같다.
첫째, 거꾸로 수업을 구현하기 위한 교과서 모형 개발에서 사전 학습과제는 현재 일반적으로 인식되고 있는 동영상 이외에도 서책형 중심의 읽기 자료, 학생 주도형의 조사 자료 등으로 확장하여 다양한 형태의 사전학습과제를 모색하였다. 이는 교사들에게는 사전 동영상 제작에 대한 부담감을 덜어주면서 동시에 거꾸로 수업에서 지향하는 학생들 간의 의사소통 및 학생주도적인 탐구활동이 가능하게 하기 위한 방안을 제시하기 위해서 읽기자료 형태, 조사 자료 등을 추가한 것이다.
거꾸로 수업을 적용한 과학교과서 개발을 위해 그림 1과 같은 연구절차를 수행하였다. 첫째, 거꾸로 수업의 특징적인 요소 또는 적용 가능성에 초점을 맞춰 우리나라, 미국, 싱가포르, 일본의 교과서를 분석하였다. 이를 통해 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 과학교과서에 적용할 수 있는 요소는 무엇이고, 어떻게 적용할 수 있을지에 대한 제안점을 도출하였다.
과학과 교육과정에서 강조하는 합리적이면서도 창의적인 의사 결정 능력 함양을 위해서는 다양한 의사결정 요소들이 포함된 과학 탐구 활동을 개발할 필요가 있으며, 과학 문제 해결과정에서 의사 결정 요소를 활용할 수 있는 교수 학습 방법 및 전략을 개발하여 활용할 수 있는 방안들이 마련되어 학교 현장에 제공될 필요가 있다(한화정, 심규철, 2014). 초중고 중단원 2개씩 개발하였으며, 과학교육전문가 4인과 현장교사 6인의 검토회의를 거쳐 다음과 같이 교과서 모형을 개발하였다. 거꾸로 수업이 각각의 수업현장에서 다양하게 진행될 수 있기 때문에 사전영상 및 질문하기를 고정하거나 교과서의 형태를 고정 하는 것이 거꾸로 수업에 적합하지 않다는 의견도 있었으나 거꾸로 수업의 진행 형태를 유목화하여 강의형, 실험·관찰형, 토의·토론형, 조사형 등으로 구체화하였다.
대상 데이터
거꾸로 수업의 실제 적용 경험이 있는 교사를 대상으로 현행 교과서로 거꾸로 수업의 어려움과 거꾸로 수업을 지원할 수 있는 교과서 모형을 제안하는 내용의 심층 면담을 진행하였다. 면담 대상은 서울 및 경기도 지역의 초등, 중등, 고등 등각 학교급별로 2명씩 총 6명의 교사를 선정하였으며, 각 학교급별 2명의 교사는 올해 처음 거꾸로 수업을 도입한 교사 1인과 2년 이상의 거꾸로 수업 경험이 있는 교사 1인으로 구성하여 거꾸로 수업의 수행 경력에 따른 인식의 차이도 함께 볼 수 있도록 하였다. 피면담자의 세부 사항은 표 2와 같다.
본 연구에서는 Pintrich & DeGroot(1990)에 의해 개발된 동기검사 문항 47개 중 내적동기, 외적동기, 과제가치, 통제에 대한 믿음, 효능감 등으로 항목을 선정하였다. 학습동기 대상은 표 4와 같이 초등학생 60명, 중학교 187명, 고등학교 177명 총 424명이며, 성별로는 남학생이 312명, 여학생이 112명이다.
데이터처리
표 6에서 알 수 있듯이 학습동기 향상 정도의 차이를 비교하기 위해 사후검사 점수에 사전검사의 점수를 뺀 값을 구한 뒤 이를 학교급별로 일원분산 분석을 실시하였다. 그 결과, 표 6과 같이 초등학생이 중학생보다 성적이나 시험, 상 등과 관련된 외적동기 부분에서 보다 향상 정도가 높았다(F=3.
학생들의 학습동기 변화를 확인하기 위해 대응표본 t검증을 실시하였다. 표 6과 같이 외적동기, 과제가치, 통제에 대한 믿음에서는 사전검사와 사후검사의 점수 차이가 없었다.
이론/모형
본 연구에서는 Pintrich & DeGroot(1990)에 의해 개발된 동기검사 문항 47개 중 내적동기, 외적동기, 과제가치, 통제에 대한 믿음, 효능감 등으로 항목을 선정하였다.
성능/효과
그 결과, 표 6과 같이 초등학생이 중학생보다 성적이나 시험, 상 등과 관련된 외적동기 부분에서 보다 향상 정도가 높았다(F=3.629, p<.05).
넷째, 거꾸로 수업에서는 수업 전(On-line)활동으로 그 차시에 배워야할 핵심적인 내용을 미리 학습하고 수업활동에 참여하게 된다. 따라서 학습하고자하는 핵심적 개념이 잘 설명되어 있어야 하며, 우리나라와 일본 교과서는 탐구활동 중심으로 교과서가 구성되어 있어서 개념 및 용어에 관한 설명이 적은 편이다.
둘째, 거꾸로 수업이 학교 현장에서 다양한 양상으로 진행되기 때문에 교과서라는 정형화된 형식을 갖춰야 하는 교과서의 특성상 교사 개개인의 수업에 맞는 교과서 형태를 가지는 것이 적합하지 않을 수 있다. 하지만, 거꾸로 수업이 여러 교사로부터 수행되었고, 이 과정에서 교사들이 사용하는 자료들이 가지는 공통된 요소나 여러 수업들 간의 일반적인 흐름과 강조점이 있다.
