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한국교육공학회> 교육공학연구> 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 긍정적 정서조절 촉진 수업설계원리 개발

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초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 긍정적 정서조절 촉진 수업설계원리 개발

Development of Instructional Design Principles Promoting Positive Emotional Regulation for Improving Computational Thinking of Elementary School Students

이명자 ( Myoungja Lee ) , 이인숙 ( In-sook Lee )
  • : 한국교육공학회
  • : 교육공학연구 37권1호
  • : 연속간행물
  • : 2021년 03월
  • : 29-58(30pages)
교육공학연구

DOI

10.17232/KSET.37.1.029


목차

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 이론적 배경
Ⅲ. 연구방법
Ⅳ. 연구 결과
Ⅴ. 논의 및 제언
참고문헌

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초록 보기

본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 긍정적 정서조절 촉진 설계 원리를 도출하고 이를 검증하는 목적을 지닌다. 최근 미래사회의 역량으로서 컴퓨팅 사고력의 중요성이 강조되고 있다. 컴퓨팅 사고력은 논리적, 절차적 사고를 실천하는 것뿐 아니라 실생활과 다양한 분야에서 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 컴퓨팅 사고력을 위한 정보교육의 주요 목표는 프로그래머를 배출하는 것이 아니라 학습자가 정보과학의 내용을 이해하고 미래사회에서 요구하는 필요한 정보기술을 갖추는 것이다. 따라서 프로그래밍 언어 자체에만 치중하는 학습과 달리 컴퓨팅 사고력을 키우기 위한 프로그래밍 수업을 제대로 만들기 위해서는 두려움과 자신감 부족에 따른 과정 포기로부터 학습자를 보호할 수 있는 체계적인 수업설계가 필요하다. 이를 위해 설계ㆍ개발 연구방법을 적용하였으며 선행문헌 고찰을 통한 초기 수업설계 원리를 도출하였다. 이후 타당화를 위한 전문가 검증과 사용성 평가를 실시하였고, 타당화의 의견을 반영하여 설계원리를 수정 및 보완하였다. 연구결과, 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 설계 원리로 ① 정서적 친숙감의 원리, ② 흥미의 원리, ③ 긍정적 기대의 원리, ④ 알고리즘 학습의 원리, ⑤ 긍정적 피드백의 원리, ⑥ 협력적 프로그래밍 및 의사소통의 원리, ⑦ 성찰적 사고의 원리가 개발되었다. 또한 각 설계 원리를 구현함에 필요한 총 18개의 세부 지침이 개발되었다. 이상의 연구결과에 기초하여 본 연구의 이론적ㆍ실천적 의미를 컴퓨팅 사고력 향상 학습의 교수설계 측면과 실천전략 측면에서 논의하였다.
The purpose of this study was to develop the design principles for promoting positive emotional regulation for improving computational thinking. Recently, the importance of computational thinking as one of the critical competencies has been emphasized. Computational thinking plays an important role in not only practicing logical and procedural thinking but also solving problems in real-life and various fields. The initial design principles were developed after deriving the components, and design principles through literature review. Experts’ review and usability test were conducted to validate the initial design principles and it was continuously improved by reflecting the validation opinions. As a result of this study, we proposed seven design principles for enhancing computational thinking as follows: ① Principle of Emotional Familiarity, ② Principle of Interest, ③ Principle of Positive Expectation ④ Principle of Algorithm Learning, ⑤ Principle of Positive Feedback, ⑥ Principle of Cooperative Programming and Communication, ⑦ Principle of Reflection Thinking. Furthermore, a total of 18 detailed guidelines required for implementing each design principles ware developed. Based on the above principles and guidelines, the theoretical and practical implications of this study were discussed in terms of instructional design aspects and practical strategies for enhancing computational thinking.

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간행물정보

  • : 사회과학분야  > 교육
  • : KCI등재
  • :
  • : 계간
  • : 1225-424X
  • :
  • : 학술지
  • : 연속간행물
  • : 1985-2021
  • : 954


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37권4호(2021년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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1학교 역량교육을 위한 수업설계 연구의 체계적 문헌 고찰

저자 : 김현진 ( Hyeonjin Kim ) , 최정윤 ( Jeongyun Choi ) , 김유리 ( Yuri Kim ) , 김현영 ( Hyeonyeong )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 719-765 (47 pages)

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본 연구의 목적은 국내 초ㆍ중등학교에서 역량교육을 설계한 선행연구를 체계적으로 분석하여, 역량교육의 효과와 효과를 보고한 연구사례에서의 수업 설계의 특징을 살펴보는 것이다. 이를 통해 현장 및 정책 그리고 후속 연구에 시사점을 도출하고자 한다. 이를 위해 체계적 문헌 고찰 중에서도 질적 연구 및 양적 연구의 결과를 결합하는 혼합 방법 체계적 고찰(Mixed-methods systematic review)을 활용하여 연구를 수행하였다. 문헌 검색 및 선별, 문헌의 질 평가를 거쳐 최종적으로 총 24편의 논문이 분석대상으로 선정되었으며, 최종 선정된 문헌 중 양적연구 및 혼합연구가 각 9편, 질적연구로 수행된 논문은 6편이었다. 연구 결과, 역량 함양을 위한 수업설계는 복합 역량 및 개별 역량, 그리고 역량 외에도 흥미, 태도, 만족도 등에 효과적인 것으로 확인되었다. 효과에 영향을 미치는 수업설계의 특징으로는, '교과 간, 교과-비교과 간 융합수업 설계', '일상생활에의 전이를 위한 설계', '교사의 역할과 지원전략 설계', '테크놀로지의 적극적 활용', '수행 중심 맞춤형 수업방법의 설계'가 도출되었다. 이러한 연구 결과를 토대로, 학교 현장 및 정책 그리고 후속 연구에 대한 시사점을 제시하였다.


