글로벌 연구 동향

e-book 시스템을 활용한 수학 수업에서 고등학생의 학습 성과에 따른 학습 행동 패턴 Learning
- 2024.11.15
[원문제목] | Learning behavioral patterns of students with varying performance in a high school mathematics course using an e-book system |
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[자료출처] | Geng, X., Chen, L., Xu, Y., Ogata, H., Shimada, A., & Yamada, M. (2024). Learning behavioral patterns of students with varying performance in a high school mathematics course using an e-book system. Research & Practice in Technology Enhanced Learning, 19. |
[원문링크] | [https://kyushu-u.elsevierpure.com/en/publications/learning-behavioral-patterns-of-students-withvarying-performance] |
[키워드] | 행동 패턴, e-book 시스템, 고등학교 교육, 학습 분석, 자기주도학습, Lag 순차 분석 |
- e-book 시스템이 전통적인 교과서를 점점 대체하고 있으며, 종이 교과서에서는 제공할 수 없는 다양한 기능을 통해 새로운 학습 경험을 제공함
- e-book 시스템은 학습 과정을 지원하는 추가적인 기능을 갖추고 있으므로 자기주도학습 기능을 통해 능동적인 학습자가 되도록 도움
- 자기주도학습(Self-Regulated Learning, SRL)은 학습 목표를 계획하고, 적절한 학습 전략을 선택하며, 학습 전략을 조절하고 모니터링하는 인지적, 메타 인지적, 행동적 참여를 포함하는 능동적인 학습 과정임
- 메타인지에 중요한 계획, 피드백, 조절, 평가의 학습활동은 e-book의 기능을 통해서 가능함
- e-book 시스템은 학습과정에서 데이터를 수집할 수 있음. 이러한 학습 분석(Learning Analytics, LA)은 학생의 학습 행동패턴과 학습 과정을 파악할 수 있음
- 자기주도학습 전략이 온라인 학습 성과와 유의미한 상관관계가 있으며, 자기주도학습 전략을 잘 사용하는 학생들에게서 높은 학습 성과가 나타남. 따라서 학생이 e-book을 활용했을 때, 행동 패턴과 학습 전략을 이해하는 것이 중요함
- 선행 연구에서는 e-book과 같은 온라인 학습 환경에서 학생들의 자기주도학습을 연구하고 있지만, 행동의 연속적인 특징을 고려하지 않고, 학습 행동의 빈도만으로 분석하는 경우가 많음
- Roll과 Winne(2015)는 자기주도학습이 하나의 학습 행동이 아니라, 지속적인 학습 과정임을 주장함. 학습 행동 패턴과 학습과정을 분석할 때 시간적인 특성을 간과해서는 안 됨
- LAG 순차 분석(Lag Sequential Analysis)은 한 행동이 다른 행동 뒤에 발생할 확률이 통계적으로 유의미한지의 여부를 시간적 특성에 기반하여 분석하는 방법임. 학습 행동 빈도와 데이터를 분석하는 기존 접근법의 한계를 보완할 수 있음
연구 문제
- 본 연구는 e-book을 활용한 고등학생들의 학습 행동 패턴을 조사하고, 학습 성과가 다른 학생들 간 행동 패턴과 학습 전략의 차이를 탐구하기 위해 시간 지연 순차 분석을 사용함. 연구 질문은 다음과 같음
- 첫째, e-book 시스템을 사용하는 학생들의 학습 행동 패턴은 무엇인가?
- 둘째, 학습 성과가 다른 학생들 간 e-book 시스템을 활용한 학습 행동 패턴에는 어떤 차이가 있는가?
연구 방법 및 절차
- 일본 고등학교 학생 80명을 대상으로 7주 동안 수학 과목의 이차함수, 기하학 개념의 강의를 들으면서 e-book으로 학습하도록 함
- 본 연구에서는 BookRoll e-book 시스템이 사용되었고, 참여자들에게는 사용법을 교육하여 해당 시스템의 조작법과 기능에 익숙해지도록 함
- 연구기간 동안 교사들은 디지털 학습 자료와 교과서를 업로드했으며, 학생들은 게시된 자료를 예습 및 복습할 수 있었음
- 사전 및 사후 테스트를 통해 학습자의 수학적 지식을 평가한 후, 고득점, 중간 점수, 저득점 그룹으로 나눔. 이후 점수 변화를 바탕으로 성과 향상, 성과 변화 없음, 성과 감소 세 그룹으로 분류함
연구 결과
- BookRoll 시스템 사용 중 학생들의 학습 행동은 데이터베이스에 자동으로 저장되며, 총 22개의 학습 행동이 기록됨. LAG 순차 분석을 통해서 행동 패턴을 분석한 결과 총 304개의 패턴이 도출됨
- e-book을 활용한 검색 전략 사용은 유의미하지 않았으며, 북마크와 퀴즈 응답 기능은 모든 학생의 읽기 자료와 효과적인 상관 관계를 보이지 않았음
- e-book을 활용한 모든 학생의 학습 행동에서 암기(Rehearsal), 정교화(Elaboration) 전략 사용이 확인됨
- 학습 성과가 다른 학생들 간의 행동 차이와 학습 전략을 분석한 결과는 다음과 같음
- 학습 성과가 향상된 학생들은 더 효율적이고 효과적인 행동 패턴을 활용함
- 학습 성과가 감소한 학생들은 하이라이트를 반복적으로 추가하고 삭제하는 표면처리(Surface Processing Strategies) 전략을 사용한 반면, 성과가 향상된 학생들은 하이라이트를 추가하기 전에 자료를 읽는 깊은 처리(Deep Processing) 전략을 사용함
- 성과가 변하지 않은 학생들은 사전 학습 수준에 따라 다양한 학습 행동 패턴을 보임. 낮은 학습 수준의 학생들은 재읽기 전략을 사용한 반면, 높은 학습 수준의 학생들은 더 많은 정교화 전략을 사용함
- 연구 결과를 통해 e-book 시스템이 학생들의 학습 과정을 모니터링하고 성찰할 수 있도록 구조화된 노트 형식을 제공, 대시보드 기능 추가 등 인지적 및 메타인지 활동을 지원해야 함을 강조함