사례기반학습에서 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구가 학습결과에 미치는 효과 = The Effects of Type of Case Organization and Reasoning Supporting Tool on Learning Outcomes in Case-Based Learning

국문 초록 (Abstract)

사례기반학습은 현대 지식기반사회에서 발생하는 복잡하고 다양한 문제에 대한 해결력을 증진하기에 적합한 교수·학습방법이다. 사례기반학습은 전문가나 본인이 겪었던 경험에서의 해결방안과 수행결과에 대한 지식을 통해 현재 직면한 문제를 상대적으로 작은 인지적 부담만으로 해결할 수 있도록 해준다. 사례를 활용하여 효과적으로 문제를 해결하기 위해서는 학습된 사례를 정확히 인출할 수 있어야 하며, 새로운 문제 상황에 알맞게 해결방안을 수정할 수 있어야 한다. 사례의 기억과 인출은 사례의 구성방식과 관련이 있는데 보편적 기억을 강조하는 구조화된 의미론적 구성과 맥락적 기억을 강조하는 비구조화 된 일화적 구성으로 나눌 수 있다. 또한 문제 상황의 변화에 맞게 해결방안을 수정하기 위해서는 인지기능 중 추론활동을 필요로 한다.
본 연구의 독립변인은 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공 여부이다. 첫째, 사례의 구성방식은 사례를 의미론적으로 조직화하여 제시하는 방식과 사례를 일화성에 초점을 두고 비조직화 하여 제시하는 방식의 두 가지 하위 수준을 설정하였다. 둘째, 추론활동 지원도구는 추론활동 지원도구를 제공과 미제공의 두 가지 수준을 설정하였다. 종속변인은 학습결과로서 과제수행 결과인 포트폴리오 평가, 학습자의 추론 관련 학습전략의 인식 수준, 추론능력지수이다.
본 연구는 다음과 같은 연구 문제를 중심으로 수행되었다. 첫째, 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공 여부에 따라 과제수행 결과에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 둘째, 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공 여부에 따라 학습자의 추론 관련 학습전략 인식 수준에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 셋째, 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공 여부에 따라 추론능력지수에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다.
사례기반학습 프로그램과 추론활동 지원도구의 설계전략은 다음과 같이 제시할 수 있다. 첫째, 사례기반학습 프로그램의 설계전략으로 ①문제 상황 및 분석프래임 제시, ②현장의 실제성이 반영된 사례의 구조화, ③사례베이스의 구축, ④유사 사례의 활용, ⑤제안된 해결방안 수립 및 실행, ⑥확정된 해결방안의 수립과 사례 구축 활동 등이 도출되었다. 둘째, 추론활동 지원도구의 설계전략으로 ①추론 구성요인의 수집 및 생성 지원, ②추론 구성요인 간 관계 형성 지원, ③추론과정과 결과의 시각화 지원, ④논증활동 지원, ⑤스케폴딩 제공 등이 도출되었다.
연구 대상은 A보험회사의 보상담당 직원 110명이였다. 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공 여부에 따라 제공되는 각각의 사례기반학습 프로그램에 연구 대상을 네 개의 집단으로 무선 배치하였다. 각 집단별로 사례기반학습 프로그램을 통해 7주 동안 학습을 진행하면서 과제를 수행하도록 하였다.
이러한 연구 과정을 통해 다음과 같은 연구 결과를 도출하였다.
첫째, 사례의 구성방식에 따른 과제수행 결과인 포트폴리오 평가점수에 유의미한 차이가 있었다(F_(1,106)=4.42, p=.04). 또한, 추론활동 지원도구의 제공 여부에 따라 포트폴리오 평가점수에서 유의미한 차이가 있었다(F_(1,106)=13.59, p=.00). 포트폴리오 평가점수에서 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공 여부 간에는 유의미한 상호작용 효과가 있었다(F_(1,106)=4.14, p=.04).
둘째, 사례의 구성방식에서 따른 학습자의 학습전략 인식 수준에서 유의미한 차이가 있었다(F_(1,106)=5.12, p=.03). 추론활동 지원도구 제공 여부에 따른 학습전략 인식 수준에는 유의미한 차이가 나타나지 않았다(F_(1,106)=3.48, p=.07). 학습전략 인식 수준에서 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공 여부 간에는 유의미한 상호작용 효과가 나타나지 않았다(F_(1,106)=.01, p=.94).
셋째, 사례의 구성방식에 따른 추론능력지수에서 유의미한 차이가 나타났다(F_(1,106)=15.20, p=.00). 추론활동 지원도구가 제공된 집단이 추론활동 지원도구가 제공되지 않은 집단 보다 추론능력지수가 높게 나타났다(F_(1,106)=22.02, p=.00). 추론능력지수에서 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공 여부 간에는 유의미한 상호작용 효과가 있었다(F_(1,106)=4.95, p=.03).