The purpose of the study is to systematically review instructional design in research cases that reported the effects and effective characteristics of instructional design of competency-based school education in Korea and to derive the implications for fields, policies, and research. A mixed-method systematic review was used to incorporate the findings of qualitative and quantitative studies from systematic literature reviews. A total of 24 studies were finally selected to analyze through literature search, selection, and quality evaluation; 9 quantitative, 9 mixed, and 6 qualitative studies. Consequently, the instructional design for competency development was effective in combined competencies and single competencies. Features of instructional design that affect the effectiveness include instructional design for convergence classes between subjects and non-subjects, design for transition to daily life, design of teacher role and support strategy, meaningful use of technology, and customized teaching methods focused on performance. Based on these research results, implications for schools, policies, and follow-up studies were presented.

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2Ranciere의 보편적 가르침에 비추어본 게임기반학습의 존재론적 의미: 학습자에서 플레이어로

저자 : 이은택 ( Eun-taek Lee ) , 유영만 ( Yeong-Mahn You )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 767-797 (31 pages)

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본 연구는 게임기반학습의 존재론적 의미를 탐색하기 위해 Ranciere의 보편적 가르침에 비추어 플레이어 경험을 연구하였다. 그 결과 플레이어 경험의 특징을 '감정이 담긴 1인칭 경험', '재현도 가상도 아닌, 현재를 살아감', '수평적 관계로 접속하고 이야기함'으로 정리하였다. 플레이어 경험을 분석한 결과 게임기반학습에 참여하는 사람을 학습자로 보느냐, 플레이어로 보느냐에 따라 게임기반학습의 기획과 운영과정이 달라질 수 있음을 알 수 있었다. 이에 Ranciere의 미적공동체에 비추어서 학습자가 플레이어가 되기 위한 전제를 3가지로 '틀을 공유하는 공동체', '자율성이 실현되는 공동체', '감각 가능한 것으로 가시화할 수 있는 공동체'로 도출하였다. 이러한 특성은 게임기반학습을 위한 도구를 제작하거나, 교수학습방법으로 구현하기 전에 플레이어가 참여하는 게임의 시간과 공간의 특성과 그 속에서 발현되는 관계적 특성에 대한 파악이 선행되어야 함을 시사한다. 본 연구는 게임기반학습을 위한 좋은 콘텐츠는 무엇이냐에 대한 논의에서 나아가 게임기반학습은 플레이어가 된 학습자에게 어떤 학습 경험을 제공해줄 것인지에 대한 논의를 풀어갈 수 있는 시발점이 된다. 동시에 게임이 학습과 만나는 과정에 있어, '학습자'라는 단어에 갇혀 게임의 도구적 속성들만 취하던 기존 게임기반학습에 인식 전환을 유도한다는 점에서 의의가 있다.


To investigate the ontological meaning of game-based learning, this study examined the player experience in light of Rancière's universal teaching. Consequently, the characteristics of the player experience were summarized as “first-person experience with emotions,” “living in the present, neither representation nor virtual,” and “connecting and talking in a horizontal relationship.” As a result of analyzing the qualities of player experience, it was discovered that the game-based learning planning and operation process can alter depending on whether the individual engaging in the game-based learning is considered as a learner or a player. Therefore, in the light of Rancière's aesthetic community, we explored ideas about how learners can become players. There are three prerequisites for the learner to transform the concept into a player: “a community that shares a frame,” “a community where autonomy is realized,” and “a community that can be visualized as sensible.” It can be observed that, before creating a game tool or implementing it as a method for a class, it is required to understand the time and space features of the game in which the player participates, as well as the relationship characteristics described therein. There was one. This study goes beyond the discussion of what is good content for game-based learning and serves as a starting point to discuss what kind of learning experience game-based learning will provide to learners who have become players. At the same time, in the process where the game meets learning, it is meaningful in that it induces a change in the perception of the existing game-based learning, which was confined to the word “learner” and took only the instrumental properties of the game.

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3비대면 플립러닝 환경에서 교수실재감이 인지된 학습성과에 미치는 영향: 팀학습활동과 학습몰입의 매개효과 연구

저자 : 박지원 ( Jiwon Park ) , 한지영 ( Jiyoung Han ) , 최경미 ( Kyungmi Choi )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 799-832 (34 pages)

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본 연구는 플립러닝 환경에서 대학생이 인식하는 교수실재감이 인지된 학습성과에 미치는 영향이 어떠한지 확인하고, 교수실재감과 인지된 학습성과 간의 관계에서 팀학습활동과 학습몰입의 매개효과를 실증적으로 분석하며 이를 통해 학문적, 실무적 시사점을 도출하고자 한다. 비대면 플립러닝 환경에서 교수실재감, 팀학습활동과 학습몰입, 인지된 학습성과 간의 구조적 관계를 분석하기 위하여 K대학에 재학중인 대학생 206명을 대상으로 설문조사를 실시하고, 응답 결과를 구조방정식 모형분석 기법을 활용하여 분석하였다. 연구결과는 첫째, 교수실재감과 학습몰입, 팀학습활동의 구조적 관계는 통계적으로 유의하게 나타났다. 둘째, 교수실재감과 인지된 학습성과, 팀학습활동과 인지된 학습성과의 관계는 유의하지 않은 것으로 분석되었다. 셋째, 팀학습활동과 학습몰입은 교수실재감과 인지된 학습성과의 관계에서 매개역할을 하는 것으로 확인되었다. 이를 통해 플립러닝 환경에서 교수실재감의 중요성을 실증적으로 확인하였으며, 이에 따른 시사점으로 온라인 실시간 수업 환경에서 상호작용 촉진방안탐색 및 학습몰입의 중요성을 고려한 온라인 학습환경 설계의 필요성을 논의하였다.


