교육시스템에 관한 논문에는 개발관련문서에 있는 방대한 양의 요약.정리되며, 일반사용자를 대상으로 사용자인터페이스를 설명하는 것이 아니라 이론적 근거와 개발과정 그리고 교육적 효과와 같은 시스템 전반에 관한 기술적.교육적 내용을 담고 있다. 시스템 개발에 직접 참여하지 못한 사람들이 교육시스템을 이해하는데 있어서, 교육시스템의 목적과 전체구조를 우선적으로 명료하게 제시하는 것은 효과적이며 중요한 일이다. 그러므로 교육시스템을 설명할 때, 시스템의 목적은 물론 구성요소와 이들의 관계를 명시한 다음, 하위 구성요소의 세부적인 기능과 구조, 교육이론과의 관련 등을 명확하게 기술하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 교육시스템의 전체 구조를 명확하게 표현하기 위하여 교육시스템의 표준구조를 구성요소 측면에서 제시하였다. 이 표준구조는 H/W, S/W, 인적요소와 기술 그리고 상호작용이라는 5가지 요소로 구성되어 있으며, 교육시스템의 이해나 교육시스템간의 객관적 비교를 가능하게 할 뿐만 아니라 교육시스템의 분석이나 개선을 위한 준거가 될 수 있다.
고등학교 1학년 공통과학(융합과학) 중 천문 분야의 교수 학습 지원을 위한 스마트교육 콘텐츠 자료실을 개발하였다. 공통과학과 관련한 현장 연구의 결과들은 개념 전달의 어려움과 함께 과학적 사고를 위한 탐구활동이 절대적으로 부족함을 제시하고 있다. 이에 교사들이 현장에서 활용할 수 있는 스마트교육 콘텐츠를 정리하고 이를 소개하여 학생들이 과학적인 탐구 활동을 통해 천문학 개념 이해에 도달 할 수 있도록 돕고자 하였다. 자료실 개발을 위해 공통과학 각 단원별 내용요소를 정리하고, 내용요소별로 관련된 스마트교육 콘텐츠를 수집한 후, 가장 적합하고 유용하다고 여겨지는 자료들만을 골라 이미지, 동영상, 시뮬레이터, 활동으로 분류하였다. 수집 및 분류한 스마트교육 콘텐츠들을 효율적이며 지속적으로 제공하기 위해서 온라인 자료실 형태의 사이트(astroedu.knue.ac.kr)로 개발하였다. 의견을 수렴하기 위해 현직 및 예비 교사들로부터 두 번의 공개 시연을 거쳐 수요자 중심으로 보완 작업을 실시하였다. 개발된 사이트는 교사와 학생들에게 필요한 스마트교육 콘텐츠를 찾아 제공하는 중간 공급자가 되어 교수 학습 지원의 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
수학사는 수학적 개념에 관련된 요소들 사이의 관계를 분석할 수 있는 맥락과 이들 관계를 학습하는 과정에서 나타날 수 있는 잠재적 장애 요인을 살펴볼 수 있는 기회를 제공한다. 본 논문은 미분 개념의 역사적 발달 과정을 살펴봄으로써, 학교수학에서 직관적으로 지도되는 미분 개념 학습에 관련된 요소들이 최종적으로 확립된 정의와 어떻게 연결되는지를 분석하고자 하였다. 분석 결과를 바탕으로 하여 교육적 시사점을 제안하였다.
본 연구에서는 고등학교 과학과 진로선택과목 중 하나인 과학사 과목에 대한 학생들의 선택률이 낮은 문제 상황을 개선하기 위해 과학사 과목의 한국의 전통 과학 단원에서 다루는 전통 천문의기 9종과 관련한 학습 요소 및 성취기준을 분석하여 내용의 적합성과 위계성을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 토대로 학년군을 달리한 과학과 교육과정에서 각각의 천문의기를 교수·학습에 활용할 수 있는 방안을 제안하였다. 본 연구의 결과를 출발점으로 하여, 전통 천문의기와 관련된 구체적인 성취기준 또는 탐구 활동을 개발하는 후속 연구가 이루어질 수 있다면 한국의 전통 과학문화에 대한 학생들의 인식을 제고할 수 있고, 더 나아가서 과학사 과목에 대한 학생들의 선택률을 높일 수 있을 것으로 기대된다.
