혼합형 STEAM 교원연수에서 정보처리전략과 학습성과 사이의 인지실재감 매개효과

Abstract

최근 교육과학기술부(2010)는 창의적 문제해결력을 갖춘 인재육성을 위해 학교교육의 혁신을 시도하고 있으며, 과학기술을 기반으로 과학, 공학, 예술, 수학을 융합한 STEAM 교육은 혁신방안의 하나로 추진되고 있다. 이러한 융합교육을 일선학교에서 성공적으로 잘 실행하기 위해서는 융합주제를 효과적으로 가르칠 수 있는 교원교육이 필요하다. 그러나 현재 운영되고 있는 교원연수는 출석연수 혹은 강의 중심의 100% 원격연수 등으로 이루어지고 있어, 연수기관의 부족으로 인한 제한적인 참여, 교육 콘텐츠 질적 수준 저하 및 연수 후 효과적인 현장 적용이 어렵다는 한계점(우정한, 윤광보, 김성애, 정희섭, 2006) 등으로 효과적인 교원연수가 잘 이루어지지 않고 있다고 보고된다. 이에 온라인과 오프라인 학습을 혼합하여 운영되는 혼합형 교원연수는 하나의 대안적인 방법으로 지금까지 제기된 교원연수의 한계점을 극복할 수 있는 긍정적인 잠재력을 지닌다. 혼합형 교원연수는 웹이라는 네트워크 매체와 결부되어 온라인 연수를 통해 학습자들이 원하는 정보를 자유롭게 얻으면서 시공간의 제약을 벗어나 학습할 수 있으며, 오프라인 연수를 통해서는 좀 더 실제적인 체험학습과 동료 학습자들과의 상호작용을 통해 보다 심도 있는 지식을 체득할 수 있을 것으로 사료된다. 그러나 지금까지 제기되었던 교원연수의 한계점을 해결하고 내실화를 도모하기 위해서는 혼합형 교원연수의 성과를 긍정적으로 예측하는 요인들을 파악하고, 학습성과를 높일 수 있는 환경과 변인들에 대한 고찰이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 관련 선행연구 분석을 토대로 혼합형으로 운영된 STEAM 교원연수의 성과변인들로 정의적인 학습성과를 측정하는 만족도, 인지적인 학습성과를 측정하는 성취도를 상정하였다. 또한 혼합형 STEAM 교원연수에서 학습성과를 예측할 것이라 여기는 변인들로는 교원연수에 가지고 오는 학습자의 정보처리전략과 학습과정 중에 학습자가 인식하는 학습상황과 학습내용에 대한 지각의 정도인 인지실재감을 학습과정변인으로 상정하여 연구를 하였다. 최근 정보화 사회는 학습자가 단순히 정보를 전달받던 과거와는 달리 학습자에게 스스로 정보를 조직하고 이를 재구성하는 능력을 요구하고 있다. 이에 정보처리전략은 테크놀로지가 접목된 혼합형 학습에서 방대한 학습자원 속에서도 필요한 정보를 효율적으로 선택하여 스스로의 지식으로 구축하는 능력이 요구된다는 점에서 그 중요성을 찾아볼 수 있다. 더욱이 학습자가 정보처리전략과 같은 학습전략을 잘 활용하는 경우, 학습과정에 보다 적극적으로 참여하고 몰입하게 되는데, 인지실재감이 몰입학습을 위한 전제조건이라는 연구결과(Wang & Kang, 2006)와 인지실재감이 만족도와 성취도에 영향을 준다는 여러 실증적 결과들(김지심, 강명희, 2010; Garrison, Anderson & Archer, 2001; Kim, 2007)은 정보처리전략이 학습성과를 예측하는 데 인지실재감이 매개역할을 수행할 수 있음을 함의하고 있다. 그러나 지금까지의 선행연구들은 인지실재감을 온라인 환경에서의 학습성과를 예측하는 변인으로 규명하고 있을 뿐, 인지 실재감을 높일 수 있는 다른 변인을 함께 고려하여 매개효과를 규명한 연구는 매우 드물다. 따라서 정보처리전략과 인지실재감의 관계를 고려하여 볼 때 인지실재감의 매개효과를 추가적으로 규명해 볼 필요가 있다. 이에 따라 본 연구의 목적은 혼합형 STEAM 교원연수를 성공적으로 운영하기 위해서 향후 혼합형 교원연수를 설계하고 운영할 때에 고려하여야 할 지침을 제공하는 데 있으며, 이를 달성하기 위한 구체적인 연구문제는 다음과 같이 설정되었다. 1. 혼합형 STEAM 교원연수에서 학습과정 중 연수생이 인식하는 인지실재감은 정보처리전략과 만족도 사이를 매개하는가? 2. 혼합형 STEAM 교원연수에서 학습과정 중 연수생이 인식하는 인지실재감은 정보처리전략과 성취도 사이를 매개하는가? 위와 같은 연구문제를 규명하기 위하여 온라인 학습과 오프라인 워크샵을 혼합하여 운영한 STEAM 교원연수에 참여한 교사 80명을 대상으로 자료를 수집하였다. 연수가 시작되기 전 오리엔테이션을 통해, 연수방식에 대해 자세한 가이드를 주었으며, 1차 오프라인 연수를 통해 정보처리전략을, 2차 오프라인 연수를 통해서는 인지실재감과 만족도를 측정하였으며 연수 성취도인 수업지도안 과제의 최종 제출이 있었다. 모든 자료에 성실히 응답한 연수생은 70명으로, 이들을 최종 연구대상자로 선정하고 데이터를 분석하였다. 측정도구의 신뢰도를 확인하기 위해 Cronbach's α를 산출하였으며, 기술통계 및 상관분석 실시 후 회귀분석을 실시하여 연구문제 검증을 수행하였고, 인지실재감의 매개효과 검증은 Baron과 Kenny(1986)가 제시한 매개 분석방법을 사용하였다. 분석을 통해 나타난 연구결과와 이에 대한 해석은 다음과 같다. 