• 제목/요약/키워드: 협동적 문제해결학습

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창의설계입문의 PBL(Problem-Based Learning) 적용: 충남대학교 환경공학분야 사례 (Application of Problem-Based Learning (PBL) Method to Introduction to Creative Engineering Design Course: Case Study of Environmental Engineering in Chungnam National University)

  • 장용철;김건국;김민철
    • 공학교육연구
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    • 제16권2호
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    • pp.78-85
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    • 2013
  • 본 연구에서는 충남대학교 환경공학과 1학년 학생을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문의 교과목 운영 사례를 분석 제시하였다. 본 교과목은 공과대학 환경공학 전공을 선택하여 대학에 입학한 1학년 학생들을 대상으로 PBL 교수법을 통해 창의적인 사고와, 자기주도 학습, 문제해결능력을 배양하고자 하였다. 또한 학생들이 환경공학 분야의 창의적 공학설계 개념 및 방법을 배우고 창의적인 아이디어를 도출하고 궁극적으로 공학 분야의 전공 설계에 대한 관심과 흥미를 유발하고자 하였다. 본 논문에서는 환경공학 분야의 창의설계입문 교과목에 대한 PBL 교육을 개발하고 적용하여 학생들의 변화와 학습 성과를 심층 학생설문조사 및 강의평가를 통해 그 결과를 분석하였으며, 다음과 같이 그 결과를 요약할 수 있다. 1. PBL 학습법을 적용한 창의설계입문 교과목은 학습 성과분석 결과, 학생 스스로 문제해결 과정에서 팀워크의 중요성과 팀원으로서의 책임감을 깨닫는 계기가 되었다는 것이 가장 높게 나타났다. 또한 문제해결 과정에서 의사소통의 중요성과 효과적인 의사전달 능력을 배양하는 효과를 가져왔다. 아울러 학생들이 스스로 사고하는 능력과 창의성의 중요성, 팀 협동 능력이 향상되었다. 2. PBL 활용 창의설계입문의 교과목 수강을 통해 학생들이 대체로 매우 만족하고 우수하다는 평가가 나타났으며, 특히 교수와 조교의 충분한 의사소통, 역할에 대해 만족하는 것으로 나타났다. 3. PBL-문제 제시를 통해 학생들로 하여금 흥미유발과 동기부여가 되었으며 공학설계 주제에 대해 창의적인 아이디어를 도출하고 논의하고 이를 실제 설계 제작하였다. 구두발표회와 시연회를 통해 의사전달 능력을 배양하였으며, 학생들이 설계에 대한 흥미를 느끼며 직접 체험하는 효과를 거두었다. 4. 그러나 향후 PBL 활용창의설계입문 교과목 교육 시 PBL문제 제시의 수, 충분한 예산 확보 방안, 팀원 간 갈등 예방 등에 대한 체계적인 준비와 개선이 필요하다. 이상을 종합하여 요약한다면 충남대학교 공과대학 환경공학과 1학년 학생들을 대상으로 PBL 활용 창의설계입문 교과목은 학생들로 하여금 다양한 학습 성과를 거두었다. 향후 이러한 PBL 활용 공학설계입문 교과목이 지속적으로 보완되어 개선된다면 학생들이 자기주도학습 능력을 배양하고 창의적인 아이디어를 창출하여 응용하고 관련 공학 설계 지식을 배우고 문제해결을 위한 창의성 배양에 기여를 할 수 있다.

강화학습을 이용한 멀티 에이전트 시스템의 자동 협력 조정 모델 (An Automatic Cooperative coordination Model for the Multiagent System using Reinforcement Learning)

