이공계열 교수의 수업 실행에서 나타난 수업 전문성과 CoRe 전략의 영향 = The Teaching Expertise and the Influence of the CoRe Strategy in Teaching Practice of Professors in College of Science-Engineering

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The professors in college of science and engineering should support instruction to satisfy the educational needs of students and to encourage students to have the ability of understanding and solving new problems by creatively using acquired knowledge. For this, the professors are required not only to develop the content of major, but also to develop pedagogical content knowledge(PCK) including the knowledge of curriculum, students, instructional strategies, assessment, and orientation to teaching. Currently, the university is conducting instructional consulting to develop the professors' teaching expertise, and through this, the professors are being checked the problems represented in class. Nevertheless, the teaching expertise of professors is still not that much high. Therefore, it is necessary to seek and provide a method for improving the professors' teaching expertise.
However, studies that have analyzed teaching practice of professors in college of science and engineering are very insufficient. Therefore, as a basic study, Study Ⅰ analyzed the professors' teaching practice based on CHAT, and Study Ⅱ analyzed the professors' level of teaching expertise based on PCK. PCK is topic-specific and may appear differently based on the professors' context or experience of teaching and learning, but it is likely to be implicitly revealed. Therefore, it is necessary to provide an instrumental framework for professors to capture and document their PCK. Content Representation(CoRe) could help professors to clarify their PCK because it provides an overview of a particular topic and how its content is conceptualized. Therefore, after using CoRe as a strategy for improving the professors' teaching expertise, Study Ⅲ analyzed the influences of the CoRe upon the teaching expertise of the professors in college of science and engineering based on PCK.
Study Ⅰ is a case study on teaching practice of the professors in college of science and engineering based on CHAT. Two professors from the college of science and engineering located in Chungcheong-do participated. After collecting their syllabi, their teaching practice were observed and semi-structured interviews were conducted. The analyses of the results revealed that both professors had difficulties due to the contradictions between the subject and other components in their activity system, and they solved these contradictions in different ways. In the case of Professor A, his orientation to teaching and the assessment system that emphasized research rather than teaching contradicted with each other. He searched alternatives to improve his instruction through participating in programs such as instructional consulting or a community between professors. In addition, his orientation to teaching, the level of students required by society, and the level of actual ability of the students contradicted with each other. He applied instructional strategy in which lecture and seminar style were combined, and provided feedback. Professor B had a contradiction between his orientation to teaching and the lack of ability of the students. In order to resolve this, he taught a class in which questioning and problem solving activities were included. As he taught a class not directly related to his discipline, he had a challenge of understanding content. He complemented this challenge with learning through another textbooks or internet. Both professors commonly encountered contradiction related to students' abilities, and used strategies to resolve it. At this time, the extent of providing opportunities to students' participation was different between two professors. Meanwhile, both professors preferred to continue their own strategies, because they observed positive changes in students' learning. In other words, the success experiences of two professors influenced to their teaching practice.
Study Ⅱ is a case study on the level of teaching expertise of the professors in college of science and engineering, and their teaching expertise were analyzed based on PCK. Two professors from the college of science and engineering located in Chungcheong-do participated. After collecting their syllabi, their classes were observed and semi-structured interviews were conducted before and after the classes. As a result, both professors' orientation to teaching was not only related to learning content knowledge, but also developing job competencies or communication skills. Their orientations were transformed according to the educational situation. After establishing the final learning goals, the professors organized weekly plan by listing the topics. However, they were unaware that the goals of each topic should be presented in detail in the class. Also, one of them presented a lack of directly understanding of the students' prior knowledge and showed low specific understanding of what aspects of the topics make students difficult to learn. In addition, both professors applied various teaching strategies such as giving examples, questioning, and problem solving, but the extent of students' participation was not enough in the process of teaching. In the aspect of assessment, the professors had low understanding in students' achievement or feedback. These results suggest that there is a need to find and provide strategies that can help the professors' teaching practice. Accordingly, a study was conducted that using CoRe to the professors, an instrumental framework for capturing and documenting PCK.
Study Ⅲ analyzed the influence of instructional design using CoRe on teaching expertise of professors in college of science and engineering based on PCK. Three professors from the college of science and engineering located in Chungcheong-do participated. After collecting their syllabi and observing teaching practice, an orientation was conducted. Thereafter, CoRes written by the professor were collected twice, and based on this, the professors' teaching practice were observed, and semi-structured interviews were conducted. As a result, through instructional design using CoRe, the professors tried to not only clarify the learning objectives and the characteristics of students but also reflect them in their teaching practice. In addition, they established the teaching strategies according to the characteristics of contents in the unit. As they recognized the necessity of understanding students' achievement, they selected the assessment methods and applied them in the teaching practice. In some cases, they have more concretely considered the role of the professors to motivate students through CoRe. These results show that the instructional design using CoRe could have a positive effect on improving the professors' teaching expertise.