This study aims to investigate the effect of teaching presence on the undergraduate students' learning outcome in non-face-to-face flipped learning classes, especially focusing on analyzing the mediating effects of team-based learning and learning flow in the relationship between teaching presence and learning outcome. To this end, data collected from 206 students in K University were used for the structural equation modeling analysis. First, the study revealed that there were statistically significant direct correlations between teaching presence and team-based learning and learning engagement. Second, the direct link between teaching presence and learning result, as well as the link between team-based learning and learning outcome, was found to be statistically insignificant. However, the findings showed that team-based learning and learning engagement played significant mediating roles in linking teaching presence with the learning outcome. The findings of this empirical study confirmed the importance of teaching presence in the flipped learning environment and mediating roles of team-based learning and learning engagement. Based on these findings, we emphasized the importance of promoting and designing student interaction and team learning activities in non-face-to-face flipped learning classes.

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4실시간 온라인 수업에서의 상호작용과 만족도 간 관계: 지각된 유용성의 조절효과, 학습태도의 매개효과를 중심으로

저자 : 장유진 ( Youjin Jang ) , 송지훈 ( Ji Hoon Song )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 833-860 (28 pages)

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COVID-19 이후 비대면 온라인 수업이 보편화되면서 실시간 온라인 수업 형태가 오프라인 학습 환경을 대체할 수 있는 수업 형태 중 하나로 주목받고 있다. 그러나 실시간 상황에서 학습자의 인식 및 태도에 대한 논의는 아직 시작 단계에 있는 상황이다. 본 연구의 목적은 비대면 실시간 온라인 수업 환경을 기반으로 하여 교수-학생 상호작용이 수업만족도에 미치는 영향에서 교수-학생 상호작용과 학습태도 간 관계에서 지각된 유용성의 조절효과, 학습태도의 매개효과, 교수-학생 상호작용이 수업만족도에 미치는 영향에서 학습태도의 매개효과가 지각된 유용성에 의해 조절되는지 여부에 대한 조절된 매개효과를 검증하는 것이다. 연구를 통해 나타난 결과는 다음과 같다. 첫째, 교수-학생 상호작용과 학습태도 간 관계에서 지각된 유용성의 조절효과가 있었다. 둘째, 교수-학생 상호작용과 수업만족도 간 관계에서 학습태도의 매개효과가 있었다. 셋째, 교수-학생 상호작용이 수업만족도에 영향을 미치는 과정에서 학습태도의 매개효과는 지각된 유용성에 의해 조절되어 조절된 매개효과가 나타났다. 결론적으로, 본 연구에서는 연구 결과를 통해 실시간 수업 환경에서 교수자들이 고려해야 하는 요소가 무엇인지에 대한 유의미한 시사점을 제시하였다.


As non-face-to-face online instruction became common after COVID-19, synchronous online instruction is seen as one of the instruction types that can replace offline learning environments. However, the discussion of learners' perceptions and attitudes in a synchronous situation is still in its infancy. As a result, this study investigated the moderating effect of perceived usefulness in the relationship between faculty-student interaction and learning attitude in a non-face-to-face synchronous online instruction environment, as well as the mediating effect of learning attitudes on the effect of faculty-student interaction on satisfaction. This study also confirmed the moderated mediation impact on whether the mediating effect of learning attitude in the influence of faculty-student interaction on satisfaction is moderated by perceived usefulness. The results of this study are as follows: (1) there was a moderating effect of perceived usefulness in the relationship between faculty-student interaction and learning attitudes, (2) there was a mediating effect of the learning attitude in the relationship between faculty-student interaction and satisfaction, and (3) the mediating effect of the learning attitude was moderated by the perceived usefulness in the faculty-student interaction affecting the satisfaction. In conclusion, this study presented significant implications on what factors faculty and a college should consider in a synchronous instruction environment through the research results.

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5온라인 그룹 토론활동에서 참여정보에 대한 자동화 피드백과 토론의견 평가에 대한 교수자 피드백의 교육적 효과 비교

저자 : 진성희 ( Sung-hee Jin ) , 임고운 ( Kowoon Im )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 861-888 (28 pages)

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가상의 공간에서 비실시간으로 이루어지는 온라인 토론활동은 학습자들에게 시간과 공간의 제약에서 벗어날 수 있는 장점을 제공하지만 동료학습자 또는 교수자와의 상호작용에 시간차가 발생하여 토론에 대한 관심도가 낮아지거나 적시에 피드백을 받기 어려운 단점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 그동안 자동화 피드백과 교수자 피드백 각각의 교육적 효과와 한계에 대해 논의되어온 가운데, 학습자가 경험하는 두 가지 피드백 유형의 교육적 효과의 차이는 면밀하게 분석되지 못하였다. 이 연구의 목적은 온라인 그룹 토론활동에서 학습자들에게 제공하는 참여정보 중심의 자동화 피드백과 토론의견에 대한 평가결과 중심의 교수자 피드백 간의 교육적 효과 차이를 분석하는 것이다. 연구참여자는 65명(자동화 피드백 집단-남: 22명, 여: 11명, 교수자 피드백 집단-남: 26명, 여: 6명)으로, 두 집단의 연구참여자들은 사전검사, 2회의 온라인 그룹 토론활동, 사후검사를 실시하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 자동화 피드백 집단이 교수자 피드백 집단보다 참여도와 상호작용 수준이 통계적으로 유의하게 높게 나타났다. 둘째, 참여정보 중심의 자동화 피드백을 제공받은 집단이 토론의견에 대한 평가결과 중심의 교수자 피드백을 제공받은 집단보다 토론내용의 질이 더 높게 나타났다. 셋째, 두 유형의 피드백은 학습자들에게 토론내용의 객관성과 독창성 측면에서 평균 수준이상으로 긍정적 영향을 미친 것으로 확인되었다. 넷째, 두 집단 모두 온라인 토론활동의 경험으로 온라인 토론에 대한 태도와 비판적 사고 성향이 향상되었고, 제공받은 피드백 유형에 대해 평균수준 이상으로 만족한 것으로 나타났다. 이를 바탕으로 이러한 연구의 결과가 갖는 의미를 논의하고 온라인 토론시스템의 피드백 설계에 주는 시사점을 제안하였다.


