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Systematic review of predictive learning analytics using online learning engagement data
Systematic review of predictive learning analytics using online learning engagement data
Learning analytics has been effectively used to predict learning performance in online learning environments. On the basis of prediction results, instructors and administrators have made efforts to improve the quality of higher education. However, there is a concern that learning analytics does not guarantee the improvement of teaching and learning activities without an in-depth understanding of educational theory and practice. This study aims to review previous studies on predictive learning analytics (PLA) using online learning engagement data in higher education so as to explore the future direction of PLA. A total of 94 papers, published from 2011 to 2020, were reviewed in regard to (a) research trends, (b) types of online learning engagement, and (c) educational implications. The research on predictive learning analytics has increased rapidly, using the data collected from online learning environments. Nevertheless, there was lack of research analyzing online learning activities across different domains, which might limit a prediction model’s generalizability. In addition, PLA frequently used behavioral, cognitive, and social engagement data to predict learning performance, but not emotional engagement data. There were also limitations in giving prescriptive implications to educational stakeholders based on PLA results, although many studies focused on the accuracy of prediction. These findings imply that interdisciplinary research is necessary not only to predict learning performance accurately but also to interpret and use PLA results for the improvement of higher education.
[ Prediction of learning performance with online learning engagement data]
조영환, 한예진, Martin, F. (2022). Systematic review of predictive learning analytics using online learning engagement data. 교육정보미디어연구, 28(4), 903-927.
초등학교 블렌디드 러닝에서 맞춤형 학습을 위한 학습자 군집 탐색
초등학교 블렌디드 러닝에서 맞춤형 학습을 위한 학습자 군집 탐색
최근 코로나19 팬데믹으로 서로 다른 수업방법과 교육매체를 통합하는 블렌디드 러닝(blended learning)의 중요성이 초등학교에서 증가하고 있다. 블렌디드 러닝에 대한 관심이 증가하고 있지만, 교사가 학습자의 온라인 활동을 관찰하기 어렵고 학습자의 다양한 특성을 종합적으로 판단하기 어렵다는 제한점이 있다. 교사가 학습자의 요구를 쉽게 파악하고 맞춤형 학습지원을 효과적으로 제공할 수 있도록 학습자를 군집으로 구분하고 각 군집에 필요한 학습자료와 스캐폴딩을 제공할 필요가 있다. 본 연구는 블렌디드 러닝에서 온라인과 면대면 학습 데이터를 활용하여 초등학생의 군집을 탐색하고 군집 간 차이점을 비교하였다. 한 달 동안 초등학교 4학년 학생들(n=70)의 수학학습 데이터를 수집하였으며, 블렌디드 러닝에서 활용된 학습관리시스템에서 온라인 학습 데이터를 수집하고, 면대면 수업에서 수학 성취도 평가 점수와 동기, 성취정서, 자기효능감, 자기조절학습에 대한 설문조사 자료를 수집하였다. 수집된 데이터에 대한 군집분석을 실시한 결과, (1) 통합 지원이 필요한 군집, (2) 온라인 학습참여와 성적이 높은 군집, (3) 긍정정서를 가지고 있으며 자기조절학습 능력이 높은 군집으로 구분되었다. 그리고 담임교사 4명을 대상으로 학습자 군집의 유용성에 대한 면담을 실시하였다. 교사들은 군집분석 결과가 자신이 인지하지 못한 학습자들의 특성을 보여주고 학습자를 종합적으로 이해하는 것을 돕기 때문에 블렌디드 러닝에서 맞춤형 학습을 지원하는 데 유용하다고 인식했다. 향후 우리나라 학습자들의 고유한 특성을 다각도로 이해하고 다양한 학습자를 위한 맞춤형 학습환경을 개발하기 위해 군집분석을 체계적으로 실시할 필요가 있다.
[군집유형 프로파일]
이수원, 한예진, 이승민, 조영환 (2022). 초등학교 블렌디드 러닝에서 맞춤형 학습을 위한 학습자 군집 탐색 [Exploring learner clusters for personalized learning in elementary school blended learning]. 교육공학연구, 38(1), 249-271.
창의적 디지털 역량 향상을 위한 디자인 수업 설계원리 개발
창의적 디지털 역량 향상을 위한 디자인 수업 설계원리 개발
목적: 본 연구는 초등학생의 창의적 디지털 역량 수준을 진단하고 적응적으로 지원할 수 있는 디자인 수업 설계원리를 개발하고 타당성을 검증하였다.