  • 정보윤;윤소정;오경환
    • 인지과학
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    • 제10권1호
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    • pp.1-11
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    • 1999
  • 최근 에이전트 기반 시스템 기술은 소프트웨어 시스템의 개념화, 설계, 구현을 위한 새로운 패러다임을 제공하며 많은 기대를 받아왔다. 특히 멀티 에이전트 시스템은 분산적이고 개방적인 인터넷 환경에 잘 부합되는 특징을 가지고 있어서 많은 연구가 진행되고 있다. 멀티 에이전트 시스템에서는 각 에이전트들이 자신의 목적을 위해 행동하기 때문에 에이전트간 충돌이 발생하는 경우에 조정을 통해 협력할 수 있어야 한다. 그러나 기존의 멀티 에이전트 시스템에서의 에이전트 간 협력 방법에 관한 연구 방법들은 동적 환경에서 서로 다른 목적을 갖는 에이전트간의 협동 문제를 올바로 해결할 수 없다는 문제가 있었다. 본 논문에서는 강화학습을 이용한 자동 역할 조정 방법을 통하여 에이전트가 처한 동적 환경에서 서로 다른 목적을 갖는 에이전트간의 협력 문제를 해결한다. 이를 위하여 멀티 에이전트 시스템 분야의 전통적인 문제인 추적 문제에 동적 환경과 서로 다른 목표를 갖는 에이전트들을 모델 링 하여, 두 가지 수정된 추적 문제를 제안하고 이 문제의 해결을 통하여 제안한 방법이 타당함을 보였다.

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체육수업 ICT 콘텐츠에 관한 연구 (Study on ICT utilization contents for physical education)

  • 강선영;강승애;정형수
    • 융합보안논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.17-22
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    • 2016
  • 본 연구는 체육수업에서의 ICT 활용 현황을 살펴보고, 학교 현장에서 사용가능한 체육수업 ICT 콘텐츠 구성 모델을 제시하고자 하였다. 체육과에서의 ICT 활용 교육은 열약한 체육교육 시설 및 환경을 극복할 수 있는 대안이 될 수 있을 것으로 기대되며, 운동 기능 습득에 있어 구체적인 피드백을 제공할 수 있는 자료로써 활용 가치가 높다. 체육수업에서의 ICT 활용의 유형은 웹 활용 학습과 응용 프로그램 활용 학습으로 나누어 활용되고 있다. 체육 이론수업 ICT 콘텐츠 구성 시 서버를 통해 각 학생들에게 해결해야할 문제를 제시하고 협동학습으로 문제를 해결할 수 있도록 유도한다. 팀 토론을 통해 학습문제 해결 방안을 결정 정리하여 서버를 통해 게시하면 교사와 다른 팀들은 발표된 의견에 대한 피드백을 주는 과정을 반복하여 문제를 해결한다. 반면 실기 단원 수업일 경우는 VTR자료나 컴퓨터 S/W를 활용하여 동작의 구체적 원리 등의 익힌 후 수업에 임한다. ICT와는 가장 거리가 있는 것으로 여겨져 왔던 체육 수업에 대한 교사들의 인식 전환과 함께 하드웨어 및 소프트웨어의 환경이 겸비된다면 체육교육에서도 폭넓은 ICT 활용을 기대해 볼 수 있을 것이다.

Blended Learning(BL) 전략을 활용한 실천적 문제 중심 가정과 교수 학습 과정안 개발 - '청소년과 소비생활' 단원을 중심으로 - (Development of Practical Problem-Based Home Economics Teaching.Learning Process Plans by Blended Learning Strategy - Focusing on a Unit 'the Youth and Consumer Life' -)

