21세기 현대 사회의 정보와 지식은 급속도로 변화하고 있다. 다양한 시각으로 창의적 및 비판적 능력으로 해결해 나갈 능력이 필요로 하다. 이러한 사회적인 변화에 따라 2011년 교육부가 창의 융합형 인재 육성을 위해 STEAM(Science Technology Engineering Art Music)이라는 융합 교육을 제시하였다. 그리하여 본 연구에서는 21세기에 알맞은 인재 양성을 위해 주도적으로 학습자들이 수업에 참여하는 PBL 모형을 기반으로 수업이 진행되었다. 과목은 세계 공용어로 자리매김한 영어 수업과 4차 산업혁명으로 인한 발전으로 거의 모든 분야에서 찾아볼 수 있는 과학 수업을 융합하여 실제 수업에 적용하였다. 학습자들을 대상으로 한 설문 조사 및 교사 관찰을 통해 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 학습자들이 영어 교과 주제인 "Problem and Solution"을 정의할 수 있었으며 이를 바탕으로 과학교과 주제인 "Environment Pollution"의 문제점과 해결책을 얻기 위해 그룹 활동을 활발히 진행할 수 있었다. 이를 통해 학습에 대한 높은 이해력 (86%), 학습에 대한 높은 동기부여(100%), 자신감 향상(100%), 협동력 및 창의력 향상(100%)이라는 답변을 하였다. 본 연구를 통해 안타까운 점은 융합 교육에 대한 필요성과 효과성보다 여전히 정확한 답을 도출해야 하는 입시 교육으로 인해 활발히 진행되지 않는 점이 있다. 현시대에 알맞은 인재 양성을 위해 더욱 활발히 연구되어 다양한 교육 현장에 적용이 되어야 한다.
지식기반 IT 사회, 그리고 다문화사회로 특징되는 현시대는 다른 어느 시대보다도 문제해결력, 창의적 사고력, 소통능력을 강조하고 있다. 이에 따라 대학교육에서는 융복합 전공 및 교육을 개설하여 이러한 사회적 요구에 적합한 역량을 지닌 인재 함양에 노력하고 있다. 그러나 융복합 수업을 위한 구체적인 수업모형에 대한 논의가 부족한 상황이기도 하다. 이에 본 연구에서는 현재 학습자 중심 학습모형이자 21세기 학생들의 역량강화를 위한 교수법의 하나로서 널리 활용되고 있는 PBL(Problem Based Learning:문제기반학습)을 융복합적 수업모형의 하나로 선택하여, 대학교양 미술수업의 한 강좌를 PBL 수업의 특징에 따라, 실생활 연결된 과제를 주고 학생들이 중심이 되어, 개별적, 혹은 그룹별 학습활동으로 개발, 적용하였다. 이후 수업을 실시한 뒤에는 학생들의 성찰저널, 심층면담과 SNS 대화내용을 분석하여 학습 결과를 살펴보았으며, 그 결과로서, 학생들은 학습에 대한 자신감, 재미 및 학습자간 소통력, 다양성에 대한 이해, 서로에 대한 배려 등 가치와 중요성에 대한 이해 등을 경험했음을 알 수 있었다. 이러한 연구결과는 대학교육에서의 융복합적 수업을 위한 수업모형으로서 PBL의 가능성을 보여주는 것이라 하겠다.
농업기상은 지난 100년 동안 서술적인 학문에서 물리학적 및 생물학적 법칙을 활용하는 정량적인 학문적으로 발전되어 왔다. 농업인들은 기후와 기상정보의 이용으로 수익을 개선할 수 있다는 점을 더욱 길이 인식하게 되었고, 이는 농업기상서비스에 대한 수요를 증대로 이어질 것이라는 점은 의심할 여지가 없다. 그러므로 21세기 농업기상의 필요성과 전망을 크게 두 가지 주제로 구분하는 것은 시의 적절하다 할 수 있다. 즉 농업생산을 위한 농업기상서비스와 이들 서비스를 지원하기 위한 농업기상지원시스템으로 대별할 수 있다. 이러한 농업기상지원시스템의 중요한 구성요소인 자료, 연구, 정책 및 훈련/교육/지도의 중요성이 더욱 강조될 것이다. 몬티쓰박사가 말한 바와 같이, 식량공급은 궁극적으로 기상자원의 잠재성을 탐구하거나 악기상의 영향을 최소화하는 농민의 기술력에 좌우될 것이다. 장비, 자료관리체계, 기후예측, 작물모의, 농업기상정보 배분 등에 있어서의 최근 발전으로 인해 농민이 이러한 핵심기술을 습득, 향상시키는 것을 돕기 위해 필요한 도구들이 농업기상학자들에게 제공되고 있다. 따라서 향후 농업기상기술의 현장활용은 그 전도가 매우 밝다 하겠으며, 이러한 기술의 현장활용을 통해 지속농업의 촉진 및 빈곤타파 등에 농업기상이 근원적인 커다란 기여를 할 수 있을 것이다.
