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미래학교 수업모형 개발연구: 활동중심수업을 중심으로

• 연구원: 조영환, 허선영, 성지현, 조규태(서울대학교)
• 연구지원: 디지털교과서협회(2017 - 2018)

4차 산업혁명을 대비하기 위해 교육부는 인공지능, 사물인터넷, 가상현실 등의 첨단기술과 무학년제, 플립러닝, 프로젝트학습, 토론 등의 학습자 중심의 수업을 적용한 미래학교 육성 및 지원계획을 발표했습니다. 우리나라의 교육맥락과 첨단 테크놀로지의 어포던스를 충분히 고려하여 미래교육을 위한 수업모형을 개발하는 것은 매우 중요하고 시급한 일입니다. 이 연구에서는 경기도에 위치한 중학교에서 성공적으로 실시되고 있는 활동중심수업을 교육이론과 선행연구에 기반하여 체계적으로 발전시키고, 활동중심수업이 학생들의 인지적, 정의적, 사회적 성장에 어떤 영향을 미치는지 조사하고자 합니다. 활동중심수업에서 학생들은 능동적으로 수업활동에 참여하고 구체적인 경험으로부터 새로운 내용을 학습할 수 있습니다. 또한, 서책형 교과서와 디지털 교과서 학습 집단을 비교하여 활동중심수업에서 디지털 교과서가 어떤 역할을 하는지 조사하고 활동중심수업을 위해 디지털 교과서를 어떻게 개선해야 하는지를 탐색하고자 합니다.
그림 1. 디지털 교과서를 활용한 활동중심수업(http://m.naeil.com/m_news_view.php?id_art=209053)

 

컴퓨터 기반 협력학습에서 조절 지원 전략이 협력적 문제해결 과정과 결과에 미치는 영향: 자기조절학습과 사회적으로 공유된 학습조절을 중심으로

• 연구원: 조영환, 설보연, 이현경, 강다현(서울대학교)
• 연구지원: 한국연구재단(2016 - 2017)

지식기반 사회에서 협력적 문제해결력은 핵심역량 중의 하나이며 협력을 돕기 위한 첨단 테크놀로지도 빠르게 발전하고 있습니다. 그러나 주변에서 컴퓨터를 통한 협력적 문제해결이 아무런 지원 없이 매끄럽게 일어나는 경우는 많지 않습니다. 이 연구에서는 컴퓨터 기반 협력학습이 잘 일어나도록 지원하기 위한 두 가지 전략을 서로 비교하였습니다. 하나는 학습자의 자기조절학습을 지원하여 학습에 대한 참여와 협력의 질을 향상시키는 접근 방식입니다. 다른 하나는 개인이 아니라 집단의 학습을 조절한다는 개념인 사회적으로 공유된 학습조절(Socially Shared Regulation of Learning: SSRL)을 지원하는 방안입니다. 자기조절학습 지원 전략은 학습자가 협력적 문제해결 과정에서 자신의 목표와 계획을 세우고 활동을 점검하고 조절하는 데 초점을 두는 반면에, SSRL 지원 전략은 학습자들이 협력적으로 문제를 해결하기 위해서 그룹의 목표와 계획을 세우고 조원들 간의 상호작용을 점검하고 조절하는 데 중점을 둡니다. 본 연구에서는 한국연구재단의 지원을 받아 자기조절 학습 지원 전략과 SSRL 지원 전략이 협력적 문제해결 과정에서의 조절 활동과 그룹의 교류기억, 협력적 문제해결력, 내용지식 등에 어떠한 영향을 미치는지를 조사합니다. 이 연구는 컴퓨터 기반 협력학습에서 자기조절학습과 SSRL의 역할을 밝히는 데 기여할 뿐만 아니라 협력적 문제해결력 향상을 위한 실질적인 교수 전략과 도구를 개발하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것입니다. 그림 1. 협력적 문제해결을 위한 온라인 환경(Quip)

 

교원의 전문적 사고와 관계 역량 향상을 위한 원격연수 교육과정 개발

• 연구원: 조영환, 박나실, 우한솔, 박유진, 장도현(서울대학교)
• 연구지원: 한국교육학술정보원(2016)

교육의 질은 교사의 질을 넘지 못한다는 말이 있듯이 스스로 행복하지 않은 교사는 학생들의 꿈과 끼를 키우는 행복교육을 실천하기 어려울 것입니다. 이러한 문제의식에 기반하여 한국교육학술정보원(KERIS)의 지원을 받아서 인문적 소양을 갖춘 교육전문가 양성을 위한 생애주기별 원격연수 교육과정을 서울대학교 교육행정연수원에서 개발하고 있습니다. 인문적 소양을 갖춘 교사는 학교 안과 밖의 삶이 통합되고, 인문적 사유와 대화를 즐겨하며, 새로운 교육문화를 만들 수 있는 사람입니다. 기존의 인문소양 향상을 위한 원격교육 프로그램들이 마음의 치유에만 초점을 두거나 단편적이라는 제한점을 가지고 있기 때문에 보다 체계적으로 역량 중심의 원격연수 교육과정을 개발하는 것이 필요합니다. 이 프로젝트에서는 교사의 인문적 소양을 사고와 관계 역량 측면에서 분석하고 핵심적인 지식, 기술, 가치를 도출한 다음에 진단도구를 개발하고 생애주기별 원격연수 로드맵과 교육과정을 개발할 계획입니다. 마지막으로, 개발된 교육과정의 일부분을 가지고 3차시의 원격교육 샘플 콘텐츠를 개발할 계획입니다. 교사의 삶을 더 행복하고 풍요롭게 만드는 데 원격연수가 기여할 수 있기를 바랍니다.

