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디지털교과서를 위한 인지적 스캐폴딩 설계 원리 개발: 6학년 수학 분수단원을 중심으로

Development of cognitive scaffolding design principles for digital textbook: Focused on the Fraction of the 6th grade Mathematics

엄미리|허혜자|최정임
한국교육방법학회 (The Korean Journal Of Educational Methodology Studies)|2011.02|교육방법연구 (The Korean Journal of Educational Methodology Studies)|제23권 제1호|pp. 31-62|DOI 10.17927/tkjems.2011.23.1.31

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디지털교과서초등수학Elementary MathematicsDigital textbook디지털교과서 설계스캐폴딩 설계인지적 스캐폴딩Digital textbook designScaffolding designCognitive scaffolding
주제분류교육학

초록

본 연구는 학습자들이 수학과 디지털교과서를 이용해 자기주도적 학습을 할 때 겪는 어려움과 문제점들을 분석하고 디지털교과서를 위한 인지적 스캐폴딩 설계 원리를 도출하기 위한 목적으로 실행되었다. 두 학교에서 선발된 18명의 초등학교 6학년 학생들이 실험에 참가하였다. 학생들은 사전 검사를 통해 상, 중, 하의 세 수준으로 나뉘어졌으며, 각 그룹에서 3명씩 선발되었다. 학생들은 ‘분수의 나눗셈’에 대한 1, 2차시를 자기주도적으로 학습하였다. 학생들은 학습을 진행하는 동안 자신의 생각이나 느낌을 말로 표현하도록(think aloud) 요구되었다. 연구자들은 학습자들의 학습을 관찰하고 학습 진행에 필요시 도움을 제공하였다. 학생들의 학습 과정은 비디오로 녹화되었다. 학습이 끝난 후에는 학습 내용에 대한 이해도를 점검하기 위한 사후검사가 실시되었으며, 이후 학생들이 디지털교과서로 학습하면서 느낀점, 바라는 점, 학습과정에서 겪은 어려움 등에 대한 면접이 실시되었다. 면접 과정도 비디오로 녹화되었으며, 모든 비디오 자료는 스크립트로 작성하고, NVIVO 8.0을 이용하여 분석하였다. 실험 결과 대부분의 학생들이 수학과 디지털교과서를 사용하여 자기주도적 학습을 할 때 어려움을 경험했다. 실험에서 나타난 문제점은 수학교과서와 관련된 문제와 디지털교과서 설계상의 문제로 분류하였고, 각 영역에서 나타난 세부적인 문제를 기술하였다. 이를 기초로 문제점들을 해결하기 위한 인지적 스캐폴딩 설계 원리를 제시하였다.

Abstract

This study attempted to examine students’ problems and difficulties when they use a Mathematics digital textbook for self-directed learning and to develop the design principles of cognitive scaffolding for the Mathematics digital textbook. Eighteen elementary students participated in this study. Students were selected from three different levels (high, middle, low) in two different schools. Students learned 2 lessons for two days. Researchers observed and videotaped students’ self-learning with a Mathematical digital textbook. Students were asked to think aloud their thoughts and feelings during their learning process. The students were received posttests and interviewed after each learning. They were asked about the problems and difficulties of learning with digital textbooks. All the data from the videotape was transcribed and analyzed by NVIVO 8.0. The result showed that most students experienced the difficulties for their learning with the Mathematics digital textbook due to the problems with mathematics textbook itself and the problems with the digital textbook. The problems and difficulties were described in several categories and design principles for scaffolding for the digital textbook were presented.

참고문헌 (60)

