[논문]비대면 수업에서 공학 팀 프로젝트 수행 사례

김은경

doi:10.14702/jpee.2020.255

비대면 수업에서 공학 팀 프로젝트 수행 사례
A Case of Engineering Team Project Execution in Uncontacted Classes 원문보기

JPEE : Journal of practical engineering education = 실천공학교육논문지, v.12 no.2, 2020년, pp.255 - 264

초록
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데이터베이스 설계 교과목에서 팀 프로젝트는 학생들의 데이터베이스 설계 역량을 계발하기 위해 매우 중요한 과정이며, 팀 프로젝트를 원활히 수행하기 위해서는 팀원들 간의 협업과 팀워크 못지 않게 학생-교수 간의 활발한 상호작용이 매우 중요하다. 하지만 2020학년도 1학기에 갑자기 전면 비대면 수업을 하게 되면서, 데이터베이스를 구축하는 팀 프로젝트가 큰 비중을 차지하는 이 수업을 효과적으로 운영할 수 있을 지 의문이었다. 하지만 줌과 같은 실시간 화상 매체를 이용한 상호작용과 온라인 교육지원시스템(LMS)에서 지원하는 토론, 퀴즈, 질의응답 등의 기능을 적극적으로 활용하고, 온라인 발표와 상호 평가 등을 통해서 팀 프로젝트를 원활히 진행할 수 있었다. 본 논문에서는 비대면으로 공학 팀 프로젝트를 운영한 경험을 공유하고, 세 차례 실시한 설문을 기초로 이 수업의 개선 방향과 비대면 수업을 전반적으로 개선할 수 있는 여러 가지 방안을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the database design course, the team project is a very important process to develop students' database design competencies. In order to carry out team projects smoothly, active interaction between students and the professor as well as collaboration among team members are very important. However, a full uncontacted class was suddenly decides in the first semester of 2020, it was questionable whether it would be possible to effectively manage this course, where team projects to construct database take up a big portion. However team projects were able to proceed without major problems through interaction using real-time video media such as zoom, and discussions, quizzes, and Q&A supported by the online education support system (LMS), and online presentations, mutual evaluations, and so on. This paper shares the experience of managing engineering team projects in uncontacted classes and based on three surveys introduces desirable improving directions of this instruction and some suggestions to improve uncontacted classes overall.

주제어

표/그림 (8)

표 표 1. 데이터베이스 설계 교과목의 비대면 수업 운영 내용 Table 1. Contents of uncontacted classes for database design courses
그림 그림 1. 관계형 데이터베이스 구축 단계 Fig. 1. Steps to construct a relational database.
표 표 2. 주차 별 팀 프로젝트 수행 내용 Table 2. Contents of weekly team project execution
표 표 3. 1차 설문 문항 및 결과 Table 3. First questionnaire and results
표 표 4. 2차 설문 문항 및 결과 Table 4. Second questionnaire and results
표 표 5. 3차 설문 문항 및 결과 Table 5. Third questionnaire and results
표 표 6. 데이터베이스 설계 교과목의 비대면 수업 개선 방안 Table 6. Ways to improve uncontacted classes for database design courses
표 표 7. 온라인 팀 프로젝트의 개선 방안 Table 7. Ways to improve online team projects