However, there was a point in which the influence of using CoRe was limited, as the improvement of the professors' perception did not always lead to a improvement of the teaching expertise. The professors lacked presenting learning objectives specifically and explained students' misconceptions without inducing new concepts. They also presented a shortage of considering students' prior knowledge. They lacked providing students with an opportunity to participate in class, and in some cases, their assessment methods were not effective. Therefore, if a way to complement these limitations is sought and utilized, the effect of using CoRe in higher education could be enhanced. Based on the results of the above research, we discussed the way of complementing and utilizing CoRe to develop the professors' teaching expertise.

국문 초록 (Abstract)

이공계열 교수는 학생의 교육적 요구를 만족시키고, 습득한 지식과 기술을 창의적으로 활용하여 새로운 문제를 이해하고 해결하는 능력을 갖출 수 있도록 교육을 지원해야 한다. 이를 위해 교수는 전공 내용에 대한 지식뿐만 아니라 교육과정에 관한 지식, 학생에 관한 지식, 교수전략에 관한 지식, 평가에 관한 지식, 교수에 대한 지향 등을 포함하는 교과교육학 지식(pedagogical content knowledge; PCK)을 가져야 한다. 현재 대학에서는 교수의 수업 전문성을 높이기 위해 수업 컨설팅을 실시하고 있으며, 이를 통해 교수는 자신의 수업에서 나타나는 문제점들을 점검받고 있다. 그럼에도 교수의 수업 전문성은 여전히 부족한 점이 적지 않은 것으로 나타났다. 따라서 교수의 수업 전문성 향상 방안을 모색하여 이를 제공할 필요가 있다.
그러나 지금까지 이공계열 교수의 수업을 심층적으로 분석한 연구는 매우 부족하므로, 교수의 수업 실행 상황을 조사하는 연구가 선행되어야 한다. 이에 기초 연구로, 이공계열 교수의 수업 실행 과정을 CHAT 측면에서 분석하고(연구 Ⅰ), 이공계열 교수의 수업 전문성 수준을 PCK 측면에서 분석하였다(연구 Ⅱ). PCK는 주제 특이적인 성격을 가지며 교수학습 맥락이나 경험에 따라 다르게 나타날 수 있지만, 암묵적으로 드러날 가능성이 높다. 따라서 교수가 자신의 PCK를 포착하고 문서화할 수 있도록 도구를 제공해야 한다. CoRe(Content Representation)는 특정 주제와 그 내용을 개념화하는 방식에 대한 개요를 제공하므로 교수의 PCK를 명료화하는 데 도움을 줄 수 있다. 이에 교수의 수업 전문성 향상 전략으로 CoRe를 활용한 후 이공계열 교수의 수업 전문성에 미치는 영향을 PCK 측면에서 분석하였다(연구 Ⅲ).
연구 Ⅰ에서는 사례연구를 통해 이공계열 교수의 수업 실행을 CHAT 측면에서 분석하였다. 이를 위해 충청도 소재의 대학교에 재직 중인 이공계열 교수 2명을 선정한 후, 교수의 수업을 관찰하고 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 두 교수는 주체 요소와 자신의 활동체계를 구성하는 요소들 사이에 다양한 모순을 경험하였으며, 각자 다른 방식으로 이 모순을 해결하였다. 교수 A의 경우, 자신의 교육관과 교육보다 연구를 강조하는 교수 평가 정책이 서로 충돌하여 갈등을 일으켰고, 수업 컨설팅과 같은 프로그램이나 교수 사이의 공동체 참여를 통해 수업 개선을 위한 대안을 마련하였다. 또한 교수 A의 교육관과 사회에서 요구하는 학생의 수준, 그리고 학생의 실제 능력 수준이 서로 충돌하여 모순을 일으키기도 하였다. 이에 교수 A는 강의식과 세미나식이 혼용된 수업 방식을 적용하였고, 수업 발표 전 피드백을 제공하였다. 교수 B는 자신의 교육관과 주입식의 학습 환경으로 인한 학생의 능력 부족 사이에서 모순을 경험하였고, 이를 해결하기 위해 질의응답이나 문제 풀이 활동 등을 추가한 강의식 수업을 진행하였다. 또한 교수 B는 세부 전공과 직접적으로 관련 없는 수업을 담당하여 내용 지식을 이해하는 데 어려움을 겪기도 하였고, 부교재나 인터넷을 활용한 추가 학습으로 이를 보완하였다. 교수 A와 B는 공통적으로 학생의 능력과 관련된 모순을 경험하였고, 이를 해결하기 위해 다양한 전략을 활용하였다. 이때 교수 A와 B가 학생의 참여를 요구하는 정도는 차이를 보였다. 한편 두 교수는 모두 현재의 수업 방식을 지속하고자 하였는데, 학생으로부터 변화를 관찰하였기 때문이다. 즉 두 교수의 수업에 대한 성공 경험은 교수가 지향하는 수업을 실행하는 데 추진력을 제공하였다.
