온라인 문제기반학습에서의 학습행태 분석: 학습분석 기법을 적용하여 document_id A220623168537

본 연구는 온라인 문제기반학습에서 학습자의 학습행태에 따른 학습유형을 파악하고 각 학습유형의 특징을 조사하여 효과적인 온라인 문제기반학습 설계를 위한 시사점을 도출하기 위해 수행되었다. 본 연구를 위해 6주 동안 K대학에서 운영된 문제기반학습 프로그램에 참여한 1,341명의 초·중학생의 온라인 활동 데이터가 수집되었고, 이를 통하여 학습자들의 학습행태를 나타내는 48개의 변인이 추출되었다. 추출된 변인은 학습자들의 학습유형을 구분하기 위한 계층적 군집분석 기법에 활용되었으며, 구분된 학습유형에 따라 학습행태와 학업성취도 측면에서 어떠한 차이가 있는지 비교·분석하였다. 그 결과, 학습자의 온라인 학습유형은 학습참여 수준에 따라 ‘고수준 학습참여형’, ‘중수준 학습참여형’, ‘저수준 학습참여형’으로 구분되었다. 또한, 학습참여 수준이 높은 군집이 높은 학업성취도를 얻은 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 바탕으로 온라인 문제기반학습을 효과적으로 설계·운영하기 위한 시사점을 제시하였다. 학습분석 방법을 적용하여 다양한 학습의 맥락에서 학습자의 학습행태를 이해하고자 하는 시도들이 이루어지는 가운데, 본 연구에서는 온라인 PBL 상황에서 학습자들이 문제탐색, 개념학습, 문제해결의 3단계로 이루어진 e-Book 콘텐츠를 어떻게 학습하는지 알아보았다. 이를 위해 문제탐색, 개념학습, 문제해결 각 단계에 대한 학습일수, 학습횟수, 단계별 건너뛰기, 반복, 복습횟수 등을 변인으로 투입하여 군집분석을 실시하였다. 분석결과 학습자의 참여수준에 따라 총 3개의 학습유형이 나타났다. 고수준 학습참여형은 학습기간, 학습일수, 학습횟수 모든 면에서 참여 시간과 빈도가 모두 높게 나타난 유형이며, 저수준 학습참여형은 가장 낮게 나타난 유형이었다. 이러한 차이는 3개의 군집 간에 모두 유의미하게 나타났다. 각 학습유형의 PBL 참여 행태를 살펴보면, PBL 모듈 1을 제외하고는 세 유형 모두 개념학습에 대체로 가장 많은 참여를 보였는데, 이는 학습자들이 제시된 문제를 이해하고 해결하기 위해 필요한 개념학습에 대체로 가장 많은 시간을 사용하고 있음을 보여주는 것이라 할 수 있다. 학습참여 수준 간에 뚜렷한 군집화가 나타났음에도 불구하고 PBL에서 각 요소별 학습 순서는 건너뛰는 경향이 거의 없이 순차적으로 학습이 이루어짐을 보여주었다. 유형별로 건너뛰기 경향은 학습참여 수준이 높을수록 낮았으며, 저수준 참여유형 집단의 경우 고, 중수준 참여유형에 비해 건너뛰기 횟수가 유의미하게 많은 것으로 나타났다. PBL 단계 간에 학습참여 행태를 살펴보면 앞서 학습일수 및 횟수와 마찬가지로 모듈 1을 제외하고는 전반적으로 모든 군집에서 개념학습 단계에 대한 반복학습이 문제탐색이나 문제해결 단계보다 높게 나타났다. 그리고 군집별로 살펴보면 고수준 집단의 경우 모든 단계의 e-Book에 대해 한번 학습하고 1회 이상의 반복학습을 하지만, 중수준과 저수준 집단은 모든 단계의 e-Book에 대한 반복학습 횟수가 1을 밑도는 것으로 나타났다. 이것은 고수준 학생의 경우 PBL의 각 단계를 학습할 때 한 번에 2번 이상 학습함을 의미한다. PBL의 세 단계 중 다음 단계를 학습하다가 이전 단계의 학습으로 되돌아오는 복습횟수도 세 모듈에서 모두 군집 간에 모두 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 복습 정도는 전반적으로 문제탐색, 개념학습, 문제해결의 순으로 나타났으며, 이런 경향은 고수준 학습참여 집단에서 더욱 강하게 나타났다. 이 결과는 학습참여와 학업성취도가 높은 학습자 집단이 다른 집단에 비해 전반적으로 더 많이 복습하며, 특히 문제탐색 단계를 더 많이 되돌아가 복습하는 경향이 있음을 의미한다. 