AI 본문요약
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문제 정의

특히 온라인 수업과 관련한 선행연구는 대부분 미술이나 연극 등의 예술 분야에 집중되어 있고[5], 그 밖에 온라인 수업에 대한 만족도 조사[1]나 코로나 이후 온라인 수업 설계[8, 9], 학습자 반응 조사[5], 교수자 역할 측정도구 개발 [7] 등에 대한 연구가 주를 이루고 있으며, 실제로 공학 분야에서의 비대면 수업 사례를 공유하고 분석한 연구는 찾아보기 힘든 것이 현실이다. 따라서 본 논문에서는 공학 분야의 수업 운영에 도움이 되고자 팀 프로젝트 수행이 큰 비중을 차지하는 데이터베이스 설계 교과목의 비대면 수업 운영 사례를 공유하고, 학생들의 평가와 의견을 수렴하여 분석함으로써 향후 비대면 수업의 개선 및 포스트 코로나 시대의 공학 분야 수업 방식을 준비하기 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다.
특히 팀 프로젝트는 팀을 구성하는 학생들 간의 협업과 소통이 매우 중요하고, 진행 내용에 대한 교수의 즉각적인 피드백이 요구되므로 온라인에서 진행할 때는 많은 한계점에 부딪치게 된다. 본 논문에서는 향후 유사한 수업을 보다 효율적으로 운영할 수 있도록 컴퓨터공학부의 전공 교과목인 데이터베이스 설계를 어떻게 비대면으로 운영했는지 소개하고, 특히 온라인 상에서 팀 프로젝트를 진행한 방법에 대해 공유하였다. 또한, 학기 중에 실시한 3가지 설문을 기초로 다음 학기 비대면 수업과 온라인 팀 프로젝트 운영을 위한 개선 방안을 도출하고, 전반적으로 비대면 수업을 개선할 수 있는 몇 가지 방안도 제안하였다.