첫째, 학습자의 정보처리전략은 학습성과 변인인 만족도와 성취도를 유의하게 예측하였다. 정보처리전략이 만족도를 예측한다는 것은 학습과정에 있어 스스로에게 유용한 정보가 무엇인지를 알며, 정보를 활용·구조화하는 전략을 가지고 학습에 참여했을 때, 학습자는 학습과정에서 긍정적인 감정을 느끼게 되고 이러한 감정은 만족도에 유의미한 영향을 미치는 것으로 예측할 수 있다. 또한 본 연수에서는 연수에서 익힌 지식과 정보를 활용하여 교사의 현장적용 가능성 까지 가늠해 볼 수 있는(Spooner et al, 2007) 수업지도안 작성을 성취도로 보았는데, 이러한 결과는 정보처리전략 수준이 높은 학습자가 방대한 학습정보 속에서 스스로에게 필요한 정보만을 선택하여 STEAM교육을 위한 수업지도안을 작성하는 데 있어 좀 더 수월하였다고 볼 수 있다. 둘째, 학습자의 정보처리전략은 인지실재감을 유의하게 예측하였다. 이러한 결과는 학습자가 학습을 진행함에 있어 스스로에게 유용한 정보가 무엇인지를 알며 이를 구조화하면서 학습에 참여할 때, 학습자 스스로가 지식을 이해하고 새로운 지식을 창출하고 있다고 느끼는 인지실재감이 높다는 것을 의미한다. 셋째, 인지실재감은 정보처리전략이 학습성과 변인인 만족도와 성취도를 예측하는 데 있어 부분매개역할을 하는 것으로 확인되었다. 즉 혼합형 교원연수에서 일반적으로 교육에 참여하는 성인 학습자들에 비해 학습에 전념하기 어려운 많은 부담을 안고 연수에 참여하게 되는 교원(황재연, 최명숙, 2006)이 정보처리전략을 사용함으로써 학습을 진행하면 인지실재감이 상승하게 되며 학습상황과 내용에 대해 학습자가 인식하는 인지적 현민함(김지심, 강명희, 2010)이 높을수록 만족도와 성취도의 향상으로 이어진다고 해석할 수 있다. 위와 같은 결론을 바탕으로 다음과 같이 논의 하였다. 첫째, STEAM 교원연수에서 혼합형 학습방식을 적용하여 학습전략 변인인 정보처리전략, 학습과정 변인인 인지실재감, 그리고 학습성과 변인으로 만족도와 성취도간의 통합적 관계를 실증적으로 규명한데 그 의의가 있다. 특히 본 연구는 교원연수에 혼합형 학습적용과 STEAM 교원연수의 효과성 규명 이라는 측면에서 혼합형 교원연수의 성과를 본 것에서 더 나아가 이를 예측하는 변인들을 실질적으로 규명함으로써, 혼합형 교원연수의 적용 가능성을 시사한다. 둘째, 혼합형 교원연수에서 정보처리전략이 만족도와 성취도를 유의하게 예측하는 것으로 규명됨에 따라, 혼합형 교원연수에서 정보처리전략의 중요성을 확인할 수 있었다. 이는 연수생들의 정보처리전략을 향상시킬 수 있는 전략이 필요함을 시사한다. 보다 구체적으로 Kuhlthau(1991)의 Information Search Process Model(ISP모델)을 접목시킨 대학 정보 활용 능력 교육과정 모델을 개발하였다. 이러한 모델을 연수에 활용하여 혼합형 연수에서 온라인 연수 시작 전 오프라인 연수를 통해 연수생의 정보처리전략 수준을 높이기 위한 훈련을 제공하거나 온라인 연수를 통한 방법으로 정보처리전략을 촉진시킬 수 있을 것이며, 이는 성공적인 혼합형 학습을 이끌 것으로 기대된다. 셋째, 본 연구에서 인지실재감이 만족도와 성취도를 유의하게 예측할 뿐 아니라, 정보처리전략과 만족도, 성취도간 관계에 간접효과를 가지는 변인으로 검증된 결과는 혼합형 교원연수에 대한 지원 전략으로서 주목해야 할 학습과정 요소를 밝히고, 나아가 혼합형 교원연수의 설계 및 실천을 위한 전략을 고안하기 위한 기초자료로 사용될 수 있다. 본 연구결과는 교원들의 혼합형 연수 과정에서 특히 중요하게 고려할 요소로서 인지실재감을 제시함으로써, 교원연수 기관이 혼합형 학습의 교육적 가치를 인식하고, 교원들의 인지실재감을 제고할 수 있도록 지원할 필요가 있다. 넷째, 본 연구에서는 교원연수의 성과를 보다 다면적으로 살펴보기 위해 만족도뿐 아니라 연수생들이 과제로 제출한 STEAM 수업지도안을 성취도로 상정하였다. 수업지도안을 작성하는 일은 교원역량을 파악할 수 있는 아주 중요한 요소 중 하나로 여겨지며(Armstrong & Savage, 1994; Sullivan & Panasuk, 1998), 교원의 역량을 어느 정도 가늠할 수 있는 좋은 잣대가 될 수 있다(김승호, 2011)는 점에서 특히 그 의의가 크다. 한편, 루브릭은 수행의 질을 평정하거나 판단하는 데 사용되며, 수행의 수준별 특성을 서술한 평정지침세트(Gronlund & Waugh, 2008)로 정의된다. 본 연구에서는 연수생들이 제출한 STEAM 수업지도안을 평가하기 위해 교육공학 전문가 2인의 타당도 검증을 받아 루브릭을 개발하였으며, 이를 평가도구로써 사용하였다는 데에 또한 그 의의가 있다. 본 연구에서는 교육공학 전공자 2인의 평정자 점수의 평균을 사용하여 평가가 이루어졌으며, .90의 다소 높은 평정자간 신뢰도를 보였다. 이는 추후 STEAM 수업지도안 작성 시 규준을 제공할 수 있을 것으로 본다. 본 연구에서의 제한점을 바탕으로 다음과 같이 후속 연구에 대한 제언을 하였다. 