디지털 신기술의 진화가 빠르게 진행이 되고 있다. 특히 교육 관련 분야에서는 소프트웨어와 인공지능에 대한 많은 변화가 빠르게 진행이 되고 있다. 교육부에서는 소프트웨어와 인공지능 정규교육과정으로 연계에 의한 교육프로그램을 계획하고 있다. 정규교과로 적용하기 전에 다양한 소프트웨어와 인공지능 관련 체험 캠프를 추진하고 있다. 본 연구는 디지털 신기술을 기반으로 고등학생을 대상으로 소프트웨어와 인공지능 교육프로그램을 위한 교육 모델을 구성하고자 한다. 소프트웨어와 인공지능 교육을 확대 보급함으로써 고등학생들의 소프트웨어와 인공지능 기초역량 높이고자 한다. 고등학교에서의 소프트웨어와 인공지능의 개념을 정의하고 소프트웨어와 인공지능 학습요인을 정규교육과정으로 연계하는 모델을 제안하고자 한다.
이 논문에서는 오픈코스웨어를 위한 자바 기초 강좌의 인터렉티브한 이러닝 콘텐츠를 설계하고 구현한다. OCW로 부르는 오픈코스웨어는 MIT 대학에서 2002년 10월에 처음 시작되었다. OCW는 양질의 대학 수준의 교육 자료로 누구나 무료로 이용 가능한 디지털 콘텐츠이다. 본 연구에서는 자바 프로그래밍 언어의 기초를 학습하는 정규강좌와 D대학의 OCW를 위한 인터렉티브 이러닝 콘텐츠를 설계, 구현하였다. 본 콘텐츠는 학습의 효과를 높이기 위하여 실습화면 동영상과 애니메이션 등과 같은 다양한 멀티미디어 요소로 개발되었다. 또한 이 콘텐츠는 사용자가 직접 참여하여 상호작용할 수 있는 인터렉티브한 학습 요소로 구성되었다. 본 연구에서 구현한 이러닝 콘텐츠는 OCW와 2012년 1학기 정규 강좌에 효과적으로 활용되었다.
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.
비와 닮음의 활용은 고대로부터 일상생활에서 필요한 것들이었고, 유클리드 원론에서도 제 5권에서는 비를 제6권에서는 닮음을 다루고 있다. 본 연구에서는 우리나라 교과서에서 취급하고 있는 비와 닮음의 내용을 유클리드 원론, 일본, 미국의 교과서에서 취급하고 있는 내용들과 비교 분석하였는데, 도입 방법과 내용 전개 방법에 서로 차이가 있음을 알 수 있다. 우리나라의 교과서에서는 비를 도입하면서 미국 일본과 달리 비에 대한 정의 없이 보기 문제를 통해 비를 나타냈으며, 닮음에서는 우리나라와 일본의 교과서가 미국의 교과서와 달리 삼각형의 닮음조건과 삼각형의 변과 한 변에 평행인 선분에 의한 비의 관계를 다루는 순서가 다르며 삼각형의 닮음조건을 직관적으로 증명 없이 공준처럼 사용하고 있다. 이와 같은 도입 방법과 내용 전개 그리고 내용 전개 순서의 차이에 따른 학습지도는 학생들의 수준에 의해 학습내용 이해와 활용에 많은 영향을 줄 수 있다. 보다 바람직한 수학 교육을 위해 현행 모든 교과서와 같이 학습 내용을 일률적인 방법으로 취급하는 것 보다 학생들의 수준을 생각한 다양한 방법으로 취급한 교과서를 제공하는 것이 필요하다.
본 연구는 현대 과학 교육의 탐구 활동에서 관찰 또는 탐색의 역할이 강조되고 있는 것과 과학 탐구 소재 확장의 필요성에 의해 진행되었다. 이에 본 연구는 예술 작품을 활용한 탐구 프로그램을 개발, 적용하여 귀추 과정 중 학습자들의 탐색 특징을 자세히 분석했다. 동양화, 서양화, 신화, 관현악, 전통 가옥을 소재로 한 '미술관으로 간 과학자' 프로그램이 개발되었으며, 방과 후 과학 교실에 다니는 중학생 5명이 참여했다. 연구 결과, 작품 속 주목할 만한 현상을 탐색한 학습자들은 탐색 특징에 따라 크게 세 유형으로 나뉘었다. 과학 개념에 쉽게 연결할 수 있는 내용을 관찰, 기술한 학습자가 있는 반면, 과학 개념과 상대적으로 거리가 먼 일상적 요소를 주로 관찰한 학습자도 있었다. 자신들의 주관적 평가와 의견을 바탕으로 작품을 탐색한 학습자도 있었는데 이들은 자신의 감상 의견을 중심으로 작품을 탐색하는 특징을 보였다. 연구의 결론 및 시사점으로 탐구 활동에서 시각적으로 관찰할 수 없는 소재의 비적합성, 학습자들의 선 지식이 탐색 활동에 미치는 영향, 지구과학 탐구 소재의 확장 가능성 등을 제시했다. 본 연구는 천문학을 중심으로 한 귀추 탐구에서 학습자들의 탐색 특징을 살펴봄으로써 다양한 내용과 방법의 지구과학 학습을 제시하고, 특히 귀추가 천문 학습에 적절히 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.