방법: 창의적 디지털 역량 향상을 위한 디자인 수업 설계원리를 설계⋅개발연구 방법에 따라 개발하였다. 내적 타당화를 위해 4명의교육 전문가가 수업 설계원리를 검토하였고, 초등학교 6학년 1개 학급을 대상으로 디자인 수업 설계원리를 적용하여 외적 타당화를실시하였다. 수업 효과를 조사하기 위해 학습자 설문과 면담을 실시하였고 디자인 산출물을 분석하였다.
결과: 본 연구는 창의적 디지털 역량 향상을 위한 디자인 수업 설계원리 9개와 상세지침 28개를 개발했다. 초등학교 수업에 설계원리를 적용한 결과, 학생의 창의적 디지털 역량 수준, 수업에 대한 흥미, 디지털기기 활용에 대한 효능감이 유의미하게 향상되었다.
결론: 창의적 디지털 역량 향상을 위해 실제적인 문제 중심의 소프트웨어 교육을 설계하고, 학습자의 개인차를 고려한 적응적인 지원이 필요하다.
[창의적 디지털 역량 향상을 위한 디자인 수업 설계원리와 상세지침]
조규태, 한예진, 조영환 (2022). 창의적 디지털 역량 향상을 위한 디자인 수업 설계원리 개발 [Development of instructional design principles to enhance creative digital competence in design class]. 학습자중심교과교육연구, 22(7), 161-179.
초등학생의 디지털 역량과 디지털 격차에 대한 교사의 인식
초등학생의 디지털 역량과 디지털 격차에 대한 교사의 인식
본 연구는 초등학생들의 디지털 역량의 수준과 그 차이를 교사의 관점에서 이해하고, 디지털 격차가 교사의 디지털 수업 설계 및 실천에 미치는 영향을 탐색하였다. 이를 위해 디지털 역량과 디지털 교육에 관심이 있는 교사 14명을 대상으로 심층면담을 실시하였으며, 교사의 인식을 분석하기 위해 주제분석(thematic analysis)을 실시하였다. 연구결과, 교사는 초등학생의 디지털 역량이 디지털 기기와 하위 영역에 따라 다르게 나타나며, 학습자 간 디지털 격차가 존재한다고 인식하였다. 또한 학습자의 디지털 격차에는 학교 안과 밖의 디지털 교육 경험, 디지털 기기 접근성, 학부모의 태도가 영향을 미쳤다. 이러한 학습자의 디지털 격차로 인해 교사는 디지털 테크놀로지 활용 수업을 준비하고 실행하는 데 어려움을 겪으며, 수준별 수업과 모둠 수업을 통해 디지털 교육의 어려움을 극복하고자 하였다. 궁극적으로 학습자의 디지털 격차를 해소하고 디지털 역량을 향상시키기 위해 교사는 수업에 필요한 디지털 역량을 개발하고 학습자에게 유의미한 디지털 교육 경험을 제공할 필요가 있다. 더불어 학교와 교육청은 테크놀로지 기반 학습환경을 구축하고 디지털 교육을 위한 학교 제도를 개선해야 한다.
[순환적 디지털 교육 및 역량 모형]
박세진, 한예진, 조영환 (2021). 초등학생의 디지털 역량과 디지털 격차에 대한 교사의 인식 [Understanding digital competence and digital divide of elementary school students from teacher perspectives]. 학습자중심교과교육연구, 21(16), 479-492.
