플립러닝 기반 공학수업 개선 방안 연구 - 국내 C대학 공학수업 운영 사례를 중심으로 -

이성혜(Lee, Sunghye),김은희(Kim, Eunhee) 한국공학교육학회 2019 공학교육연구 Vol.22 No.2

This study analyzed the evaluations of instructors and experts on flipped learning-based engineering in order to suggest improvement strategies. This study was conducted with 8 engineering courses which participated in the flipped learning course development project of C university from 2017-2018. As a result of the analysis, the instructors and experts pointed out that the pre-learning was not performed and checked effectively. In this regard, the instructors suggested the students burden of pre-learning, the lack of understanding about flipped learning, and the experts suggested the lack of instructional strategies to facilitate pre-learning. In addition, the instructors and the experts pointed out that the courses were still instructor-centered. The instructors evaluated that they operated the instructor-led course by themselves. In addition, the experts suggested that there was not enough instructional strategies to activate the learner-centered activities. The number of the students and the lecture room environment that were not appropriate for the learner- centered class were the evaluation opinions of both the instructors and the experts. In addition, the professor suggested the lack of understanding and preparation of the flipped learning of the instructors and the learner as the main opinion, and the experts pointed out that the online learning system and classroom was not linked for pre-learning, classroom learning, and the post-learning. Based on these results, suggestions for improvement of flip learning based engineering course were suggested.

온라인 수학ㆍ과학 영재교육에서 중학생의 학습과제에 대한 지각과 도전감, 심층학습 및 성취도 간의 관계

이성혜(Lee, Sunghye),최경애(Choi, Kyoungae) 학습자중심교과교육학회 2016 학습자중심교과교육연구 Vol.16 No.1

This study investigated a relationship among students’ perceptions of learning tasks(interest, usefulness, difficulty), challenge, deep learning, and the levels of understanding with 294 middle school students enrolled in a nationwide online Mathematics and Science gifted education program. The students participated in the program by recommendation of their teachers. Path analysis was used for this study. Research results showed that students’ perceptions of learning task were directly related to challenge, deep learning, and the levels of understanding. Also, the relationships between challenge and deep learning, and between deep learning and the levels of understanding were positively related. But the relationship between challenge and the levels of understanding was not significant. In detail, first, students’ perceived learning interest, usefulness, difficulty were positively related to challenge. Interest and usefulness were positively related to deep learning. Usefulness were positively related to the levels of understanding. However, students’ perceived difficulty were negatively related to the levels of understanding. Second, challenge were positively related to deep learning and deep learning ere positively related to the levels of understanding. However there was no direct relationship between challenge and the levels of understanding. Third, challenge mediated the relationship between students’ perceptions of learning tasks and deep learning. Fourth, deep learning mediated the relationship between challenge and the levels of understanding. 본 연구는 수학, 과학 교과의 온라인 영재교육 프로그램에 참여 중인 중학생을 대상으로 학습자의 학습과제에 대한 지각(흥미도, 유용성 , 난이도), 도전감, 심층학습, 내용이해도 인식간의 구체적인 관계를 밝히고자 시도되었다. 연구대상은 전국 단위 온라인 수학ㆍ과학 영재교육 프로그램에 참여하는 중학생 249명이었으며, 이들은 전국의 중학교에서 교사의 추천을 받아 온라인 영재교육 프로그램에 참여한 학생들이었다. 연구결과를 살펴보면 첫째, 중학생의 학습과제에 대한 지각(흥미, 유용성, 난이도)은 모두 도전감에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 흥미와 유용성은 심층 학습과, 또 유용성은 이해수준과도 정적인 관계를 보인 반면, 난이도는 이해수준과 유의하게 부적인 관계를 보였다. 둘째, 도전감은 심층학습과 유의미하게 정적인 관계를 가지고 있으며, 심층학습 역시 이해수준과 유의미하게 정적인 관계를 가지지만 도전감과 이해수준 간에 직접적인 관계는 나타나지 않았다. 셋째, 도전감은 과제가치와 심층학습을 매개하며, 그 경로는 흥미, 유용성, 난이도 모두 도전감과 정적인 관계를 가지며, 심층학습과도 정적인 관계를 가지는 것으로 나타났다. 넷째, 심층학습은 과제가치와 이해수준을 매개하는 것으로 나타났는데 그 경로를 살펴보면, 흥미, 유용성이 도전감과 정적인 관계를 가지며, 심층학습은 이해수준과 정적인 관계를 가지는 것으로 나타났다.