  • 이진희;채정현
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.19-42
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 중학교 2학년 기술 가정 교과의 '청소년과 소비생활' 단원을 중심으로 Blended Learning(BL: 혼합형 학습)전략을 활용한 실천적 문제 중심 가정과 수업을 위한 교수 학습 과정안을 개발하고 평가하는데 있다. 이러한 연구목적을 달성하기 위하여 ADDIE 교수설계 모형에 따라 분석(Analysis) 단계, 설계(Design) 및 개발(Development) 단계, 실행(Implement) 단계, 평가(Evaluation) 단계를 수행하였다. 분석 단계에서는 청소년과 소비생활에 관련된 선행연구와 문헌, 제7차 기술 가정 교육과정에서 제시하고 있는 교과 교육의 목표, 기술 가정 10종 교과서의 '소비자 교육' 관련 단원의 내용, 소비자 교육 내용에 대한 요구도 및 지식 정보화 사회에서 요구되는 소비자 교육 내용을 분석하여 청소년 소비자 특성을 파악하고 중학교 2학년 소비자 교육에 적합한 학습 목표와 내용을 추출하였다. 설계 및 개발 단계에서는 분석 결과를 토대로 '청소년과 소비생활' 단원을 실천적 문제 중심으로 재구성하고, BL전략을 활용한 실천적 문제 중심 수업의 구체적인 진행 과정을 설계하였다. 에듀넷을 이용하여 수업에 필요한 온라인 학습 환경으로 "BL전략을 활용한 실천적 문제 중심 가정과 수업( http://community.edunet4u.net/${\sim}$consumer2)" 홈페이지를 개설하였다. 그리고 BL전략을 활용한 실천적 문제 중심 수업을 위한 총 8차시의 교수 학습 과정안을 개발하였으며, 수업에 활용할 수 있는 학생용 학습 활동지 및 교사용 자료를 개발하였다. 실행 단계에서는 개발된 8차시 교수 학습 과정안 중에서 소단위 실천적 문제 '현명한 소비자가 되기 위해 나는 무엇을 준비해야 하는가?'의 1차시 교수 학습 과정안을 학교 수업에 적용하였다. 적용 대상은 충청북도 청주시 소재의 중학교 2학년 두 개 학급과 대전광역시 소재의 중학교 2학년 한 개 학급, 총115명을 대상으로 하였다. 이 수업은 2주 동안 두 차례의 온라인 수업과 세 차례의 오프라인 수업으로 실행하였다. 두 차례의 온라인 수업, 즉 교실에서 행해진 수업의 첫번째에는 이 수업에 대한 전체적인 소개를 하는 예비수업을 하였고 두 번째에는 1차시에 해당하는 본시 수업을 하였다. 컴퓨터로 이루어지는 온라인 학습은 1차시의 본시 수업에 해당하는 내용으로 세 차례(수업 전의 학습 활동지 작성, 수업 후의 행동계획 작성, 실천 후 성찰일기 작성) 진행하였다. 비록 온라인 학습을 세 차례나 하였으나 이 학습이 1차시 본시 수업에 해당하는 내용이고 온라인 학습을 차시로 규정하는 것이 애매하기에 차시의 합계에 포함시키지 않았다. 평가 단계에서는 모든 수업이 끝나고 수업에 참여한 학습자를 대상으로 수업에 대한 전반적인 의견과 수업의 효과, 수업에 대한 제언점 등에 대하여 자유응답식 개방형 질문지로 물어 분석하였다. 본 연구 결과를 교수 학습 과정안 개발과 이 수업에 대한 학생들의 평가 측면으로 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 본 교수 학습 과정안은 온라인 학습과 오프라인 교실 수업을 연계하고 다양한 학습 매체와 학습방법을 혼합하는 BL전략을 가정과의 실천적 문제 중심 수업에 도입하여 구체적인 수업 진행 과정을 설계하고, '청소년과 소비생활'단원을 실천적 문제로 재구성하여 개발된 것이 특징이다. 특히, 이 교수 학습 과정안을 개발하는 과정에서 수업 전 온라인 학습, 오프라인 본시수업, 수업 후 온라인 학습으로 진행되는 BL전략의 도입으로 교실 현장에서 실천적 문제 중심 수업으로 수업을 진행하였을 때의 한계점인 시간이나 시수 부족의 문제, 참고할 학습 자료 부족의 문제, 많은 학생 수와 공간부족으로 인한 상호작용 부족의 문제 등을 해결하는데 역점을 두었다. 이 교수 학습 과정안의 내용은 중학교 2학년의 '청소년과 소비생활' 단원명을 '나와 가족과 사회의 구성원으로서 바람직한 소비생활을 위해 나는 무엇을 해야 하는가?'라는 큰 단위의 실천적 문제를 해결하기 위해서 4개의 작은 단위의 실천적 문제, 즉 '현명한 소비자가 되기 위해 나는 무엇을 해야 하는가?' '합리적으로 물품과 서비스를 구매하는 태도를 기르기 위해 나는 무엇을 해야 하는가?' '소비자의 권리와 책임을 알고 소비 문제를 적극적으로 해결하기 위해 나는 무엇을 해야 하는가?' '환경을 생각하는 지속가능한 소비생활을 위해 나는 무엇을 해야 하는가?'로 정한 후에 총 8차시의 분량을 개발하였다. 학습 자료 내용은 학생들이 주로 실생활에서 접하는 소비생활과 직접적으로 관련이 있는 동영상, 신문자료, 인터넷 정보 등을 바탕으로 구성하였다. 둘째, 수업에 참여한 학생들은 BL전략을 활용한 실천적 문제 중심 학습이 다양한 학습매체 사용과 정보 공개 공유가 가능하고, 정보 탐색이 용이하며, 자기 주도적 학습과 협동학습을 할 수 있을 뿐만 아니라 활발한 상호작용이 가능하고, 학습한 내용을 실천하고 반성할 수 있고, 수업에 흥미가 있어 수업의 참여가 촉진되며, 수업 내용을 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 가정과수업에 만족을 주어 그들의 소비생활 태도에 긍정적인 변화를 주는 것으로 평가하였다. 하지만 부족한 수업시간에 비해 학습 자료량이 너무 많고, 수업을 위한 물리적 환경 시설이 미비하며, 에듀넷 회원 가입이 어렵고, 자신들의 정보 소양 능력이 미숙하고, 학습 방법을 이해하지 못한 점을 단점으로 평가하였다. 본 연구의 결과 BL전략을 활용한 실천적 문제 중심 수업이 교실에서만 수행되던 학습의 공간을 온라인의 사이버 학습 공간으로 확장하고, 실천적 문제 중심 수업의 한계점이었던 학습 정보량 부족의 문제와 상호작용 부족의 문제를 보완할 수 있었으며, 다양한 활동으로 학생들의 흥미와 수업 참여도를 증대시킨 점에서 효과가 있는 수업이라는 것이 밝혀졌다. 하지만 앞으로 BL전략을 활용한 실천적 문제 중심 수업이 학교 현장에서 좀 더 잘 수행되기 위해서는 이 수업에 참여한 학생과 교사들이 지적한 문제들, 즉 학생들의 정보 소양 능력 및 토론능력, 교사의 수업에 대한 이해, 학생들의 수업 참여 방안, 물리적 환경 확충 등을 체계적으로 해결하는 방안이 마련되어야 할 것이다.

