[논문]학습동기 향상을 위한 플립러닝 기반 SW 융합 교육

송해남; 류미영; 한선관

doi:10.14352/jkaie.2018.22.3.325

학습동기 향상을 위한 플립러닝 기반 SW 융합 교육
The Flipped Learning-based SW-STEAM Education Program for Learning Motivation 원문보기

정보교육학회논문지 = Journal of the Korean Association of Information Education, v.22 no.3, 2018년, pp.325 - 333

송해남 (경인교육대학교 융합교육과) , 류미영 (경인교육대학교 융합교육과) , 한선관 (경인교육대학교 융합교육과)

초록
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본 연구는 플립 러닝을 활용하여 SW 융합 교육을 적용하였을 때 학생들의 학습동기를 분석한 것이다. 연구의 주요내용은 SW 교육을 기존 교과와 융합한 프로그램을 개발하고, 방법적인 측면으로 플립 러닝을 활용하였다. 초등학생들을 대상으로 교육 프로그램을 적용하였으며 사전 사후 학습동기 검사를 실시하였다. 연구 분석 결과, 플립 러닝을 활용한 SW 융합 프로그램은 학생들의 학습동기 요소에서 주의집중도, 관계향상도, 자신감이 향상되었다. 본 연구에서 개발된 SW 융합 교육 프로그램과 연구 분석 결과가 SW 교육의 발전에 도움을 주고, 교육 현장에 안착하기 위한 자료로 유용하게 활용되길 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study analyzes students' motivation for learning when applying SW-STEAM education using Flipped Learning. As a main content of the study, we developed a program that combines SW education with existing subjects and utilized flipped learning as a method. Elementary school students were given an education program. The data were collected through pre and post-test of learning motivation. As a result of analysis, the SW-STEAM program based on flipped learning has improved attention, relevance and confidence. We expect that the results of the SW-STEAM education program developed in this study and the learning motivation analysis will help in the direction of the SW-STEAM education and be useful as a basic resources for settling in class.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 SW 교수 학습 방법이나 내용, 교사들의 준비도가 부족한 상황에 SW 교육이 현장에 정착하기 위한 방법을 고민하는 것에서부터 출발하였다. 먼저 방법적인 측면으로 SW교육의 융합적 측면을 고민하였고 교수학습 방법에서 플립 러닝을 활용하여 PDDIE 모형에 근거한 SW융합 교육 프로그램을 개발하여 수업에 적용하였다.
본 연구는 SW교육 사이트의 강의를 활용하여 교사들의 학습 동영상 준비의 부담을 줄이고, 교과 외 시간을 활용하여 학습 환경에서 오는 제약을 줄이는 방법으로 플립 러닝을 활용하고자 한다. 기존 교과의 활동으로 교수·학습하기 힘들거나, SW로 진행하면 더 효과가 좋을 요소로 선정하여 SW융합교육 프로그램을 개발하고 교육적 효과를 높일 수 있도록 하였다.
본 연구에서는 교과 내의 주제를 재구성하지 않고 SW와 융합할 수 있는 프로그램을 연구하고자 하며, STEAM 교육 프로그램은 김진수(2011)가 개발한 PDIE절차모형을 적용하여 개발하였다.
그러나 변화하는 교육과정에 맞추어 플립 러닝을 소프트웨어 교육에 적용하여 그 효과를 살펴본 연구가 미비하였다. 이에 본 연구에서는 플립 러닝을 활용하여 SW와 교과목을 융합한 프로그램을 개발하고 적용한 후, 학습동기의 향상을 확인하고자 한다.