그림 1. 원격 연수 프로그램 개발 예시

 

스마트 클래스룸내 교육용 SW Infra

• 연구원: 서봉원, 조영환, 허선영, 홍서연, 성지현, 한정윤 등(서울대학교)
• 연구지원: 서울대-삼성 스마트 캠퍼스 협력과제(2015 - 2016)

서울대학교 교육학과 조영환 교수 연구팀은 서울대 융합과학기술대학원의 서봉원 교수 연구팀과 함께 2015년부터 삼성전자의 지원을 받아서 문제중심 플립러닝 모형을 설계하고 이 활동에 필요한 소프트웨어를 개발하고 있습니다. 기존의 플립러닝은 학습자 중심 교육, 맞춤형 학습, 협력학습을 추구하고 있지만 온라인과 면대면 활동의 연계성 부족, 강의 중심의 운영 등으로 인해서 현실적으로 많은 제한점을 가집니다. 이러한 제한점을 극복하기 위해서 문제중심학습과 플립러닝을 통합하여 고등교육 맥락에 적합한 방식으로 플립러닝을 재설계하였습니다. 그 결과, (1) 실제적인 문제와 맥락 제공, (2) 온라인과 면대면 활동의 연계성 강화, (3) 교사와 학생 간의 소통 강화, (4) 학생들의 자기조절학습 지원, (5) 면대면 환경에서의 협력적 지식 생성, (6) 적응적인 교수와 지원이라는 여섯 가지 원칙에 따라서 문제중심 플립러닝 모형을 개발하였습니다. 이 모형을 소규모의 대학원생 강의와 대규모의 학부생 강의에 적용하여 학습자의 반응을 조사하고 있으며, 연구결과를 2016년 4월 20일에 International Conference of Educational Technology에서 "Rethinking Flipped Learning to Support Authentic Problem Solving"이라는 제목으로 발표하였습니다. 모형 개발 연구와 함께 문제중심 플립러닝에 필요한 플랫폼을 edX의 오픈소스를 이용하여 개발하였으며, 온라인 활동을 분석하여 면대면 협력학습을 위한 조편성에 활용하는 소프트웨어를 개발하고 있습니다.
그림 1. 문제중심 플립러닝 모형


그림 2. 면대면 활동 장면

 

과학교육에서 학습자의 제스처는 어떤 역할을 하는가?

• 연구원: 조영환, 정대홍, 김지현, 조해리(서울대학교)
• 연구지원: BK21플러스 미래교육디자인 사업단(2015)

최근 과학 개념을 형성하는 데 있어 영향을 미치는 요인들 중 정신모형에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 과학교육에서는 초보자가 가지고 있는 불확실한 정신모형을 진단하고 분석하여 이를 변화시킬 수 있도록 하는 과정이 중요합니다. 인지와 신체활동 간에 밀접한 관련성이 있다고 보는 체화된 인지(embodied cognition)관점에 의하면, 학습자의 정신모형은 감각운동적 활동을 통해 발전하는데 특히 제스처는 정신모형을 형성하고 이를 기반으로 추론을 하는 과정에 중요한 역할을 합니다. 또한 제스처는 기존의 지필검사로는 드러나지 않는 과학개념에 대한 학습자의 이해 수준을 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다. 본 프로젝트에서는 초보자 10명과 전문가 10명을 대상으로 한 clinical interview를 통해 과학교육에서 제스처와 정신모형이 가지는 관계에 대해 탐색하였습니다. 녹화한 인터뷰 영상을 분석한 결과, 과학개념을 설명하는 데 있어 초보자와 전문가가 사용한 제스처는 상당한 차이를 보였습니다. 연구결과를 통해 과학교육에서 제스처는 학습자가 가지는 정신모형에 대한 이해를 돕는다는 것을 확인하였습니다. 이를 통해 과학개념을 학습하고 과학적으로 사고하는 데 있어 제스처가 효과적인 교수학습의 도구로서 사용될 수 있음을 제안하였습니다. 본 연구는 2016년 7월에 일본에서 개최되는 International Congress of Psychology에서 "Relationships between gesture and mental models in science education" 이라는 제목으로 발표될 예정입니다.

그림 1. 현미경으로 관찰한 브라운 운동
 


그림 2. 전문가 제스처 예시