$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

온라인 문제기반학습에서의 학습행태 분석: 학습분석 기법을 적용하여
Investigating Learning Type in Online Problem-Based Learning: Applying Learning Analysis Techniques 원문보기

컴퓨터교육학회논문지 = The Journal of Korean Association of Computer Education, v.23 no.1, 2020년, pp.77 - 90  

이성혜 (KAIST 과학영재교육연구원) ,  최경애 (중부대학교) ,  박민서 (KAIST 과학영재교육연구원) ,  한정윤 (서울대학교 스마트 휴머니티 융합 사업단)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구는 온라인 문제기반학습에서 학습자의 학습행태에 따른 학습유형을 파악하고 각 학습유형의 특징을 조사하여 효과적인 온라인 문제기반학습 설계를 위한 시사점을 도출하기 위해 수행되었다. 본 연구를 위해 6주 동안 K대학에서 운영된 문제기반학습 프로그램에 참여한 1,341명의 초·중학생의 온라인 활동 데이터가 수집되었고, 이를 통하여 학습자들의 학습행태를 나타내는 48개의 변인이 추출되었다. 추출된 변인은 학습자들의 학습유형을 구분하기 위한 계층적 군집분석 기법에 활용되었으며, 구분된 학습유형에 따라 학습행태와 학업성취도 측면에서 어떠한 차이가 있는지 비교·분석하였다. 그 결과, 학습자의 온라인 학습유형은 학습참여 수준에 따라 '고수준 학습참여형(군집 1)', '중수준 학습참여형(군집 2)', '저수준 학습참여형(군집 3)'으로 구분되었다. 또한, 학습참여 수준이 높은 군집이 높은 학업성취도를 얻은 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 바탕으로 온라인 문제기반학습을 효과적으로 설계·운영하기 위한 시사점을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of the study is to provide educational implications for more effective Problem-based learning(PBL) by investigating students' learning types based on their online learning behaviors. A total of 1,341 students participated in the study, and they engaged in a six-week-long PBL program run ...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이에 본 연구에서는 e-Book으로 제공되는 온라인 PBL 상황에서 학습자가 문제탐색, 개념학습, 문제해결 단계에 어떻게 참여하는지에 따라 학습유형을 나누고 학습행태를 구체적으로 살펴보고자 한다. 또한, 학습유형에 따라 학업성취도에 차이가 있는지 살펴보고자 한다.
  • 본 연구는 온라인 PBL 상황에서 학습자들이 문제탐색, 개념학습, 문제해결의 3단계로 이루어진 e-Book 콘텐츠의 접속에 관련된 학습행태에 따라 학습유형을 분류하고, 각 유형별 학습행태의 특징을 분석하여 학습자의 PBL 학습행태를 이해하고자 하였다. 하지만, 본 연구에 참여한 학습자는 온라인 PBL 교육에 흥미와 재능을 가지고 자발적으로 참여했다는 점에서 연구의 결과를 모든 온라인 PBL의 학습행동에 일반화시켜 해석하는 데에는 무리가 따를 수 있다.
  • 예컨대, 선행연구에서는 온라인 PBL에서 학습자들이 남긴 메시지를 분석함으로써 학습자들이 어떻게 활동하는지를 간접적으로 분석하는 수준에 머물러 있었다[15]. 본 연구에서는 이러한 제한점을 넘어서기 위해 학습분석 방법을 적용하여 학습자의 실제 PBL 단계별 학습참여 행태를 직접적으로 분석함으로써, 학습행태를 분석하기 위한 구체적 방법으로서 학습분석적 접근의 가능성을 제시하였다. 추후 이러한 시도는 다양한 학습의 맥락에서 학습 행태를 분석하는데 기초적인 아이디어를 제공할 수 있을 것이다.
  • 이에 본 연구에서는 e-Book으로 제공되는 온라인 PBL 상황에서 학습자가 문제탐색, 개념학습, 문제해결 단계에 어떻게 참여하는지에 따라 학습유형을 나누고 학습행태를 구체적으로 살펴보고자 한다. 또한, 학습유형에 따라 학업성취도에 차이가 있는지 살펴보고자 한다.
  • 나아가 최근 학습분석 기술의 발전은 기존의 학습 횟수 및 빈도 등을 기반으로 학습행태를 분석하는 것을 넘어 학습 프로세스 분석을 가능하게 하고 있다[4][28]. 즉, 온라인 학습활동에 학습자가 어떤 순서로 참여하는지를 모델링 할 수 있는 방법을 제공한다. 이에 후속 연구에서는 프로세스 분석 접근을 통해 학습자가 PBL은 문제해결의 과정에 어떻게 참여하는지, 보다 심층적인 분석을 해볼 수 있을 것이다.
  • 학습분석 방법을 적용하여 다양한 학습의 맥락에서 학습자의 학습행태를 이해하고자 하는 시도들이 이루어지는 가운데, 본 연구에서는 온라인 PBL 상황에서 학습자들이 문제탐색, 개념학습, 문제해결의 3단계로 이루어진 e-Book 콘텐츠를 어떻게 학습하는지 알아보았다. 이를 위해 문제탐색, 개념학습, 문제해결 각 단계에 대한 학습일수, 학습횟수, 단계별 건너뛰기, 반복, 복습횟수 등을 변인으로 투입하여 군집분석을 실시하였다.