에너지 절약은 자원의 부족 및 한정성으로 그 중요성이 더욱 증가 하고 있는데 반해 교육 현장에서 에너지 절약에 대한 학습 현황은 부족한 실정이다. 특히 초등교육에서 에너지 절약에 관한 교육은 실천으로 연결되지 못하여 교육 효과가 미흡한 것으로 나타났다. 학습 도구로 여러 가지가 활용되고 있지만 해외 산업분야에서 에너지 절약을 위한 게임화 전략의 성공 사례가 다수 소개 되고 있음에 착안하여 에너지 관련 교육을 게임을 통해 할 수 있도록 게임 디자인을 제안한다. 에너지 절약은 실천을 하지 않으면 효과를 볼 수 없기 때문에 교실에서의 지식 전달 위주의 학습보다 게임을 도구로 활용한 학습이 효과가 높을 것으로 기대 된다. 에너지 절약 교육용 게임을 디자인하기 위해 선행 연구에서 제안된 교육용 게임의 재미 요소인 미션수행 요소, 점수 획득 요소, 시간제한 요소, 캐릭터 요소를 활용하여 교육용 디펜스 게임을 디자인하였다.
사이버가정학습은 사교육비 경감, 지역 간의 격차 해소, 학력신장이라는 정책 목표를 가지고 국가수준에서 추진된 이러닝 시스템이기 때문에, 그 효과를 검증하기 위한 선행 연구들은 교육적 목표 보다는 정책적 목표 달성 여부에 초점을 맞추어 평가 준거가 개발되었다. 선행 연구에서 제시한 평가준거들은 교수-학습 활동 요소에 따른 사이버가정학습의 효과와 교수-학습 활동과 관련된 사이버가정학습의 개선사항을 명확히 규명하는 데는 한계가 있다. 따라서 교육적 측면에서 사이버가정학습의 효과를 분석할 수 있는 평가 모델이 필요하다. 본 논문의 목적은 교수-학습 활동 요수에 따라 교육적 평가모델을 설계하고 사이버가정학습의 효과성을 분석하는 것이다. 이를 위해 사이버 가정학습과 관련된 국 내외 연구들을 조사하였고, 교수-학습 활동요소에 따라 교육적 평가 모델을 설계하였으면, 이에 근거하여 사이버가정학습을 이용한 학생들을 대상으로 설문 조사와 심층 면접을 통해 모델을 실험하였다.
세계 각 국은 현재 스마트 열풍 속에 4차 산업혁명 시대로 변화하고 있다. 교육 또한 e-러닝의 지속적인 성장 발전을 통해 유비쿼터스 환경에 적합한 학습형태인 모바일 기반의 스마트러닝으로 진화하고 있다. 본 연구는 e-Learning 성공요인으로 가장 주목받고 있는 학습자의 동기요인에 관하여 Keller의 ARCS모델에 근거하여 학습자의 스마트러닝 학습성과와 관련된 요인들 간의 관계를 분석하였다. 학습자의 학습 동기 전략 요소가 학습성과에 영향을 미치는 과정 중에 특히 학습자에 대한 여러 동기부여 전략이 학습몰입이라는 매개변수의 조절효과를 거쳐 학습성과에 미치는 영향을 연구 구조모형을 통해 확인해 보았다.