제안 방법

개발 단계에서는 플립 러닝을 활용한 SW STEAM프로그램의 교수 학습안을 개발하였으며, 구체적인 내용은 [Table 6]과 같다.
기존 교과의 활동으로 교수·학습하기 힘들거나, SW로 진행하면 더 효과가 좋을 요소로 선정하여 SW융합교육 프로그램을 개발하고 교육적 효과를 높일 수 있도록 하였다.
수업 적용 과정과 결과에 대한 평가로는 SPSS 18을활용하여 학습 동기 사전, 사후 검사 결과를 분석하였다. 또한 수업을 진행한 방식인 플립 러닝에 대해서도학생들의 설문조사를 진행하였다.
또한 활용 편의성, 학습 만족도 2개 영역은 사전에 설문하기 어려운 문항으로 판단하여, 12문항으로 이루어진 사후 설문조사를 제작하여 5점 리커드 척도로 체크할 수 있도록 하여 검사하였다. 문항 구성 내용은[Table 2]와 같다.
org)를 안내하였다. 매 강의마다 과제를 제시한 후 확인하였으며, 각 교과별 SW STEAM 프로그램마다 학생들이 자신만의 스크래치 프로젝트를 제작하고 학생 간, 학생과 교사 간 상호작용이 활발히 일어나도록 하였다.
본 연구는 SW 교수 학습 방법이나 내용, 교사들의 준비도가 부족한 상황에 SW 교육이 현장에 정착하기 위한 방법을 고민하는 것에서부터 출발하였다. 먼저 방법적인 측면으로 SW교육의 융합적 측면을 고민하였고 교수학습 방법에서 플립 러닝을 활용하여 PDDIE 모형에 근거한 SW융합 교육 프로그램을 개발하여 수업에 적용하였다. 이후 교육 프로그램을 적용한 후 학습 동기를 분석하였다.
연구 대상은 SW 융합 교육 관련 스크래치 수업이 이루어지지 않은 경기도 K 초등학교 4학년 학생으로 정하였으며 남학생 8명, 여학생 10명으로 총 18명이다. 본 연구는 6주 동안 6차시의 온라인 학습을 사전에 진행하게 하고, 6주 동안 15차시의 SW 융합 교육을 실시하였다. 수업 전후의 차이를 알아보기 위해서 사전 학습동기 검사를 수업 전에 실시하고, 프로그램을 4개월간에 걸쳐 적용하였다.
수업 전후의 차이를 알아보기 위해서 사전 학습동기 검사를 수업 전에 실시하고, 프로그램을 4개월간에 걸쳐 적용하였다. 수업 적용후 사후 학습동기 검사를 실시하였다.
본 연구는 6주 동안 6차시의 온라인 학습을 사전에 진행하게 하고, 6주 동안 15차시의 SW 융합 교육을 실시하였다. 수업 전후의 차이를 알아보기 위해서 사전 학습동기 검사를 수업 전에 실시하고, 프로그램을 4개월간에 걸쳐 적용하였다. 수업 적용후 사후 학습동기 검사를 실시하였다.
연구에서 활용된 학습동기 검사지는 Keller가 1993년에 개발하고 구본혁(2015)이 학습동기 연구에서 사용한 문항[2]을 SW 융합 수업과 관련지어 초등학생 수준에 맞게 수정하였다. 설문지의 타당성을 확보하기 위하여 컴퓨터 교육 박사 2명, 융합 교육 전문가 2명으로부터 타당성을 검증 받았다.
이 사이트의 강의는 모두 교사들이 제작하여 교육과정에 적합하였으며 10분 이내의 길이로 학습자들의 플립 러닝에 적합하다고 판단하였다. 온라인 교수 학습 사이트에서 듣고 온 내용을 바탕으로 배운 것을 정리하고 상호 간에 생각을 공유할 수 있도록 사전 학습 과제를 제시하였다.
학습동기 하위 영역은 주의 집중력, 관련성, 자신감, 학습 만족도 4개 영역이지만 ‘플립러닝’이라는 수업 방식에 대한 검사를 위하여 ‘상호작용’ 영역과 ‘활용 편의성’ 영역을 추가하였다[2]. 이 후 사전과 사후에 검사하기 적합한 문항인 학습자의 주의 집중력, 관련성, 자신감, 상호작용 등, 4개 영역 18문항으로 학습동기의 검사지를 개발하였다. 그 내용은 [Table 1]과 같다.
먼저 방법적인 측면으로 SW교육의 융합적 측면을 고민하였고 교수학습 방법에서 플립 러닝을 활용하여 PDDIE 모형에 근거한 SW융합 교육 프로그램을 개발하여 수업에 적용하였다. 이후 교육 프로그램을 적용한 후 학습 동기를 분석하였다. 연구 결과를 제시하면 다음과 같다.
기존 교과의 활동으로 교수·학습하기 힘들거나, SW로 진행하면 더 효과가 좋을 요소로 선정하여 SW융합교육 프로그램을 개발하고 교육적 효과를 높일 수 있도록 하였다. 이후 플립 러닝을 활용한 SW 융합 수업을 진행하고, 학생들의 학습동기가 어떻게 변화했는지 검증하고 그에 따른 분석을 하고자 한다.