Asynchronous online discussion activities in virtual spaces provide learners with the advantage of being free from time and space constraints but have the disadvantage of having time differences in interactions with peers or instructors, resulting in less interest in discussion or less timely feedback. To overcome these limitations, the educational effects and limitations of each automatic feedback and teacher feedback have been studied, but the differences in educational effects experienced by learners have not been thoroughly analyzed. The purpose of this study is to analyze the differences in educational effectiveness between automatic feedback on participation information and teacher feedback on discussion opinion evaluation provided to learners in online group discussion activities. The study participants were 65 (Automatic Feedback Group-male: 22, female: 11, Teacher Feedback Group-male: 26, female: 6). Two groups of study participants conducted a pre-test, two online discussion activities, and a post-test. The research results are as follows. First, the Automatic Feedback Group showed statistically significantly higher levels of participation and interaction than the Teacher Feedback Group. Second, the Automatic Feedback Group who received automatic feedback on participation information showed a higher quality of discussion content than the Teacher Feedback Group who received qualitative teacher feedback based on the evaluation results of the discussion opinions. Third, it was confirmed that the two types of feedback had a positive effect above the average level in terms of the objectivity and originality of the discussion content. Fourth, both groups were found to have improved their attitude toward online discussion and their critical thinking disposition through the experience of online discussion activities and were satisfied with the feedback above the average level. The results of these studies were discussed and implications for the feedback design of the online discussion system were proposed.

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6대학 비대면 강의 만족도 및 개선점 분석: BTM(Biterm Topic Model)을 이용한 강의평가 주관식 응답 분석을 중심으로

저자 : 임수진 ( Soojin Lim ) , 변호승 ( Hoseung Byun )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 889-915 (27 pages)

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본 연구는 코로나19로 인한 일반대학의 비대면 강의에 대한 학생의 인식을 파악하여 수업의 질 개선을 위한 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위해 지방 4년제 사립대학인 A 대학의 2020-1학기 1,891개 개설 강좌에 대하여 실시한 중간 강의평가 중 총 11,453개의 주관식 응답을 분석대상으로 설정하였다. 2020-1학기는 비대면 강의로 전환된 첫 번째 학기로써 갑작스러운 전면적 온라인 비대면 강의가 시작된 시점의 학생들의 인식 및 요구사항을 파악함에 있어 적극적이며 자유로운 의견 기술이 가능한 주관식 문항의 응답은 분석 가치가 높다. 주관식 응답 분석을 위해 선택한 분석 방법은 텍스트마이닝 기법 중 단문 분석에 더 효과적이라 알려진 BTM(Biterm Topic Model)을 활용하였다. 분석 결과, A 대학의 주관식 강의평가 응답에서는 개선점과 좋은 점에서 각각 5가지의 토픽이 추출되었다. 개선점의 주제는 '상호작용 강화', '학습자료의 공유', '수업 진행 속도의 조절', '콘텐츠의 질 향상', '학습내용전달 방법의 다양화'가 요구되는 것으로 요약되었으며, 좋은 점에서는 '콘텐츠 수업 운영의 만족', '수업자료 선정 고려사항', '교수자의 수업 태도', '수업완성도 인식', '학습 지속 유인책'으로 요약되었다.


The purpose of this study was to identify students' perceptions of online courses at a university during the early Covid-19 stages and draw implications for improving the quality of courses. To this end, a total of 11,453 written student evaluations were analyzed from 1,891 courses opened in the 2020-1 semester at a four-year private university. Spring semester of year 2020 marked the transition from offline to online and open-ended questions that invite students' feedback could be an important source. Biterm Topic Model (BTM) was chosen as the analysis method since it is known to be an excellent text-mining strategy for short and simple phrase analysis. As a consequences, five issues were extracted as enhancements and benefits of e-learning courses, respectively. The topics that emerged as rooms for improvements are 'enhancing interaction', 'sharing of learning materials', 'adjusting the pace of class progress', 'improving the quality of contents', and 'diversity of content delivery methods'. The benefits could be summarized as 'satisfaction of class management', 'consideration for learning materials selection', 'instructors' attitude', 'recognition for class completeness', and 'learning encouragement'.