첫째, 본 연구는 혼합형 STEAM연수에 참여한 교사 70명을 대상으로 연구를 실시하였다. 이에 본 연구의 결과를 일반화시키기에는 제한이 있을 수 있다. 또한 연구대상이 소수이기 때문에 회귀분석을 통해 매개효과를 확인하였으나, 추후 후속 연구에서는 다수의 연구대상을 확보하여 구조 방정식을 활용한 통합적인 모형 내에서 각 변인들 간의 관계를 규명할 것을 제언한다. 둘째, 기술통계 결과를 살펴보았을 때 성취도의 평균이 다른 변인들에 비해 다소 낮으며, 성취도의 점수 표준편차 또한 크게 나왔다. 이와 같은 결과가 나온 원인으로 두 가지를 예측해 볼 수 있다. 먼저 본 연수에서는 과제제출과 그 평가결과에 있어 강제성이 없었다. 연수기간동안 수업지도안 작성 가이드라인 제공 및 과제 제출 참여 독려가 있었지만, 모든 연수생들의 수업지도안을 수집하기에는 한계가 있었다. 또한 대부분의 연수생들이 수업지도안을 제출하기는 하였으나, 그 결과를 살펴보았을 때 연수생들이 과제제출에 의미를 두고 제공된 가이드라인을 제대로 활용하지 않아 평균적으로 성취도 점수가 낮았을 가능성이 있다. 즉, 본 연구의 성취도 결과로 교원의 역량을 가늠하는 것에 그 한계가 있다. 따라서 추후 교원연수에서 제출된 과제로 성취도를 평정 할 경우, 연수생들의 과제제출 참여를 위한 전략이 필요함을 제언한다. 셋째, 본 연구는 STEAM 교원연수에서 혼합형 학습방식을 적용하여 학습전략 변인인 정보처리전략, 학습과정 변인인 인지실재감, 그리고 학습성과 변인으로 만족도와 성취도간의 통합적 관계를 실증적으로 규명한데 있어 그 의의가 있지만 이를 활성화시킬 수 있는 환경의 설계를 위한 구체적인 지침이나 수업의 전략을 도출하는 데는 한계가 있다. 본 연구에서는 연수의 주제가 STEAM 이라는 점을 감안하여 원격연수에서 제한되었던 상호작용 기회를 제공하였을 뿐 아니라 오프라인 연수를 통해 Lab 투어와 같은 체험학습을 적용해 보았는데 그 밖에도 여러 가지 다른 교수학습 모형에 온라인과 오프라인 활동을 함께 적용해 보는 방안 마련에 관심을 가지고 살펴볼 것을 제언한다. 즉 혼합형 학습이 적용 가능한 교원연수 모형을 개발·활용하는데 관심을 가지고 추후 이를 위한 후속 연구를 제언한다. 이상에서 살펴본 바와 같이 본 연구는 혼합형 STEAM 교원연수에서 인지실재감의 학습성과와 정보처리전략 간의 매개효과를 실질적으로 규명하였다. 이는 효과적인 혼합형 교원연수를 위해 지원전략을 수립하기 위한 기초자료로써 활용될 수 있을 것이며, 동시에 혼합형 교원연수에 대한 보다 심도 있는 후속 연구를 위함 참고자료로써 활용될 수 있을 것으로 기대한다.;The purpose of this study is to provide a basic framework for the future blended STEAM teacher training program. The specific research questions are as follows. 1. Does cognitive presence mediate between information processing strategy and satisfaction in the blended STEAM teacher training program? 2. Does cognitive presence mediate between information processing strategy and achievement in the blended STEAM teacher training program? To investigate research questions above, data were collected from 80 teachers who attended the blended STEAM teacher training program. The specific guide for the training was provided before the training was begun. Information processing strategy was measured during the first offline training. Cognitive presence and satisfaction were measured during the second offline training also the assessment (STEAM lesson plan) was submitted. 