자기조절학습 행동데이터에 대한 탐색적 연구: 해외 학습분석 연구를 중심으로

이성혜 ( Sunghye Lee ),이유경 ( You-kyung Lee ),박소영 ( So-young Park ),함은혜 ( Eun Hye Ham ) 한국교육공학회 2021 교육공학연구 Vol.37 No.2

본 연구의 목적은 학습분석 기반의 자기조절학습 연구의 해외 연구 동향을 분석하고, 자기조절학습의 하위전략과 전략별 분석데이터가 무엇인지 분석하는 데 있다. 이를 위해 2020년까지 발표된 해외 학술지 논문 및 학술대회 발표자료이면서, 자기조절학습 또는 자기조절학습의 하위요인을 학습분석 방법을 적용하여 분석한 논문 50편을 분석하였다. 학습분석 기반 자기조절학습 연구의 전반적인 동향을 분석하기 위해 연도별, 연구맥락별, 데이터 수집 환경별, 연구목적별, 자기조절학습 전략 및 하위요인별 빈도 분석을 실시하였다. 분석 대상 연구 중 자기조절학습의 하위요인을 명시한 연구를 바탕으로 이들이 분석한 요인과 이러한 요인을 측정하기 위해 활용된 분석데이터를 제시하였다. 분석결과 2012년 이후 꾸준히 연구수가 증가하는 추세를 보였으며, 대학 맥락에서 수행된 연구가 대부분이었다. 데이터가 수집된 학습환경은 MOOC를 포함한 학습관리시스템이 절반 이상을 차지했다. 연구목적별로는 자기조절학습 행동을 기반으로 학습자 및 학습 행동 모델링, 행동데이터를 활용하여 성취도 등 수행결과 예측, 수행결과와의 관계 분석, 자기보고식 자기조절학습 설문 결과와 행동데이터 비교 또는 그 관계를 살펴본 연구 등으로 분류되었다. 자기조절학습 전략별로는 메타인지전략, 행동조절전략, 인지전략, 환경조절전략, 학습전략 순으로 논문 수가 많았으며, 가장 많은 연구에서 분석된 하위요인은 시간관리, 자기평가 및 성찰이었다. 또한 이와 같은 요인을 측정하기 위한 데이터가 무엇인지를 제시하고, 이를 바탕으로 자기조절학습 행동 분석데이터의 특징과 학습분석 연구를 위한 시사점을 제안하였다. This study seeks to analyze trends in overseas research on self-regulated learning based on learning analytics, and to analyze sub-strategies of self-regulated learning and lists of data. For the analysis, 50 papers from overseas journals and conference proceedings prior to 2020 were screened. Frequency analyses are calculated by year, research context, data collection environment, research purpose, self-regulated learning strategy, and sub-factor. Sub-factors and analyzed data are then described in light of previous studies that specify sub-factors of self-regulated learning. The results indicated a steady increase in the number of studies since 2012, most of which were conducted in the context of universities. In over half of these studies, data was collected on Learning Management Systems (LMS) and Massive Open Online Courses (MOOC). With respect to research purpose, studies may be classified as learners and learning behaviors modeling, performance prediction, relationship analysis with performance results, and behavior comparison between survey and behavioral data. With respect to self-regulated learning strategy, the greatest number of papers concern metacognitive strategy, followed by behavior control strategy, cognitive control strategy, environmental control strategy, and learning strategy. Time management and self-evaluation and reflection are the most frequently analyzed sub-factors. Analyzed data were also collected to measure these factors. Based on these results above, analysis of data on the features of self-regulating learning behavior is presented and the implications for learning analysis research are suggested.