로봇교육은 학생들의 창의성, 문제해결력 등 21세기 학습자들에게 필요한 핵심적인 역량 개발에 효과적이라는 연구 보고가 많다. 그러나 컴퓨터가 있는 환경에서만 교육이 가능한 점과 컴퓨터를 조작할 수 있는 초등학교 고학년 이상에서만 적용이 가능한 문제점이 내재되어 있었다. 또한 로봇을 제어하기 위한 소프트웨어가 각기 달라 새로운 기계어를 학습해야 하는 부담감이 있었다. 따라서 이 연구에서는 컴퓨터 없이 로봇 프로그래밍을 하기 위해 명령어가 내장된 프로그래밍 블록을 설계하였다. 블록의 모양은 직관성을 높이고 학습의 전이를 고려하여 순서도 교육에서 사용하는 형태를 사용하였으며, 로봇 프로그래밍 교육에 필요한 블록의 종류와 블록의 세부 설명을 기술하였다. 명령 블록끼리의 결합은 RS-485방식을 사용하여 연결된 블록끼리 상호 통신할 수 있도록 설계하였다. 또한 설계한 명령 블록을 활용한 로봇 프로그래밍 과정에 대한 프로토타입을 제시하여 언플러그드 로봇교육 시스템의 교육적 가능성을 제시하고자 하였다.
스마트교육은 21세기의 학습자가 가져야 할 역량인 비판적인 사고력과 문제해결력, 의사소통 및 협동, 창의성과 혁신성 등에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그러나 사회 일각에서는 스마트 기기를 활용한 스마트교육이 학생들의 스마트 기기 중독, 건강 저하 등의 역기능에 대한 우려가 높다. 본 연구에서는 스마트교육이 학생들에게 미치는 영향 중 역기능에 대해서 조사 연구를 진행하였고 연구의 과정 중 스마트교육이 활성화되어 있는 A시의 9개의 학교(4개의 초등학교, 3개의 중학교, 2개의 고등학교)의 학생들을 대상으로 설문지 조사 및 분석을 진행하였다. 역기능의 요소인 인터넷 중독, 스마트폰 중독 정보윤리, 스마트 기기가 학생들에게 미치는 건강, 사회성, 학습 능력 등에 대해서 조사하였고 각 항목간의 학교급별 차이가 있는 지도 분석하였다. 조사결과 스마트교육이 인터넷 중독이나 스마트폰 중독에 영향을 주는 것에 대해서는 발견하지 못하였으나 무분별한 정보의 다운 노드 등 정보사용에 있어서 타인의 저작물의 보호에 관한 정보윤리 교육의 강화와 독서 및 운동시간의 확대가 요구된다.
교육은 목적(목표) 달성을 위해서 의도적이고, 계획적으로 학생을 변화시키는 과정이다. 따라서 초 중등학교의 현장에서는 교육목표를 매우 중요하게 다루고 있다. 이에 블룸은 1956년에 교육목표를 쉽게 설정할 수 있도록 인지적 영역, 정의적 영역, 심리 운동적 영역으로 구분하여 유목화한 교육목표분류학을 창안하였다. 1990년대 이후에는 21세기 교수-학습 이론을 반영하고, 블룸의 교육목표분류학이 갖는 문제점을 보완하고자 앤더슨과 크래스 홀, 마자노 등이 새로운 교육목표분류학을 제시하였다. 블룸, 앤더슨과 크래스홀 및 마자노 등이 제시한 교육목표분류학은 정보와 정보 처리의 과정을 다루고 있다는 점에서 정보활용과정 모형과 밀접하게 관련되어 있다. 이에 본 연구에서는 교육목표분류학과 대표적인 정보활용과정모형인 Big6 Skills을 상호 비교, 분석하여 정보활용과정모형을 재구조화하였다.