사례기반학습에서 과제수행 시 사례를 조직화 하여 제공하는 것이 사례를 비조직화 하여 제공하는 것보다 학습자의 과제수행 성과, 학습전략의 인식, 추론능력의 향상에 긍정적인 영향을 미친다는 점을 알 수 있었다. 또한 사례기반학습에서 추론활동 지원도구의 제공은 학습자의 과제수행 성과와 추론능력 향상에 도움을 준다는 점을 나타내준다. 사례기반학습 환경에서 과제수행 시 사례가 비조직화 되어 있을 경우 추론활동 지원도구의 제공은 학습자에게 유익하며, 별도의 추론활동 지원도구가 없을 경우에는 가급적 사례를 조직화하여 제공하여야 한다. 추론활동 지원도구의 제공은 사례기반학습 프로그램 내에 내재화하여 제공할 필요가 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Case-based learning is suitable to improve learner's ability to solve various and complex task in knowledge based modern society. It is needed relatively small cognitive loading to solving faced problem because of using knowledge from prior experience of learner themselves or expert's. So learned case should be decoded exactly so that to using knowledge from case effectively. Decoding and encoding of case are related with organized type of case. Organized types are separated constructed meaningful type that is focused on generated case and the other is narratively episode type that makes a great point of illstructured case-situation. To correct solution adequately case by case then it is needed to cognitive reasoning activity.
Independent variables of this study are types of case organization and reasoning supporting tool's using. First, types of case organization is divided into two sub-categories, one is represented organized case that reconstructed implicated meanings of case, and the other is unorganized case is given that is focused on episode so case is represented narratively. Second, reasoning supporting tool is also divided into two sub-categories, one is reasoning supporting tool is given and the other is not. Dependent variables as learning outcomes are portfolio evaluation, the cognitive level of learner's reasoning strategies and reasoning ability quotient.
Research questions of this study are as follows. First, we examined effect of case organization type and reasoning supporting tool to task solving in case based learning. Second, we examined effect of case organization type and reasoning supporting tool to the cognitive level of learner's reasoning strategies. Third, we examined effect of case organization type and reasoning supporting tool to reasoning ability quotient.
we suggest design principles of case based learning program and reasoning support tool. First, design principles of case based learning program are ①representation of case problem and analysis frame, ②construction of case organization with reflecting practical experience, ③construction of case-base, ④utilizing another case, ⑤establishment and implementation of suggested solutions, ⑥establish final solution and case organized activity. Second, design principles of reasoning support tool are ①collecting and forming of reasoning components, ②built relationship between reasoning components, ③visualization of reasoning process and result, ④supported argumentation, ⑤scaffolding strategy.
110 persons who are employed compensation department in A insurance company are examined. 110 persons are random assigned and divided into 4 groups. The case based learning program is developed and it is offered each groups for 7 weeks.
Above procedure of research is deducted as follow results.
First, there is significant difference of portfolio evaluation scores about organized type of case(F_(1,106)=4.42 , p=.04). And also there is significant difference of portfolio evaluation scores about reasoning supporting tool(F_(1,106),=13.59, p=.00). Interaction between case organization type and reasoning supporting tool is significant different between portfolio evaluation scores(F_(1,106),=4.14 p=.04).
