웹(Web), 자바 등과 같은 컴퓨터와 정보기술의 발달은 교육에도 많은 변화를 가져오고 있다. 통계교육 분야에서도 웹을 활용하는 통계학 교재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 교재의 문제점을 보완하고, 학습자 혼자서 구현된 교재와의 상호작용을 통해 효과적인 학습을 진행할 수 있는 가상교육용 기초통계학 교재의 설계 방안을 제시한다.
수학 교육이 해결해야하는 과제 중 하나는 학습 부진아 문제이다. 수학 학습 부진아 발생 원인은 학생의 수준에 맞지 않는 교재의 사용으로 인해 수학에 대한 흥미 부족, 이를 개선할 수 있는 교재의 미비, 부진아 지도를 위한 교사의 시간 부족 등이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 '도형아 놀자'라는 수학 학습 부진아 지도를 위한 교수 학습 시스템을 설계하였다. 학습 부진아의 수준에 부합된 맞춤식 교육을 목표로 7차 수학교과서의 도형 영역에 제시된 필수 학습 요소를 중심으로 교재를 재구성하였고, 수학과에 대한 흥미 및 자기 주도적 학습 능력을 길러주기 위해 교수 학습 방법으로 게임을 활용하였으며, 상호작용부분을 강화하여 가정과 연계된 교육이 가능하도록 시스템을 구성하였다. 이 시스템의 학습단계는 여러 가지 모양, 점, 선, 각, 평면도형, 합동과 대칭, 입체도형이라는 5단계로 각 단계의 시작과 끝에 평가를 실시하여 학습부진아의 수준을 정확하게 파악할 수 있도록 설계한다.
학교 교재원은 생명과 환경 관련 교과 교육을 위한 가장 효과적인 학습 교재일 뿐 아니라 학생들의 성장 발달에 큰 영향을 줄 수 있는 곳이지만 학교 현장에서는 학교 교재원 관련 기준이 제정되어 있지 않으며 관리 장부도 허술하다. 또, 식물관리에 관한 기술이나 이론을 겸비한 전문가가 거의 없으며, 교재원 관련 고급 인력을 배치하기도 쉽지 않은 상황이다. 따라서 식물 및 교재원 관련 정보를 데이터베이스화하고 커뮤니티를 통해 정보를 교류하여 교재원 관리자가 관리를 좀 더 체계적으로 할 수 있게 돕고, 학생들이 좀 더 계획성있게 설계된 교재원을 접할 수 있도록 하는 교재원 관리시스템을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 관리시스템으로 관리자는 좀 더 전문적이고 수월하게 교재원을 관리하고, 자라나는 학생들은 좀 더 다양한 과학적 자극을 받을 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구는 21세기 학습 환경과 학습자가 변화되고 있는 교육 패러다임의 변화에 맞추어 중학교 기술 가정 '건강한 식생활과 식사 구성'을 중심으로 스마트교육을 기반으로 한 가정과 식생활 교수 학습 과정안과 스마트교재를 개발하고, 이를 수업에 적용하여 스마트교재를 평가하고 수업의 효과를 분석하는데 목적이 있다. 연구의 목적을 달성하기 위한 연구내용은 다음과 같다. 첫째, 스마트교육을 기반으로 한 '건강한 식생활과 식사 구성'을 중심으로 가정과 식생활 교수 학습 과정안을 개발한다. 둘째, 개발한 식생활 교수 학습 과정안을 기본으로 하여 스마트컨텐츠 저작도구를 이용하여 식생활 스마트교재를 제작한다. 셋째, 개발한 스마트교육을 기반으로 한 식생활 수업을 실행한 후에 이 수업을 평가한다. 