대상 데이터

본 연구에서는 플립러닝 수업 자료로 온라인 SW 교육 사이트(koreasw.org)를 활용하였다. 이 사이트의 강의는 모두 교사들이 제작하여 교육과정에 적합하였으며 10분 이내의 길이로 학습자들의 플립 러닝에 적합하다고 판단하였다.
연구 대상은 SW 융합 교육 관련 스크래치 수업이 이루어지지 않은 경기도 K 초등학교 4학년 학생으로 정하였으며 남학생 8명, 여학생 10명으로 총 18명이다. 본 연구는 6주 동안 6차시의 온라인 학습을 사전에 진행하게 하고, 6주 동안 15차시의 SW 융합 교육을 실시하였다.

데이터처리

수업 적용 과정과 결과에 대한 평가로는 SPSS 18을활용하여 학습 동기 사전, 사후 검사 결과를 분석하였다. 또한 수업을 진행한 방식인 플립 러닝에 대해서도학생들의 설문조사를 진행하였다.
플립 러닝을 활용하여 교과와 SW를 융합한 STEAM수업이 학생들의 학습동기에 유의미한 차이가 있는지 알아보기 위하여 대응표본 t-검증을 실시하였다. 수업 전 후로 학습자의 학습동기를 비교한 결과는 [Table 7]과 같다.

이론/모형

수학 SW STEAM수업은 사각형의 수학적 원리를 학습자 스스로 탐색하고 EPL로 구현하여 공통적으로 필요한 블록을 찾아 일반화하기에 DPPAP 모델을 적용하였다. 과학 SW STEAM 수업은 발견학습법을 기반으로 한 UMC 모델을 적용하였다.
플립 러닝을 활용한 SW STEAM 수업을 위하여 SW 교수학습 모델을 적용하여 수업을 구성하였다. 국어 SW STEAM 수업은 NDIS 모델을 적용하였다. NDIS 모델은 SW 개발이 단지 기계적인 프로그램을 개발하는 것이 아니라 인간의 삶을 개선하는 활동임을 인식하여 창의적 설계를 진행한다[15].
플립 러닝을 활용한 SW STEAM 수업을 위하여 SW 교수학습 모델을 적용하여 수업을 구성하였다. 국어 SW STEAM 수업은 NDIS 모델을 적용하였다.
한편 SW교육 교수학습 모형 개발연구에서는 컴퓨팅 사고력의 구성요소를 단순화하여 교수학습에 이용할 수 있는 모델을 제안하였는데 본 연구에서는 SW와 기존교과를 융합하여 수업에 적용이 가능한 교수 학습 모델을 활용하였다[10].