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LT 협동학습 기반의 앱 인벤터 프로그래밍 교육이 초등학생들의 학습 동기에 미치는 영향 (The Influence of Learning App Inventor Programming of LT Collaborative Learning based on Children's Motivation)

  • 전성균;이영준
    • 컴퓨터교육학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.1-9
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    • 2015
  • 프로그래밍 교육을 통해 학생들의 고차원적인 사고력을 배양하기 위해서는 문법을 익히는데 유발되는 과도한 인지적 부담을 줄여야한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 교육용 프로그래밍 언어가 개발되었고, 최근에는 블록 기반으로 실생활에 활용할 수 있는 앱 인벤터가 소개되었다. 학생들이 실생활에 쉽게 활용 가능한 앱을 설계 제작함으로써 문제 해결의 도구로 프로그래밍을 주도적으로 활용할 수 있는 교육 환경을 제시하고자 한다. 특히 초등학생은 발달단계상 구체적 조작 활동이 중요하기 때문에 프로그래밍 과정에서 스마트폰의 다양한 센서를 기반으로 실세계와 역동적으로 상호작용하도록 제시할 수 있는 앱 인벤터는 초등학생 교육용 프로그래밍 언어로 의미가 있다. 이에 본 연구에서는 초등학생을 대상으로 실생활에 활용할 수 있는 앱 인벤터 프로그래밍 교육을 설계하였다. 초등학생 5학년을 대상으로 적용한 결과 프로그래밍 학습에 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 서로 협력하는 LT 협동학습과 스마트폰의 여러 가지 센서를 실생활에 활용할 수 있는 학습주제 그리고 앱 인벤터의 활용이 학생들의 흥미와 관심을 유발하고 지속시켰다고 판단된다.