연구 과정은 ADDIE 모형에 따라 분석, 설계, 개발, 실행, 평가의 5단계로 진행하였다. 분석 단계에서는 2009 개정 중학교 기술 가정 교육과정과 해설서, 성취기준 성취수준 분석 및 '건강한 식생활과 식사 구성' 관련 교과서를 분석하였다. 설계 단계에서는 교수 학습 과정안을 구상하고 학습 목표 및 수업 과정을 설계하였다. 이를 위해 2009 개정 기술 가정 교육과정의 '청소년의 생활' 단원의 건강한 식생활과 식사 구성을 중심으로 하여 교과서의 내용 요소를 추출하여 내용을 재구성하고, 재구성한 내용을 토대로 학습 목표 및 수업 과정을 설계하였다. 개발 단계에서는 '청소년의 생활'에 속한 '건강한 식생활과 식사 구성' 중 2개의 소단원인 '청소년의 식생활 문제'와 '균형 잡힌 건강 식생활의 실천'으로 각 2차시씩 총 4차시 분량의 교수 학습 과정안과 학습 활동지 및 학습 자료 등의 교수 학습 자료를 제작하였으며, 이를 토대로 스마트컨텐츠 저작도구인 DocZoom을 이용하여 스마트교재를 개발하였다. 그리고 스마트교육을 기반으로 한 식생활교육 프로그램 적용의 효과성 및 스마트교재 활용 수업에 대한 태도를 알아보고자 사전 사후 설문지를 제작하였다. 실행 단계에서는 교수 학습 과정안을 적용하여 개발된 식생활교육 관련 스마트교재를 수업에 적용하였다. 개발된 교수 학습 과정안을 토대로 제작한 소단원 2개 분량의 식생활교육 스마트교재를 이용하여 2014년 6월 2일부터 6월 13일까지 경기도 광명에 있는 남녀공학의 S 중학교 1학년 각각 3학급을 대상으로 실험집단과 비교집단으로 나누어 1주일에 2시간씩 기술 가정 수업에 직접 활용하였다. 총 2주간의 수업을 실행한 후, 사전 사후 설문을 실시하고, 평가 단계에서는 실험집단과 비교집단의 사전 사후 설문 점수의 평균 및 표준편차를 산출하고, 쌍표본 t-test를 실시하여 개발된 식생활교육 스마트교재의 수업 적용 효과를 알아보았다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 스마트교육을 기반으로 한 스마트교재를 활용한 수업에서 가정과 수업에 대한 흥미(t=-3.99, p<.001), 학습에 대한 애정과 열정(t=-2.61, p<.05), 학습에의 주도성 및 독립성(t=-4.77, p<.001), 학생들의 식생활 수업에 대한 관심도(t=-3.83, p<.001)를 높이는데 효과적이었다. 스마트교재를 활용한 수업을 받은 학생들을 대상으로 이 수업에 대한 평가를 한 결과, 학생들은 스마트교재를 활용한 수업이 기존의 서책형 교과서를 이용한 수업보다 수업 자료를 찾는데 시간을 절약할 수 있었으며, 동영상과 도표 등의 관련 자료를 바로 볼 수 있어 이해하기 쉬웠다고 평가하였다. 또한, 다수의 학생이 기존의 서책형 교과서를 이용한 수업보다 편리하였으며, 수업이 더 재미있어졌다고 응답하는 등 학생들은 스마트교재를 이용한 수업을 흥미로워 하였으며, 학습에 도움이 되는 등의 긍정적인 평가를 하였다. 이러한 결과로 볼 때 가정과에서 스마트교재를 활용한 스마트교육은 가정과 수업에 대한 흥미를 향상시켰을 뿐만 아니라 학습에 대한 애정과 열정, 학습에서의 주도성 및 독립성, 식생활 수업에 대한 관심도를 향상시키는데 효과가 있음을 알 수 있었다.
