온라인 학습 공동체(OLC)를 활용한 과학 교수-학습 활동이 중등학생의 성취도, 만족도, 과학탐구능력, 언어적 행동에 미치는 효과

Abstract

웹 기반 환경의 급속한 발달은 상호작용 즉 의사소통 측면에서의 교육적 활용에 초점이 맞추어지며 교육 체제 전반에 걸쳐 패러다임의 전환이 이루어지고 있다. 그 핵심은 교사 중심의 교수-학습 활동에서 학습자 중심으로의 전환이며, 학습자 중심의 자발적인 상호작용적, 협동학습을 구현할 수 있는 적합한 도구로서 웹 기반 환경을 꼽을 수 있다. 이에 정규 학교 교육과정과 웹 기반 환경에서 협력 학습을 가능하게 하는 온라인 학습 공동체를 함께 이용하는 것은 학교 교육과정의 전반적인 학습 활동의 질을 높일 수 있다. 또한 학생들의 수준별 학습 활동과 과학 탐구 과정을 통하여 과학 탐구 능력을 배양할 수 있는 기초를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 정규 수업 과정에서 학교 내 전통적 환경을 활용하는 FTF 환경과 정규 수업 과정에서 온라인 학습 공동체를 활용하는 OLC환경의 교육적 효과를 비교하고 OLC환경의 지속적인 활용 후 교육적 효과를 분석하였다. 이를 위하여 중등학생을 대상으로 학업성취도, 만족도와 시간에 따른 변화, 과학 탐구 능력을 분석하였다. 수준별로 소집단 구성 방법에 따른 효과를 알아보고 본 연구의 결과를 토대로 학생들의 수준에 따른 학습 활동의 기초 자료를 제공할 수 있다. 먼저 학업 성취도와 만족도를 분석하기 위해서 98명의 고등학생을 대상으로 FTF 와 OLC 의 환경별 그리고 교수자-학습자 상호작용(TS)과 학습자-학습자 상호작용 (SS)의 상호작용 유형별로 이원 공변량 분석방법으로 비교하였다. 그 결과 학업 성취도는 FTF 환경보다 OLC 환경에서, SS보다 TS 에서 유의미하지는 않았지만 긍정적 효과를 나타내었다. 만족도는 FTF 환경보다 OLC 환경에서 유의미하게 높은 수치를 나타내었고(p = .000*), 온라인 환경과 TS 간에 상호작용 효과가 나타났다(p = .000*) 전통적 환경과 온라인 환경의 비교 후에, 약 1년 동안 학생들의 만족도 및 인식이 어떻게 변해가는 지 분석하여, 새로운 학습 환경인 온라인 학습 공동체에 대한 학습자의 생각을 알아보았다. 시간 경과에 따른 만족도 변화에서는, 학생들이 OLC 환경 수업에서 긍정적이거나 부정적인 방향 어느 쪽에도 변화를 나타내지 않았다. 만족 요인과 불만족 요인들에 대한 개방형 설문지의 분석 결과, 학생들은 온라인 학습 공동체를 유용하다고 생각하며, 시간이 경과함에 따라 점차 기술적인 환경에 익숙해져서 사용하기 편리한 것으로 생각하였다. 반면에 학습자 본인은 기술적 환경에 익숙해지는데, 주변 컴퓨터 장비와 접속 환경이 원활하게 뒷받침되지 않는 것이 불만족으로 나타났다. 따라서 온라인 학습 공동체를 학습에 활용하기 위해서는 학교 외부의 교육적 환경 인 통신 기술적인 문제들과 학생들 자신의 장비가 기본적으로 선행되어야 한다. OLC 환경의 협동 활동에서 학생들의 수준에 따라서 소집단을 어떻게 구성하는 것이 효과적인지 알아보기 위하여 201명의 중학생을 대상으로 만족도와 과학탐구 능력을 소집단 구성 방법에 따라 수준별로 분석하였다. 성취도를 기준으로 학생들의 수준을 분류하여 만족도를 분석한 결과 상위권 학생들의 만족도는 동질 집단에서, 하위 학생들은 이질 집단인 경우에, 만족도 평균값이 높았다. 과학 탐구 능력도 상위집단 학생들이 이질적으로 형성되어 있는 경우보다 독립표본 t-test에서 유의미하게 높았다 (p=0.002*). 과학 교수 학습 활동에서 온라인 환경을 적용할 때, 학생들의 언어적 행동을 분석하기 위하여 과학 교과목 특성에 맞는 언어적 행동 분류 기준을 정립하였다. 그 분류 기준에 따라 OLC 내에서 학생들이 어떤 언어적 행동을 하며 상호작용을 하는지에 대한 수준별 분석에서도, 상위권 학생은 동질적으로 형성되어 있는 경우에, 하위권 학생은 이질적으로 형성되어 있는 경우에 언어적 활동을 활발히 하였다. 따라서 상위권 학생들은 그 들 간의 시너지 효과, 그리고 하위권 학생들은 상대적으로 우수한 학생들에 의한 학습 도움의 효과가 긍정적인 요인으로 분석된다. 이러한 정규 교육 과정과 병행한 OLC 환경에 대한 본 연구 결과는 우리나라의 전통적 교육 환경만으로는 해결하기 힘든 수준별 교육 특히, 상위권 학생들에게 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 보여준다. 또한 상위권 학생에 대해서는 교사가 보다 많은 피드백을 주는 것과 같은 교육적 고려가 필요한데, 이때 OLC 환경을 이용하여 개별적인 접근이 가능하다. 본 연구에서는 막대한 정부 예산으로 보급된 웹 환경을 학교 정규 교육과정에 병행하여 적용해 보고자 하였다. 이러한 시도는 정규 학습 과정에서 일어나는 학습 활동을 학교 외의 환경으로 연장시킴으로써, 학습 시간이나 실질적인 과학자적인 지식에 접할 수 있는 수준의 학습 효과도 가능하게 하는 수준별 학습이 가능하다는 것을 제시한다.;By means of rapid Web based system, the paradigm in the whole of education has changed by focusing the aspects of communication. The point in the change is that it is from teacher-centered learning to student-centered learning. The OLC(Online Learning Community) in Web based system can made possible voluntary interaction of the learner-centered learning and cooperative learning. Therefore, learning activity in school curriculum to supplement the Online Learning Community of Web-based system can improve the general educational quality of school curriculum and can be available to do learning adequate for achievement level. And it is available to build up science inquiry ability because of science inquiry process in the OLC. The time and space restriction in face to face environment, however, prevents the learners from participating in it. Because of the limits, interaction of the member and high level of learning activity such as the practical scientific knowledge seldom take place. The learning activity including online discussion in the OLC(Online Learning Community) which involves Web-based system to supplement the school science curriculum, as the scheme to solve this problem, was developed for encouraging the interaction of the participants. This study was designed to analyze the effect in achievement of science, satisfaction level, the change of satisfaction and the reasons, the change of dissatisfaction and the reasons, science inquiry ability for subject of the students of secondary school. First, in this study, the students participated in the OLC for about three weeks at each three times with three subjects by content of school curriculum for 7 months from May 1th, 2002 to Nov. 20th, 2002. At this time, for the 1st activity learning, it was investigated the differences in the science achievement and satisfaction between the environments of Face-To-Face(FTF) which was a traditional environment to supplement school science class and the Online Learning Community(OLC) which was a Web-based system to supplement school science