제안 방법

토론이 활발히 진행되기 위해서는 개방형 주제가 적절한데, 이번 학기에는 주로 개념 이해를 위한 폐쇄형 주제를 제시하였고, 또한 학생 의견에 오류가 있는 경우 바로 답글로 피드백을 제공한 것이 오히려 활발한 토론을 저해하는 요인이 되었다. 1차 설문 내용 등을 종합하여 표 6과 같이 비대면 수업의 개선 방안을 도출하였다.
오프라인 강의의 경우 플립러닝[11]을 적용하여 확보한 이론 수업시간에 팀원들과 연습 문제를 풀어보고 질의응답하는 시간을 가졌는데, 온라인 강의에서는 이런 팀 활동이 제한되므로 연습 문제는 주로 개별 과제로 부여하고, 핵심 내용의 이해 여부는 퀴즈를 통해서 확인하였다. 개별 과제는 평가해서 성적을 공지하고, 과제에 대한 풀이 동영상을 등록해서 학생이 틀린 부분을 확인할 수 있도록 하였다. 한편, 5주차부터는 매주 팀 프로젝트 수행 보고서를 제출해야 하므로 개별 과제를 줄일 필요가 있었으며, 과제 대신 자율적으로 풀어보도록 연습 문제를 등록하고 일정 기한 이후 풀이 동영상을 제공하였다.
팀 프로젝트의 주제가 팀마다 서로 달라서 팀 별로 질문할 내용과 피드백 할 내용도 다르기 때문에 동일한 시간에 다 같이 라이브 강의를 진행하는 것은 효율적이지 않다. 따라서 팀 별로 자율적인 방법으로 팀 프로젝트를 진행하고 질문할 내용을 정리한 다음, 미리 약속한 시간(주로 오프라인 강의시간표에 편성된 실습 시간)에 줌을 통해서 질의응답을 진행하였다. 모든 팀과 화상회의를 한 후 공통된 질문에 대해서는 별도로 동영상 콘텐츠를 제작해서 제공함으로써 학생들의 시행착오를 최소화하도록 노력하였다.
온라인 퀴즈는 학생 입장에서도 자신의 학습 방향이 올바른지 또 핵심 내용을 잘 이해했는지를 확인할 수 있는 기회를 제공하므로 일거양득이 될 수 있다. 또한, 라이브 강의를 통한 학습보다는 강의자료(PPT 등)와 교수 음성으로 제작된 최신 콘텐츠를 이용해서 자신이 선호하는 시간에 학습했을 때 집중도가 가장 높은 것으로 조사 되었으므로, 라이브 강의는 교과 내용에 대한 강의보다 질의응답이나 피드백을 위해 활용하는 것을 제안한다. 한편, 자기주도적인 학습을 위한 시간 관리에 어려움을 겪는 학생도 많은 것으로 파악되므로 대학 차원에서 자기주도적 학습과 시간 관리 등에 대한 콘텐츠를 제작해서 학기 초에 제공할 것을 제안한다.
본 논문에서는 향후 유사한 수업을 보다 효율적으로 운영할 수 있도록 컴퓨터공학부의 전공 교과목인 데이터베이스 설계를 어떻게 비대면으로 운영했는지 소개하고, 특히 온라인 상에서 팀 프로젝트를 진행한 방법에 대해 공유하였다. 또한, 학기 중에 실시한 3가지 설문을 기초로 다음 학기 비대면 수업과 온라인 팀 프로젝트 운영을 위한 개선 방안을 도출하고, 전반적으로 비대면 수업을 개선할 수 있는 몇 가지 방안도 제안하였다. 특히 본 논문에서 수렴한 2020년 1학기 비대면 수업에 대한 학생들의 평가와 의견은 비대면 수업을 보다 바람직한 방향으로 개선하는데 기여할 뿐만 아니라, 코로나19 이후 수업 방식의 변화에 대비하기 위한 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.
동영상 콘텐츠는 주차 별 강의 주제에 대한 내용뿐만 아니라 토론 주제에 대한 보충 설명과 과제나 연습 문제에 대한 풀이도 제공하고, 학생들의 공통된 질의에 대한 응답도 일부 동영상 콘텐츠로 제공하였다. 실습 2시간은 기본적으로 팀 프로젝트 수행을 진행했으며, DB 구축을 위해 필요한 오라클 SQL문에 대한 실습은 기존에 개발된 관련 이러닝 콘텐츠를 제공하여 자율적으로 진행하였다. 토론은 본교의 LMS(Learning Management System)에서 지원하는 토론 기능을 활용했으며, 참여를 의무화 하진 않았지만 의견이나 댓글을 작성하는 경우 가산점을 부여하여 참여를 유도하였다.
앞에서 언급했듯이 5주차부터 실습 시간에 팀 프로젝트를 진행했으며, 4~5인 1조로 팀을 구성해서 일련의 데이터베이스 구축 과정을 단계별로 수행하고, 학기 말에 최종 발표와 상호평가를 실시하였다. 현재 가장 널리 사용되고 있는 관계형 데이터베이스의 구축은 그림 1과 같이 크게 6단계로 진행되며, 구현 및 테스트에는 오라클 SQL문을 사용하고, PC 외에 다른 장비는 필요하지 않다.
응답하는 것이 중요하다. 초반엔 이메일이나 쪽지 등을 통해서 개별적으로 질문하는 경우가 있었지만, 유사한 질문이 반복될 수 있으므로 개인적인 질문을 제외하고 가능한 LMS 상에서 익명 또는 실명으로 질문을 등록하도록 하였다. 오프라인 강의의 경우 팀 구성 방법이나 팀 프로젝트 발표 일정과 방법 등에 대해 학생들의 의견을 청취하고 조율하는 것이 쉽지만, 온라인 강의는 상대적으로 어렵기 때문에 교수가 임의로 결정하는 경우가 많다.
한편, 5주차부터는 매주 팀 프로젝트 수행 보고서를 제출해야 하므로 개별 과제를 줄일 필요가 있었으며, 과제 대신 자율적으로 풀어보도록 연습 문제를 등록하고 일정 기한 이후 풀이 동영상을 제공하였다. 퀴즈는 매주 2~4개 정도의 단답형과 서술형 문항을 등록하고 금~일요일 중에 1회 응시하도록 했으며, 채점 후 성적을 바로 공개하였다.
실습 2시간은 기본적으로 팀 프로젝트 수행을 진행했으며, DB 구축을 위해 필요한 오라클 SQL문에 대한 실습은 기존에 개발된 관련 이러닝 콘텐츠를 제공하여 자율적으로 진행하였다. 토론은 본교의 LMS(Learning Management System)에서 지원하는 토론 기능을 활용했으며, 참여를 의무화 하진 않았지만 의견이나 댓글을 작성하는 경우 가산점을 부여하여 참여를 유도하였다. 초기에는 학생이 의견을 등록할 때마다 댓글을 달아서 독려하거나 오류를 수정해 주었는데, 이런 방식은 오히려 활발한 토론을 방해하는 요인이 되어 추후 즉각적인 피드백 대신 토론이 종료된 다음 의견과 댓글을 모두 확인하여 필요한 경우 종합적으로 피드백하는 동영상 콘텐츠를 제공하였다.

