학습부진아를 위한 CAI코스웨어 개발 및 효과 연구

Abstract

I. 서론 능력차가 심한 다인수 학습 상황에서 개인차를 고려하여 보다 효율적으로 학습효과를 증진시켜 보려는 노력의 일환으로 교육공학적 접근이 시도되어 왔으며, 교육 방법의 과학화와 교육 환경의 개선을 시도하기 위해 컴퓨터를 교수-학습 과정에 도입하였다. 컴퓨터 보조학습(CAI)은 각 학습자의 특성 및 능력에 맞는 학습을 가능하도록 하기 때문에 능력차가 심한 다인수 학급의 수업 상황내에서 활용할 수 있는 최적의 학습 매체라고 할 수 잇다. 본 연구의 목적은 국민학교 학습부진아를 위한 보충학습용 산수 과목 CAI코스웨어를 개발하여 현장에 적용, 교사에 의한 전통적인 보충수업과 그 효과를 비교 실험하는데 있다. II. 학습부진아를 위한 CAI 코스웨어 개발 본 연구에서는 국민학교 4학년 산수, “사각형의 넓이”를 주제로 학습부진아를 위한 보충학습용 CAI 코스웨어를 개발하였다. 본 CAI 코스웨어의 개발에는 학습부진아를 위해 널리 알려진 기존의 모형이 없기 때문에 교수 목표를 성취하기 위하여 효과적이고 효율적인 방법론을 제공하는 체제적 접근의 CAI 코스웨어 설계 모형중 Roblyer와 Hall의 모형을 적용하였다. 개발과정은 설계단계, 프로그래밍의 준비단계, 프로그램 개발과 평가단계로 나누어 진행하였다. 설계단계는 4학년 산수과목에서의 학습부진 영역을 살펴본 후, 보충학습용 코스웨어를 개발하기 위한 학습내용을 결정하고, 학습부진아의 특성 분석 및 대상을 선정하였으며, 교수목적 진술, 수업환경 조사, 교수내용 분석, 성취행동 목표 진술, 평가항목을 개발하고 CAI코스웨어 개발을 위한 교수전략에 따라 초안을 작성하였다. 프로그래밍의 준비단계에서는 순서도와 스토리보드, 교사용 및 학생용 지침서를 작성하였으며, 대전의 S국민학교 4학년중 국문 해독이나 연산이 불가능하지 않으며 전학년 산수 성적, 신학기 산수 성적에서 최하위로부터 40% 이내에 속하며 담임 교사의 지도 경험에 의하여 학습부진아로 선별된 학생 1인을 대상으로 스토리보드를 이용하여 일 대 일 평가를 하였다. 프로그램 개발과 평가단계에서 프로그래밍을 한 후, 본 연구 기준에 의해 선별된 학생 1인 대상으로 일 대 일 평가, 5인을 대상으로 소그룹 평가를 하여 수정 보완한 후, 25명을 대상으로 시험적용, 사후검사를 실시하여 검증 결과 83.3/80으로 Hannafin의 80/80 기준에 의거하여 효과를 검증하였다. III. 현장적용 실험 본 연구에서 개발된 CAI 코스웨어를 현장에 적용하여 교사에 의한 전통적인 보충수업과 그 효과를 비교하였다. A. 연구 문제 및 가설 본 연구에서 실험 검증하고자 하는 연구 문제 및 가설은 다음과 같다. 1. 연구문제 가. 학습부진아를 위한 CAI 코스웨어를 이용하여 보충수업을 실시한 실험집단과 교사에 의해 전통적인 보충수업을 실시한 통제집단의 학업성취도 간에 유의한 차이가 있는가? 나. 학습부진아를 위한 CAI 코스웨어를 이용하여 보충수업을 실시한 실험집단과 교사에 의해 전통적인 보충수업을 실시한 통제집단의 파지도 간에 유의한 차이가 있는가? 다. 실험집단에서 성별에 따라 학업성취도 간에 유의한 차이가 있는가? 라. 실험집단에서 성별에 따라 파지도 간에 유의한 차이가 있는가? 2. 가설 가. 가설1: 학습부진아를 위한 CAI 코스웨어를 이용하여 보충수업을 실시한 실험집단이 교사에 의해 전통적인 보충수업을 실시한 통제집단보다 높은 학업성취도를 나타낼 것이다. 나. 가설 2: 학습부진아를 위한 CAI 코스웨어를 이용하여 보충수업을 실시한 실험집단이 교사에 의해 전통적인 보충수업을 실시한 통제집단보다 높은 파지도를 나타낼 것이다. 다. 가설 3: 실험집단에서 성별에 따라 학업성취도 간에 차이가 없을 것이다. 라. 가설 4: 실험집단에서 성별에 따라 파지도 간에 차이가 없을 것이다. B. 실험 방법 및 절차 1. 실험대상 본 실험은 대전의 S국민학교 4학년 중 국문 해독이나 연산이 불가능하지 않으며 전학년 산수 성적, 신학기 산수 성적에서 최하위로부터 40% 이내에 속하는 학생 중 담임 교사의 지도 경험에 의하여 학습부진아로 선별된 학생 50명을 대상으로 실험집단(25명)과 통제집단(25명)으로 나누어 실시하였다. 2. 실험도구 실험 도구는 본 연구에서 개발한 학습부진아를 위한 보충학습용 산수과목 CAI코스웨어를 사용하였다. 본 실험에서는 실험집단과 통제집단의 실험 전 학습내용에 대한 지식을 측정하기 위한 사전검사지, 두 집단의 학업성취도를 측정하기 위한 사후검사지, 파지도를 측정하기 위한 검사지, 그리고 실험집단의 학생들이 CAI 코스웨어를 사용한 후, 이에 대한 반응을 알아 보기 위한 의견조사지를 사용하였다. 3. 실험절차 실험집단에게는 개발된 CAI 코스웨어를 사용하여 보충수업을 실시하였고, 통제집단에게는 교사에 의한 전통적인 보충수업을 실시하였다. 실험집단과 통제집단에게 동일한 사전검사, 사후검사 및 파지도검사를 실시하였고, 실험 후에 CAI 코스웨어 수업에 대한 의견조사를 실시하였다. 4. 자료처리 자료에 대한 모든 통계처리는 SAS(Statistical Analysis System) Package를 이용하였다. 실험집단과 통제집단의 학업성취도와 파지도 비교, 실험집단내의 성별에 따른 학업성취도와 파지도 비교를 위하여 two sample t-test를 사용하였고, 실험집단에 실시한 의견조사는 백분율로 처리하였다. III. 결과 1. 학습부진아를 위한 CAI 코스웨어를 이용하여 보충수업을 실시한 실험집단과 교사에 의해 보충수업을 실시한 통제집단을 실험 1일 후 사후검사에 의해 학업성취도를 비교한 결과, 실험집단이 통제집단에 비하여 학업성취도면에 있어서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(t=2.539, p<.05). 따라서 CAI 코스웨어를 사용한 보충수업이 교사에 의한 보충수업보다 학업성취도 면에서 효과적이 것으로 밝혀졌다. 2. 학습부진아를 위한 CAI 코스웨어를 사용하여 보충수업을 실시한 실험집단과 교사에 의해 보충수업을 실시한 통제집단은 실험 8일 후 파지도검사에 의해 파지도를 비교한 결과, 실험집단이 통제집단에 비하여 파지도 면에 있어서 통계적으로 유의한 차이를 보였다(t=4.097, p<.01). 따라서 CAI 코스웨어를 사용한 보충수업이 교사에 의한 보충수업보다 파지도 면에서 효과적인 것으로 밝혀졌다. 3. 실험집단에서 성별에 따라 학업성취도를 비교한 결과 통계적으로 유의한 차이가 나지 않아 성별에 따라 학업성취도에 차이가 없음이 밝혀졌다. 4. 