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7가상현실 기반 시나리오의 정서 조건에 대한 음향구현 방식이 가상실재감에 미치는 영향

저자 : 양은별 ( Eunbyul Yang ) , 류지헌 ( Jeeheon Ryu )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 917-942 (26 pages)

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이 연구의 목적은 가상현실 기반 시나리오의 음향구현 방식을 세 가지 정서 조건(슬픔, 공포, 기쁨)에 적용했을 때, 학습자의 가상실재감에 미치는 영향을 확인하기 위한 것이다. 이를 위하여 가장 기본적인 정서 조건에 맞게 실험조건을 구현했다. 이 연구를 통하여 다양한 정서조건 시나리오에 따라서 가상실재감을 촉진할 수 있는 음향구현 방식을 확인할 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구의 대상은 대학생 84명(남학생=29명, 여학생=55명)으로 음향에 따른 세 집단(배경음악, 주변음향, 통제집단)에 28명씩 임의 배정되었다. 이들에게는 세 조건(슬픔, 공포, 기쁨)의 정서적 시나리오가 차례로 제시되었다. 배경음악집단에는 각 시나리오의 특징에 맞는 영화음악이 제공되었다. 주변음향집단에는 일반적으로 들을 수 있는 교실소음이 제공되었다. 통제집단에는 음향효과가 제시되지 않았다. 이 연구의 종속변수는 가상실재감이었으며, 공간실재감, 몰두감, 사실성으로 구성되었다. 시나리오가 끝날 때마다 가상실재감이 측정되었다. 이 연구는 1요인 반복설계에 의한 다변량분산분석이 적용되었다. 연구결과에 따르면 음향에 따른 집단에서 유의미한 차이가 나타났으며, 정서 조건에 따라서도 유의한 차이가 나타났다. 특히, 음향과 정서 조건에서 유의미한 상호작용이 나타났다. 결론적으로 주변음향을 적용하는 것이 배경음악을 적용하는 것보다 가상실재감을 지각하는 데 더 효과적인 것으로 나타났다. 연구결과를 바탕으로 시나리오기반 학습을 위한 가상현실 시뮬레이션 설계방법에 대해서 논의했다.


This study aims to analyze the effect of the sound and emotional conditions of the scenario on the formation of virtual presence for learners in scenario-based learning. The participants of this study were 84 university students (male students = 29, female students = 55), and we randomly assigned them to three groups (background music, ambient sound, and control group). Sadness, fear, and joy were the emotional conditions. We gave a movie soundtrack fit for each scenario in the background music group. For the ambient sound situation, we used the classroom noise of a recession. No sound was provided to the control group. The dependent variable in this study was the virtual presence and was composed of spatial presence, immersion, and realism. We measured the virtual presence at the end of each scenario. The study results indicated that types of sound had a significant impact on the virtual presence. We found that applying ambient sound is more effective in perceiving virtual reality than background music. There was a significant interaction effect between sound and emotional conditions. The results emphasized that background music was less effective than ambient noise to the virtual presence. We discussed some design considerations for scenario-based learning to improve the virtual presence.

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8데이터 리터러시 향상을 위한 데이터 기반 토론 수업 모형 및 교수전략 개발 연구

저자 : 송유경 ( Yukyeong Song ) , 송석리 ( Sukree Song ) , 김예지 ( Yeji Kim ) , 임철일 ( Cheolil Lim )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 943-982 (40 pages)

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본 연구는 데이터 리터러시 향상을 위한 데이터 기반 토론 수업을 가능하게 하는 수업 모형과 교수전략을 개발하는 것을 목적으로 한다. 빅 데이터 시대가 도래하면서 데이터를 활용하여 실생활의 다양한 문제를 해결하는 역량으로서의 데이터 리터러시가 강조되고 있으나 현재 데이터 과학 교육은 실제적인 맥락에서 데이터를 분석해보거나 데이터를 활용한 의사소통 활동을 포함하지 않는 등의 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 데이터를 활용하여 자신의 의견을 뒷받침하고 타인을 설득하는 등 실제적 문제를 해결하는 경험으로서의 데이터 기반 토론 수업 모형을 개발하였다. 설계ㆍ개발 연구 방법에 따라 선행문헌 검토를 통해 도출된 수업 모형, 교수전략을 경험적 탐색과 전문가 타당화, 외적 타당화를 통해 검증한 결과, 1) 수업 준비, 2) 수업 안내, 3) 데이터 탐색 및 문제 발견 지원, 4) 논제 설정 및 이해 지원, 5) 데이터 분석 시연, 6) 논리 구성 및 데이터 분석 지원, 7) 데이터 기반 토론 수행 지원, 8) 정리 및 평가의 8단계 모형과 26개의 교수전략 및 64개의 세부 지침이 개발되었다. 외적 타당화에 참여한 고등학생 141명을 대상으로 데이터 리터러시 사전-사후 검사를 한 결과 t값이 12.1로 통계적으로 유의미한 증가를 보였다. 본 연구는 데이터 리터러시의 구성 요소를 총체적으로 반영한 수업 모형을 개발하였다는 점, 여러 교과의 융합을 통해 학습자의 융합적 지식 구성을 촉진하였다는 점, 개발된 수업을 실제 현장에 적용하였을 때 데이터 리터러시 향상에 효과적임을 확인하였다는 점에서 의의를 지닌다.


This study aims to develop an instructional model and teaching strategies for the Data-Driven Debate (DDD) class. Data Literacy is one of the chief competencies as it enables us to solve real-world problems using data. So far, however, data science education has focused only on analytic skills and has overlooked the importance of data interpretation and communication skills. I developed the DDD class that helps students to use data to support their opinions in debates. I used the design and development research approach, which included a literature review and internal and external validation. The final model includes eight steps: 1) Preparation, 2) Orientation, 3) Question Posing, 4) Debate Topic Setting, 5) Data Analysis, 6) Argument Building, 7) DDD Implementation, 8) Evaluation and Wrap-up. 26 strategies and 64 detailed guidelines were also developed. The pre-post testing on 141 high school students showed that the model was effective in improving data literacy (t=12.1***). This research produced an interdisciplinary instructional approach for data literacy.