  1. 강이철, "Vygotsky의 중재전략을 반영한 수업사상별 비계활용 방안", 교육공학연구, 20(3), pp.19~49 (2004), 한국교육공학회
  2. , 2007
  3. 교육과학기술부, "미래교육에 대비한 디지털교과서 개발", 2008년 한국교육정보미디어 춘계학술대회 발표자료 (2008)
  4. 김경미, "초등학생들이 분수의 나눗셈에서 보이는 반복적 오류 분석", 한국수학교육학회지 시리즈 C 초등수학교육, 11(1), pp.1~19 (2008)
  5. 김동식, "CSCL에서 스캐폴딩의 유형이 공유 정신 모형에 미치는 영향", 교육공학연구, 22(1), pp.1~34 (2006), 한국교육공학회
  6. 김민경, "초등학생의 분수 이해 분석 - 6학년의 분수 개념 및 분수 나눗셈을 중심으로 -", 한국학교수학회논문집, 12(2), pp.151~170 (2009), 한국학교수학회
  7. 류지헌, "초등학교 수학용 디지털교과서가 성별 및 적용환경에 따라 학업성취와 매체인식에 미치는 영향", 교육공학연구, 24(3), pp.53~83 (2008), 한국교육공학회
  8. 박선화, "수학적 극한 개념의 이해에 관한 연구", 박사, pp.1998
  9. 박형성, "e-러닝에서 스캐폴딩 제시방법과 인지양식이 문제해결과정에 미치는 효과", 학습자중심교과교육연구, 8(1), pp.257~280 (2008), 학습자중심교과교육학회
  10. 방정숙, "사례 연구를 통한 분수 나눗셈의 연산 감각 분석", 학교수학, 11(1), pp.71~91 (2009), 대한수학교육학회
  11. 변호승, "전자교과서 프로토타입 개발 연구", 교육공학연구, 22(4), pp.217~240 (2006), 한국교육공학회
  12. 디지털교과서 효과성 측정 연구, "변호승", 한국교육학술정보원, ~, pp.연구보고서 CR 2008-13 (2008)
  13. 사공미경, "웹기반 프로젝트 학습에서 학습자의 내외향성과 교사의 스캐폴딩 유형에 따른 학업 성취도와 학습 참여도의 차이", 석사, pp.2008
  14. 전자교과서의 개발 및 적용을 위한 실행 방안 구체화 연구, "손병길", 한국 교과서연구재단, ~ (2001)
  15. 2004년 전자교과서 학교 시험 적용 결과 분석 연구, "손병길", 한국교육학술정보원, ~ (2004)
  16. 디지털 교과서 활용에 따른 학습자 측면의 효과성 연구, "송해덕", 서울시교육청, ~, pp.연구보고서 2008-38 (2008)
  17. 우정호, "수학교육학개론" (1984), 서울대학출판부
  18. 유연진, "초등수학 문제해결 활동에서 나타나는 아동 간 스캐폴딩 과정 분석", 한국초등수학교육학회지, 13(1), pp.75~95 (2009), 한국초등수학교육학회
  19. 윤희태, "초등학생들의 기초계산 오류에 대한 분석적 연구: 곱셈과 나눗셈을 중심으로", 석사, pp.2002
  20. 디지털교과서 활용 교수 학습 방법 연구, "임정훈", 한국교육학술정보원, ~, pp.연구보고서 CR 2008-1 (2008)
  21. 임재훈, "분수 나눗셈 알고리즘 도입 방법 연구: 남북한, 중국, 일본의 초등학교 수학 교과서의 내용 비교를 중심으로", 학교수학, 7(2), pp.103~121 (2005), 대한수학교육학회
  22. 전평국, "분수 나눗셈의 개념적 이해를 위한 관련 지식의 연결 관계 분석", 수학교육논문집, 15, pp.71~76 (2003)
  23. 전자교과서의 편찬 및 검정 방안에 관한 연구, "조난심", 교육과정평가원, ~ (2000)
  24. 최순옥, "비계설정을 통한 수학 교수-학습에 대한 연구", 수학교육학연구, 15(1), pp.57~74 (2005), 대한수학교육학회
  25. 최지선, "중등학교 수학 학습에서 나타나는 오개념에 대한 고찰", 석사, pp.2003
  26. 한국교육학술정보원, "특집 미래 교육을 선도하는 디지털 교과서, In 2007 교육정보화 백서", pp.1~15 (2007)
  27. 2008년 디지털교과서 효과성 측정 연구, "한국교육학술정보원", ~, pp.연구보고 CR 2008-13 (2008)
  28. 한은숙, "Vygotsky 이론에 의한 성인과 유아의 상호작용과 유아의 문제해결과의 관계", 박사, pp.1996
  29. Azevedo, R., "Scaffolding self-regulated learning and metacognition implications for the design of computer based scaffolds", Instruction Science, 33(5), pp.367~379 (2005)
  30. Azevedo, R., "Why is externally- facilitated regulated learning more effective than self-regulated learning with hypermedia", Educational Technology Research Development, 56, pp.45~72 (2008)
  31. Ashlock, R. B., "Error Patterns in computation: using error patterns to improve instruction, 9th" (2006), Merrill Orentice Hall
  32. Bell, P., "Designing Mildred: Scaffolding students' reflection and argumentation using a cognitive software guide", Proceedings of Instructional Conference of the Learning Science, pp.142~149 (2000)
  33. Belland, B. R., "A scaffolding framework to support the construction of evidence-based arguments among middle school students", ETR&D, 56, pp.401~422 (2008)
  34. Bitter, G. G., "Mathematics methods for the elementary and middle school" (1989), Allyn and Bacon
  35. Blanton, M., "The nature of scaffolding in undergraduates transition to formal proof", Proceedings of the 27th Conference of the International Group for the Psychology of Mathematics Education, 통권 : 2, pp.113~120 (2003)
  36. Boyer, K. E., "Balancing cognitive and motivational scaffolding in tutorial dialogue", Proceedings of the 9th International Conference on Intelligent Tutoring Systems, pp.239~249 (2008)