Second, there is significant difference of the cognitive level of learner's reasoning strategies between represented organized case and unorganized case is given(F_(1,106)=5.12 , p=.03). And there is also significant difference of the cognitive level of learner's reasoning strategies between reasoning supporting tool is given and not given(F_(1,106),=3.48, p=.07). But interaction between case organization type and reasoning supporting tool is no significant different between the cognitive levels of learner's reasoning strategies(F_(1,106),=.01 p=.94).
Third, there is significant difference of reasoning ability quotient between represented organized case and unorganized case is given(F_(1,106)=15.20 , p=.00). And there is also significant difference of reasoning ability quotient between reasoning supporting tool is given and not given(F_(1,106),=22.02, p=.00). Interaction between case organization type and reasoning supporting tool is significant different between reasoning ability quotient(F_(1,106),=4.95 p=.03).
These results are showing that offering organized case is more effective to the problem solving, cognitive level of learner's reasoning strategies and reasoning ability quotient. Reasoning supporting tool is also effective to task solving of novice, and improving reasoning ability quotient in case based learning. If case is unorganized when carrying task solving in case-based learning then it is more effective to learners what reasoning supporting tool is using. But if not, needed to offer reasoning supporting tool for help task solving of learner. At that time it is more effective what type of case organization is embedded into learning program.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 = 1
• 2. 연구문제 = 7
• 3. 연구의 제한점 = 10
• 4. 용어의 정의 = 11
• Ⅱ. 이론적 배경 = 13
• 1. 사례기반학습 = 13
• 가. 사례와 사례기반학습 = 13
• 나. 사례기반학습의 적용 = 14
• 2. 사례기반학습에서 문제해결 = 21
• 가. 사례의 구성방식과 추론활동의 중요성 = 21
• 나. 사례기반학습 관련 선행연구 = 26
• 3. 사례기반학습 프로그램과 추론활동 지원도구의 설계원리 = 33
• 가. 선행연구 분석 = 33
• 나. 사례기반학습 프로그램의 설계원리 = 40
• 다. 추론활동 지원도구의 설계원리 = 44
• Ⅲ. 연구방법 = 48
• 1. 연구 대상 = 48
• 가. 연구 대상 선정 = 48
• 나. 집단의 동질성 검증 = 49
• 2. 실험연구 설계 = 51
• 3. 연구 절차 = 53
• 4. 연구 도구 = 56
• 가. 사례기반학습 프로그램 = 56
• 나. 검사 도구 = 82
• 5. 면담 조사 = 84
• 6. 자료수집 및 분석방법 = 85
• Ⅳ. 결과 및 논의 = 87
• 1. 결과 = 87
• 가. 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공이 과제수행 결과에 미치는 영향 = 87
• 나. 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공이 학습전략 인식 수준에 미치는 영향 = 92
• 다. 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공이 추론능력에 미치는 영향 = 95
• 2. 논의 = 99
• 가. 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공에 따른 과제수행결과 = 99
• 나. 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공에 따른 학습전략 인식 수준 = 101
• 다. 사례의 구성방식과 추론활동 지원도구의 제공에 따른 추론능력 = 102
• Ⅴ. 결론 및 제언 = 105
• 1. 결론 = 105
• 2. 제언 = 109
• 참고문헌 = 111
• [부록] = 119
• [Abstract] = 142

