디지털교과서를 위한 인지적 스캐폴딩 설계 모형 및 프로토타입 개발 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 디지털교과서 개선을 위한 인지적 스캐폴딩 설계원리를 개발하고, 이를 실제 디지털교과서 프로그램에 적용하여 그 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위해 두 단계의 연구를 실행하였다..

첫째, 현재 사용되고있는 초등학교 수학과 디지털교과서를 분석하고, 학습자들이 디지털교과서를 이용하여 하습하는 과정을 관찰하여 디지털교과서를 사용하면서 겪는 문제점과 어려움을 분석하였다. 이러한 관찰 결과와 문헌조사를 통해 수학과 디지털교과서를 위한 스캐폴딩 설계를 위한 가이드라인을 개발하였다.

둘째, 개발된 스캐폴딩 설계 가이드라인을 적용하여 수학과 디지털교과서 프로그램을 개발한 후 그 효과를 검증하였다. 효과 검증을 위해 실험 집단과 통제 집단으로 학생들을 분류한 후 디지털교과서를 사용한 자율학습 후 학습 성취도를 검사하였다. 학생들은 실험 전 사전검사를 받았고 학습이 끝난 후 사후검사를 받았다.

실험 결과 인지적 스캐폴딩 설계 전략을 적용한 실험 집단이 기존의 프로그램을 사용한 통제집단보다 높은 학업 성취도를 보였다. 또한 프로그램의 사용성에 대한 설문조사를 한 결과 전체적으로 실험 집단이 통제집단 보다 '효율성'의 측면에서 통계적으로 유의미한 높은 점수를 보였다. 이는 인지적 스캐폴딩을 적용한 프로그램이 학습의 효과성과 효율성을 높이는데 도움이 되었음을 시사한다. 또한 이러한 연구 결과는 인지적 스캐폴딩 설계 가이드를 적용함으로써 디지털교과서의 질을 개선하고, 학습자들의 학습 효과를 도와줄 수 있음을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to find a way to improve digital textbooks for self-learning by applying cognitive scaffolding designs to an elementary math digital textbook and examining the effectiveness of the system. For this, this study was conducted in two steps. First, a framework for scaffolding design was made by examining the problems and difficulties when students use a Mathematics digital textbook. Second, after the digital textbook was revised by applying the scaffolding design frameworks, the effectiveness of the scaffolding framework was examined by comparing students’ achievement levels in an experimental group and those in a control group.
Students were divided into two groups of an experimental group and a control group. The students in the experimental group studied with the revised version of the digital textbook and the control group studied with the original version of the digital textbook.
The result revealed that the students who used revised program (to which design strategies for scaffolding were applied) showed higher levels of achievement than those with the original version. In addition, students in the experimental group in general showed higher scores in the usability survey which consisted of four sub-categories such as ‘effectiveness’, ‘efficiency’, ‘satisfaction’, and ‘accessibility’. There was a statistically significant effect on ‘efficiency’. These results implied that scaffolding strategies were effective for Mathematics learning through the use of an elementary digital textbook.