정보통신기술의 급격한 발달은 새로운 정보와 지식의 양을 급속하게 증가시켜 지식기반사회로의 체제를 굳건히 만들고 있다. 지식기반사회에서 전통적 교수-학습 방법은 더 이상 학습자의 문제해결에 도움을 주기 어렵다. 이런 이유 때문에 전통적 교수-학습 방법을 대신할 수 있는 지식기반사회의 적합한 수업모형인 문제중심학습이 대두되고 있다. 본 논문에서는 e-러닝과 PBL(문제기반학습)을 결합시킨 수업모형인 온라인 기반의 e-PBL을 제안한다. 이는 전통적인 교수-학습 방법의 문제점을 극복할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 초등학교 정보소양교육 분야에서 활용할 수 있는 e-PBL 수업모형, 수업문제를 개발하고 이를 실제 교육현장에 적용하여 타당성과 효과성을 검증하였다. 또한 e-PBL을 지원하기 위한 e-PAS 시스템을 구축하여 학업성취도 및 자기주도적 학습능력을 향상시키고 학습만족도를 신장시켰다.
The aim of this study was to develop, implement, and evaluate the use of Artificial Intelligence in the prevention of violence among middle-school students. The sample for this study consisted of 20 first-year middle-school students who participated in theme selection activities in a free semester program as part of their home economics studies. The data for the study consisted of nine class observation logs, four group activity outputs, 30 class results, an online survey, and in-depth interviews with three students. A program called "R.U.OK" was developed by setting problematic situation for school violence prevention linked to the contents of the Home Economics Education(HEE) curriculum. After the program was implemented, the survey on the students' class satisfaction content elements, with AI-based learning activities and PBL and interest, displayed high points, with an average of 4.0 or higher. Our qualitative analysis produced four significant results. First, students' concerns about school violence had increased and they showed a change in attitude, having more empathy with friends and more interest in their surroundings. Second, digital and AI literacy had improved, and students' interest in digital media learning had increased. Third, there had been an improvement in problem-solving ability in terms of being able to think more critically and independently. Fourth, the results also demonstrated that there had been a positive effect on self-direction and an improved capacity for teamwork. This study was significant in demonstrating the effectiveness of a program for the prevention of school violence based on the use of digital technology in the educational environment.
본 연구에서는 초등학교 3학년 분수 관련 내용을 학습 주제로 하여 재구성한 학습 부진 개선을 위한 소프트웨어 교육 프로그램을 개발하고 적용하였다. 학습 부진 개선을 위한 소프트웨어 교육프로그램은 프로젝트 학습 모형을 바탕으로 소프트웨어 교육의 성격과 학습 부진 학습자의 특성을 고려하여 그 구조를 설계하였고, 학습내용을 학습 과정에서 자연스럽게 체득할 수 있도록 의도적으로 배치하였으며, 반복적으로 경험하여 충분히 학습할 수 있도록 매 차시 구축하였다. 프로그램 적용 결과 실험군과 대조군 모두 학업 성취도, 메타인지, 자아존중감, 자기효능감의 유의미한 변화가 있었으나 실험군이 대조군에 비해 모든 영역에서 향상 정도가 큰 것으로 나타났다. 본 교육 프로그램은 학습 부진 개선이라는 측면과, 소프트웨어 교육이 가지고 있는 다양한 교육적 효과를 바탕으로 학습 부진 학생이 프로그램에 재구성된 과목의 학습 내용을 효과적으로 학습할 수 있다는 점에서 그 의미가 있다.
본 연구의 목적은 학교도서관 정보서비스의 범주를 설정하여 정보서비스 현황을 분석하고 활성화 전략을 제안하는 것이다. 학교도서관의 정보서비스 범위와 내용 설정 결과 정보제공 영역과 안내 영역의 서비스 내용이 독서교육이나 교과와 연계한 정보활용교육과정 운영으로 수렴되고 있는 것으로 나타났다. 그러나 2012전국도서관운영평가 결과 학교도서관의 정보서비스 도달률은 48.2%로 매우 낮게 나타났다. 특히 독서상담이나 독서치료 등 학생의 자아탄력성과 학교 참여를 높일 수 있는 정의적 영역과 관련된 정보서비스 내용이 매우 열악한 실정이다. 따라서 학교도서관의 정보서비스 활성화를 위해서는 사서교사 등 전문 인력자원의 지속적인 배치를 위한 제도 개선이 절실한 실정이다. 또한 학교도서관 정보서비스의 핵심 영역인 정보활용교육의 국가 수준 교육과정에서의 위상 강화, 정보서비스에 필요한 기반 확충 노력이 지속적으로 이루어질 필요가 있다. 아울러 독서상담과 치료 등 학생의 스트레스와 문제 상황을 해결하는데 기여할 수 있는 서비스 개발이 필요하다. 그리고 학교도서관 정보서비스가 지역사회와 연계성을 가짐으로써 학교 공동체 활성화에 기여해야 할 것으로 보인다.