공학수업에서 학생들이 지각하는 교수전략과 학습전략 간의 관계

이성혜(Lee, Sunghye),최경애(Choi, Kyoung Ae) 한국공학교육학회 2018 공학교육연구 Vol.21 No.5

The purpose of this study was to investigate the relationship between instructional strategies applied to engineering courses and students learning strategies. As a result, students perceived that the application principle was the most applied and then the problem-centered principle was applied to engineering courses. In addition, the students showed that rehearsal strategies are the most used in courses. The most important instructional principle in this study was the problem-centered principle, and the higher the degree of application of problem-centered principle in engineering course, the students were likely to use more deep learning strategies such as elaboration and organization strategy, critical thinking strategy, and metacognitive strategy.

온라인학습환경에서 학업성취도에 영향을 미치는 자기조절학습 변인 및 학습행동 데이터 특성 탐색

이성혜 ( Sunghye Lee ),박혜진 ( Hyejin Park ),성은모 ( Eunmo Sung ) 한국교육정보미디어학회(구 한국교육정보방송학회) 2021 교육정보미디어연구 Vol.27 No.2

본 연구에서는 온라인학습환경에서 학업성취도에 영향을 미치는 자기조절학습 변인을 중심으로 자기조절학습의 수준에 따라 학습자들의 어떠한 행동특성을 보이는지를 분석하고자 하였다. 이를 위해 학업성취도에 영향을 미치는 자기조절학습 하위변인, 학업성취도에 영향을 미치는 자기조절학습 하위변인이 예측하는 온라인 학습행동, 그리고 예측된 온라인 학습행동이 학업성취도에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다. 연구결과, 학업성취도에 영향을 미치는 자기조절학습 하위변인은 시간관리 변인으로 나타났고, 시간관리 변인이 예측하는 온라인 학습행동은 총 로그인 횟수, 로그인 간격, 로그인 규칙성, e-book 학습 규칙성 등으로 나타났다. 학업성취도에 영향을 미치는 예측된 온라인 학습행동은 총 로그인 횟수, 로그인 규칙성, 그리고 e-book 간격 규칙성으로 나타났으며, 이를 시간관리 수준에 따라 행동 특성을 구체적으로 분석하였다. 시간관리 수준에 따라 행동 특성을 분석한 결과, 시간관리 수준에 따른 총 로그인 횟수는 총 로그인 횟수가 높은 집단과 낮은 집단으로 구분되어 차이가 나타났다. 시간관리 수준에 따른 로그인 규칙성에 있어서는 그 간격이 넓은 집단보다 간격이 좁은 집단이 보다 규칙적인 것으로 나타났다. 시간관리 수준에 따른 e-book 학습 규칙성에 있어서는 수준별 유의미하지 않은 것으로 나타났다. 이와 같은 연구결과를 바탕으로 학습분석 연구를 위한 시사점을 제안하였다. This study attempted to analyze the behavioral characteristics of learners according to the level of self-regulated learning, focusing on the self-regulated learning variables that influence academic achievement in the online learning environment. For this, self-regulated learning variable affecting academic achievement, online learning behavior predicted by the self-regulated learning variable that affects academic achievement, and the effect of predicted online learning behavior on academic achievement was systematically analyzed. As a result of the study, the self-regulated learning variable that affects academic achievement was a time management variable, and the online learning behavior predicted by the time management variable was the total number of logins, login intervals, login regularity, and e-book learning regularity. As a result of analyzing behavioral characteristics according to the level of time management, the total number of logins according to the level of time management was divided into a group with a high total number of logins and a group with a low total number of logins, showing a difference. In terms of login regularity according to the level of time management, the group with narrow intervals was more regular than the group with wide intervals. The e-book learning regularity according to the time management level was found to be insignificant by level. Based on these findings, implications for learning analytics research were suggested.