이 연구의 목적은 생체 모방 기반 융합 학습 모델을 이용하여 골격근의 구조 및 수축 메커니즘에 대한 디지털 교과서를 개발하는 것이다. 골격근의 구조 및 수축 메커니즘 단원은 고등학교 생명과학I에 포함된 내용이다. 융합 학습 모델은 3D 모델링 및 프린팅을 포함하는 3단계의 생체 모방 기반 융합 학습(Exploration-Design-Implementation)으로 설계되었다. 개발된 디지털 교재는 8차시로 구성되어 있는데, 골격근 탐색, 스케치 앱과 3D 모델링을 이용한 골격근 모방 창의적 설계 2개 차시, 3D 프린팅을 이용하여 설계안의 융합적 구현, 근수축의 탐색, 스케치 앱과 3D 모델링을 이용한 근수축 모방 창의적 설계 2개 차시, 3D 프린팅을 이용하여 설계안의 융합적 구현 등으로 구성되었다. 각 차시는 대화 형 및 모바일 학습을 위해 갤러리 위젯, 미디어 위젯, 프레젠테이션 위젯, 스케치 위젯, 클라우드, 설문 위젯 및 평가 위젯의 컨텐츠를 포함하고 있다. 개발 된 디지털 교과서를 고등학생 20 명에게 투입한 결과 학생들의 생명과학 학습에 효과가 긍정적인 것으로 나타났다. 또한 이 연구에서 개발된 생체 모방 기반 융합 학습 디지털 교재는 학생들의 창의적 설계 및 구현 능력의 향상에서 효과적인 학습자료로 평가되었다. 이러한 결과를 볼 때 디지털 교재는 학생들의 흥미와 생명과학에 대한 자기주도적 학습에 유용한 자료임을 보여주었다.
이 연구는 원격대학 학습자의 연령 및 성별에 따라서 스마트패드용 전자교재 사용에 대한 인식의 차이를 분석한 것이다. 원격대학의 성인학습자들은 다양한 연령대를 포함하고 있기 때문에 연령에 의한 변수를 고려해서 전자교재를 설계하는 것이 바람직하다. 이 연구에서는 원격대학 재학생을 대상으로 스마트패드를 사용한 전자교재 개발에 대하여 초점집단 면담을 실시했다. 또한 스마트패드 사용경험이 있는 재학생 762명을 대상으로 전자교재의 사용의도 및 이용실태에 대한 내용을 분석했다. 이 중에서 남학생=343명(45%), 여학생=419명(55%)이었다. 또한 연령대는 20대=150명(19.7%), 30대=271명(35.6%), 40대=224명(29.4%), 50대 이상=117명(15.4%)이었다. 우선 학습자의 실제적인 요구를 파악하기 위하여 초점집단면담을 실시했으며, 전자교재를 설계할 때는 전자교재의 휴대성과 가독성이 가장 중요하다는 사실을 확인할 수 있었다. 스마트패드에 대한 이용실태를 보면, 20대와 30대에서 여가목적으로 스마트패드를 사용하는 경우가 유의미하게 높게 나타났다. 그러나 학습을 위한 용도로 사용한 것에 대해서는 연령이나 성별에 의한 차이가 없었다. 전자책 읽기를 위해서 스마트패드를 사용하는 실태를 조사했는데, 주로 20대와 30대의 이용시간이 유의미하게 높게 나타났다.
교육이 이야기를 통하여 지식을 전달한다는 점에서 스토리텔링은 교육과 밀접한 관련을 맺고 있다. 그러나 학교에서 이루어지고 있는 스토리텔링이 교사 중심으로 치우쳐서 학생을 수동적인 스토리 수신자로 만든다는 문제점이 제기되었다. 따라서 본 논문은 학습자가 능동적으로 상호작용할 수 있는 디지털 스토리텔링을 교육에 활용할 수 있도록 초등학생을 위한 디지털 스토리텔링 교재를 개발하였다. 아직 초등학교에서 디지털 스토리텔링 교육이 이루어지고 있지 않기 때문에 방과후 학교 프로그램으로 적용할 수 있도록 12개의 주제를 24차시 학습내용으로 구성하였다. 본 교재를 학교 현장에 적용한다면 디지털 스토리텔링 교육 확산에 기여하여 학습자의 자기 표현력과 창의력을 신장시키고 더 나아가 변화하는 사회에 적응하고 주도할 수 있는 능력을 키울 것으로 기대한다. 후속 연구에서는 학습에의 적용을 통한 본 교재의 교육적 효과를 검증하고 교재 내용을 재설계하는 과정이 요구된다.