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9팀기반학습에서 학습성과를 촉진하는 스캐폴딩 전략 개발 및 효과성 검증 연구

저자 : 장선영 ( Seonyoung Jang )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 983-1014 (32 pages)

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본 연구의 목적은 팀기반학습에서 학습자의 학습성과를 촉진하는 스캐폴딩 전략을 개발하고 그 효과성을 자기주도학습, 문제해결능력, 학업성취도 측면에서 검증하는 것이다. 연구 목적을 달성하기 위한 연구절차는 다음과 같다. 첫째, 스캐폴딩 전략을 개발하기 위해 선행문헌 분석 및 두 차례에 걸친 전문가 타당성 검토가 수행되었다. 둘째, 팀기반학습에서 스캐폴딩 전략이 학습성과에 미치는 영향을 확인하기 위해 팀기반학습 수업을 수강한 54명의 대학생들을 대상으로 자기주도학습능력, 문제해결능력 검사가 수행되었다. 팀기반학습을 마친 후 학업성취도 점수를 도출하였으며, 학습자들의 학업성취도가 유의미함을 설명하기 위해 학습자들의 성찰일지가 분석되었다. 연구 결과, 첫째, 팀기반학습 주요 단계별 스캐폴딩 전략과 팀기반학습 전체에 적용될 수 있는 37개의 스캐폴딩 전략이 개발되었다. 둘째, 팀기반학습에서 스캐폴딩 전략을 적용한 결과 '자기주도학습' 전체와 하위 요인인 '의사소통' 능력 향상에, '문제해결능력' 전체와 하위 요인인 '문제이해 및 표상'과 '정당화 및 평가' 능력에서 유의미한 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 학업성취도 측정 결과 42점 만점 중 평균 30.74점이 나왔으며, 학습자들은 팀기반학습에서 유의미한 학습을 하였다고 언급하였다. 끝으로, 주요 스캐폴딩 전략과 스캐폴딩 전략 사용 시 제언 등이 논의되었다.


The purpose of this study is (1) to develop and validate scaffolding strategies for facilitating students' learning outcomes in team-based learning (TBL), and (2) to analyze the effects of the scaffolding strategies. The research methods are as follows. First, the initial scaffolding strategies were developed based on the literature review. Then, the expert review and validation were conducted twice to confirm the validity of the initial scaffolding strategies. Second, the effectiveness of scaffolding strategies was verified. To study the effect of scaffolding strategies on learning outcomes in TBL, a total of 54 college students who took a TBL class participated. Before and after the scaffolding procedures, they were asked to complete a questionnaire on self-directed learning ability and problem-solving ability. Academic achievement scores were also examined. The reflective journals of learners were examined in order to demonstrate that their academic progress is significant. The results of this study are as follows. First, 37 scaffolding strategies for facilitating students' learning outcomes in TBL were developed. Second, as a result of applying the scaffolding strategy in TBL, there was a significant effect on the “self-directed learning” and “interpersonal communication ability(a sub-factor of self-directed learning).” In addition, there was a significant effect on the “problem-solving ability,” and “problem understanding and representation(a sub-factor of problemsolving),” and “justification and evaluation (a sub-factor of problem-solving).” The mean of academic achievement was a 30.74 score out of 42. The learners presented their opinion in the reflection journal that they had meaningful learning in TBL. Based on the findings of this study, recommendations were suggested for practitioners on designing and implementation of TBL.

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10예비교사의 수업 전문성 향상을 위한 동영상 사례기반학습 모형 설계 연구

저자 : 신서경 ( Suhkyung Shin ) , 송지수 ( Jisu Song ) , 최예림 ( Yerim Choi )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 4호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1015-1053 (39 pages)

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이 연구의 목적은 예비교사의 교수 전문성을 증진하는 효과적인 방안으로 동영상 사례기반학습을 탐색하고, 대학교 예비교사교육에서 활용 가능한 사례기반학습 수업모형과 구체적인 설계원리를 개발하는 것이다. 수업모형과 설계원리 개발을 위해 설계 개발 연구 방법을 적용하였다. 주요 설계 요소를 도출하기 위해 사례기반학습의 선행 연구분석과 시사점을 고찰한 후 초기 수업모형 및 설계원리를 개발하였다. 초기 모형과 설계원리의 타당화 검증을 위해 내적 타당화와 외적 타당화를 실시하였다. 내적 타당화를 위해 7명의 교수설계 전문가, 4명의 대학 교수자에게 검토를 받았으며, 외적 타당화를 위하여 수업모형과 설계원리를 반영한 교직 수업의 학습자를 대상으로 학습자 반응평가를 실시하였다. 타당화 과정에서 나타난 수정 사항을 반영하여, 사례기반 학습 단계별 세부 교수ㆍ학습활동과 수업모형, 교수 설계를 위한 11가지 설계원리와 25가지 상세지침을 개발하였다. 최종 개발된 동영상 사례기반 수업모형은 Kolb의 학습경험 이론을 적용하여 사례기반학습 준비, 사례관찰 및 분석, 반성적 성찰, 추상적 개념화, 능동적 실천의 5개의 단계로 구분하고, 수업 단계별로 세부 교수활동과 학습활동을 제시하였다. 또한, 최종 개발한 설계원리를 통해서는 과제 및 학습 환경 설계와 사례기반 학습활동 설계로 나누어 수업 전문성을 신장할 수 있는 구체적인 실천 방안을 제시하고자 하였다. 이러한 연구결과에 기반하여 동영상 사례기반학습을 적용한 예비교사 교육의 시사점과 제한점에 대해 논의하였으며, 연구의 제한점을 바탕으로 후속 연구를 제언하였다.