70 who have responded sincerely to all the questionnaire were selected as the study subjects and the data were analyzed. To identify the reliability of instrument of the study, Cronbach's α was calculated and descriptive statistics and correlation analysis were conducted. Also to verify the research questions mediating analysis method by Baron and Kenny(1986) was used. The results from this study are as follows. First, information processing strategy predicted learning outcomes (satisfaction and achievement) significantly. This means that learners who knows not only what and where the useful information is also who has the strategy to use the information feels positive on learning and it leads to have satisfaction on learning. In this study, we considered lesson plan as an achievement of the study. According to Spooner and his colleagues, we can predict teachers' teaching skills by assessing lesson plan. This means that the result of the study shows that learners whose information processing strategy is high can take the useful information, and it makes it easier to make a lesson plan than the others. Second, information processing strategy predicted cognitive presence significantly. This shows that when learners knows what and where the useful information, they can understand what they are learning by having feeling of they are truly learning. Third, cognitive presence partially mediated between information processing strategy and learning outcomes(satisfaction and achievement). This means that learners' cognitive presence is affected by the level of their information processing strategy and it also affect on their satisfaction and achievement. The followings were discussed based on the result of the study. First, this study shows the possible implication of the blended teacher training system. Especially the study investigated the predictive power of the information processing strategy, cognitive presence on the learning outcomes(satisfaction and achievement). Second, this study implies that active strategy to improve learners' information processing strategy is needed. More specifically, the Information Sesearch Process Model(ISP model) (Kuhlthau, 1991) can be implied on the training program so that learners' can be trained before or during the training program to improve their information processing strategy. This is expected to lead a successful blended teacher training. Third, cognitive presence not only predicted learning outcomes (satisfaction and achievement) but also mediated between information processing strategy and learning outcomes(satisfaction and achievement). This shows an importance of cognitive presence in a blended teacher training program. It is needed to consider the way to support