  37. Brown, A. L., "Guided, cooperative learning and individual knowledge, In Knowing, learning, and instruction: Essays in honor of Robert Glaser acquisition", pp.393~444 (1989), Erlbaum
  38. Cognitive apprenticeship and instructional technology, "Collins, A.", BBN Laboratories, ~, pp.Technical report No. 6899 (1988)
  39. Design issues for learning environments, "Collins, A.", Northwestern University, Center for Technology in Education, ~, pp.Technical report No. 27 (1993)
  40. "Scaffolding the development of skills in the design process for educational media through hyperlinked units of learning material (ULMs) Internal report" (1996)[URL]
  41. Fernandez, G., "Cognitive scaffolding for a Web-based adaptive learning environment", Advances in web-based learning, 2783, pp.12~20 (2003)
  42. Gerjets, P., "Information comparisons in example-based hypermedia environments: supporting learners with processing prompts and an interactive comparison tool", ETR& D, 56(2), pp.73~92 (2008)
  43. Greenfield, P. M., "Mind and media: The effects of television, video games and computers" (1984), Harvard University Press
  44. Hannafin, M. J., "Student-centered learning environments, In Instructional-design theories and models: A new paradigm of instructional theory (Vol. II)", pp.115~140 (1999), Erlbaum
  45. Hill, J., "Teaching and learning in digital environments: The resurgence of resource-based learning", ETR&D, 49(3), pp.37~52 (2001)
  46. Jackson, S. L., "The Design of Guided Learner-Adaptable Scaffolding in Interactive Learning Environments", In Proceedings of CHI 1998, pp.18~23 (1998)
  47. Lawrence, B. F., "Teaching practices that provide cognitive scaffolding for classroom inquiry" (1998)
  48. Ma, L., "Knowing and teaching elementary mathematics" (1999), Lawrence Erlbaum Associates
  49. Metcalf, S. J., "Model-It: A Design Retrospective, In Innovations in Science and Mathematics Education: Advanced Design for Technologies of Learning", pp.77~115 (2000), Erlbaum Assoc
  50. Puntambekar, S., "Tools for Scaffolding Students in a Complex Learning Environment: What Have We Gained and What Have We Missed", Educational Psychologist, 40(1), pp.1~12 (2005)
  51. Quintana, C., "A case study to distill structural scaffolding guidelines for scaffolded software environments", CHI, 4(1), pp.81~88 (2002)
  52. 크라직, "A scaffolding design framework for software to support science inquiry", JOURNAL OF THE LEARNING SCIENCES, 13(3), pp.337~386, LAWRENCE ERLBAUM ASSOC INC
  53. "Teaching Every Student in the Digital Age: Universal Design for Learning" (2002)[URL]
  54. Skemp, R. R., "The psychology of learning mathematics" (1987), Lawrence Erlbaum Asso
  55. Shapiro, A. M., "Hypermedia design as learner scaffolding", ETR & D, 56(2), pp.29~44 (2008)
  56. Wang, F., "Scaffolding preservice teachers’ WebQuest design: a qualitative study", Journal of Computer Higher Education, 21, pp.218~234 (2009)
  57. Whitehead, A. N., "수학의 이해" (1990), 고려대학교 출판부
  58. Winnips, K., "Applications and categorization of software-based scaffolding", Proceedings of World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications 2000, pp.1798~1799 (2000), AACE
  59. Wood, D. J., "The role of tutoring in problem solving", Journal of Child Psychology and Psychiatry, 17, pp.89~100 (1976)
  60. Young, A. C., "Higher-order learning and thinking: What is it and how is it taught", Educational technology Journal, 37(4), pp.38~41 (1997)

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