연구 Ⅱ는 이공계열 교수의 수업 전문성 수준에 대한 사례연구로, 그들의 수업 전문성을 PCK 측면에서 분석하였다. 충청도 소재 대학교에 재직 중인 이공계열 교수 2명이 연구에 참여하였다. 교수의 강의 계획서를 수집하고, 수업을 관찰하였으며, 수업 전후에 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, 두 교수는 전공 지식을 배우는 것뿐만 아니라 실무 역량이나 의사소통 능력을 함양하는 것에 대한 교수 지향을 나타냈으며 이는 교육적인 상황에 따라 변형되기도 하였다. 두 교수는 최종적인 학습목표를 설정한 후 학습 주제를 제시하는 방식으로 주차별 수업을 계획하였으나 학생이 달성해야 할 목표를 구체적으로 제시하지 않았다. 학생의 사전 지식수준을 실제적으로 파악하거나 학생이 해당 주제의 어떤 측면에 어려움을 겪는지 구체적으로 이해하는 모습은 미흡하였다. 또한 두 교수는 예시, 질의응답, 문제풀이 등의 다양한 교수전략을 적용했으나 교수 실행 과정에서 학생의 참여가 유의미하게 발현되는 정도는 부족하였다. 평가 측면에서는 학생의 성취도를 확인하는 과정이나 피드백이 미비한 모습을 보였다. 이는 교수가 수업을 설계하는 데 실질적으로 도움을 줄 수 있는 방안을 모색하여 제공할 필요가 있음을 시사한다. 이에 PCK를 포착하고 문서화하기 위한 도구인 CoRe를 교수에게 적용한 연구를 진행하였다.
연구 Ⅲ은 CoRe를 활용한 수업 설계가 이공계열 교수의 수업 전문성에 미치는 영향을 PCK의 측면에서 분석하였다. 충청도 소재의 대학교에 재직 중인 이공계열 교수 3명이 연구에 참여하였다. 강의 계획서를 수집하고 교수의 수업을 관찰한 후, 오리엔테이션을 진행하였다. 이후 두 차례에 걸쳐 교수가 작성한 CoRe를 수집하고 이를 바탕으로 교수가 실행한 수업을 관찰하였으며, 반구조화된 면담을 실시하였다. 연구 결과, CoRe를 활용한 수업 설계를 통해 교수들은 학습목표와 학생이 겪는 어려움, 오개념, 사전 지식, 흥미와 동기 등 학생의 특성을 명료화하고, 이를 수업에 반영하고자 노력하였다. 또한 단원에서 다루는 내용의 특성에 따른 교수전략을 수립하였으며, 학생의 이해 수준을 파악하는 것의 필요성을 인식함에 따라 평가 방법을 선정하고 이를 수업에서 활용하였다. 학생의 동기를 유발하기 위한 교수의 역할을 보다 명료화하는 경우도 나타났다. 이상의 결과는 CoRe를 활용한 수업 설계가 교수의 수업 전문성 향상에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 따라서 CoRe를 적극 활용한다면 교수의 수업 전문성 수준 향상과 이에 따른 수업 개선에 기여할 수 있을 것이다.