초등 수학 영재 프로그램 평가 - 서울시 A 교육청 평가 사례를 중심으로 - (Evaluation of a Gifted Education Program for Mathematically Gifted Children in Seoul Area)

  • 정수지;김민경
    • 한국초등수학교육학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.149-168
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    • 2014
  • 우리나라 영재교육의 양적 성장과 더불어 영재교육 프로그램에 대한 개선과 질적 향상을 위해 초등학교 수학 영재 교수-학습 프로그램의 내용영역을 영재교육과정에서 제시하는 영역별로 살펴보고 수학 영재 교수-학습 프로그램을 기존의 평가 틀을 수정 보완하여 수정된 평가 틀을 사용하여 서울시 A 교육청에서 운영 중인 영재교육원 프로그램을 평가하였다. 그 결과 수학 영재 교수-학습 프로그램의 목표는 명확하고, 차별화 되어 있었으며, 내용영역의 편성은 심화 영역이 더 많았고, 수와 연산, 도형, 규칙성과 문제해결 영역이 주를 이루고 있었다. 내용은 심화 영역에 해당하는 부분이 많았고, 최신 연구 내용이 고르게 반영되어 있었다. 수학적 사고전략을 고르게 사용하도록 되어 있었고, 문제해결에 대한 평가지표를 만족하였고, 창의적 사고와 수학적 태도는 대부분의 프로그램이 적절하였으며, 참고서적은 명확하게 제시된 프로그램이 없었으나 자료의 제시는 구체적이고 적절한 것으로 평가되었다. 교수-학습 방법은 문제중심학습, 협동학습으로 수업을 하고 있었으며, 평가는 수행평가를 활용하고 있었다.

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협동학습에 기반한 사회과를 위한 심화·보충형 수준별 교육 (In-Depth & Supplementary Differentiated Curriculum for Social Studies based on Cooperative Learning)

  • 채정보;강오한;송희헌
    • 컴퓨터교육학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.45-53
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    • 2005
  • 본 논문에서는 수업 시간에 바로 활용할 수 있는 보다 향상된 사회과 수준별 교육 방안을 제안한다. 현재까지 제시된 수준별 교육방법들이 실제 학교에서 적용되지 못한 이유는 크게 두 가지를 들 수 있다. 하나는 수준별 교육이 개별학습 위주로 이루어져서 학습자는 개별과제 위주의 자율학습을 하고, 교사는 개별과제 개발 및 관리에 시간을 보내게 됨으로써 수준별 교육이 비효율적으로 진행되는 것이다. 다른 하나는 수준별 교육을 위한 수준 판정시 총점에서 기준 점수를 근거로 심화반과 보충반으로 분류함으로써 학습자의 수준을 제대로 구별할 수 없다는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 논문에서는 수준별 수업시 비슷한 수준의 학습자들이 협동학습을 하여 학습효과를 놀이도록 하였고, 소단원별로 평가하여 영역별 수준 학습이 이루어지도록 하였다. 본 논문에서 제안된 수준별 교육 방법을 중학교 1학년 사회과 과목에 적용해 본 결과 학업성취도가 향상됨을 확인하였다.

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비대면 팀 프로젝트 수업의 학습자 만족도 분석 (Satisfaction Analysis of Learners in Non-face-to-face Team Project Classes)

  • 안유정;심한뫼
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제65차 동계학술대회논문집 30권1호
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    • pp.395-397
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    • 2022
  • 대면 수업에서와 유사한 교수자와 학습자, 학습자들 사이의 상호작용을 통하여 지식습득뿐만 아니라 문제해결능력, 창의적 사고력, 협동학습능력을 양성하기 위해 프로그램 개발 수업에 팀 프로젝트 수업을 적용하여 운영하였다. 수업 운영 후 참여 학생들을 대상으로 만족도 설문을 실시하여 비대면 팀 프로젝트 수업에 대한 만족도와 수업에서 만족하는 부분 그리고 불만족한 경우에 그 원인에 대해 조사하고 분석하였다. 연구 결과 분석된 개선 사항을 차년도 수업에 반영함으로써 팀 프로젝트 수업에 대한 학습자들의 만족도를 향상시키는데 연구의 목적을 둔다.