class, and between the interactions of Teacher-Students(TS) and Students-Students(SS) for subjects of the 98 high school students. Two-way Ancova results revealed that the test scores of achievement in the OLC and TS were higher than those of FTF and SS. And the satisfaction level in the OLC were significantly higher than those in the FTF(p=.000*). There is significantly interaction effect in the OLC and TS. Thus, the school activity, formed in the TS interaction under the OLC environment, is more useful to improve the science achievement and satisfaction in the teaching and learning of scienc Then, students were asked about satisfaction level of the OLC and asked the factors underlying their satisfaction and dissatisfaction with the system, and then analyze changes in that classification over three times in 2002. Data were collected 62 Korean junior high school students who participated in the OLC from 1st activity to 3rd activity of 98 high school students. Data were collected by interview and by an open-ended questionnaire that was designed to ascertain satisfaction level and the reasons underlying their satisfaction and dissatisfaction with the OLC. There is significantly not the difference satisfaction level over three time of the learning activities.. About the reasons of satisfaction, according to the modified classification based on Davis (1989), there are three explanations for the students' satisfaction with the OLC: Usefulness, Ease of use, and The fun factor. first, 'usefulness' was cited most frequently as the factor underlying their satisfaction with the OLC. Second, the citation frequency of 'ease of use' increased significantly (p < 0.0001) over time with Bhapkpr test in SAS. Finally, the increase of ease of use with time can lead to an increase in usefulness, and which can also bring about enhancement of the usage in the new, innovative environment. The reasons underlying the students' dissatisfaction with the OLC were classified into three categories, including 'environment problem', 'student problem', and 'teacher problem'. The student problem was cited most frequently as the factor underlying their dissatisfaction with the OLC. The citation frequency of 'environment problem' increased significantly(p<0.0001) over time with Bhapkar test in SAS. In order to utilize the OLC to school curriculum, communication technology problem as the environment in this study must solve. In general, the learners thought of the OLC as helpful for their learning and recognized difficulty in getting used to the Web-based system In order to investigate the effect of the method groping to supplementary with the OLC, this experiment has been performed from November 1th to November 30th in 2003 with respect to 201 students of 8th grade classes of a girls' middle school in Chungju city. It was investigated satisfaction and science inquiry ability per each level of student. And the average about the satisfaction level of high-achieving students in homogeneous group were higher than those in heterogeneous group. The satisfaction level of low-achieving students in the heterogeneous were higher than those in homogeneous group. Also, the test of science inquiry ability of high-achieving students in homogeneous group were significantly higher than those in heterogeneous group with Independence t-test(p=.002*) When it was applied science teaching learning process to the on line environment, students' verbal interaction in the OLC was investigated. The criterion of classification of verbal interaction was adequately built up for science class and online environment such as the OLC. The high-achieving students in homogeneous group were much more interaction than those in heterogeneous group. The low-achieving students in the heterogeneous were higher than those in homogeneous group. The high-achieving students brought about the positive effect due to synergy effect between them. The low-achieving students brought about the positive effect due to help from high-achieving and medium achieving students. This results of the OLC supplementary to school curriculum provide possibility to provide learning activity adequate student level. Especially, separate help of the teacher for high-achieving students is inevitably needed. It is possible for teacher to approach to the high-achieving students in the OLC. This attempt of this study provide the possibility to make a extension of learning time and place to out school. And, it is made possible practical scientific knowledge of scientists.