구성주의 관점에 의하면 학습자가 백지상태인 채 피동적으로 새로운 개념을 받아들이는 것이 아니라, 주체적인 입장에서 자기의 개념을 재조직해 가는 것이 학습의 과정이라고 본다. 본 연구에서는 이러한 구성주의 교수원리에 근거하여 예측 설명-실험, 관찰토론-적용 단계의 구성주의적 수업을 개발하고 이를 중학교 과학 수업에 적용하여 그 효과를 조사하였다. 2학년의 '대가와 물의 순환' 단원 총 7차시에 대하여 구성주의적 수업과 교사중심 수업을 실시한 후 대기압 관련 오개념 감소율과 학습동기의 4가지 요소 별로 비교하였다. 구성주의적 수업과 교사중심 수업이 대기압 관련 오개념 감소에 미치는 효과를 검증한 결과, '기온과 기압의 관계', '높이에 따른 기압의 변화', '대류현상과 기압', '기압과 바람' 등의 개념에서 나타난 오개념이 교사중심 수업보다 구성주의적 수업에서 더 많이 감소하였다. 또한 두 집단의 대기 압 개념 점수를 차이 검증한 결과 구성주의적 수업 집단이 교사중심 수업 집단에 비하여 유의미하게 높게 나타났다. 동기의 4가지 요소인 '주의력, '관련성', '자신감', '만족감' 각 문항의 점수를 비교한 결과 구성주의적 수업은 교사중심 수업보다 자신감 요소를 제외한 3가지 요소 모두에 효과적인 것으로 나타났다. 이것으로 구성주의적 수업에서 학습자들로 하여금 자신의 선행개념을 확인하고, 관찰과 토론을 통해 개념을 형성하도록 한 결과 교사중심 수업보다 과학개념 획득과 학습동기 유발에 효과적이라는 결론을 얻을 수 있다.
본 연구는 학생들이 과학 개념을 이해하는 데 어려움을 겪고 학습을 회피하는 이유를 파악하기 위해 학생들의 인지 수준과 수학과 관련된 과학 개념이 요구하는 인지 수준을 분석했다. 먼저, 2015 개정 교육 과정의 수학 및 과학 교육 과정을 분석하여 중학교 과학 내용 중 수학과 연계된 부분의 학습 요소를 추출했으며, CAT (Curriculum Analysis Taxonomy)을 이용하여 학습 내용에서 요구되는 인지 수준을 분석했다. 화학의 경우, 수학과 관련된 총 20개의 학습 요소 중 12개가 초기 형식적 조작 수준(3A)의 이해가 필요하며, 3개가 후기 형식적 조작 수준(3B)의 이해가 필요했다. 3A와 3B에 해당하는 학습 요소들에는 비례 논리, 수리적 조작, 측정 기술에 관련된 사고 논리 유형이 많이 사용되는 것을 확인했다. 생물의 경우, 수학과 관련된 총 7개의 학습 요소 중 3개가 초기 형식적 조작 수준(3A)의 이해가 필요하며, 2개가 후기 형식적 조작 수준(3B)의 이해가 필요했다. 3A와 3B에 해당하는 생물 요소들은 상관 논리에 해당하는 학습 요소가 많이 포함되어 있어 학생들이 어려움을 겪을 수 있는 인지적 원인이 화학 영역과는 다소 차이가 있었다. 이는 GALT 축소본을 통해 분석된 형식적 사고가 가능한 중학교 학생의 평균 비율이 1학년의 경우 12.1 %, 2학년의 경우 16.6 %, 3학년의 경우 29.3 %임을 고려할 때, 학생들의 인지 수준에 비추어 수학과 연계된 화학 및 생물 학습 내용에서 요구하는 인지 수준이 더 높다고 할 수 있다.
동기는 학생들의 흥미를 유발시키고 학습을 지속시켜 줄 수 있는 가장 큰 원동력이 며, 교과서에서 이러한 학습 동기를 어떠한 방법으로 유발시키고 있는지를 살펴보는 일은 유의미한 분석이 될 것이다. 본 연구는 2007 개정 7학년 8종 교과서가 어떠한 유형들로 학생들의 동기유발을 촉진시키고 있는지를 Keller의 ARCS 모형을 통해 적용하여 보았다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 2007 개정 8종 교과서별로 동기유발 요소를 분석한 결과 각각의 교과서에 A1~R3까지의 분석 요소들을 영역별로 다양하게 사용하였다. 둘째, 교과서의 영역별로는 본시 학습 부분에서 가장 많은 동기유발 요소들이 사용되었고 그 다음으로는 도입부, 단원 마무리 순으로 동기유발 요소들이 사용 되었다. 셋째, 교과서를 Keller의 ARCS 모형의 동기유발 요소별로 분석한 결과 주의집중(A) 요소에서는 교과서의 모든 영역에서 A1(지각적 각성) 전략과 관련성(R) 요소에서는 R3(친밀성) 전략을 가장 많이 사용하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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