고등학생의 공학적 소양 함양을 위해 대학의 인적 물적 인프라를 활용한 비정규 공학교육프로그램을 개발하여 그 적용 효과를 분석하였다. 스마트 농업 기술인 식물공장을 주제로 선정하여 공학설계 및 팀 내 팀 간 활동 중심의 공학 캠프 프로그램을 기획하여, 대학의 첨단 강의실을 이용하여 38명의 고등학생에게 적용하였다. 참가학생들은 생물공학, 정보통신공학, 에너지공학, 기계공학 및 건축공학 등 5가지 식물공장 요소 기술 중심으로 팀 내 활동과 팀 간 협력을 통해 '교정에 식물공장 세우기'라는 최종 미션을 수행하였다. 또한, 각 팀 활동은 8단계로 구성된 공학설계과정(문제와 필요 확인하기, 기준과 제한조건 확인하기, 가능한 해결책 찾기, 최선의 해결책 선택, 시작품 제작, 시험과 해결책 평가하기, 해결책에 대한 의사소통, 재설계 및 설계 수정하기)으로 진행되었다. 만족도를 설문조사를 통해 조사한 결과, 공학설계 내용에 대한 만족도는 5점 만점에 4.38점 이었고, 창의적 활동 및 탐구방법의 합리성/체계성에 대한 평균 만족도는 4.43점 이었다. 참가학생의 94%가 팀워크에 만족한다고 답변하였고, 대학(원)생들이 제공한 진로 멘토링 활동에 대해서도 참가학생의 92%가 만족하였다. 이러한 결과는 공학설계과정 및 팀 내 및 팀 간 협업을 기반한 공학 교육 프로그램은 참가 학생들의 창의성, 문제해결능력, 협동심, 의사소통 능력과 같은 공학적 소양을 함양하고 공학에 대한 관심을 높이는데 기여함을 시사한다.
통합적 STEM 교육은 과학, 기술, 공학, 수학의 내용과 과정을 체계적이고 의도적으로 통합하려는 공학적 설계기반 학습을 말하며, 다른 교과와 통합을 통해 더욱 발달할 수 있다. 이 연구는 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 프로그램의 개발과 효과 검증을 위한 기초연구이며, STEM 교육 관련 문헌 연구를 통해 STEM 교육의 가치와 핵심요소를 분석하고 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 모형의 개발 및 모형을 적용하여 개발한 대표적인 예시 프로그램을 제시하는 것이다. 모형에 포함될 요소를 확정하기 위해 문헌 분석을 실시하였고, 선행 연구에 포함된 내용과 탐구 과정을 분석하여 통합적 STEM 교육 모형을 구성하였다. 전문가의 내용 타당도 분석 결과 CVR 값의 평균은 0.78로 구성된 모형은 내용 타당도가 있는 것으로 판단되었다. 이 STEM 교육 모형은 내용과 탐구 과정의 두 가지 측면으로 나누어진다. 내용의 측면은 실생활 문제에서 경험할 수 있는 과학, 기술, 공학, 수학 그리고 인문사회와 예술적 소재까지 포괄할 수 있으며, 탐구 과정은 설계와 제작을 기반으로 한 문제해결 과정이다. 탐구 과정은 과학 탐구를 기반으로 하여 기술 공학적 문제해결 과정을 적용할 수 있도록 구성하였다. 학생들은 실생활 문제를 분석하고, 설계하고 제작하는 과정에서 STEM 교과에 대한 흥미를 향상시킬 수 있고 문제에 포함된 지식과 탐구의 방법과 기능을 체계적으로 학습할 수 있다. 개발된 프로그램은 학교 현장에서 활용되어, STEM 교과에 대한 이해도 증진과 과학, 수학에 대한 흥미를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 소양과 설계 기반의 문제해결력을 배양하는 데 기여할 수 있을 것이다.
본 연구는 OECD Education 2030 프로젝트에서 제시하고 있는 핵심역량의 반영 특성을 2015 개정 가정과 교육과정에서 분석하고자 하였으며 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 핵심역량 범주에서 일반적인 특징은 기능, 태도, 가치 영역은 46.5%로, 학습 개념 프레임워크 영역은 17%, 역량 개발 사이클 영역은 24.2%, 복합 역량 영역은 12.5%로 나타났다. 전체적으로 교육과정 항목에서 성취기준(59%), 성격(16.1%), 교수·학습 평가 방향(9.4%), 내용체계(8%), 목표(7.6%) 순으로 반영되었으며 학습 개념 프레임워크의 역량은 성취기준에 가장 많이 반영되었다. 둘째, 핵심역량 항목은 중학교 교육과정에서 행동, 문제해결, 의사소통, 존중, 창의적 사고, 갈등해결, 공감, 비판적 사고, 자기관리, 학생 주체성 순으로 나타났다. 고등학교 교육과정에서 행동, 공감, 문제해결, 예측, 글로벌 역량, 자기관리, 학생 주체성, 지속가능 발전을 위한 리터러시, 반성, 비판적 사고 순으로 나타났다. 셋째, 열지도를 통해 3, 4단계에 해당되는 역량의 반영 정도가 높게 나타나 핵심역량의 효과적인 실천을 계획하고 지원할 필요가 있었다. 본 연구를 통해 미래를 위한 학습 안내자의 역할로 OECD에서 강조하는 핵심역량과 가정교과 역량 간의 상호관련성을 파악하고 실천 교과로서 개인의 총체적인 역량 함양을 도울 수 있어야 할 것이다.
