초등학교에서 ICT 활용 수업 유형이 개념도를 활용한 인지구조 변화와 학습동기에 미치는 영향

Abstract

At the core of the rapid transition to the advanced knowledge-based information society today lies the information communication technology (ICT). Like other fields, education has increased its interest in use of ICT, there are many nations in the world that have already introduced ICT into their schools; and Korea has paid attention to ICT based learning environment for some time. In particular, there has been ongoing study on the development, uses, and effects of ICT based learning environment since the middle 1990s. The recent focus of those studies has been the cognitive and affective characteristics of the learners in investigating the effects of ICT based learning environment. Those researches, however, are deemed as fragmentary approaches mostly depending on multiple-choice tests after learning to examine the effects. Although such kind of evaluation system is good enough to assess if the learners have obtained simple knowledge or information, it does have some difficulties making accurate judgments of changes to the cognitive structure and understanding level of the students(Huh In-suk, 2002). Thus cognitive psychologists have suggested a concept map as a means to assess the changing process of the learners' cognitive structure. A concept map, as a matter of fact, can serve as a good evaluative tool to demonstrate the quantitative and qualitative changes to the cognitive structure being its representation since the cognitive structure is best described with a kind of picture showing the relationships among the concepts in a certain knowledge area visually. Investigating the effects of ICT education based on the changes to the students' cognitive structure through their own concept maps will offer implications to the previous ICT effect-related study. Thus this study decided to assess the effects of ICT based instructional method by measuring the changes to the learners' cognitive structure with a concept map. Taking the most representative ICT based instructional methods, which were one exploring information learning and the other presenting information learning, the study aimed to examine what kind of impacts they would have on the changes to the learners' cognitive structure and academic motivation. For this purpose, the following specific research questions were set: 1. Are there any differences in the changes to the learners' cognitive structure according to ICT based instructional method? 2. Are there any differences in the changes to the learners' academic motivation according to ICT based instructional method? 3. Are there interactive effects in the changes to the cognitive structure between gender and ICT based instructional method? 4. Are there interactive effects in the changes to the academic motivation between gender and ICT based instructional method? In an attempt to test those research questions, 78 students comprising two sixth grade classes at S Elementary School in Seoul participated in the experiment in April, 2006. The Unit 5 of the second semester of the sixth grade social studies, 'Korea in the Global Community-Various Problems with the Global Community,' was taught to the two classes. One of them received exploring information learning, while the other presenting information learning. Out of total four weeks, the first two weeks were devoted to orientation for making a concept map, examination of the subjects' cognitive structure with a concept map before the experiment, and pre-test for their academic motivation. The latter two weeks were reserved for post-tests for the cognitive structure with a concept map and academic motivation