IPA를 활용한 STEAM 수업 설계 및 적용 요소에 대한 교사의 인식 분석

이성혜(Sunghye Lee),윤지아(Jia Yoon) 학습자중심교과교육학회 2014 학습자중심교과교육연구 Vol.14 No.9

본 연구는 STEAM 수업을 수행해 본 경험이 있는 교사들이 STEAM 수업의 개발과적용 요소의 중요성에 대해 어떻게 인식하고 있는지, 실제 이를 수행한 정도는 어떠했는지, 중요도 인식과 수행 수준은 차이가 있는지를 알아보았다. 이를 위해 STEAM 수업을 설계 및 적용하고자 하는 교사들에게 지침을 제공하기 위해 개발된 교사용 루브릭을 이용하여, 수업설계원칙, 수업활동유형, 학습목표, 수업전개과정, 평가계획의 5개의 영역과 각각의 세부 항목에 대해 교사들의 중요도 인식과 수행도를 조사하여 이를 분석하였다. 분석결과, 교사들은 STEAM 수업 설계 및 적용 활동을 중요하게 인식하는 정도에 비해 실제 수행 수준은 상대적으로 낮음을 알 수 있었다. 또한 초·중·고 학교급과, STEAM 수업 경험에 따라 STEAM 수업 설계 및 적용 의 중요도 인식 및 수행수준에 차이가 있는 것으로 나타났다. IPA 분석 결과 또한, 중요도-수행도에 대한 인식 이 초·중·고 학교급간에 차이가 있는 것으로 나타났다. This study investigated the perceptions of teachers who have some experiences in developing and implementing STEAM courses on the importance and performance of the aspects of STEAM course development. Also, the difference between the perception of the importance and theor actual performance was analyzed. For this purpose, we used a rubric which was developed to provide a guideline for teachers on STEAM course design principles, course activities, learning goals, course management, and evaluation and investigated how teachers perceived the guideline and its elements that is required for teachers to consider. The results showed that there are differences between the teachers’ perceptions of the importance and performance of the aspects of STEAM course development. Teachers’ performance level was ower than their perceptions of the importance. Also, according to teachers’ individual differences such as the school, and the prior expediences in STEAM course. IPA(Importance-Performance Analysis) also showed that the difference between teachers’ perceptions of the importance and their performance existed and we need different approaches to support STEAM education according to school level.

온라인 영재교육 프로그램에서 교수설계 및 조직화, 도전감, 학습결과 간의 관계

최경애(Choi, KyoungAe),이성혜(Lee, Sunghye) 학습자중심교과교육학회 2016 학습자중심교과교육연구 Vol.16 No.8

본 연구는 중학생 대상의 과학 온라인 영재교육 프로그램에서 교수실재감의 하위 요소 중 하나인 교수설계 및 조직화 요소와 도전감, 학습결과(지속수강의사, 학업성 취도) 간의 구조적인 관계를 밝히기 위해 실시되었다. 연구대상은 2015년도 1학기 K 대학 온라인 과학영재교육 프로그램에 참여하는 중학생 245명이었으며, 연구도구로는 교수설계 및 조직화에 의한 교수실재감은 Shea, Swan과 Pickett(2005)의 해당 부분을, 도전감은 Gentry와 Owen(2004)이 개발한 SPOCQ 도구의 도전감 관련 5개 문 항을 사용하였다. 수집된 자료는 SPSS 20.0와 AMOS 21.0을 사용하여 신뢰도 검증, 기술통계, 상관분석 및 경로분석을 실시하였다. 연구결과로는 첫째, 교수설계 및 조직화 수준에 의한 교수실재감 인식이 높을수록 학습자가 느끼는 도전감도 높은 것으로 나타났다. 둘째, 교수설계 및 조직화에 의한 교수실재감 수준이 학습결과에 미치는 직접적인 영향은 지속수강의사와는 정적인 관련이 있으나, 학업성취도와는 유의미한 관련이 없는 것으로 나타났다. 셋째, 도전감은 교수설계 및 조직화 수준과 지속 수강의사 및 학업성취도간의 관계를 모두 매개하는 것으로 나타났다. 이것은 학습자 가 구조화된 온라인 수업으로부터 도움을 받고 있다고 느낄 때 수업에 대한 도전감이 높아지며, 높아진 도전감이 궁극적으로 지속수강의사와 학업성취도 같은 학습결과에 긍정적인 영향을 미침을 의미한다. 따라서 온라인 교육프로그램을 개발할 때는 교수설계 및 구조화 수준이 높도록 설계할 필요가 있다. This study investigated a relationship among instructional design and organization as a sub-factor of teaching presence, students’ perceived challenge, and learning outcomes(persistent intention and learning achievement) in an online science gifted education program. Two hundreds and forty-two middle school students participated in the study. A survey questionnaire which was consisted of 5 items of instructional design and organization from teaching presence questionnaire(Shea, Swan, & Pickett, 2005) and 5 items of challenge from Student Perceptions of Classroom Quality(Gentry & Owen, 2004) was administered. The data were analyzed with SPSS 20.0 and AMOS 21.0. The findings of this study showed that students’ perceived instructional design and organization as a part of teaching presence were positively related to students’ perceived challenge in an online course. Also, students’ perceived instructional design and organization were positively related to persistent intention, but were not significantly related to students’ achievement. Finally, challenge mediated the relationship between students’ perceived instructional design and organization and persistent intention, and the relationship between students’ perceived instructional design and organization and students’ achievement as well. This results suggested that online program should be designed to increase the levels of instructional design and organization.