대상 데이터

기능을 활용하였다. 1차 설문은 데이터베이스 설계 교과목 수업 방식에 대한 설문으로, 표 3과 같이 6개 문항(1~4번은 복수 응답 가능)에 대해 12주차에 실시했으며, 48명의 수강생 가운데 43명이 참여하였다.
2차 설문은 팀 프로젝트 수행에 대한 의견을 수렴한 것으로, 표 4와 같이 5개 문항(2~4번은 복수 응답 가능)에 대해 14주차에 실시했으며, 총 39명이 참여하였다.
3차 설문은 1학기에 진행된 전체 온라인 강의 운영 전반에 대한 의견을 수렴한 것으로, 표 5와 같이 6개 문항(1~3번은 복수 응답 가능)에 대해 14주차에 실시했으며, 총 39명이 참여하였다.
본 논문에서 소개한 데이터베이스 설계 교과목은 컴퓨터공학부 3학년의 전공 선택 교과목으로, 3학점(이론 2시간과 실습 2시간)으로 구성되었으며, 2020학년도 1학기에는 2개 분반에 총 48명이 수강하였다. 오프라인 수업과 마찬가지로 4주차까지는 데이터베이스의 기본 개념에 대해 이론 중심으로 수업을 진행하고, 5주차부터 이론 수업과 진도를 맞춰서 실습 시간에 데이터베이스 구축을 위한 팀 프로젝트를 진행하였다.
본 연구에서 사용한 자료는 학기 중에 세 차례에 걸쳐서 실시한 설문조사 자료이다. 학기말에 대학 차원에서 시행하는 강의평가와는 별도로, 이번 학기 비대면 수업에 대한 학생들의 평가와 의견을 수렴할 필요가 있다고 판단했으며, 이는 향후 비대면 수업을 보다 바람직한 방향으로 개선하기 위한 목적뿐만 아니라 포스트 코로나 시대 수업 방식의 변화에 대비하기 위한 중요한 기초 자료가 될 것으로 판단된다.
본 연구에서는 데이터베이스 설계 교과목의 수강생을 대상으로 3차레에 걸쳐서 시행한 설문조사에 대한 답변을 기초자료로 사용하였으며, 설문은 대학의 LMS에서 제공하는 설문 기능을 활용하였다. 1차 설문은 데이터베이스 설계 교과목 수업 방식에 대한 설문으로, 표 3과 같이 6개 문항(1~4번은 복수 응답 가능)에 대해 12주차에 실시했으며, 48명의 수강생 가운데 43명이 참여하였다.