learners to make them have cognitive presence during the training. Forth, in this study lesson plan for STEAM was considered as an achievement of the training. Making a lesson plan make it possible to predict teachers' teaching skill(Armstrong & Savage, 1994; Sullivan & Panasuk, 1998), and it can be a reasonable instrument to evaluate their teaching skill. Also in this study, a rubric to assess the lesson plan was made by the two graduate students whose major is educational technology and it was evaluated by the two professions. The inter-rater reliability of the rubric was .90 so the rubric in the study might provide a reasonable norm. Based on the limitations in this study, suggestions for the follow-up study were made as follows. First, this study was conducted targeting only 70 participants so it has limitation to generalize the result. Also this study conducted regression analysis in accordance with the mediating analysis method of Baron and Kenny (1986) to verify the mediation of cognitive presence between information processing strategy and learning outcomes(satisfaction and achievement). The follow-up studies need to secure a number of participants and investigate the relationship among the variables in the combined model by applying a structural equation. Second, the result of the descriptive statistics shows that the mean of the achievement was quite low and its standard deviation is high. We can predict two possible reasons with the result of the study. First of all, there was no pressure of submitting assessment in the teacher training. Participants were encouraged in different ways however it was limited. For the other reason, it seemed that they did not do their best when making lesson plan since most of them did not followed guidelines of the lesson plan. So specific plan is needed to encourage them to submit assessment in the future. Third, there were limits to provide specific strategies when conducting blended teacher training. We provided laboratory tour and special lecture on STEAM education for the offline training however it might not be able to be implied when conducting other subject as a blended teacher training. So future research on developing blended teacher training model is needed. As examined as above, this study practically investigated the mediating power of cognitive presence. The result of the study is expected to be used as the fundamental for conducting blended teacher training.