The purpose of this study was to design an instructional model and design principles for video case-based learning (CBL) to improve pre-service teachers' teaching professionalism. Video cases appear to capture the complexities of classroom interactions and have emerged as an effective instructional strategy in pre-service teacher education. In this study, the design and development research method was applied. The initial model and design principles were developed based on a review of the literature. For internal validity, seven experts and four teacher educators participated in the validation of the initial model and design principles through iterative development processes. For external validity, on-site evaluation was conducted by investigating pre-service teachers' perceptions of CBL activities to identify areas for improvement in the developed model and principles. The result is a conceptual model with 11 design principles and 25 specific guidelines that provide practical support for teacher educators and researchers in designing and implementing CBL in teacher education settings. Theoretical and practical implications for future research and practice in pre-service education are discussed.

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1교육공학 분야에서 교사교육 20년 연구동향 분석

저자 : 류기혁 ( Kihyeok Ryu ) , 이영주 ( Youngju Lee ) , 조서은 ( Seoeun Jo )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-27 (27 pages)

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교수학습에 있어 교사의 전문성이 강조되고 전면 원격수업과 같은 사회적 이슈에서 교사들의 실천적 역량이 사회적으로 조명 받고 있다. 이에 교사교육의 방법론적 접근을 주도해 온 국내 교육공학 분야에서 교사교육 연구의 동향을 살펴 교사교육을 위한 교육공학의 역할과 발전 방향을 탐색하고자 하였다. 이를 위해 2000년부터 2019년까지 최근 20년동안『교육공학연구』와『교육정보미디어연구』에 게재된 93편의 교사교육 연구를 내용분석과 네트워크 텍스트 분석 기법을 활용하여 양적 변화, 연구의 기여대상, 연구방법, 핵심 키워드 및 주요 주제의 변화를 분석하였다. 연구 결과, 1) 교육공학 분야에서 교사교육 연구의 비중은 2010년대에 들어 약 2배 이상 증가하였다. 2) 교사교육 연구는 현직교사를 위한 연구가 전반적으로 많지만, 2010년대에 들어 예비교사를 위한 연구의 비율이 대폭 증가하였다. 3) 연구방법의 비율은 전체 기간에서 조사연구의 비중이 가장 높으나, 2010년대에 들어 개발연구, (준)실험연구, 문헌연구의 비율이 점차 높아졌다. 4) 교육공학 분야 교사교육 연구의 핵심 키워드로 추출된 '교사', '활용', '교수', '교수설계'의 관련 영역이 변화되었다. 5) 2000년대 주요 주제는 '교사의 교육매체 활용', '교수설계, 교육정보화에 대한 교사의 인식', '교사연수 운영', '공유 기반 전문성 향상'이며, 2010년대 주요 주제는 '첨단학습매체의 확산과 수용', '예비교사의 수업전문성 향상', '학습자 중심 수업을 위한 교수설계', '수업컨설팅', '교육공동체 구성요인', '교사의 생애주기 핵심역량', '학교혁신'으로 확인되었다. 이상의 동향에 관한 분석을 바탕으로 교육공학이 교사교육의 주요 영역으로 기여하기 위해서는 예비교사 교육 내용의 현장 연계성 강화, 현장중심의 연구방법 확대 교육이론에 대한 연구의 확대가 필요함을 제언하였다.

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2초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 긍정적 정서조절 촉진 수업설계원리 개발

저자 : 이명자 ( Myoungja Lee ) , 이인숙 ( In-sook Lee )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 29-58 (30 pages)

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본 연구는 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 긍정적 정서조절 촉진 설계 원리를 도출하고 이를 검증하는 목적을 지닌다. 최근 미래사회의 역량으로서 컴퓨팅 사고력의 중요성이 강조되고 있다. 컴퓨팅 사고력은 논리적, 절차적 사고를 실천하는 것뿐 아니라 실생활과 다양한 분야에서 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 컴퓨팅 사고력을 위한 정보교육의 주요 목표는 프로그래머를 배출하는 것이 아니라 학습자가 정보과학의 내용을 이해하고 미래사회에서 요구하는 필요한 정보기술을 갖추는 것이다. 따라서 프로그래밍 언어 자체에만 치중하는 학습과 달리 컴퓨팅 사고력을 키우기 위한 프로그래밍 수업을 제대로 만들기 위해서는 두려움과 자신감 부족에 따른 과정 포기로부터 학습자를 보호할 수 있는 체계적인 수업설계가 필요하다. 이를 위해 설계ㆍ개발 연구방법을 적용하였으며 선행문헌 고찰을 통한 초기 수업설계 원리를 도출하였다. 이후 타당화를 위한 전문가 검증과 사용성 평가를 실시하였고, 타당화의 의견을 반영하여 설계원리를 수정 및 보완하였다. 연구결과, 컴퓨팅 사고력 향상을 위한 설계 원리로 ① 정서적 친숙감의 원리, ② 흥미의 원리, ③ 긍정적 기대의 원리, ④ 알고리즘 학습의 원리, ⑤ 긍정적 피드백의 원리, ⑥ 협력적 프로그래밍 및 의사소통의 원리, ⑦ 성찰적 사고의 원리가 개발되었다. 또한 각 설계 원리를 구현함에 필요한 총 18개의 세부 지침이 개발되었다. 이상의 연구결과에 기초하여 본 연구의 이론적ㆍ실천적 의미를 컴퓨팅 사고력 향상 학습의 교수설계 측면과 실천전략 측면에서 논의하였다.