융합인재교육은 다양한 교과 영역에서 추출된 내용들이 체계적이고 밀접하게 연계되어 있으므로 이러한 체계를 효과적으로 파악할 수 있는 시스템적 사고를 필요로 한다. 이 연구의 목적은 시스템 사고력을 향상시킬 수 있는 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 중등 과학영재에게 적용하여 교육적 효과를 탐색하는 데 있다. 융합인재교육과 시스템 사고에 대한 문헌조사를 바탕으로 프로그램 모형을 제작하였고, 모형을 기초로 하여 '로켓'을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램을 개발하였다. 연구의 대상은 광역시 소재 대학 부설 과학영재교육원 소속 중등 과학영재 1학년 100명, 2학년 13명으로 총 113명이다. 수업 처치 전 후의 시스템 사고능력 검사를 통해 단일집단 사전 사후 대응표본 t-검증 및 서술 문항에 대한 내용 분석을 실시하였다. 그 결과, 학생들은 시스템사고와 관련하여 단어연상, 개념 간 관계형성, 문장의 생성, 인과지도 그리기 능력이 향상되었고, 시스템 사고의 구성요인인 정신모델, 개인숙련, 팀 학습, 시스템분석, 공유비전의 다섯 가지 항목에 대해 모두 통계적으로 유의미한 향상이 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 '로켓'을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램은 학생들의 시스템사고 능력의 향상에 효과가 있었다. 개발된 프로그램은 일반 학교 현장에서 충분히 적용될 수 있으며, 이를 적극적으로 활용한다면 시스템 사고 능력과 융합적 문제해결능력을 지닌 인재를 육성하는데 기여할 수 있을 것이다.
2015 개정 교육과정이 컴퓨팅 사고력을 학생들의 필수 역량으로 정한 것은 컴퓨터교육에서 중대한 변화이다. 컴퓨팅 사고력을 크게 추상화와 자동화, 창의융합으로 분류한 중등 정보교과는 문제해결과 프로그래밍 영역을 교육과정 안에 포함하였다. 또한 컴퓨팅 사고력의 하위요소들 중에서 자료 표현은 학습자들의 문제해결을 위한 자료와 정보의 구조화 능력을 중요시 하고 있다. 대학에서 정보 과목 중등 예비교사들도 다이어그램 작성을 통해 정보 구조화 과정을 배우고 있다. 학생 간에는 다이어그램 구조화 능력에 차이를 보이고 있는데 학생들의 구조화 능력 계발에 도움이 되는 학습방법에 대한 연구는 드물다. 본 연구에서는 대학생들을 대상으로 어떤 학생들이 주어진 문제를 시각적 다이어그램으로 잘 구조화하는지 추상적 사고 성향과 성별 관점에서 차이 분석을 수행하였다. 그 결과 남학생에 비해 여학생이 구체적 사고 성향을 가지고 있으며 다이어그램의 특성에 따라 다른 사고가 요구되고 성별 차이가 있었다. 또한 추상적 사고 성향의 차이에 따라 다이어그램을 구조화하는데 차이를 보였다. 남녀 학생들의 사고 성향의 차이를 파악하여 이들을 보완할 수 있는 교육방법을 찾는다면 컴퓨팅 사고력 향상이라는 교육목적을 달성하는데 유용하다.
본 연구의 목적은 스마트 교육 및 디지털교과서 활용교육에서 교육 효과성을 검증할 수 있는 도구를 개발하는 것이다. 먼저 스마트교육 및 디지털교과서 활용교육의 목표를 21세기 학습자역량 증진, 교수자 역량 증진으로 설정하고 이에 따라 각 하위요소를 7개 영역 5개 영역으로 선정하였다. 선정된 요소에 따라 문헌연구 및 전문가 협의회를 거쳐 하위요소의 정의 및 설문문항을 확정하였다. 학습자 역량 증진의 하위요소는 창의력과 혁신능력, 비판적 사고력과 문제해결력, 의사소통능력, 협업능력, 정보활용능력, 자기주도학습력, 유연성으로 선정하여 26개의 설문문항을 개발하였다. 교수자 역량의 세부 영역은 21세기 학습자역량 이해, 정보활용능력, 학습자와의 관계형성, 수업설계, 평가 및 성찰로 24개의 설문문항을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 설문문항은 스마트 교육 및 디지털교과서 활용 교육의 효과를 검증하는 도구로 사용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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