시각화 도구를 활용한 온라인 협력학습 과정 탐색: 디자인 과제를 중심으로
시각화 도구를 활용한 온라인 협력학습 과정 탐색: 디자인 과제를 중심으로
온라인 협력학습은 시간과 장소의 제약 없이 학습자 간의 상호작용을 촉진하는 데 효과적이다. 기존의 온라인 협력학습은 주로 말과 글을 매개로 이루어졌으나, 최근에는 디자인 과제와 같이 시각적 표상을 온라인에서 공동으로 만들고 수정해야 하는 경우가 증가하고 있다. 이러한 과제를 지원하기 위해 다양한 시각화 도구가 개발되고 있는데, 학습자가 시각화 도구를 활용하여 어떻게 협력학습에 참여하는지에 대한 심층적인 탐색이 필요하다. 본 연구에서는 동기적(synchronous) 온라인 협력학습에서 시각화 도구를 활용하여 디자인 과제를 수행하는 과정에서 나타나는 학습자 간 상호작용의 특성과 학습자가 겪는 어려움을 탐구하였다. 이를 위해 통제된 실험실 환경에서 대학생들이 3명씩 그룹을 이루어 연구에 참여하였다. 학습자 간 상호작용의 특성을 분석한 결과, 학습자 간의 대화와 시각화 도구를 활용한 과제 수행이 병렬적으로 이루어졌으며, 인지적 대화와 메타인지적 대화가 지속적으로 반복되었다. 그리고 학습자들은 시각화 도구를 활용하여 공유정신모형을 형성하였으며, 분업이 아니라 협력을 통해 디자인 과제를 수행하였다. 그렇지만 온라인 협력학습 과정에서 깊이 있는 논의가 부족하였고, 소극적인 학습자로 인해 불균등한 참여가 이루어졌다. 몇몇 학습자는 효과적인 협력학습 과정에 대한 이해가 부족하였고 디자인 산출물을 공동으로 수정하는 것에 대해 많은 부담감을 가졌다. 향후 시각화 도구를 활용한 온라인 협력학습에서 학습자의 요구를 지속적으로 점검하고 필요한 학습지원을 적시에 제공할 수 있도록 도구와 전략을 개발하는 것이 필요하다.
[시각화 도구를 활용한 온라인 협력학습 패턴]
한예진, 조영환 (2019). 시각화 도구를 활용한 온라인 협력학습 과정 탐색: 디자인 과제를 중심으로 [Exploring online collaborative learning process with a visualization tool for a design task]. 교육공학연구, 35(3), 787-816.
실제적 맥락을 적용한 중학교 과학 탐구 학습이 학습자 질문 수준에 미치는 영향
실제적 맥락을 적용한 중학교 과학 탐구 학습이 학습자 질문 수준에 미치는 영향
과학 분야에서 학습자의 질문은 과학적 탐구 과정을 시작하게 하는 중요한 요소이며, 학습내용에 대한 흥미와 동기를 불러 일으켜 학습자가 높은 인지적 성취를 이루도록 하는 데 크게 기여한다. 하지만 대부분의 학습자가 스스로 질문의 수준을 향상시키는 데 어려움을 겪기 때문에 질문 능력을 향상시키기 위한 체계적인 학습지원이 필요하다. 본 연구에서는 중학교 2학년 학생을 대상으로 실제적 맥락을 적용한 탐구 학습이 학습자의 질문 수준에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 실제적 맥락을 적용한 탐구 학습을 실시한 처치 집단을 실제적 맥락이 제공되지 않는 전통적인 방식의 탐구 학습을 실시한 통제 집단과 비교하였다. 두 집단에서 사전 질문과 사후 질문을 수집하고 신 Bloom 분류 체계를 수정하여 만든 질문 분석틀을 이용하여 분류하고 처치 집단과 통제 집단에서 질문 수준이 어떻게 변화했는지를 조사하였다. 연구 결과, 중학생의 질문 중 상당수가 개념적 지식에 관한 것이었고 인지적으로 낮은 수준에 머물러 있었다. 하지만 실제적 맥락을 적용한 탐구 학습을 수행한 처치 집단은 통제 집단에 비해 높은 수준의 질문을 상대적으로 많이 제기하였다. 이는 학습자에게 친숙하고 사실적인 실제적 맥락이 주어지면 학습자는 학습 내용을 자신의 개인적인 경험과 관련 짓고 능동적으로 탐구 학습에 참여하게 되며, 그 결과로 깊은 수준의 이해와 고차적 사고력을 요구하는 질문을 제기할 수 있게 된 것으로 해석된다. 따라서 과학 교과의 여러 영역에서 다양한 실제적 맥락을 이용하여 교수 및 학습 자료를 개발하고 수업에 적용할 수 있도록 지속적인 연구와 지원이 필요하다.
[실제적 맥락을 적용한 탐구 활동지의 일부분]
정석훈, 한예진, 모윤하, 손미현, 정대홍, 조영환 (2019). 실제적 맥락을 적용한 중학교 과학 탐구 학습이 학습자 질문 수준에 미치는 영향 [The effect of authentic contexts on learners' questioning level in science inquiry learning at middle school]. 학습자중심교과교육연구, 19(2), 1299-1323.
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