셋째, 도출된 거꾸로 수업 교과서는 기존 교과서보다 더 많은 페이지를 필요로 한다. 현재 교과서는한 차시에 2쪽~4쪽으로 구성되어 있는데 거꾸로 수업 교과서는 4~6쪽으로 구성이 된다.
셋째, 획일적 확인실험의 형태를 탈피하여 학생 스스로 탐구할 수 있는 활동으로 구성되는 것이 필요한데, 특히 활동 중 문제를 해결하는 과정에서 모둠별 혹은 전체 토론 과정이 이를 증폭시킨다. 우리나라와 일본 교과서는 차시별 탐구활동 중심으로 구성되어 있다.
첫째, 현재 교과서는 지식 이해 단계에만 머물러 있고 적용 및 분석, 종합 및 평가와 같은 내용은 거의 없다. 학생들의 균형적인 사고력 신장을 위해 교과서에 이러한 활동 및 내용이 추가되어야 한다.
후속연구
다섯째, 거꾸로 수업을 위해서는 무엇보다 교사가 활용할 수 있는 다양한 학습 과제를 제공할 수 있어야 하며 학습과정 중 과제를 점검하고, 학생의 이해도를 점검할 수 있는 적절한 평가준거를 제시할 수있는 전문성이 필요하다. 교과서 및 지도서에 이를 뒷받침해줄 수 있는 자료가 제시된다면 교사의 수업 부담도 줄여주면서, 효과적인 교수-학습 활동이 이루어질 수 있다.
이처럼 거꾸로 수업을 돕는 자료가 교과서 형태로 제공되는 경우 기존 거꾸로 수업에서의 학습 활동에 대한 교사의 재량권이 오히려 제약될 수 있다. 본 연구를 통해 개발된 교과서의 형태와 구성요소를 기존 교과서에 무조건적으로 반영하기보다 거꾸로 수업 적용을 위한 교과서 구성 요소들이 무엇이고, 이를 기존 교과서에 어떻게 그리고 어느 수준으로 반영할 것인가를 고민할 필요가 있다. 이를 통해 교사들이 가지고 있는 거꾸로 수업 적용에 대한 부담을 낮추면서 수업 활동 선택에 대한 재량도 보장할 수 있는 교과서 개발을 전제로 후속적인 연구가 계속 필요하다.
거꾸로 수업을 적용한 과학 교과서는 초중고 학교급별로 큰 차이점은 없다. 앞서 개발 연구에서 학교급별로 거꾸로 수업이 다른 형태로 진행되어야 하는 차이점을 발견하지 못하였으며, 교육과정에 기반한 교과서임을 고려했을 때, 다양한 내용을 넣는 것에 한계가 있었다. 또한 교과서 지면이 한정되어 있고 성취해야 할 목표가 있기 때문에 교과서 형태는 다음과 같이 구성하였다.
본 연구를 통해 개발된 교과서의 형태와 구성요소를 기존 교과서에 무조건적으로 반영하기보다 거꾸로 수업 적용을 위한 교과서 구성 요소들이 무엇이고, 이를 기존 교과서에 어떻게 그리고 어느 수준으로 반영할 것인가를 고민할 필요가 있다. 이를 통해 교사들이 가지고 있는 거꾸로 수업 적용에 대한 부담을 낮추면서 수업 활동 선택에 대한 재량도 보장할 수 있는 교과서 개발을 전제로 후속적인 연구가 계속 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
거꾸로 수업 구현을 위한 교과서 제작의 걸림돌은 무엇인가?
둘째, 거꾸로 수업이 학교 현장에서 다양한 양상으로 진행되기 때문에 교과서라는 정형화된 형식을 갖춰야 하는 교과서의 특성상 교사 개개인의 수업에 맞는 교과서 형태를 가지는 것이 적합하지 않을 수 있다. 하지만, 거꾸로 수업이 여러 교사로부터 수행되었고, 이 과정에서 교사들이 사용하는 자료들이 가지는 공통된 요소나 여러 수업들 간의 일반적인 흐름과 강조점이 있다.
세계화된 사회에서 필요한 역량은 무엇인가?
우리나라에서도 미래 사회의 특성을 연구하고 이를 통해 미래 국가 구성원이 갖추어야 할 역량을 추려 이를 현재 교육에 반영하려는 노력을 하고 있다. 윤현진 등(2007)은 미래 사회의 특징은 과학 및 기술의 발전이 가속되고 네트워크로 연결된 세계화된 사회로보고, 이와 같은 사회에 필요한 역량으로 정보처리능력, 문제해결능력, 창의력, 의사소통능력 등을 제시하였다.
거꾸로 수업의 특징은 무엇인가?
거꾸로 수업(Flipped learning)은 일반적으로 동영상 및 읽기 자료 등과 같은 디딤자료를 통해 학생들 스스로 사전에 학습하도록 설계되어 있으며 교실 수업에서는 교사의 도움을 받아 학습자 중심이 되어 수업 시간이 운영된다. 거꾸로 수업은 각각의 교사가 사전영상과 같은 사전 과제를 미리 준비하고 교과서 이외의 활동을 재구성하는 경우가 많으므로 교육과정을 재구성하고 사전 영상을 제작하는 등의 시간이 많이 소요된다.
참고문헌 (28)
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Bergman, J. & Sams, A. (2012). Flip your classroom: Reach every student in every class every day, International Society for Technology in Education.
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Pintrich, R. R., & DeGroot, E. V. (1990). Motivational and self-regulated learning components of classroom academic performance. Journal of Educational Psychology, 82, 33-40.
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