최근에는 온라인을 통해 교육을 제공받고자 하는 사용자들이 점차 증가하고 있는 추세이며 이와 함께 UCC(User Created Contents)라는 새로운 패러다임의 도래로 자신의 전문지식이나 개성을 표현하려는 욕구 또한 함께 증가하고 있다. 사용자들은 개인 홈페이지나 동영상, 게임 등을 통해 자신만의 개성을 다양한 방법으로 표출하고 있다. 하지만 기존의 교육 사이트는 대부분 흥미로운 요소들이 배제 된 채 획일화된 인터페이스를 통해 지루하고 딱딱하다는 인상을 많이 받게 되는 아쉬움이 있다. 본 논문에서는 고객맞춤형 디자인 방법을 통해 심미성과 기능성을 지닌 다양한 디자인 요소들을 본인의 취향에 맞게 디자인함으로써 학습효율을 고취시킬 수 있는 쾌적한 환경을 만들 수 있으며 이러한 교육 공간은 사용자의 개성을 창출할 수 있게 된다. 그러므로 본 논문은 사용자 중심의 다양한 인터페이스를 지닌 온라인 교육사이트의 모델을 디자인 측면에 포커스를 두어 그 방법을 제안하고자 한다.
그래픽으로 표현된 정보는 컴퓨터게임에 익숙한 게임세대들에게 정보를 인지하는데 텍스트보다 선호하는 스타일이다. 또한 수학교육에 있어서도, 그래픽으로 표현된 수학문제를 통해 해를 찾는 학습은 학습자들에게 문제해결 능력을 향상시키는 데 뚜렷한 효과가 있다고 한다. 본 논문에서는 게임세대인 학습자들의 효과적인 학습을 위해, 수학문장을 그래픽적으로 표현하는 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 가시성이 우수한 그래픽 요소들을 사용하여 단위정보를 논리적인 구조로 배치하고 단위 정보들 사이의 논리적인 연관성을 기호, 선분, 또는 화살표로 표현하여 게임세대들이 문장의 내용을 인지하지 쉽고 논리적으로 정확하게 이해할 수 있다. 기존의 수학문장의 그래픽표현방법과 달리 제안하는 방법은 문장의 시제와 태까지도 정확하게 표현할 수 있다. 제안하는 방법은 게임세대인 학습자들에게 효과적인 수학학습이 이루어질 수 있도록 학습도구로 사용될 수 있고 또 수학교육용 컴퓨터게임의 학습 스캐폴딩 기능을 위해 사용되는 수학정보의 그래픽표현을 위해 널리 활용될 수 있다.
본 연구는 수학 학습과 관련한 긍정적인 심리체험의 구성요소 전반에 대한 특성을 보다 포괄적으로 측정할 수 있는 신뢰도와 타당도가 높은 검사 도구를 개발하여 학생들의 강점들을 각각 측정하고, 개개인이 가지고 있는 강점에 대한 자료를 학생들에게 제공하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 목적을 위하여, 여러 가지 문헌연구를 통하여 수학 학습과 관련한 긍정적 심리체험의 요소들을 추출하였고, 개방형 설문조사를 통하여 문헌연구의 결과를 확인하였다. 또한, 이러한 과정을 거쳐 얻어진 요소들을 이용하여 106개의 문항으로 된 1차 예비 설문지와 이를 수정 보완한 66문항의 2차 예비 설문지를 만들어 꾸준히 검사지에 대한 신뢰도와 타당도를 검증하여, 최종적으로 65문항의 '수학 학습과 관련한 학생들의 긍정적 심리체험 검사'를 위한 측정도구를 만들었다.
본 논문에서는 교육 분야에 프로파일링을 활용하여 교사가 전문적인 통계 지식을 가지고 있지 않아도 운영이 가능한 성적 맞춤형 통계 분석 시스템을 개발하고자 한다. 이를 위해 프로파일링에 대한 기술을 교육 분야에 융합하여 학생 맞춤형 다차원 분석 시스템을 구축하기 위한 필요 요소들(프로파일링, 빈도/교차/기간별/이항/다항 분석)에 대해 살펴보았다. 실제 교육 프로파일링을 활용한 학생 맞춤형 다차원 분석 시스템을 구축하기 위한 전체 구성도와 구축 상황에 대해 언급하고, 각 통계적 방법을 적용한 알고리즘에 대한 구현 결과를 보였으며, 기존에 존재하는 시스템들과의 차별성과 우월성에 대해 설명하였다. 제안된 기술을 기반으로 시스템이 구축되면 수각자의 요구와 능력의 차이를 고려하여 정확한 목표 및 기준을 명확하게 함으로써, 공교육 만족도 제고를 통해 선행학습 및 사교육비 절감의 효과와 학생 개인의 능력과 적성에 맞는 자기 주도적 학습 실현이 가능하다.
최근 컴퓨터 보급의 대중화와 초고속 통신망 사용의 보편화는 전통적인 교육형식에 많은 변화를 주는 계기가 되었다. 그 중에서도 웹 기반의 다양한 멀티미디어 매체 기술, 컴퓨터 네트워크를 통한 정보의 상호작용 등은 시 공간을 초월한 가상교육 등장에 촉진제 역할을 하고 있다. 이러한 가상교육은 교수자와 학습자간의 상호작용이 가상공간에서 이루어져 학습지도, 학습평가, 피드백 등의 학습수행 측면에서 문제점이 제기되고 있다. 이에 본 논문에서는 가상강좌의 학습평가요수 중 하나인 출석평가에 대해 학습자 참여도를 기반으로 평가하는 모델을 제안한다. 학습자 참여도란 개설된 가상교육에 학습자의 자발적인 참여 정도를 말한다. 본 논문에서 제안한 학습자 참여도 기반 출석 평가모델은 교수자에게는 자동화된 출석평가 기능을 제공하며, 학습자에게는 가상강좌의 능동적인 참여 동기유발 효과를 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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