성능/효과

둘째, 학습자들은 플립러닝의 과정에서 가정과 학교 컴퓨터실을 이용하여 자유롭게 사전 동영상을 수강할 수 있었고, 이 절차가 대체적으로 쉽고 간편했다는 응답이 높았다. 또한 학습 속도 조절에 관한 질문에도 긍정적인 응답이 높아, 개개인의 이해도에 맞추어 학습 속도조절을 할 수 있다는 장점을 느낀 것으로 보인다.
분석 결과, 주의 집중 영역은 평균 3.4722점에서 3.9444점으로 향상하였고, 관련성 영역은 사전 3.0889점에서 사후 3.5444점으로 평균값이 향상되었으며, 자신감 또한 사전 3.4889에서 사후 3.9667로 상승하였고 모두 통계적으로 유의미한 차이가 나타났다(p<0.05). 플립 러닝을 활용한 SW STEAM 수업은 전통적인 수업 방식이나 과목에 비하여 높은 학습 동기를 부여함을 알 수 있었다.
org)를 활용하였다. 이 사이트의 강의는 모두 교사들이 제작하여 교육과정에 적합하였으며 10분 이내의 길이로 학습자들의 플립 러닝에 적합하다고 판단하였다. 온라인 교수 학습 사이트에서 듣고 온 내용을 바탕으로 배운 것을 정리하고 상호 간에 생각을 공유할 수 있도록 사전 학습 과제를 제시하였다.
첫째, 플립 러닝을 활용한 SW 융합 수업은 학습동기 향상에 효과가 있다. 특히 학습동기 하위 영역 중 관련성, 주의 집중, 자신감 영역에서 유의미한 향상을 보여 SW교육 특히 코딩 수업에서 효과적인 방법임을 보여주었다.
첫째, 플립 러닝을 활용한 SW 융합 수업은 학습동기 향상에 효과가 있다. 특히 학습동기 하위 영역 중 관련성, 주의 집중, 자신감 영역에서 유의미한 향상을 보여 SW교육 특히 코딩 수업에서 효과적인 방법임을 보여주었다.
하지만 학습동기 하위 영역 중 만족감 영역에 대한 설문조사에서 일반적인 수업과 비교하였을 때 흥미도와 지속도가 떨어지는 것으로 나타났다. 일반적인 수업과 비교하였을 때 흥미도와 지속도가 떨어지는 이유에 대한 후속 연구가 필요한 것으로 보인다.
학습 만족도를 설문조사한 결과, 플립 러닝에 대한 만족도는 매우 그렇다가 ‘22.22%’, 그렇다가 ‘11.11%’, 보통이다가 ‘44.44%’로 대체로 그렇다는 응답이 높았다.

후속연구

하지만 학습동기 하위 영역 중 만족감 영역에 대한 설문조사에서 일반적인 수업과 비교하였을 때 흥미도와 지속도가 떨어지는 것으로 나타났다. 일반적인 수업과 비교하였을 때 흥미도와 지속도가 떨어지는 이유에 대한 후속 연구가 필요한 것으로 보인다. 또한 학습자들의 ‘상호작용’에 대하여 조사한 결과 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다.
플립 러닝을 활용한 SW 융합 교육 프로그램과 학습동기에 관한 연구가 향후 초등 교육에서 SW교육이 적용될 때 유용한 자료가 되길 기대한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	SW 교육의 목적은 무엇인가?	소프트웨어 교육은 소프트웨어를 직접 만들거나 활용하여 문제 상황을 인식하고, 절차적으로 사고하는 컴퓨팅 사고를 통하여 문제 해결 역량을 신장시키기 위한 것이다[4]. SW 교육은 학생들을 단순히 코딩을 하는 프로그래머로 양성하기 보다는, 사고력을 기반으로 자료를 수집하고 정보를 분석하여 문제를 해결할 수 있는 능력을 가진 창의 인재를 키우는 것을 목표로 하고 있다.
	플립러닝의 효과는 무엇인가?	송은자(2016)의 연구에 의하면 과학 STEAM 수업에서 플립러닝을 적용한 초등학생들이 학습 동기의 긍정적인 향상을 가져왔다. 특히 학습동기의 하위 요소 중주의집중, 관련성, 자신감, 만족감의 4가지 요소에서 긍정적인 효과를 주었다고 제시하였다[6]. 황미옥(2016)은 사회과 STEAM 수업을 플립 러닝 기반으로 초등학생들에게 적용하였을 때 정서적 동기, 의사소통, 학습기대, 만족감 등의 학습 흥미도의 향상 등에 효과가 있었다고 분석하였다[7].
	소프트웨어 교육이란 무엇인가?	소프트웨어 교육은 소프트웨어를 직접 만들거나 활용하여 문제 상황을 인식하고, 절차적으로 사고하는 컴퓨팅 사고를 통하여 문제 해결 역량을 신장시키기 위한 것이다[4]. SW 교육은 학생들을 단순히 코딩을 하는 프로그래머로 양성하기 보다는, 사고력을 기반으로 자료를 수집하고 정보를 분석하여 문제를 해결할 수 있는 능력을 가진 창의 인재를 키우는 것을 목표로 하고 있다.