참고문헌 (Reference)

1. Case-based reasoning, Kolodner, Janet L, Morgan Kaufmann Publishers, Case-based reasoning, , 1993

2. Engines for education, Schank, Cleary, , 1995

3. Concepts and categories, Ross, Spadling, , 1994

4. Practice-based learning, Barrows, , 1994

5. Dynamic memory revisited, Schank, Roger C., Cambridge University Press, Dynamic memory revisited, , 1999

6. Expertise in problem solving, Rees, Chi, Glaser, , 1982

7. Ins ide Cas e- Bas ed R easoning, Schank R.C, Riesbeck, , 1989

8. Teacher Education and the case idea, Bird, Sykes, , 1992

9. Narrative knowing and human sciences, Polkinghorne, , 1988

10. Developmental changes in event memory, Goodman, Farrar, , 1992

11. Evaluating Case-Based Problem Solving, Konton, , 1989

12. Development of a web-based case library, Jonassen, Turgeon, Colaric, , 2002

13. Case methods in the education of teachers, Doyle, , 1990

14. Case-based Reasoning: A Research Paradigm, Slade, Case-Based Reasoning: A Research Paradigm, , 1991

15. Compare and Contrast, a test of expertise, Ashley, Rissl, "Compare and Contrast, , 1987

16. Toward a design theory of problem solving, Jonassen, Toward a Design Theory of Problem Solving, , 2000

17. Computer conferencing and content analysis, Henri, Computer Conferencing and Content Analysis, , 1992

18. Integrating case-based and casual learning, Konton, , 1988

19. The sytematic design of instruction(6th ed.), Carey, Dick, , 2005

20. Why expert systems succeed and why they fail, Turban, , 1992

21. Theory and practice of case-based learning aids, Guzdial, Kolodner, , 2000

22. Verification and Validation of Case-Based Systems, O'Leary, , 1993

23. 개념학습의 대안적 관점과 교육적 함의, 왕경수, , 2008

24. Case-based planning : viewing planning as a memory task, Hammond, Kristian J, Academic Press, , 1989

25. Reading in Qualitative Reasoning about Physical Systems, Kleer, Weld, , 1990

26. New approaches to instruction: Because wisdom can't be told, Sherwood, Bransford, Franks, Vye, , 1989

27. 사진 전문가 교육을 위한 이중편구조의 효과, 하동환, 漢陽大學校 大學院, 사진전문가 교육을 위한 이중편구조의 효과, , 2005

28. Designing reallifecasestosupport authentic design activities, Hedberg, Bennett, , 2002

29. 사례기반 추론을 통한 지식 공유 및 문제 해결, 조규락, 한국교육정보방송학회, "교육정보방송연구, , 2002

30. 근사질의응답기능을 이용한 협동적 사례기반추론, 김진백, 한국정보시스템학회, "정보시스템연구, , 1999

31. Acquisition of an unfamiliar script in story form by young children, Nelson, Slackman, , 1984

32. Academic Self-Concept and Self-Efficacy: How Different Are They Really, Bong, M., Bong, Skaalvik, , 2003

33. Constructivism: Implications for the design and delivery of Instruction, Duffy T.M, Cunningham D.J, , 1996

34. Analogical Reasoning and Case-Based Learning in Model Management Systems, Liang, , 1989

35. Construct validation of strategy Model of student self-regulated learning, Martinez-Pons, Zimmerman, , 1988

36. Categorization and representation of physics problems by experts and novices, Feltovich, Chi, Glaser, , 1981

37. Problem-based learning: Aninstructional model and its constructive framework, Duffy, Savery, , 1996

38. Using Qualitative Reasoning in Learning Strategy Games: A Preliminary Report, Forbus, Hinrichs, Nichols, , 2006

39. 읽기 교사를 위한 사례기반 하이퍼텍스트 학습 효과 분석, 정옥년, 읽기 교사를 위한 사례기반 하이퍼텍스트 학습효과 분석, , 2000

40. Guest Editor's Introduction: Real-World Applications of Qualitative Reasoning, Iwasaki, , 1997

41. Modeling by Analogy - Use of Analogical Reasoning in Model Management Systems, Liang, Konsynski.B.R, , 1993

42. Case Base Management Systems : Providing Database Support to Case-Based Reasoners, Mahapatra, Sen, , 1994

43. Case-based reasoning and instructional design: Using stories to support problem solving, Jonassen, ez-Serrano, Hern, , 2002

44. Managing the tension in connecting students inquiry with learning mathematics in school, Lampert, , 1995

45. Case-based reasoning: Foundational issues, methodogical variations, and system approaches, Aamodt, Plaza, "Case-based reasoning: Foundational issues, , 1996

46. Scaffolding causal, diagnostic reasoning in a case-based learning environment in medicine, Jonassen, "Scaffolding causal, , 1996

47. Case-Based Curriculum to Enhance the Pedagogical Content Knowledge of Mathematics Teachers, Barnett, , 1991

48. 규칙추출 방법론을 이용한 STAFS 전문가시스템의 지식베이스 모듈 개발, 김화수, 한국지능정보시스템학회, "한국지능정보시스템학회논문지, , 2001

49. Goal-Based Scenario(GBS)이론의 재검토(Goal-Based Scenario Revisited:A Theoretical Review), 조일현, , 2003

50. 사례기반 추론 시스템의 구축활동이 문제해결 과정 및 결과에 미치는 영향, 최용석, 漢陽大學校 大學院, 한양대학교 석사학위논문, , 2004

51. Instructional design medels for well-structured and ill-structured problem-solving learning outcomes, Jonassen, , 1997

52. The relationship between well-structured and ill-structured problem solving in multimedia simulation, Hong,N.S., , 1998

53. When should a cheetah remind you of a bat? Reminding in case-based teaching. In Proceedings of AAAI-92, Edelson, , 1992

54. 내러티브 사고 양식인 스토리텔링 기법을 이용한 멀티미디어 교육 컨텐츠 개발, 허희옥, 한국교육공학회, "교육공학연구, , 2006

55. Scaffolding critical reasoning about history and social issues in multimedia-supported learning environments, Saye, Brush T, , 2002

56. e-learning 환경에서의 자기조절학습전략, 자기효능감과 e-learning학습전략 수준 및 학업성취도 관련성 규명, 이인숙, 한국교육공학회, "e-Learning 환경에서의 자기조절학습전략, , 2003

57. Case application suite: scaffolding use of expert cases in middle-school project-based inquiry classrooms. International Conference on Learning Sciences Proceedings of the 6th international conference on Learning sciences, Owensby.J.N, Kolodner, , 2004