온라인학습환경에서 학업성취도에 영향을 미치는 자기조절관련 학습행동 조사: 학습분석학을 활용하여

한정윤(Jeongyun Han),이성혜(Sunghye Lee),박민서(Minseo Park),김석원(Seokwon Kim) 한국HCI학회 2020 한국HCI학회 학술대회 Vol.2020 No.2

본 연구에서는 온라인학습환경에서 자기조절학습 행동을 나타내는 변인을 추출한 후 학업성취도를 예측하는데 있어 이러한 변인의 영향력을 살펴보고자 하였다. 본 연구를 위해 K 대학의 온라인 학습관리시스템(LMS)에 저장된 학생 809 명의 데이터가 활용되었다. 수집된 LMS 데이터로부터 12 개의 자기조절 관련 학습 행동 변인을 4 개의 카테고리로 구분하여 추출하였으며, 이러한 자기조절학습 관련 행동 특성 변인이 온라인 학업성취도 예측에 미치는 영향력을 파악하기 위해 랜덤 포레스트(random forest) 알고리즘을 사용하여 분석하였다. 분석결과, 12 주 온라인 학습 과정 중 제공되었던 모든 e-book 의 학습여부를 나타내는 ‘4 분기 e-book 학습 완료 비율’이 가장 높은 중요도 순위를 차지하였다. 또한 e-book 의 학습 횟수보다 학습 참여 일 수가 더 중요한 것으로 나타났다. 전반적으로 노력 조절과 관련된 변인이 상위 중요도를 차지하였으며, 메타 인지와 관련된 변인 중에는 반복 학습과 복습 횟수가 중요하게 나타났다.

온라인 문제기반 과학 탐구과제 평가준거 개발

최경애 ( Kyoungae Choi ),이성혜 ( Sunghye Lee ),채유정 ( Yoojung Chae ) 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.5