가설 설정

  • 1. 온라인 PBL에서 학습자의 학습행태에 따라 학습유형은 어떻게 구분되는가?
  • 2. 온라인 PBL에서 학습자의 학습유형에 따른 학습형태의 특징은 어떠한가?
  • 3. 온라인 PBL에서 학습자의 학습유형에 따른 학업성취도의 차이가 있는가?
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
문제기반학습은 어떤 수업 방법인가? 문제기반학습(Problem-based learning, 이하 PBL)은 학습자들에게 문제를 제시하고, 학습자들이 문제를 해결하는 과정에서 학습이 이루어지는 수업방법이다. 선행연구에 따르면, PBL의 학습과정은 문제상황 제시, 가설설정 및 학습계획, 문제해결활동, 결과발표 및 평가의 단계[1] 혹은 문제제시, 해결 방안 탐색 및 학습, 문제해결, 발표 및 평가의 단계 등으로 제시되고[2], 문제해결과 같은 고차적인 사고력은 물론 학습동기를 높이는 데도 효과적인 것으로 보고되고 있다.
PBL의 학습효과 및 관련 변인들 간의 관계를 면대면 PBL과 온라인 PBL로 나누어 살펴보면? 먼저 면대면 PBL의 연구결과를 보면, PBL은 인지적 측면에서 학생들의 문제해결력, 비판적 사고력, 설명력, 정보화능력, 지식의 전이와 활용, 학업성취도 등을 포함하는 다양한 능력의 향상에 기여하고, 협동심, 학습동기, 학습태도나 학습 흥미 등의 동기적 측면에도 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다[16][17]. 또 학생들의 초인지와 비판적 사고능력을 향상하고, 자기주도학습을 유발하는 것으로 보고되고 있다[18][19]. 다음으로 온라인 PBL 연구들도 학업성취는 물론, 비구조화된 문제는 문제해결력과 탐구능력에 긍정적으로 영향을 주는 것으로 나타났으며, 심층 학습과 자기주도학습에도 영향을 주는 것으로 보고되었다[20][21][22][23][24]. 또한, 면대면 강의식 학습에 비해 온라인 PBL에서 학생들은 이해와 통합 위주의 학습을 하는 것으로 보고되었다[25].
학습행동 모델링은 무엇을 파악하고자 수행되는가? 이 중 학습행동 모델링은 학습전략 활용행태, 정서 및 메타인지 행동 등을 파악하고자 수행되는데, 이러한 접근은 학습자의 인식이나 회상에 기반한 기존의 자기 보고식 설문과 달리 학습자의 실제 행동을 직접적으로 분석할 수 있는 방법이라는 점에 서 주목받고 있다[3][7]. 즉, 온라인 학습 과정에서 실제 무슨 일이 일어나는지, 즉 학생들이 어떻게 행동하고 어떻게 학습자료에 접근하는지, 학습활동 에 어떻게 참여하는지 등 학습행태에 대한 이해를 가능케 한다[4].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (34)

  1. Barrows, H.S., &Myers, A. C. (1993). Problem based learning in secondary schools. Unpublished monograph. Springfield, IL: Problem Based Learning Institute. Lanphier High School and Southern Illinois University Medical School. 

  2. 홍기칠 (2009). 자기주도학습력 수준에 따른 문제중심학습의 효과. 사고개발, 5(2), 25-48. 

  3. Papamitsiou, Z., &Economides, A. (2014). Learning analytics and educational data mining in practice: A systematic literature review of empirical evidence. Educational Technology & Society, 17(4), 49-64. 

  4. Juhanak, L., Zounek, J., &Rohlikova, L. (2019). Using process mining to analyze students' quiz-taking behavior patterns in a learning management system. Computers in Human Behavior, 92, 496-506. 

  5. Kuo, Y., Luo, J., &Brielmaier, J. (2015). Investigating students' use of lecture videos in online courses: A case study for understanding learning behaviors via data mining. Advances in Web-Based Learning-ICWL 2015, 231-237. 

  6. Shimada, A., Okubo, F., Yin, C., Terai, M., Kentaro, K., Yamada, M., &Ogata, H. (2015). Analysis of preview behavior in e-Book system. Workshop Proceedings of the 23rd International Conference on Computers in Education, ICCE 2015, 593-600. 

  7. Jovanovic, J., Gasevic, D., Dawson, S., Pardo, A., &Mirriahi, N. (2017). Learning Analytics to Unveil Learning Strategies in a Flipped Classroom. The Internet and Higher Education, 33, 74-85. 

  8. Blikstein, P., Worsley, M., Piech, C., Sahami, M., Cooper, S., & Koller, D. (2014). Programming pluralism: using learning analytics to detect patterns in the Learning of Computer Programming. Journal of the Learning Sciences, 23(4), 561-599. 