after giving the ICT based instructional method. The collected data went through repeated measures ANOVA to test the changes to the students' cognitive structure after the experiment and to see if there were interactive effects between gender and ICT based instructional method in the changes to the cognitive structure. Then repeated measures MANOVA was conducted to test the changes to the students' academic motivation after the experiment and to see if there were interactive effects between gender and ICT based instructional method in the changes to the academic motivation. The research findings were as follows: First, the analysis results indicate that there were statistically significant differences in the learners' cognitive structure according to ICT based instructional method. There was also difference in their cognitive structure between pre- and post-test. Statistically significant differences were also observed in the interactive effects between the points of pre- and post-test and the lesson types, which implies that the group of presenting information learning had more changes to the cognitive structure than that of exploring information learning. Second, it turned out there were no statistically significant differences in the learners' academic motivation according to ICT based instructional method. But there were some according to the points of pre- and post-test, which means that the difference took place in the sub dimensions of academic motivation according to the pre- and pos-test. There were no statistically significant differences in the interactive effects between ICT based instructional method and points of measurement, which shows that there was no statistically significant difference in the changes to the academic motivation of the two groups between the pre- and post-test. Third, there were no statistically significant interactive effects in the changes to the learners' cognitive structure between ICT based instructional method and gender. The pre- and post-test results suggest that there were no interactive effects between the lesson types and gender, either, which means there was no difference between the boys and girls in their cognitive structure changes in the pre- and post-test according to the presenting and exploring information learning types. Fourth, there were statistically significant differences in the interactive effects between ICT based instructional method and gender in the students' academic motivation. But the results were not the same according to the points of pre- and post-test, which implies that even though there was difference between the boys and girls in the sub dimensions of academic motivation according to ICT based instructional method, there was no difference in the lesson types and gender according to the pre- and post-test. ;오늘날의 사회는 고도의 지식기반 정보화 사회로 급속히 변화하고 있으며, 정보 통신 기술 (Information Communication Technology)의 발달이 이러한 변화의 핵심에 자리잡고 있다. 타 분야와 마찬가지로 교육 분야에 있어서도 ICT 활용에 대한 관심이 확산되어 세계 여러 나라에서는 이미 학교 내 ICT를 도입하였고, 우리나라에서 또한 ICT를 활용한 교육이 주목을 받고 있다. 이에 우리나라는 1990년대 후반 이후 ICT 활용 모형의 개발, 활용 현황 및 효과에 대한 연구들이 계속되어 오고 있는데, 특히 최근 들어 학습자의 인지적, 정의적 특성을 주된 변인으로 한 ICT 활용 교육의 효과에 대한 연구들이 등장하고 있다. 그러나 이러한 연구들은 그 효과의 여부를 학습 후 시행되는 선다형 지필검사에 의존하는 것이 대다수여서 단편적인 접근에 머물고 있다. 선다형 시험을 주로 사용한 평가체제는 단순한 지식이나 정보의 습득 여부에 대한 평가를 하기에는 좋은 방법이나 학생들의 인지구조의 변화나 이해수준에 대한 정확한 진단을 어렵게 한다(허인숙, 2002). 그래서 인지심리학자들은 인지구조 변화 과정을 평가할 수 있는 방법으로 개념도(concept map)를 제시하고 있다. 인지구조는 어떤 지식 영역에서 개념들 사이의 관계를 시각적으로 기술하는 일종의 그림으로 가장 잘 묘사될 수 있기 때문에, 개념도는 인지구조의 표상으로 인지구조의 양적, 질적 변화를 매우 잘 보여줄 수 있는 평가도구가 된다. 그러므로 학생 스스로 구성한 개념도로 인지구조 변화를 살펴 이를 통해 ICT 교육의 효과를 탐색하는 것은 그간의 ICT 효과 관련 연구에 시사점을 제시할 수 있을 것으로 본다. 