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초등학교에서 PBL 기반 영어 수업을 위한 학습 모형 설계 (An Instructional Design for PBL-based English Classes in Elementary Schools)

  • 박인화
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.564-568
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    • 2020
  • 급격히 변화하고 있는 현대 사회에서 학습자들에게 반드시 필요한 창의적 사고, 문제 해결 능력, 발표력, 자신감, 자기 주도적 학습 능력, 협동심, 의사소통능력 향상을 위해 PBL(Problem-Based Learning) 학습법은 다양한 과목에 적용되고 있다. 그 중 세계 공용어로 자리매김 된 영어는 영어 교육 전문기업인 윤선생에 따르면 사교육 현장에서 타 과목에 비해 2.3배나 더 투자되고 있는 만큼 영어교육 현장에서도 PBL은 빠질 수 없는 중요한 학습법이다. 하지만 여전히 현실은 교사 중심 수업, 모범 답안을 위한 지식 습득, 획일적인 평가가 주체가 되고 있다. 이러한 점들을 보완하고 현대 사회에서 능동적으로 대처할 수 있기 위하여 본 연구는 Barrows&Myers(2002), ADDIE 모형이 기반된 영어 교과 수업을 위한 학습 모형을 설계하였다. 이 모형은 5가지 절차로 구성되어 있는데 즉, 분석, 설계, 개발, 실행, 평가로 구성된다. ADDIE 모형이 기반이 된 PBL 영어 수업이 진행된 결과 그렇다, 이상 응답한 학습자들이 발표력 향상에 86%, 학습에 대한 흥미도 86%, 학습에 대한 이해력 86%이며 무엇보다 학습에 대한 문제 해결 능력(100%) 및 협동력(100%)을 향상할 수 있어 좋았다는 의견이 가장 높았다. 이와 같이 PBL 수업을 통해 21세기 영어 교육의 목적인 학습자들의 의사소통 능력 함양 및 영어로 된 정보 처리 능력에 도달할 수 있기에 지속적으로 이러한 학습 모형 설계에 관한 연구가 이루어져야 한다.

과학수업에서 문제중심학습의 적용 및 효과 분석 (The Application of the Problem Based Learning Model in Science Classes and Analysis of It's Effects)

  • 박수경
    • 과학교육연구지
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    • 제33권2호
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    • pp.353-364
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    • 2009
  • 과학 교수학습 과정에서 학습자들에게 문제를 해결하는 과정을 통해 비판적 사고 기능과 협동 기능을 신장하도록 하는 문제중심학습의 적용이 필요하며 이를 위한 구체적인 방안이 요구된다. 본 연구에서는 문제중심학습을 위한'문제상황'을 개발하고 이를 고등학교 과학수업에 적용한 후 학습자의 과학 성취도와 과학에 대한 태도 및 문제중심학습에 대한 인식을 조사 하였다. 고등학교 10학년을 대상으로 실험집단에는 '온실효과를 줄이기 위한 미래의 에너지'와 '인도네시아 산불과 엘니뇨'라는 문제 상황으로 문제중심학습을 실시하였고 통제집단은 학습지를 활용한 교사중심 수업을 실시한 결과는 다음과 같다. 첫째, 학습능력 수준과 무관하게 문제중심학습이 교사중심 수업보다 과학 성취도에 효과적인 것으로 나타났다. 둘째, 문제중심학습이 과학에 대한 태도에 미치는 효과를 검증한 결과, 과학수업의 즐거움 범주에서는 효과가 나타났으나 과학적 탐구에 대한 태도 범주와 과학적 태도의 적용 범주에서는 효과가 나타나지 않았다. 셋째, 문제중심학습에 대한 인식 조사 결과, 주어진 문제상황에서 문제를 구체적으로 진술해 내는 과정을 가장 어려워하면서도 또한 도움이 되는 활동으로 인식하였다. 이러한 연구 결과로부터, 과학 교육과정에 기초하면서 실제적이고 맥락적인 문제상황의 개발이 우선적인 과제임을 알 수 있었다.

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