실험집단에서 성별에 따라 파지도를 비교한 결과 통계적으로 유의한 차이가 나지 않아 성별에 따라 파지도에 차이가 없음이 밝혀졌다. 5. CAI 코스웨어를 사용하여 보충수업을 한 실험집단의 의견조사를 실시한 결과 모든 의견에서 매우 긍정적이고 호의적인 반응을 나타내었다. CAI 코스웨어가 혼자 마음대로 할 수 있고, 설명이 자세히 되어 있으며, 답이 틀려도 창피하지 않는다등의 이유에서 CAI코스웨어를 사용한 보충수업에 대한 학생들의 태도가 긍정적이고 호의적인 것으로 나타났다. ; The purposes of this study were to develop CAI courseware in mathematics for the underachievers in 4th grade of an elementary school and to compare the effectiveness of the CAI with the conventional supplementary instruction. For the development of CAI courseware, the systematic approach model of Roblyer and Hall were applied. The developmental procedure of CAI courseware were divided into three phases: design, pre-programming development, and development/evaluation phase. In design phase, there were five steps to be followed: state instructional goal, perform instructional analysis, develop performance objectives, develop testing strategies, and design instructional strategies. In pre-programming phase, there were three steps to be followed: develop flowcharts and storyboards, develop support material, and review and revise before programming. In program development and evaluation phase, there were two steps to be followed: program first-draft materials, and perform formative evaluation. There were three stages in formative evaluation: one-to-one, small group, and field testing (validation test). In the field testing evaluation, focused on the confirmation of the effectiveness and efficiency regarding supplementary CAI courseware. The CAI courseware had met 80/80 performance criterion. The experimental study was conducted to compare the effectiveness of CAI courseware in this study with the conventional supplementary instruction. The questions in this study were as follows: 1. Is there any difference in the academic achievement between the experimental group(CAI supplementary treatment) and the control group (conventional supplementary conventional instruction)? 2. Is there any difference in the retention between the experimental group and the control group? 3. Is there any difference in the academic achievement between boys and girls in the experimental group? 4. Is there any difference in the retention between boys and girls in the experimental group? Method and procedure Subjects of this study were 50 students of 4th grade who were selected as learning disabilities at S elementary school in Taejeon. Fifty students were assigned to 2 treatment groups. Pretest was administered one day prior to the start of the experiment. The day after experiment, conducted were three tests in relation to the program: posttest for both group, ad opinion survey on the CAI courseware for only experimental group. Students in both groups were given the retention test after 8 days without notice. The data were analyzed in terms of two sample t-test for difference between means. Findings are as follows: 1. There was significant difference (t=2.539, p< .05) in supplementary CAI treatment resulting in higher student achievement. Therefore supplementary CAI treatment proved to be effective methods for underachievers. 2. There was significant difference (t=4.097, p< .01) in supplementary CAI treatment resulting in high retention. Therefore, supplementary CAI treatment proved to help retentive knowledge during the 8 days period. 3. There was no significant difference in the mean of posttest score between boys and girls in the experimental group. 4. There was no significant difference in the mean of retention test between boys and girls in the experimental group. 5. The result of opinion survey on the CAI courseware format, presentation method, amount of content and practices showed favorable responses. Therefore, the students of experimental group favored the supplementary CAI treatment as effective, understandable, motivating way of learning.