이에 본 연구는 ICT 활용 수업 유형(정보탐색형 ICT 활용 수업, 정보안내형 ICT 활용 수업)이 개념도를 활용한 인지구조 변화와 학습동기에 미치는 영향을 실험 검증하는 것을 목적으로 한다. 이와 같은 연구목적에 따라 다루어진 세부 연구문제는 다음과 같다. 1. ICT 활용 수업 유형(정보탐색형 ICT 활용 수업, 정보안내형 ICT 활용 수업)에 따라 인지구조 변화에 차이가 있는가? 2. ICT 활용 수업 유형(정보탐색형 ICT 활용 수업, 정보안내형 ICT 활용 수업)에 따라 학습동기 변화에 차이가 있는가? 3. 인지구조 변화에 있어 성별과 ICT 활용 수업 유형간에는 상호작용 효과가 있는가? 4. 학습동기 변화에 있어 성별과 ICT 활용 수업 유형간에는 상호작용 효과가 있는가? 위의 연구 문제를 검증하기 위해 본 연구에서는 2006년 4월, 서울의 S 초등학교 6학년 2개 학급의 학습자 76명을 대상으로 하였다. 2차시에 걸쳐 개념도 그리기 방법에 대한 수업을 실시한 후, 사회과 6학년 2학기 2단원 ‘함께 살아가는 세계’ 중 ‘지구촌 속의 우리 나라 - 지구촌의 여러 문제’에 대해 2차시에 걸쳐 한 학급은 정보탐색형 ICT 활용 수업을, 또 다른 학급은 정보안내형 ICT 활용 수업을 실시하였다. 본 실험 전 초등 사회과 내용 전문가 2인과 협의하여 사회과 ICT 활용 수업 지도안을 개발하고 개념도 설명자료와 정보탐색형 ICT 활용 수업의 활동 안내 자료를 개발하였다. 본 실험은 4주에 걸쳐 진행되었는데, 약 2주에 걸쳐 개념도 그리기 오리엔테이션을 실시하고 개념도를 활용한 사전 인지구조 검사와 사전 학습동기 검사가 실시되었다. 그 후, 2주간의 ICT 활용 수업 진행 후에 개념도를 활용한 사후 인지구조 검사와 사후 학습동기 검사가 실시되었다. 개념도에 대한 평가는 Sullivan(1993)의 개념도 점수 모형을 기반으로 하였고, 검사지는 Keller(1987)의 ‘The Course Interest Survey’를 박수경(1998)이 초등학교 수준에 맞춰 수정한 것을 활용하였다. 이 같은 방법에 의해 수집된 자료들로 정보탐색형과 정보안내형의 두 가지 ICT 활용 수업 유형에 따른 사전과 사후의 인지구조 변화의 차이를 검증하고, 성별과 두 가지 ICT 활용 수업 유형간에 인지구조 변화에 있어 상호작용 효과가 있는지를 알아보기 위해 반복측정 변량분석(Repeated measures ANOVA)을 실시하였다. 또한 정보탐색형과 정보안내형의 두 가지 ICT 활용 수업 유형에 따른 사전ㆍ사후의 학습동기 변화의 차이를 검증하고, 학습동기 변화에 있어 성별과 두 가지 ICT 활용 수업 유형간에 상호작용 효과가 있는지 알아보기 위해서 반복측정 다변량분석(Repeated Measures MANOVA)을 실시하였다. 본 연구를 통해 얻어진 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 분석 결과, 학습자의 인지 구조는 ICT 활용 수업 유형에 따라 유의수준 .01에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(F [1, 74] = 7.93, p < .01, η² = 0.10). 또한 사전ㆍ사후 측정시점에 따라서는 F(1, 74) = 291.07, p < .01로 나타나 사전 검사와 사후 검사에서 인지 구조에 차이가 있는 것으로 분석되었으며, 사전ㆍ사후 측정시점과 수업 유형의 상호작용 효과는 F(1, 74) = 9.47로 유의수준 .01 에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 이는 사전 검사와 사후 검사에서 정보안내형 ICT 활용 수업 집단이 정보탐색형 ICT 활용 수업 집단보다 인지 구조 수준에 더 많은 변화가 나타났다는 사실을 말해준다. 둘째, 학습자의 학습동기는 ICT 활용 수업 유형에 따라 Wilks' Lambda 값이 0.91, F(4, 71) = 1.74, p > .05(η² = 0.09)으로 유의수준 .05 수준에서 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 사전 사후 측정 시점에 따라서 Wilks' Lambda 값이 0.57, F(4, 71) = 13.62, p < .01(η² = 0.43)로 나타나 유의수준 .01수준에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 이는 사전 검사와 사후 검사에 따라 학습동기 각 하위 차원의 조합에서 차이가 발생하였음을 말해준다. 이에 비해 ICT 활용 수업 유형과 측정 시점간 상호작용 효과는 Wilks' Lambda 값이 0.97, F(4, 71) = 1.25, p >.05(η² = 0.03)으로 유의수준 .05 수준에서 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 이 결과는 사전과 사후 검사에서 두 집단의 학습동기 수준의 변화는 통계적으로 유의한 차이가 없다는 것을 의미한다. 셋째, 학습자의 인지 구조 변화에 대한 ICT 활용 수업 유형과 성별의 상호작용 효과는 F(1, 72) = 0.12, p > .05(η² = 0.00)로 유의수준 .05에서 통계적으로 유의하지 않은 것으로 나타났다. 또한 측정시점에 따라서도 F(1, 72) = 0.00, p > .05(η² = 0.00)로 사전 검사와 사후 검사에서 ICT 활용 수업 유형과 성별의 상호작용 효과는 발견되지 않았다. 이 결과는 정보탐색형 ICT 활용 수업 유형과 정보안내형 ICT 활용 수업 유형에서 사전과 사후의 인지 구조 변화의 남녀 차이가 없다는 사실을 말해준다. 넷째, 학습자의 학습동기에 대한 ICT 활용 수업 유형과 성별의 상호작용 효과는 Wilks' Lambda 값이 0.87, F(4, 69) = 2.52, p = .05(η² = 0.13)으로 유의수준 .05 수준에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 그러나 사전ㆍ사후 측정 시점에 따라서는 Wilks' Lambda 값이 0.99, F(4, 69) = 0.09, p >.05 (η² = 0.01)로 통계적으로 유의한 차이가 발견되지 않았다. 이는 ICT 활용 수업 유형에 따라 학습동기 하위 차원의 조합에 남녀 차이가 존재하지만, 사전 검사와 사후 검사에 따라서는 수업유형과 성별에 따른 차이가 존재한다는 증거가 없음을 말해준다. 이상과 같은 연구 결과들을 종합하면, 정보안내형 ICT 활용 수업 집단이 정보탐색형 ICT 활용 수업 집단보다 인지 구조 수준 변화에 더 많은 영향을 끼치나, ICT 활용 수업 유형은 학습동기 변화에 유의미한 영향을 미치지 않았다. 인지구조 변화에 있어 성별과 ICT 활용 수업 유형간 상호작용 효과는 통계적으로 유의하지 않으며, 학습동기에 있어서도 사전 검사와 사후 검사에서 ICT 활용 수업 유형과 성별의 상호작용 효과는 발견되지 않았다. 따라서, 초등수준에서의 ICT 활용은 정보안내형 ICT 활용 수업이 정보탐색형 ICT 활용 수업보다 상대적으로 교수자의 체계적인 내용 정리, 적시의 피드백, 교수자와의 상호작용이 원활하므로 학습자의 인지구조 변화에 더욱 효과적이라고 할 수 있다. 또한, ICT 활용 수업의 효율성을 높이기 위해서는 어떠한 유형의 ICT 활용 수업에라도 교수자와의 피드백과 상호작용 측면을 고려하는 것이 중요하다 하겠다. 그리고 ICT 활용 수업 시 성별 이외의 학업 성취 및 인지구조 변화에 영향을 미칠 수 있는 다양한 학습자 변인과 환경적 변인을 고려하는 것이 중요하다고 할 수 있다.