디지털 리터러시 기반의 ‘과학영재 교사 교육프로그램’을 통한 교사의 TPACK 함양 = Cultivating Teachers’ TPACK through a Digital Literacy-Based Professional Development Program for Science Gifted Teachers

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 디지털 사회화가 가속화되는 시대적 흐름 속에서, 디지털 네이티브(Digital Native)로서 성장하는 과학영재를 지도하거나 지도할 예정인 교사들을 대상으로, 디지털 리터러시 기반(Digital Literacy-based: 이하 DLB)의 교사 교육프로그램을 개발‧적용하고, 이를 통해 수업 설계 능력에 기반한 수업모델링의 발달 과정을 탐색하며, 궁극적으로 테크놀로지 활용 교수 역량인 ‘TPACK’의 함양을 확인하는 데 있다. 본 연구의 실행적 구성 요소는 세 가지 핵심 문제를 중심으로 설정되었다. 첫째, ‘디지털 리터러시 기반 교사 교육프로그램’의 실행에서 과학영재 교사는 어떠한 교수·학습을 경험하며 어떤 인식을 형성하는가?, 둘째, 프로그램에 참여한 과학영재 교사들은 TPACK 관점에서 ‘수업모델링’ 활동을 어떠한 방식으로 수행하며, 그 과정에서 나타나는 주요한 특성은 어떠한가?, 마지막으로 ‘디지털 리터러시 기반 교육프로그램’에 참여한 과학영재 교사들은 TPACK 역량의 어떤 요소에서 어떠한 방식으로 발달을 경험하는가? 이 세 가지 질문은 연구 설계의 구조적 틀을 형성하는 핵심 기준으로 작용하였다. 연구 목적의 달성을 위해, 본 연구에서는 교사의 실천적 수업 설계를 중심으로 구성된 DLB 교육프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 테크놀로지를 직접 다루고 수업에 통합하는 과정을 중점으로 하며, 탐색-적응-발전의 세 단계 모듈로 구성되었다. 각 단계에서는DLB 수업을 설계하여 동료 및 전문가와의 수업 담론을 통해 반복적으로 정교화하는 TPACK 기반의 ‘수업모델링’ 전략이 적용되었다. ‘수업모델링’은 교사가 경험한 수업 경로를 시각적으로 구조화하고, 추상적인 수업 구상에서 구체적인 형태로 발전시키는 과정이다.
각 모듈은 테크놀로지 활용 역량과 수업 설계 능력, 그리고 수업모델링 역량을 유기적으로 연결하여 교사의 TPACK 발달을 실질적으로 촉진하는 데 중점을 두었다. 특히 각 모듈 종료 시마다 교사들은 자신의 TPACK 역량에 대해 자기 인식 평가를 수행하였으며, 이 과정에서 자신들의 변화된 인식과 실천 역량을 자각하고 성찰하는 계기를 마련하였다. 교사들은 초기에는 테크놀로지 활용 과학영재 수업에 대해 거리감을 느끼거나 실효성에 회의적인 반응을 보였으나, 점차 자신감에 기반한 긍정적인 태도를 형성했다.
프로그램에 참여한 대학원 과학영재 강좌 수강 중인 5명의 교사들은 테크놀로지 활용 수업에 대해, 반복적이고 구조화된 수업모델링 경험을 통해 점차 TPACK 요소 간 통합을 내면화하고, 테크놀로지를 효과적으로 통합한 DLB 수업의 설계 역량을 발전시켰다. 수업모델링을 통한 수업의 시각화와 구조화는 수업 설계에서 수업 경로를 명확히 인식하게 하고, 수업의 질적 향상에 대한 교사의 신념을 형성하는 데 기여하였다. 이 과정에서 교사들은 수업 설계 역량, TPACK 역량, 수업모델링 역량이 상호작용하며 유기적으로 발달함을 경험하였다. 효과적인 DLB 수업의 설계를 위해서는 단순한 기술 숙련을 넘어서, TPACK이 학습 목표와 교수 내용에 어떻게 통합될 수 있는지를 심층적으로 사고하고 구체적인 수업 경로로 구조화하는 역량이 필요하다.
연구 결과, TPACK 기반 수업모델링은 교사 교육프로그램의 구성 요소로서 TPACK 역량 강화를 위한 실천적 방법임이 확인되었으며, 반복적 설계와 담론 중심의 상호작용은 교사들이 자신의 수업을 성찰하고 재구조화하는 데 효과적인 전략이 될 수 있음을 보여주었다. 교사들은 초기의 피상적 이해에서 벗어나 수업 경로를 주체적으로 구조화할 수 있는 능력을 갖추게 되었으며, 이는 TPACK 함양의 핵심 기반이 되었다. 또한 DLB 수업모델의 발달은 그 자체로 교사의 전문성 성장을 보여주는 증거이며, TPACK 역량의 평가에서 이러한 변화가 수치 및 질적 분석을 통해 나타났다.