교육부에서는 21세기 지식정보사회에서 요구하는 창의적이고 능동적인 인간을 기르기 위하여 ICT 활용 교육을 강화하고 있다. 교수 학습과정에서 ICT의 가장 큰 목적은 학생들의 창의적 사고와 다양한 학습활동을 촉진시켜 학습목표를 달성할 수 있도록 지원하는데 있다. 본 연구의 목적은 ICT 활용 교육이 차지하는 비중이 점차 높아짐에 따라 에듀넷에서 제공하는 교사용 컨텐츠 중에서 교수 학습에 적용할 수 있는 컨텐츠를 분석하여 교사들이 좀 더 쉽게 에듀넷의 컨텐츠를 활용할 수 있는 방안을 찾아보는 데 있다. 이를 통해 ICT 활용 능력이 부족한 교사들도 쉽게 에듀넷을 이용할 수 있고 체계적이고 정선된 ICT 활용교육이 교과에 자연스럽게 통합되어 학습의 효과가 높아짐은 물론 교사들의 정보화 능력이 향상되고 수업에 자신감을 가지고 다양한 교수 학습을 전개할 수 있으리라는 점을 알 수 있었다.
교수학습법은 학생들이 새로운 경험에 대해 열린 마음을 가지고, 변화에 대한 융통성을 가지며 다양한 종류의 가치나 인생의 기로에서 올바른 선택을 내릴 수 있도록 가치 판단 능력을 가지게 하는데 초점을 맞춰야 한다. 그러나 전통 교수학습법에서는 교과서 중심/교수자 중심이었다. 이러한 교수학습법은 21세기 세계화와 정보화 요구에 발맞추어 학생들의 개별 수준이나 창의성 개발에 초점을 둔 학습자 중심의 교수학습법으로 개선되어야 마땅하며, 프로젝트 학습법은 특정 과목에 대한 철저한 학습과 학생들의 협동력과 탐구력 향상을 목적으로 하는 여러 가지 활동으로 특히 실습의 중요성이 강조되는 체육수업에서 이용하기에 바람직하다. 따라서 본 연구는 체육과의 바람직한 수업 개선 방법으로 프로젝트 학습 시스템을 설계 및 구현하여 시스템을 이용한 수업 실천 방법을 제시하고 그 효과를 검증 해 보기로 한다.
21세기 지식 정보 사회의 빠른 변화를 교사들이 수용하여 교육에 적용하여야 할 것이다. 빠른 변화의 중요한 축이 인공지능에 자리매김하고 있기 때문에 초등학교부터 인공지능 교육을 해야 한다. 이런 변화에 발맞추어 초등학교 교사들이 인공지능 교육을 위한 기본 역량을 갖추어야 한다. 이에 본 연구에서 초등학교 교사들을 위한 인공지능 교육 프로그램을 개발하였다. 본 개발 내용은 첫 번째 단계에서는 인공지능 개념을 이해해야 것이고, 두 번째 단계에는 인공지능 도구를 알고 적용할 수 있어야 하고, 마지막 단계는 인공지능 프로그램을 만들어 보고 적용하는 것이다. 이 단계를 적용하기 위하여 교사들에게 교육한 후에 현장 적용하고 평가하는 방법으로 실제 초등학교 교사 15명을 실험한 결과 초등학교에서 인공지능 교육을 담당할 교사들에게 유용한 교육 프로그램이 될 것 이다.
21세기의 새로운 지식, 기술, 능력의 요구에 따라서 새롭게 강조되고 있는 인식론적 프레임(Epistemic Frame)을 컴퓨터를 통해서 학습할 수 있는 교육프로그램에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나 인식론적 프레임의 이론적 모형은 컴퓨터를 활용한 교육프로그램에 적합하게 적용하기에는 아직 미비하며, 이를 교육할 수 있는 교육프로그램을 설계하기 위한 디자인이 거의 제시되지 않았다. 또한 교육프로그램을 통하여 학습한 내용을 평가할 수 있는 측정이론 혹은 학습분석에 대한 고찰이 거의 없다. 본 연구는인식론적 프레임의 개념을 학습할 수 있는 컴퓨터를 활용한 교육프로그램의 디지인의 핵심적 요소를 제시함을 목적으로 하고 교육프로그램을 통하여 학습한 내용을 측정 및 평가할 수 있는 측정이론(학습분석)의 방법을 탐색한다. 이는 추후 컴퓨터를 활용하여 인식론적 프레임 학습과 이를 평가할 수 있는 통합적 교육프로그램 개발을 위한 방법론으로 활용될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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