본 연구에서는 문제기반 탐구학습으로 설계된 초등학교 및 중학교 온라인 과학 과목을 대상으로 고차적인 사고력을 평가할 수 있도록 개발된 평가문제에 대해 목표 분류학에 기반하여 평가하고자 하는 사고력을 도출하고 이를 구조화함으로써 평가준거를 개발하고자 하였다. 평가준거의 개발 과정은 다음과 같다. 먼저, 선행 연구 및 문헌분석, 전문가 타당화를 거쳐 6개의 평가요소 즉, 지식, 논리·분석적 사고, 비판적 사고, 탐구능력, 문제해결, 창의적 사고를 도출하였다. 다음으로, 평가요소의 정의, 하위 요소 및 평가 기준 등을 연구진이 수립하였고 2차에 걸친 전문가 타당화를 통해 수정, 보완하여 평가 기준안을 개발하였다. 마지막으로, 이와 같이 개발된 평가 기준안을 실제 온라인 탐구 과제 24종에 적용하여 과제별 평가 루브릭을 개발 하였으며, 이 과정에서 수정, 보완할 영역을 도출하고, 개선하여 최종 평가 기준안을 완성하였다. 본 연구에서 개발한 평가 기준안은 평가 문제가 평가하고자 하는 내용과 함께 그 문제가 요구하는 사고기능이 무엇인지 확인함으로써 내용 영역의 학습과 함께 사고기능의 개발 효과를 확인할 수 있는 평가준거가 될 것이며, 다양한 탐구 중심의 학습 방법과 과학적 사고력, 과학적 문제 해결력 등의 핵심역량을 요구하는 교육 현장에 유용하게 활용될 수 있을 것이다. The purpose of this study is to develop the evaluation criteria for students’ research reports on online science inquiry problems that promote thinking abilities. The steps of developing the evaluation criteria are as follows; First, based on previous study results and literature review, the evaluation categories of the science inquiry contents were determined: 1) knowledge, 2) logical and analytical thinking, 3) critical thinking, 4) science process skills, 5) problem-solving, and 6) creative thinking. Second, evaluation criteria are developed according to the following steps: 1) define each category, 2) identify sub-category, 3) develop evaluation criteria for all categories that could serve as guidelines in the development of scoring rubrics, and 4) expert validation processes were performed. Finally, the usability test for these evaluation categories and criteria were done by being applied to the development of real scoring rubrics for 24 problems included in e-learning contents. Then the users’ feedbacks were filed and the implications of this study were discussed.

온라인 소프트웨어 교육 학습자들의 자기주도학습 유형 분류 및 특징 분석

성은모 ( Eunmo Sung ),채유정 ( Yoojung Chae ),이성혜 ( Sunghye Lee ) 한국컴퓨터교육학회 2019 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.22 No.1

본 연구에서는 소프트웨어 교육의 효과성을 증진하기 위하여 소프트웨어 교육 학습자들의 자기주도학습 유형을 분석하고 각 유형에 따른 특징을 살펴봄으로써 보다 전략적인 소프트웨어 교육을 위한 교육적 시사점을 제공하고자 하였다. 이를 위해 K대학교에서 온라인 소프트웨어 교육과정에 참여하고 있는 중학생 429명을 대상으로 설문을 실시하고, 자기주도학습 유형을 분석하기 위해 잠재계층 분석을 실시하였다. 그 결과, 소프트웨어 교육 학습자들의 자기주도학습 유형은 ‘최고수준 자기주도학습형(계층 1)’, ‘자기 학습스타일 인식형(계층 2)’, ‘자기 학습스타일 선호형(계층 3)’, 그리고 ‘자기주도학습 부재형(계층 4)’으로 나타났다. 또한 소프트웨어 교육 학습자들의 자기주도학습 유형에 따른 소프트웨어 학업성취도 수준은 ‘최고수준 자기주도학습형(계층 1)’이 가장 높고, ‘자기 학습스타일 선호형(계층 3)’ 가장 낮은 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 바탕으로 소프트웨어 교육을 위한 시사점을 제시하였다. The purpose of this study is to analyze the self-directed learning types of software education learners and to characterize them according to each type. To do this, 429 middle school students participating in online software education at K university were surveyed and a latent class analysis to analyze self-directed learning types was conducted. As a result, the self-directed learning types of the software education learners were classified into 'highest level of self-directed learning type (class 1)', 'self learning style recognition type (class 2)', 'self learning style preference type (class 3)’, and 'lack of self-directed learning type(class 4)'. Also, the level of software learning achievement according to self-directed learning type of software education learners was found to be the highest at 'highest level of self-directed learning type (class 1)' and lowest at 'self learning style preference type (class 3)'. Based on these results, we suggested the strategic implications for software education.