Hypertext원리를 적용한 CAI코스웨어 개발 및 효과 연구

Abstract

I. 서론 첨단 과학기술의 발전에 따라 각종 교수매체로 활용할 수 있는 기기가 발달하므로서 이를 교육현장에 도입, 교육의 활성화를 기하려는 노력이 활발히 이루어 지고 있다. 특히 컴퓨터 테크놀로지의 혁신적인 발달로 인하여 CAI코스웨어의 개발에도 변혁의 계기가 마련되고 있다. 본 연구의 목적은 CAI 코스웨어 개발에 적용되고 있는 체제적 접근의 교수설계 절차에 의거하여 국민학교 5학년 자연과목 중 “태양의 가족”을 하이퍼텍스트 원리를 적용한 CAI코스웨어로 개발하여 현장에 적용, 그 효과를 전통적인 수업방식과 비교 실험하는데 있다. II. 하이퍼텍스트 개념을 구현한 CAI 코스웨어 개발 본 연구에서는 국민학교 5학년 자연 ‘태양의 가족’을 주제로 한 하이퍼텍스트(hypertext)원리를 적용한 CAI 코스웨어를 개발하였다. 본 코스웨어의 개발에는 Smith & Boyce의 체제적 접근의 개발모형과 Hannafin & Peck의 모형을 혼합 적용하였고, Jonassen의 하이퍼텍스트 개발절차를 적용하였다. 또한 하이퍼텍스트 원리를 적용하기 위해서 기존의 하이퍼텍스트 시스템중의 하나인 하이퍼티즈(HyperTies)를 모델로 하였다. CAI 코스웨어의 개발은 계획단계, 설계단계, 개발단계, 평가단계로 나누어 수행하였다. 계획단계에서는 개발팀을 구성하고, 대상교과목 및 대상집단을 선정하였으며, 수업환경을 조사하였다. 설계단계에서는 교수목적 설정과 아울러 교수내용 및 학습자를 분석하였고, 행동목표 진술 및 평가항목을 개발하였으며, 하이퍼텍스트의 원리를 적용한 교수자료를 개발하여 이에 따라 스토리보드를 작성하였다. 개발단계에서는 시스템 분석을 거쳐 프로그래밍 작업을 하였고, 프로그램이 완료된 후 학습자 및 교사용 지침서를 작성하였다. 평가단계에서는 1 대 1 및 소그룹 형성평가를 실시하여 코스웨어를 수정, 보완한 후, 대전의 D국민학교 5학년 1학급, 47명을 대상으로 시험적용, 사후 검사를 실시하므로서 M.J.Hannafin의 80/80 기준에 의거하여 효과를 검증 하였다. III. 현장 적용 실험 본 연구에서 개발한 하이퍼텍스트 원리를 적용한 CAI 코스웨어를 활용한 CAI 수업을 전통적인 집단수업과 그 효과를 비교, 실험 검증하였다. A. 연구문제 및 가설 본 연구에서 실험검증하고자 하는 연구문제 및 가설은 다음과 같다. 1. 연구문제 가. 하이퍼텍스트 개념을 구현한 CAI 코스웨어를 이용하여 수업을 한 실험집단과 전통적인 집단수업을 한 통제집단의 학업성취도 간에 유의미한 차가 있는가? 나. 위의 실험집단과 통제집단의 학습시간 간에 유의미한 차가 있는가? 다. 실험집단에서 학습 진행양상과 학업성취도간에 상관관계가 성립되는가? 라. 실험집단에서 성별에 따라 학업성취도 및 학습 진행양상에 유의미한 차가 있는가? 마. 실험집단에서 인지양식에 따라 학업성취도 및 학습 진행양상에 유의미한 차가 있는가? 2. 가설 가. 가설1: 하이퍼텍스트 개념을 구현한 CAI코스웨어를 이용하여 수업을 한 실험집단이 전통적인 집단수업을 실시한 통제집단 보다 높은 학업성취도를 나타낼 것이다. 나. 가설 2: 위의 실험집단이 통제집단 보다 학습 시간 면에서 보다 효율적일 것이다. 다. 가설 3: 실험집단에서 학습 진행양상과 학업성취도간에는 상관관계가 성립 될 것이다. 하위가설 3.1: 장독립적인 학습자의 학업성취도와 학습 진행양상에는 상관관계가 성립 될 것이다. 하위가설 3.2: 장의존적인 학습자의 학업성취도와 학습 진행양상에는 상관관계가 성립 될 것이다. 라. 가설 4: 실험집단에서 성별에 따라 학업성취도 및 학습 진행양상에 차이가 없을 것이다. 마. 가설 5: 실험집단에서 인지양식에 따라 학업성취도 및 학습 진행양상에 차이가 있을 것이다. B. 실험 방법 및 절차 1. 실험 대상 본 실험은 대전의 D 국민학교 5학년 2학급을 대상으로 실험집단(48)과 통제집단(50)으로 나누어 실시하였다. 2. 실험도구 실험도구는 본 연구에서 개발한 하이퍼텍스트 원리를 적용한 CAI 코스웨어를 사용하였는데 본 코스웨어의 학습 내용은 국민학교 5학년 자연 ‘태양의 가족’이다. 본 실험에서는 실험집단과 통제집단의 출발전 행동에서 두 집단의 출발전 행동에서 동질성을 검증하기 위해 사전검사지를 사용하였고, 실험 후의 실험집단과 통제집단의 학업성취도를 측정하기 위하여 사후검사지를 사용하였다. 또한 학습자의 인지양식을 분류하기 위해서 인지양식 검사지를 사용하였다. 마지막으로 실험집단의 학생들이 CAI 수업을 받은 후, 이에 대한 반응을 알아 보기 위해 의견조사지를 사용하였다. 3. 실험절차 실험집단에게는 개발된 CAI코스웨어로 수업을 실시하였고, 통제집단에게는 전통적인 집단수업을 실시하였다. 실험집단 및 통제집단에게 동일한 사전검사 및 사후 검사를 실시하였고, 수업 종료 후, 실험 집단을 대상으로 의견 조사를 실시하였다. 4. 자료처리 자료에 대한 모든 통계처리는 SAS(Statistical Analysis System) Package를 이용하여 실시하였다. 실험집단과 통제집단의 동질성 검증, 학업성취도 및 학습소요 시간의 비교 검증과 실험집단에서 성별 및 인지양식에 따른 학업성취도 및 학습 진행양상의 차이 검증에는 t-test를 사용하였다. 또한 실험집단에서 학업성취도와 학습 진행양상간의 상호작용을 보기 위하여 상관계수를 산출하였다 실험집단에게 실시한 의견조사는 백분율로 처리하였다. IV. 결과 1. 실험집단과 통제집단의 학업성취도의 차이는 유의수준 0.05에서 유의한 차를 보였다 (t=l2.148l, p<0.05). 따라서 하이퍼텍스트 개념을 구현한 CAI 코스웨어를 활용한 수업이 전통적인 집단수업보다 학업성취도 면에서 효과적인 것으로 입증되었다. 2. 실험집단과 통제집단의 학습소요시간은 유의수준 0.01에서 유의한 차가 있었고(t=l19.941l, p<0.01), 따라서 CAI수업이 전통적인 집단수업보다 학습시간면에서도 효율적이었다. 3. 실험집단에서 학습 진행양상과 학업성취도간에는 아무런 상관관계가 성립되지 않았다(r=0.081). 3.1 실험집단의 장독립적 학습자에게 학습 진행양상과 학업성취도 간에는 아무런 상관관계가 성립되지 않았다(r=0.035). 3.2 실험집단의 장의존적 학습자에게 학습 진행양상과 학업성취도 간에는 아무런 상관관계가 성립되지 않았다(r=0.603). 4. 실험집단에서 성별에 따라 학업성취도에는 유의한 차이가 나타나지 않았고 학습 진행양상에서도 통계적으로 유의한 차는 보이지 않았다. 그러나 성별에 따라 학습 진행양상에서 약간의 차이를 보이는 경향이 나타났다. 5. 실험집단에서 장독립적인 학습자가 장의존적인 학습자 보다 학업성취도가 높게 나타났고(t=l3.572l, p<0.01), 학습 진행양상에서도 차이가 나타나, 장의존적 학습자가 더 연결 화면을 참조한 것으로 나타났다(t=2.751, p<0.01). 6. 