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3개인화학습 기반 플립러닝 수업설계 개념모형 개발

저자 : 신서경 ( Suhkyung Shin ) , 신선애 ( Sunae Shin )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 59-94 (36 pages)

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이 연구는 최근 대학교육에서 개별 학습자의 학습 과정과 학습 경험 지원을 위해 강조되고 있는 개인화 학습의 본질을 탐색하여, 대학교 수업 환경에서 개인화 학습 요소를 기반으로 플립러닝 수업을 효과적으로 설계하기 위한 수업 설계 모형과 구체적인 설계 원리를 개발하는 것을 목적으로 한다. 이 연구에서는 수업개념모형과 설계원리 개발을 위해 설계ㆍ개발 연구 방법을 적용하였다. 수업개념모형과 설계원리 개발을 위해 문헌연구와 사례조사를 실시하였고, '학습주체,' '데이터기반 교수,' '데이터기반 학습'을 주요 요소로 도출하고 초기 수업모형과 설계원리를 개발하였다. 이후 개발된 초기 수업모형과 설계원리의 타당화를 위해 전문가 검토를 실시하였으며 피드백 반영을 위한 반복 수정과정을 통해 최종 수업모형과 설계원리를 개발하였다. 연구결과 수업 전체모형과 수업 전 과정의 교수학습 활동을 제시하는 수업상세모형, 교수설계를 위한 10가지 설계원리와 23가지 상세지침을 개발하였다. 이 연구에서 개발한 수업모형과 설계원리는 데이터 기반 교수와 학습활동을 촉진하기 위한 학습 전-중-후의 학습환경 설계 관점을 강조하여, 점차 대학교 수업에서 강조되고 있는 개인화 학습 지원을 위한 구체적 실천 방안을 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 이를 토대로 개인화학습 기반 플립러닝 수업설계 방안에 대한 이론적, 실천적 함의 측면에서 논의하였다. 이 연구는 주요 요소로 데이터 기반 교수-학습에 실천적 가능성을 제시하였다는데 의의가 있다.

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4머신러닝을 활용한 중학교 수학 기초학력 미달 비율 예측모형 탐구

저자 : 이종현 ( Jong-hyun Lee ) , 조규락 ( Kyoo-lak Cho )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 95-129 (35 pages)

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교육당국의 노력에도 불구하고 기초학력 미달 학생의 비율이 지속적으로 증가추세에 있다. 기초학력 미달은 학습결손이 초등학교, 중학교, 고등학교로 이어지며 누적되기 때문에 시급히 해결해야 할 교육문제가 되었다. 이에 본 연구는 기초학력 미달에 영향을 미치는 요인을 밝히기 위해 중학교 수학 기초학력 미달 비율을 예측하는 모형을 개발하고, 이 예측모형의 성능 분석과 최적화를 수행하였다. 수집된 자료는 '에듀데이터 서비스 시스템'에서 운영하는 2009년부터 2017년까지의 다년간 학교정보 공시자료이며, 이를 11개의 머신 러닝 알고리즘을 이용한 예측모형 개발에 투입하고, 개발한 각 모형에 대해 예측유효성을 평가하였다. 연구 결과, 먼저 기초학력 미달 비율을 판단하는 기준으로 중위값 4.7619를 얻었다. 둘째, 머신러닝의 정보획득 지수를 통해서 파악한 중학교 수학 기초학력 미달 비율에 영향을 미치는 요인에는 '학생당 방과후학교 지원비', '학생당 학교예산', '남여 학생 비율', '방과후학교 프로그램 참여학생수 비율' 등의 순으로 나타났다. 셋째, 본 연구가 활용한 11개의 머신러닝 알고리즘 중에서 random forest를 통해 개발한 예측모형이 가장 높은 예측유효성을 보여 최적의 알고리즘으로 나타났다. 본 연구 결과를 바탕으로 random forest 머신러닝 알고리즘을 통해 개발한 예측모형이 중학교 수학 기초학력 미달 비율에 영향을 미치는 변인 파악에 유용함을 확인할 수 있었다. 하지만 예측모형의 변인들은 인과관계를 나타내지 않으므로 유의해서 해석해야 한다.

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5중학생의 학습전략 종단적 변화 양상 및 영향요인 탐색

저자 : 장재홍 ( Jaehong Jang ) , 조애영 ( Aeyoung Cho )

발행기관 : 한국교육공학회 간행물 : 교육공학연구 37권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 131-160 (30 pages)

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본 연구는 중학생의 학습전략 종단적 변화 양상을 살펴보고, 변화 양상을 토대로 학습전략 유형을 구분하여 각 유형에 영향을 미치는 요인은 무엇인지 확인하고자 한다. 이를 위해 경기교육종단연구 제4-6차년도 학생 5,341명 데이터를 사용하였으며, 중학교 1학년에서부터 중학교 3학년까지 총 3개년도 시점의 학습전략 변화 양상을 잠재계층성장분석(Latent Class Growth Analysis: LCGA)을 통해 확인하였다. 연구결과, 첫째, 학습전략 유형은 각각 '하강집단', '상승집단', '유지집단'으로 나뉘었다. 둘째, 독서활동은 학습전략 변화에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 학습자의 자기이해와 자기효능감은 학습전략 변화에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 넷째, 친구와의 관계보다는 교사와 부모와의 관계가 학습전략을 높이는 데 유의한 영향 변인임을 확인하였다. 본 연구를 통하여 개별 학습자의 특성을 반영하여 학습전략의 종단적 변화 양상을 살펴보고, 이러한 변화 양상에 기초하여 학습자 개개인에게 필요한 학습전략을 지원하며 효과적인 학습전략 제고를 위해 다양한 방안이 필요함을 확인하였다.

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