성능/효과

수 있다. 2)번과 3)번 문항의 응답을 종합적으로 판단했을 때 매주 제출해야 하는 진행 보고서 작성이 힘들지만, 보고서를 기초로 교수의 피드백을 받아서 DB 설계의 완성도를 향상시키는 과정을 긍정적으로 평가함을 알 수 있다. 한편, 5)번 문항에서 여러 학생이 ‘라이브강의를 통한 질의응답 및 피드백 시간을 늘였으면 좋겠다’는 의견을 작성했는데, 2) 번 문항의 응답을 보면 라이브 강의를 통한 질의응답보다 온라인 질의응답의 선호도가 높은 것을 알 수 있고, 이를 통해서 학생마다 선호하는 질의응답 형태가 다른 것을 확인할 수 있다.
따라서 화상 매체를 이용한 피드백 확대 등의 개선 방안이 필요하다. 2차 설문 결과 등을 종합하여 표 7과 같이 온라인 팀 프로젝트 운영을 위한 개선 방안을 도출하였다.
2차 설문의 1)번 문항을 통해서 모든 학생이 온라인 수업에서도 팀 프로젝트 수행에 대해 매우 긍정적으로 평가함을 확인할 수 있다. 2)번과 3)번 문항의 응답을 종합적으로 판단했을 때 매주 제출해야 하는 진행 보고서 작성이 힘들지만, 보고서를 기초로 교수의 피드백을 받아서 DB 설계의 완성도를 향상시키는 과정을 긍정적으로 평가함을 알 수 있다.
2차 설문조사를 통해서 매주 팀 프로젝트 진행 보고서를 제출해야 하는 부담이 매우 큰 것을 알 수 있었으며, 특히 팀원들과의 소통이 온라인으로 제한된 상황이라 더 힘들었던 것으로 판단된다. 따라서 팀 프로젝트 진행 상황에 대한 피드백을 다각화하여 보고서 제출 횟수를 줄일 필요가 있다.
3) 번 문항을 통해서 많은 교과목에서 오프라인 강의보다 많은 과제를 부과한 것을 알 수 있다. 또한, 많은 학생들이 온라인 상에서 동료 학생들과 원활한 교류가 어렵고, 실시간 질의응답을 통한 의문점 해소와 자기주도적 학습을 위한 시간 관리가 어려운 것도 확인할 수 있다.
3차 설문의 1), 2), 4)번 문항의 응답을 종합해보면 학생들이 가장 선호하는 콘텐츠는 교수의 얼굴이 나오는 것이 아닌 음성만 나오는 것임을 알 수 있고, 온라인 강의가 더 효과적이라고 생각하진 않지만 라이브 강의보다 동영상 콘텐츠 등을 통해서 자신이 원하는 시간에 자신의 속도에 맞게 자율적으로 학습하는 것을 훨씬 선호함을 알 수 있다. 3) 번 문항을 통해서 많은 교과목에서 오프라인 강의보다 많은 과제를 부과한 것을 알 수 있다.
또한, 데이터베이스 설계 수업의 관점에서 분석하면, 전반적으로 수업에 대한 만족도가 높았음에도 불구하고 77%의 응답자가 오프라인 강의가 더 효율적이라고 응답한 이유는 팀 프로젝트 진행과 관련된 것으로 판단된다. 5주차부터 매주 팀 프로젝트 진행 보고서를 제출하고 피드백을 받아서 다음 단계로 진행하게 되는데, 온라인 강의의 경우 피드백이 주로 보고서에 추가된 텍스트(메모 추가) 형태로 제공되었고, 추가로 온라인상에서의 질의응답과 한정된 시간(팀당 15분 정도)의 라이브 강의에서 이루어진 점, 그리고 오프라인 강의 시에 지원되던 상급생 튜터가 없었던 점 등이 종합되어 오프라인 강의에 비해 비효과적이라고 생각하는 것으로 분석된다.
1차 설문조사의 1)번과 3)번 문항에서 37명(약 86%)이 ‘팀프로젝트 수행’을 선택했는데, 이를 통해서 ‘팀 프로젝트 수행’이 매우 힘들지만 교과목의 내용을 이해하는데 큰 도움이 된다고 생각하는 것을 알 수 있으며, 같은 맥락에서 2) 번문항에서도 많은 학생이 팀 프로젝트를 통해 DB 설계 역량을 개발하는 것에 대한 만족도가 높은 것을 알 수 있다. 특히 2)번 문항을 통해서 ‘라이브 강의를 통한 질의응답(5명)’보다 ‘온라인 질의응답(27명)’의 선호도가 높은 것을 알 수 있고, 매주 실시한 ‘퀴즈’에 대해서도 매우 긍정적인 평가를 하였다. 한편 4)번 문항을 통해서 향후 토론 운영 방식을 개선할 필요가 있음을 확인할 수 있다.
또한, 많은 학생들이 온라인 상에서 동료 학생들과 원활한 교류가 어렵고, 실시간 질의응답을 통한 의문점 해소와 자기주도적 학습을 위한 시간 관리가 어려운 것도 확인할 수 있다. 한편, 응답자 의약 77%가 오프라인 강의가 더 효율적이라고 응답한 것은 1 학기에 갑자기 전면 비대면 수업으로 전환되면서 많은 수업이 온라인 강의 콘텐츠가 제대로 준비되지 않았고, 학생과 교수 모두 비대면 수업에 익숙하지 않은 이유가 큰 것으로 판단된다. 또한, 데이터베이스 설계 수업의 관점에서 분석하면, 전반적으로 수업에 대한 만족도가 높았음에도 불구하고 77%의 응답자가 오프라인 강의가 더 효율적이라고 응답한 이유는 팀 프로젝트 진행과 관련된 것으로 판단된다.