  9. 한정윤.이성혜 (2019). 온라인 소프트웨어 교육에서 학습자의 자기조절학습 관련 특성에 기반한 온라인 학습 유형 분석: 계층적 군집 분석 기법을 활용하여. 컴퓨터교육학회 논문지, 22(5), 51-65. 

  10. Antonenko, P. D., Toy, S., &Niederhauser, D. S. (2012). Using cluster analysis for data mining in educational technology research. Educational Technology Research and Development, 60(3), 383-398. 

  11. Barrows, H. S., &Tamblyn, R. M. (1980). Problem based learning: An approach to medical education. New York: Springer Publishing Company. 

  12. 조연순 (2006). 문제중심학습의 이론과 실제. 서울: 학지사 

  13. Fogarty, R. (1997). Problem-based learning & other curriculum models for the multiple intelligences classroom. Arlington eights. IL: IRI SkyLight. 

  14. Yeo, J. (2015). Building theory-practice nexus in pre-service physics teacher education through problem-based learning. Walker, A., Leary, H., Hmelo-Silver, C.E. & Ertmer, P.A. (Ed.) Essential readings in Problem Based Learning. Purdue University Press. West Lafayette, Indiana. 

  15. 장경원 (2006). 온라인 PBL에서 학습자들의 문제해결 활동 특성 분석. 교육정보미디어연구, 12(3), 33-63. 

  16. Schmidt, H. G., Rotgans, J. I., &Yew, E H. (2011). The process of problem­based learning: what works and why. Medical Education 45, 792-806. 

  17. 강미량 (2003). PBL이 아동의 사회도덕성에 미치는 영향. 강인애 (편). PBL의 이론과 실제. 175-220. 서울: 문음사[11] 

  18. 최희정 (2004). 문제중심학습이 간호학생의 비판적 사고, 메타인지 및 문제해결과정에 미치는 영향. 대한간호학회지, 34(5), 712-721. 

  19. 이정미 (2013). 문헌정보학 교육에서 문제기반 학습법 적용이 자기조절학습능력 향상에 미치는 효과. 한국문헌정보학회지, 47(4), 103-124. 

  20. Atan, H., Sulaiman, F. &Idrus, R. M.(2005). The effectiveness of problem-based learning in the web-based environment for the delivery of an undergraduate physics course. International Education Journal, 6(4), 430-437. 

  21. 김경현.정미경.최운필 (2005). 웹 기반 문제중심학습 프로그램 개발과 학업성취에 미치는 효과분석. 한국정보교육학회, 9(1), 1-14. 

  22. 성은모.최욱 (2006). 인터넷 활용 문제중심 탐구학습이 학습자들의 탐구능력, 학업성취도 및 파지에 미치는 효과. 교육정보미디어연구, 12(2), 129-159. 

  23. Uribe, D., Klein, J. D. &Sullivan, H. (2003). The effect of computer-mediated collaborative learning on solving ill-defined problems. Educational Technology, Research and Development, 51(1), 5-19. 

  24. Lee, S., Chae, Y., &Choi K. (2019). Learners' perceptions and experiences of using e-textbooks in online learning environment. Educational Technology International, 20(2), 195-221. 

  25. 이인경 (1997). 강의기반 학습과 문제기반 학습에 있어서의 학습전략에 관한 연구. 교육공학연구, 13(2), 241-261. 

  26. Siemens, G., &Long, P. (2011). Penetrating the fog-analytics in learning and education. Educause Review, 46(5), 30-32. 

  27. Dutt, A., Ismail, M.A., & Herawan, T. (2017). A systematic review on educational data mining. IEEE Access, 5 (2017), 15991-16005. 

  28. Berland, M., Martin, T., Benton, T., Smith, C. P., & Davis, D. (2013). Using Learning Analytics to Understand the Learning Pathways of Novice Programmers. Journal of the Learning Sciences, 22(4), 564-599. 

  29. Hastie, T., Tibshirani, R., Friedman, J., &Franklin, J. (2005). The elements of statistical learning: data mining, inference and prediction. The Mathematical Intelligencer, 27(2), 83-85. 

  30. Langfelder, P., Zhang, B., &Horvath, S. (2007). Defining clusters from a hierarchical cluster tree: the dynamic tree cut package for R. Bioinformatics, 24(5), 719-720. 

  31. Hair, J. F., &Black, W. C. (2000). Cluster analysis. In L. G. Grim & P. R. Yarnold (Eds.), Reading and Understanding More Multivariate Statistics. (pp. 147-205). Washington, DC: Psychological Association. 

  32. Ward, J. H. (1968). Hierarchical grouping to optimize an objective function. Journal of the American Statistical Association, 58, 236-244. 

  33. You, J. W. (2015). Examining the effect of academic procrastination on achievement using LMS data in e-learning. Educational Technology & Society, 18(3), 124-134. 

  34. Cho, M. &You, J. S. (2017). Exploring online students' self-regulated learning with self-reported surveys and log files: a data mining approach. Interactive Learning Environment, 25(8), 970-982. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로