본 연구는 디지털 리터러시 기반 수업을 매개로 과학영재 교사의 TPACK 역량을 강화하기 위한 교사 교육프로그램의 설계 방향과 실천 과정을 제시하였다. 특히 수업모델링은 수업 기획을 위한 도구적 성격을 넘어, 교사의 TPACK을 내면화하고 실제 수업에 통합할 수 있도록 돕는 전략적 실천임을 확인하였다. 이러한 결과는 교사 교육프로그램이 단순한 이론 전달을 넘어 실천 중심 모듈과 수업모델링 활동을 필수적으로 포함해야 함을 시사한다. 나아가, 본 연구는 디지털 소양이 필수적인 미래 과학영재교육 환경에서 테크놀로지를 효과적으로 통합한 수업모델 개발의 가능성과 교사의 전문성 신장을 위한 실질적 대안을 제시하였다는 점에서 의의가 있다. 이는 과학영재 수업의 질적 향상뿐만 아니라, 교사 교육의 방향성을 실천적 전문성 중심으로 전환하는 데 중요한 기초자료가 될 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구 문제 9
• 3. 용어의 정의 10
• 가. 디지털 리터러시 기반 10
• 나. 디지털 리터러시 기반의 과학영재 교사 교육프로그램 11
• 다. TPACK 기반의 수업모델링 12
• II. 이론적 배경 14
• 1. 디지털 리터러시 기반 과학영재교육 14
• 가. 디지털 리터러시(Digital Literacy)의 개념 14
• 나. 과학영재교육의 개념과 성격 15
• 다. 디지털교육전환과 과학영재교육 18
• 2. 교사 지식과 TPACK 20
• 가. 교사 지식 20
• 나. TPACK의 이해 22
• 다. TPACK의 다른 시각화와 변천 28
• 3. 형성적 수업모델 개발 35
• 가. 형성적 연구(Formative Research) 35
• 나. 형성적 연구와 수업모델링 37
• 4. 교수설계 전문성 개발과 ASSURE 모델 40
• 5. 배경 이론의 핵심 개념 비교 44
• 가. DLB-TPACK-ASSURE 개념 비교 44
• 나. 교육 맥락과 디지털 리터러시 기반의 관계 46
• III. 연구 방법 47
• 1. 연구의 설계와 절차 47
• 가. 구조적 체계와 구성 47
• 나. 운영 체계와 절차 49
• 다. TPACK-SAMR-ASSURE 관계적 체계 52
• 2. 연구 참여자 53
• 3. 자료 수집 및 분석 56
• 가. ‘DLB 프로그램의 설계운영’ 자료 수집 및 분석 56
• 나. ‘TPACK 기반의 수업모델링 발달’ 자료 수집 및 분석 57
• 다. ‘TPACK 역량 발달’ 자료 수집 및 분석 58
• 4. DLB 교사 교육프로그램의 구성 체제 61
• 가. 디지털 리터러시 기반의 교사 교육프로그램 편성 61
• 나. 콘텐츠 구성과 디지털 리터러시 기반 도구 선정 배경 62
• 다. 단계별 DLB 도구 적용과 모듈의 콘텐츠 63
• 5. ‘TPACK 기반의 수업모델링’ 설계 및 절차 67
• 가. TPACK 기반의 수업모델링 설계 67
• 나. TPACK 기반 수업모델링의 형성적 연구 절차 68
• 다. ASSURE 기반 수업모델링 절차 72
• 6. TPACK 발달 평가 설문지 개발 74
• 가. TPACK 발달 평가 방법 74
• 나. TPACK 양적 평가를 위한 설문 문항 구성 77
• 다. TPACK 질적 평가를 위한 질문 문항 구성 83
• IV. 연구 결과 및 논의 89
• 1. DLB 과학영재 교사 교육프로그램 실행에 따른 교사 인식 89
• 가. [Module]의 단계별 적용 실천 사례 및 반응 분석 89
• 나. DLB 과학영재 교사 교육프로그램을 경험한 교사 인식 101
• 다. TPACK 기반의 수업 설계 분석 109
• 라. TPACK 기반 수업모델링에 대한 교사 인식 140
• 2. TPACK 기반 수업모델링 발달 148
• 가. TPACK 기반 수업모델링의 특징과 의의 148
• 나. TPACK 기반 수업모델링의 발달 과정 150
• 다. 최종 모델과 파생적 모델 155
• 3. TPACK 발달 평가 결과 159
• 가. ‘모듈별 TPACK 발달 평가’ 결과 및 분석 159
• 나. ‘모듈별 TPACK 발달 평가’ 항목 간 상관성 분석 162
• 다. 개인-항목별 ‘모듈별 TPACK 발달’ 분포 164
• 라. ‘사전사후 TPACK 발달 평가’ 결과 및 분석 166
• V. 결론 및 제언 175
• 1. 결론 175
• 2. 제언 187
• 참고문헌 191
• Abstract 207
• 부 록 212