참고문헌 (18)

Bergmann, J. & Sams, A(2012). Flipped Your Classroom: Reach Every Student in Every Class Every Day. International Society for Technology in Education.
B. H. Koo(2015), Effectiveness Analysis of the Flipped Learning utilizing MOOC, Kongju University Master thesis.
C. H. Lee, J. D. Ohn(2017), Elementary School Teachers' Perception towards Software Education, Journal of Korean Practical Arts Education 30(4), 2017.12, 179-203.

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C. H. Lee, S. H. Kim, D. M. Kim(2016). Understanding and actualizing software education, Yangseone Press.
D. E. Kim(2018), Limitations and Improvement Plan of SW Education In Korea Through Comparison with Oversea Cases, Soongsil University Master thesis.
E. J. Song(2016), Effect of flipped learning STEAM applied to science and sound chapter on academic achievement and motivation of elementary school student, Gyeongin National University of Education Master thesis.
H. M. Ok(2016), Effect of STEAM Class in Social Studies Based on Flipped Learning on Interest in Learning and Study Achievement of Social Studies, Gyeongin National University of Education Master thesis.
J. M. Tae(2016), Development of STEAM Education Program Utilizing Software Teaching Tool for Elementary School Pupils, The Journal of the Korean Society for the Gifted and Talented 15(2), pp.121-147.
J. S. Kim(2012). STEAM Education. Yangseone
J. S. Kim, S. K. Han(2015). A Research on the Development of Teaching and Learning Models for SW Education (Research report. No. CR2015-35), Seoul: KERIS.
Kapsu Kim(2016), A Recognition Analysis of Elementary Teachers for Software Education of 2015 Revised Korea Curriculum, Journal of The Korea Association of Information Education, 20(1), 47-56.

원문보기 상세보기
Keller, S. H. Song(1999). Attractive class design. Education Science Publishers.
Ministry of Education(2015). The revised national curriculum 2015 for Primary and Secondary Schools, 75(10).
M. K. Lee(2014), Case Study on Effects and Signification of Flipped Classroom, The Journal of Korean Education, 41(1), 87-116.
S. H. Kim(2015), Development of Instructional Model for Flipped Learning Based on Smart Education, Incheon University, Doctoral thesis.
T. J Park, H. J. Cha(2015), Investigation of Teachers' Awareness of Flipped Classroom to Explore its Educational Feasibility, The Journal of Korean association of computer education, 18(1), 81-97.
Waeshik Moon(2014). Development and Application of STEAM Education Model using Scratch Programming and Sensor Board in Class of Elementary School Students. Journal of The Korean Assocaition of Information Ecucation, 18(2), 213-224.

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Y. S. Lee, Y. J. Lee(2017). A Study on SW Education-centered Elementary STEAM Education through Case Analysis of SW Education Leading School, Convergence Education Review, 3(1), 23-34.

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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