본 논문에서는 초등학교 5학년을 대상으로 프로그래밍 교육을 위한 스마트 기반 협력학습 모형을 설계하고 수업에 적용하여 결과를 분석한다. 설계한 학습모형은 개념알기, 구현하기, 알아가기, 공유하기 4단계로 구성하였고 단계별 학습교재와 스마트 기반 협력학습활동을 포함하고 있다. 알아가기 단계의 스크래치 신호등 학습교재는 프로그래밍 점검내용을 색깔별로 구분하여 적어서 학습자의 프로그래밍 내면화를 지원한다. 학습자의 학습여건과 상황을 고려한 학습단계별 스마트 기반 협력학습활동 제공으로 초보 학습자들의 활발한 학습참여와 지속이 가능하다. 연구 결과, 학습자의 프로그래밍 흥미도가 통계적으로 유의미한 차이를 보였으며, 학습모형을 적용한 성취수준 3단계 평가에서 10점 만점에 8점 이상이 60.7%로 만족할만한 성취수준을 얻은 것으로 분석되었다.
인공지능이 사회 전반에 퍼진 현대사회에 걸맞게 교육부는 2025년에 유치원과 초·중·고 수업에 AI교육을 도입하고 2021년부터 관련된 학습 자료와 교재를 개발하기로 하였다. 우리나라는 유치원 및 초등학교 저학년 학생들을 위한 국가 주도 AI 교육이 이루어지지 않고 있어 체계적인 교재가 없는 실정이다. 따라서, 본 연구는 정영식·임서은(2020)이 연구한 유치원 SW 교육과정인 GSP 교육과정을 토대로 패턴 분석 기반의 컴퓨팅 사고력 계발을 위한 교재를 설계하여 제시하였다. 교재 설계를 위해 수업 절차를 도입 활동(스토리 도입, 놀이1), 전개 활동(놀이2~놀이4), 정리활동(정리, 생각 더하기)로 순차적으로 분류하였다. 각 활동에 대한 설명과 함께 교재와 교구를 제시함으로써 보충 설명을 제시하였다. 본 연구가 2025년에 이루어질 AI 교육에 도움이 되기 위해서는 실제 적용을 통한 효과를 입증하는 연구가 뒤따라야 한다.
이 연구에서는 장애학생을 위한 통합교육 사회과 교수·학습자료가 보편적 학습설계 측면에서 어떻게 구현되었는지 살펴보았다. 분석을 위해 2015 개정 교육과정 초등학교 사회과 3~6학년까지 일반 교과서 내용을 장애학생을 위해 교수적합화(adaptation)한 「장애학생 통합교육 교수·학습자료: 사회과」교재를 선정하였다. 사회과 3~6학년 교재의 세부영역은 일반사회, 지리, 역사이며 총 20개 단원을 분석하였다. 내용분석기준은 CAST(2018)에서 제시된 UDL 3개 원리에 따른 9개 항목을 기준으로 하였다. 연구결과 사회과 교수·학습자료는 다양한 행동과 표현수단의 제공 원리가 가장 많이 적용되었으며, 다양한 표상수단의 제공 원리와 다양한 참여수단의 제공 원리 순으로 적용된 것으로 나타났다. 이러한 결과에 입각하여 이 사회과 자료는 통합교육 환경에서 특수교사나 교과서를 개발하는 교사들이 장애학생을 위한 교육과정과 수업을 설계하는 가르치는 자원으로 활용할 수 있음을 시사하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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