중등학교의 프로젝트기반 수업에서 인지적 도구로서 테크놀로지와 심층 학습을 위한 소그룹 활동의 역할

Abstract

The aim of this study is to understand the students' problem-solving process of using technology and to investigate how collaboration contributes to deep learning in the technology-mediated project-based programs. The design principles of 'Heat Busters!' and 'Where does the Fine Dust come from' are dealing with the real-world problems along with core concepts, utilizing technology as a cognitive tool, and participating actively through collaborative problem-solving processes. The program was attended by five secondary schools, with regular and after school classes. In order to investigate the role of technology as a tool to support learning, students were asked to answer the post-questionnaires and after-interviews with students(N=157). The students; reponses were classified and analyzed using the framework of technology as a learning tool. In addition, the differences in problem solving patterns between individuals and small groups, and the changes in perceptions of constructivist learning and collaboration were examined by video data and pre, post-questionnaires. Student discourses were first categorized as an deep, surface, and strategic learning approaches, and secondarily, reclassified the thinking moves for deep learning. The interviews of teachers(N=5) were collected and analyzed after the program. Within the program, technology was set to support learning as a cognitive tool and data collecting tool. Technology has been shown to support cognitive activities that would be out of reach among cognitive tools. In addition, students have used technology as a tool for cooperation and communication using chat room and Google map. It overcome the limits of fieldwork and enable to asynchronous learning through the network. Particularly, the students evaluated that they could get situated learning environments in the process of collecting and processing data in the field. According to the problem solving process of individuals and small groups, it was confirmed that deep learning is more likely to occur when working in small groups. In terms of performing tasks, task-solving strategies, attitudes toward tasks, It was confirmed that deep learning was more likely to occur when working in small groups. Deep learning has been activated in situations that decision-making is required about ambiguous or unexpected events, new ideas facing outdoors. Student perceptions of constructivist learning and collaborative problem solving were also observed to increase through program participation. small group solved the problem in a manner similar to that of deep learning. The deep learning has been identified in decision-making processes that require discussion among group members, such as ambiguous or unexpected situations, and new situations facing outdoors. Teachers felt the necessity and feasibility of student-centered class through the program, and also experienced reflection on existing teaching methods. In addition, it was an opportunity to recognize potentialities of students as independent learners. It is expected that 'Heat Busters!' and 'Where does the fine dust come from' program will be a specific examples in recent reform of education in South Korea. In addition, by introducing the use of technology as a tool to support learning, it will have a positive impact on the practice of teaching and learning using diverse technology. Finally, it is anticipated to help understand how small group activity facilitated the deep learning process. ;본 연구의 목적은 테크놀로지를 활용한 프로젝트형 프로그램을 통해 학생들의 문제해결과정에서의 테크놀로지 역할을 이해하고, 협력이 심층적 학습에 어떻게 기여하는지에 대해 조사하는 것이다. 개발된 ‘Heat Busters!’와 ‘미세먼지는 어디서’ 교수학습 프로그램은 핵심개념과 함께 실세계의 질문을 다루며, 인지적 도구로서 테크놀로지를 활용하고, 협력적 문제해결과정을 통해 학습자가 주체적으로 참여한다는 디자인 원리를 공유하고 있다. 프로그램은 5개의 중등학교가 참여하였으며, 정규수업과 방과후수업 형태로 진행되었다. 참여 학생(N=157)을 대상으로 테크놀로지 역할을 묻는 질문의 응답을 조사하였으며, 학습도구로서 테크놀로지의 역할 틀을 활용해 학생 응답을 분류한 후 분석했다. 이와 함께 프로그램에서 테크놀로지의 역할에 대한 학생들의 평가를 조사하기 위해 사후 설문을 함께 진행하였다. 개인과 소그룹의 문제해결과정을 조사하기 위해 야외조사활동 시 참여 학생의 대화를 녹화·녹음하여 수집하였다. 학생 담화는 1차적으로 심층적, 표면적, 전략적 학습접근방식으로 분류하고, 2차적으로 심층적 학습에 대해 사고의 움직임을 재분류하여 분석하였다. 또한 사전·사후 설문을 통해 프로그램 참여가 구성주의 학습 및 협력에 대한 인식 변화에 미친 영향을 조사하였다. 또한 교사(N=5)의 사후 인터뷰를 수집하여 분석하였다. 프로그램 속에서 테크놀로지는 인지적 도구 중에도 범위 외의 활동 지원과 데이터프로세싱 중 데이터 수집 도구로 역할이 설정되었다. 소형 열화상카메라와 미세먼지 측정기는 육안으로 볼 수 없는 조사대상을 보여준다는 점에서 인지적 과정을 지원한 것으로 나타났다. 또한 야외조사활동에서 보다 정확한 데이터를 수집하는데 도움을 준다고 평가되었다. 이외에 학생들은 스스로 테크놀로지를 협력과 의사소통의 도구로 활용하기도 하였다. 네트워크가 연결된 테크놀로지에서 채팅방과 구글맵을 활용해 비동시적 학습을 시도하며 다른 시·공간에서 이뤄지는 야외조사활동의 한계를 극복하고 협력적으로 문제를 해결하였다. 뿐만 아니라 야외에서 휴대용 테크놀로지를 가지고 데이터를 직접 수집하는 과정은 학습의 맥락 형성에 기여하는 것으로 나타났다. 개인과 소그룹의 문제해결과정에 따르면 소그룹으로 활동할 때 심층적 학습이 일어날 가능성이 더 높음을 확인하였다. 학습에 있어 과제 수행 방식, 과제 해결 전략, 과제에 임하는 태도의 측면에서 살펴보았을 때 소그룹으로 활동한 학생들은 심층적 학습접근방식의 특징과 유사한 방식으로 문제를 해결하였다. 또한 심층적 학습은 그룹원간의 논의의 과정에서 이뤄지며, 이때 그룹원의 적극적인 참여와 피드백이 영향을 미치는 것으로 나타났다. 심층적 학습은 애매하거나 예상치 못한 상황, 야외에서 마주하는 새로운 상황과 같이 그룹원간의 논의가 요구되는 의사결정 과정에서 이뤄지는 것으로 확인됐다. 또한 사전·사후 설문 결과 프로그램의 참여는 구성주의적 수업과 협력 학습에 대한 학생들의 인식을 긍정적으로 변화시키는데 기여하는 것으로 나타났다. 교사들은 프로그램을 통해 학습자 중심의 수업의 필요성과 실현가능성을 느끼며, 기존의 교수학습법에 대한 성찰을 경험하였다. 또한 학생들을 주체적인 학습자로 인식하는 기회가 되었다고 평가하였다. ‘Heat Busters!’와 ‘미세먼지는 어디서’ 프로그램은 디자인 원리의 제시와 함께 21세기 핵심역량 강조로 인해 변화하고 있는 교육현장에 적용 가능한 구체적 사례가 될 것으로 기대된다. 또한 학습을 지원하는 도구로서 테크놀로지의 활용을 제시함으로서 다양한 테크놀로지의 활용과 교수학습법 사이의 융합을 통한 교수학습 실천에 긍정적 영향을 줄 것이다. 마지막으로 학생들의 소그룹 활동에서 협력 과정을 미시적으로 조사함으로써 심층적 학습을 촉진시키기 위한 환경과 요인을 살펴보고, 학생들의 학습과정 이해에 기여할 것으로 기대된다.