실험집단에게 실시한 의견조사의 결과, CAI 수업에 대한 태도는 매우 긍정적이고, 호의적인 것으로 나타났다. ; The purposes of the study were to develop CAI courseware on ‘The Solar System’ for the 5th grade of elementary school by applying hypertext principles and to compare the effectiveness of the CAI with the conventional instructional method. For the development of CAI courseware, the systematic approach models of Smith & Boyce and Hannafin & Peck were applied, and the ‘HyperTies’ which was one of the hypertext systems was used as a model to apply the hypertext principles. The systems approach was applied to the development of CAI courseware. The developmental procedure of CAI courseware were divided into four phases: planning, design, development and evaluation phase. During the planning phase, development team was composed and the subject matter and the subjects were selected, and the instructional environment was identified. The activities during the design phase were identification of the instructional goal, analysis of the instructional content and learner characteristics, statement of performance objectives, development of the evaluation items, and development of the instructional strategies and storyboard. The activities of the development phase were system analysis, programming and documentation. During the evaluation phase, formative evaluation was conducted. There were three stages in formative evaluation: one-to-one, small group and field testing(validation test). The developed CAI courseware ha met 80/80 performance criteria. The experimental study was conducted to compare the effectiveness of CAI which was developed in this study with the conventional instruction. The hypotheses of the study were: 1. CAI treatment will be more effective than the conventional instruction with regard to academic achievement. 2. CAI treatment will be more effective than the conventional instruction with regard to learning time. 3. There will be correlation between academic achievement and learning process style in experimental group. 3.1 There will be correlation between academic achievement and learning process style in the field independent student among experimental group 3.2 There will be correlation between academic achievement and learning process style in the field dependent student among experimental group. 4. There will be no significant difference in academic achievement and learning process style according to the sex. 5. There will be significant difference in academic achievement and learning process style according to the cognitive style. A questionnaire was administrated to the experimental group at the end of the experiment. The subjects of this study were 98 students in D Elementary School in Taejon, 48 for the experimental group and 50 for the control group. The control group was taught by teacher while experimental group was taught by CAI courseware by applying hypertext principles. Both groups were given the post text after the instruction. The data were analysed in terms of a t-test for difference between means. The results were summarized as follows: 1. The results showed that there were significant difference in the mean of the post test score between two groups. Therefore, CAI treatment proved more effective than the conventional instruction. (t=l2.148l, p<0.05). 2. There was significant difference in the mean of the amount of time spending for learning between two groups, accordingly, CAI treatment proved more efficient than the conventional instruction. (t=l19.941l, p<0.01). 3. There was no correlation between academic achievement and learning process style in experimental group (r=0.081). 3.1 There was no correlation between academic achievement and learning process style in field independent student among experimental group(r=0.035). 3.2 There was no correlation between academic achievement and learning process style in field dependent student among experimental group (r=0.603). 4. There was no significant difference in the mean of the post test score between the male and the female students, and also there was no significant difference in learning process style. 5. The field independent students showed significantly higher mean scores than the field dependent students in the post test. (t=2.751, p<0.01) In addition, the students favored the CAI as a way of effective learning.