후속연구

특히 본 논문에서 수렴한 2020년 1학기 비대면 수업에 대한 학생들의 평가와 의견은 비대면 수업을 보다 바람직한 방향으로 개선하는데 기여할 뿐만 아니라, 코로나19 이후 수업 방식의 변화에 대비하기 위한 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다. 또한, 본 논문을 계기로 포스트 코로나 시대의 공학교육 전반에 걸친 활발한 논의가 이루어지길 기대한다. 한편, 충분한 준비 없이 갑자기 비대면 수업이 운영된 상황에서 실시한 설문 결과만을 기초로 완벽한 개선 방안을 제안하기에는 분명 한계가 있을 것으로 판단되며, 향후 본 논문에서 제안한 개선 방안을 적용하고 그 효과를 검증하여, 지속적으로 개선 방안을 도출할 계획이다.
또한, 학기 중에 실시한 3가지 설문을 기초로 다음 학기 비대면 수업과 온라인 팀 프로젝트 운영을 위한 개선 방안을 도출하고, 전반적으로 비대면 수업을 개선할 수 있는 몇 가지 방안도 제안하였다. 특히 본 논문에서 수렴한 2020년 1학기 비대면 수업에 대한 학생들의 평가와 의견은 비대면 수업을 보다 바람직한 방향으로 개선하는데 기여할 뿐만 아니라, 코로나19 이후 수업 방식의 변화에 대비하기 위한 중요한 기초 자료가 될 것으로 기대된다. 또한, 본 논문을 계기로 포스트 코로나 시대의 공학교육 전반에 걸친 활발한 논의가 이루어지길 기대한다.
설문조사 자료이다. 학기말에 대학 차원에서 시행하는 강의평가와는 별도로, 이번 학기 비대면 수업에 대한 학생들의 평가와 의견을 수렴할 필요가 있다고 판단했으며, 이는 향후 비대면 수업을 보다 바람직한 방향으로 개선하기 위한 목적뿐만 아니라 포스트 코로나 시대 수업 방식의 변화에 대비하기 위한 중요한 기초 자료가 될 것으로 판단된다. 1차 설문조사의 1)번과 3)번 문항에서 37명(약 86%)이 ‘팀프로젝트 수행’을 선택했는데, 이를 통해서 ‘팀 프로젝트 수행’이 매우 힘들지만 교과목의 내용을 이해하는데 큰 도움이 된다고 생각하는 것을 알 수 있으며, 같은 맥락에서 2) 번문항에서도 많은 학생이 팀 프로젝트를 통해 DB 설계 역량을 개발하는 것에 대한 만족도가 높은 것을 알 수 있다.
또한, 라이브 강의를 통한 학습보다는 강의자료(PPT 등)와 교수 음성으로 제작된 최신 콘텐츠를 이용해서 자신이 선호하는 시간에 학습했을 때 집중도가 가장 높은 것으로 조사 되었으므로, 라이브 강의는 교과 내용에 대한 강의보다 질의응답이나 피드백을 위해 활용하는 것을 제안한다. 한편, 자기주도적인 학습을 위한 시간 관리에 어려움을 겪는 학생도 많은 것으로 파악되므로 대학 차원에서 자기주도적 학습과 시간 관리 등에 대한 콘텐츠를 제작해서 학기 초에 제공할 것을 제안한다.
또한, 본 논문을 계기로 포스트 코로나 시대의 공학교육 전반에 걸친 활발한 논의가 이루어지길 기대한다. 한편, 충분한 준비 없이 갑자기 비대면 수업이 운영된 상황에서 실시한 설문 결과만을 기초로 완벽한 개선 방안을 제안하기에는 분명 한계가 있을 것으로 판단되며, 향후 본 논문에서 제안한 개선 방안을 적용하고 그 효과를 검증하여, 지속적으로 개선 방안을 도출할 계획이다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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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