그러나 교수의 인식 개선이 수업 전문성 수준의 실질적인 향상으로 항상 이어지지는 않아 CoRe의 효과가 제한적으로 나타난 점도 있었다. 교수들은 학습할 주제를 간략하게 소개할 뿐 학습목표를 명시적으로 제시하는 모습은 부족하였고, 교수가 학생의 오개념을 교수 중심으로 설명하는 것에 그쳐 새로운 개념을 유도하는 수업 구성은 미흡하였다. 또한 교수는 학생의 사전 지식을 고려하거나 학생이 수업에 참여할 기회를 제공하는 것이 부족하였으며, 교수가 선정한 평가 방법이 효과적으로 이루어지지 않는 경우도 있었다. 따라서 이러한 제한점을 보완하기 위한 방안을 모색하여 활용한다면 고등 교육에서의 CoRe 효과를 보다 높일 수 있을 것이다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 교수의 수업 전문성 향상을 위한 CoRe 전략의 보완 및 활용 방안을 논의하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장. 서 론 1
• 1. 연구 배경과 목적 1
• 2. 연구 내용 7
• 3. 연구의 제한점 8
• 4. 용어의 정의 9
• 제 2 장. 이론적 배경 및 선행 연구 11
• 1. CHAT(cultural historical activity theory) 11
• 1.1 CHAT의 개념과 구성 요소 11
• (1) CHAT의 개념 11
• (2) CHAT의 구성 요소 14
• 1.2 교수의 사회문화적 특징 16
• 1.3 CHAT와 관련된 선행 연구 18
• 2. PCK(pedagogical content knowledge) 27
• 2.1 PCK의 개념과 구성 요소 27
• (1) PCK의 개념 27
• (2) PCK의 구성 요소 29
• 2.2 교수의 환경적 특징 36
• 2.3 PCK와 관련된 선행 연구 38
• 2.4 PCK와 CHAT의 관계 41
• 3. PCK 향상을 위한 문서화
• 3.1 CoRe(content representation) 44
• 3.2 PaP-eRs(pedagogical and professional experience repertoires) 48
• 3.3 교수를 위한 CoRe 전략의 활용 가능성 49
• 4. 이공계열 교수의 수업 전문성 56
• 4.1 대학 수업의 실태와 인식 56
• (1) 대학 수업의 실태 56
• (2) 수업에 대한 교수의 인식 58
• 4.2 교수를 위한 컨설팅 프로그램 61
• 제 3 장. 이공계열 교수의 수업 실행에 대한 CHAT 측면에서의 이해 (연구 I) 65
• 1. 서 론 65
• 2. 연구 방법 67
• 2.1 연구 참여자 67
• 2.2 연구 절차 67
• 2.3 분석 방법 68
• 3. 연구 결과 및 논의 70
• 3.1 교수 A의 수업 실행에 대한 활동체계 구성 요소 분석 70
• (1) 주체 70
• (2) 객체 71
• (3) 공동체 73
• (4) 규칙 74
• (5) 분업 76
• (6) 도구 77
• 3.2 교수 B의 수업 실행에 대한 활동체계 구성 요소 분석 79
• (1) 주체 79
• (2) 객체 80
• (3) 공동체 81
• (4) 규칙 82
• (5) 분업 84
• (6) 도구 85
• 3.3 활동체계를 구성하는 요소 간의 모순과 해결과정 88
• (1) 교수 A 활동체계에서의 모순과 해결과정 88
• (2) 교수 B 활동체계에서의 모순과 해결과정 92
• (3) 교수 A와 B의 해결과정 비교 94
• 4. 요약 및 제언 96
• 제 4 장. 이공계열 교수의 수업 전문성에 대한 PCK 측면에서의 사례 연구 (연구 II) 98
• 1. 서 론 98
• 2. 연구 방법 101
• 2.1 연구 참여자 101
• 2.2 연구 절차 102
• 2.3 분석 방법 103
• 3. 연구 결과 및 논의 106
• 3.1 교수에 대한 지향 106
• 3.2 교육과정에 관한 지식 108
• 3.3 학생에 관한 지식 110
• 3.4 교수전략에 관한 지식 113
• 3.5 평가에 관한 지식 116
• 4. 요약 및 제언 119
• 제 5 장. CoRe를 활용한 수업 설계가 이공계열 교수의 수업 전문성에 미치는 영향 (연구 III) 122
• 1. 서 론 122
• 2. 연구 방법 125
• 2.1 연구 참여자 및 연구의 맥락 125
• 2.2 연구 절차 126
• 2.3 오리엔테이션 128
• 2.4 분석 방법 130
• 3. 연구 결과 및 논의 131
• 3.1 교육과정에 관한 지식의 변화 131
• 3.2 학생에 관한 지식의 변화 133
• (1) 학생이 겪는 어려움 측면에서의 변화 134
• (2) 오개념 측면에서의 변화 136
• (3) 사전 지식 측면에서의 변화 139
• (4) 학생의 흥미와 동기 측면에서의 변화 141
• 3.3 전략에 관한 지식의 변화 144
• 3.4 평가에 관한 지식의 변화 147
• 3.5 교수에 대한 지향의 변화 150
• 4. 요약 및 제언 153
• 제 6 장. 결론 및 제언 155
• 1. 연구의 요약 155
• 2. 결론 및 제언 159
• 3. 추후 연구 과제 162
• 참 고 문 헌 164
• 부 록 181
• ABSTRACT 193

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