한편, 각 모듈의 모든 군집에 대한 복습횟수와 반복학습 횟수를 비교해 보면, 문제탐색과 개념학습 단계에서는 복습횟수가 반복학습 횟수보다 높은 반면, 문제해결 단계에서는 비록 반복 및 복습횟수가 전반적으로 낮기는 하지만 상대적으로 반복학습이 복습보다 높음을 알 수 있다. 이것은 학생들이 대체로 문제탐색과 개념학습 단계에 대해 더 많이 학습하지만 한 번에 반복하기보다는 앞뒤를 오가며 복습하는 방식으로 더 많이 학습하는 반면, 문제해결 단계에 대해서는 복습보다는 반복학습을 조금 더 많이 수행하고 있음을 보여준다. 이것은 과제해결 전까지 반복학습과 복습을 반복하며 학습하다가 과제해결 단계에 이르면 과제해결에 집중하는 경향이 좀 더 강해짐을 보여주는 결과라 해석할 수 있다. 이런 경향은 총 학습일수와 PBL의 각 단계별 학습횟수에도 그대로 나타난다. 정리하면, 본 연구의 결과 PBL 학습에서 학습자의 학습행태는 학습과정에서 차이가 나기보다는 학습의 양에서 명백하게 구분됨을 알 수 있었다. 즉, 군집 간에 PBL의 학습양상의 차이는 반복학습과 각 단계를 오가는 복습의 횟수에서 보듯이 PBL의 전반적인 학습과정은 유사하지만, 참여의 양에서는 유의미하고 분명한 차이를 보였다. 예컨대, PBL에서 높은 성취도를 보이는 학습자들은 전반적인 학습 일수와 학습 횟수가 많을 뿐만 아니라 건너뛰기 횟수는 적고 반복과 복습 횟수는 유의미하게 많은 특성이 나타났다. 이것은 그간 보고된 PBL의 학습효과가 바로 학습자가 문제해결을 위해 문제와 학습내용을 얼마나 더 많이 읽고, 더 오래 학습했는지에 의해 설명됨을 보여준다. 이와 유사하게 학습분석을 기반으로 한 선행연구들은 정기적 학습참여및 학습 수행의 양과 빈도가 성취도가 높은 학생과 낮은 학생들을 구분하는 학습행태의 특징이라고 일관되게 보고하고 있다. 즉, 온라인 수업에서 성취도가 높은 학습자는 보다 자기조절적인 행동 특성을 보이는데 이러한 학생들은 온라인 학습수행 시간이 길고, 과제를 더 많이 읽고 제출하며, 콘텐츠 폴더 및 파일 조회수가 높으며, 제공되는 모든 학습활동에 대체로 동일한 정도의 노력을 기울이는 경향이 있다는 것이다. PBL은 문제해결의 과정을 학습과정으로 제시하고, 단계별로 적절한 학습행동을 수행하도록 요구하는 수업방법이다. PBL에서의 학습단계 모형에 대한 다양한 연구가 있었지만 실제로 학습자들이 이러한 단계에 어떻게 참여하는지 구체적인 학습활동을 파악하기에는 기존 연구방법의 제한이 있었다. 예컨대, 선행연구에서는 온라인 PBL에서 학습자들이 남긴 메시지를 분석함으로써 학습자들이 어떻게 활동하는지를 간접적으로 분석하는 수준에 머물러 있었다. 본 연구에서는 이러한 제한점을 넘어서기 위해 학습분석 방법을 적용하여 학습자의 실제 PBL 단계별 학습참여 행태를 직접적으로 분석함으로써, 학습행태를 분석하기 위한 구체적 방법으로서 학습분석적 접근의 가능성을 제시하였다. 추후 이러한 시도는 다양한 학습의 맥락에서 학습행태를 분석하는데 기초적인 아이디어를 제공할 수 있을 것이다. 나아가 최근 학습분석 기술의 발전은 기존의 학습 횟수 및 빈도 등을 기반으로 학습행태를 분석하는 것을 넘어 학습 프로세스 분석을 가능하게 하고 있다. 즉, 온라인 학습활동에 학습자가 어떤 순서로 참여하는지를 모델링 할 수 있는 방법을 제공한다. 이에 후속 연구에서는 프로세스 분석 접근을 통해 학습자가 PBL은 문제해결의 과정에 어떻게 참여하는지, 보다 심층적인 분석을 해볼 수 있을 것이다. 또한, 본 연구를 통해 파악된 온라인 PBL 참여 학생들의 학습행태를 기반으로 차별화된 학습지원 전략을 도출할 수 있을 것이다. 예를 들어 학습 수행의 양이 적고 빈도가 낮은 학습자를 대상으로 학습참여를 독려하는 개별적인 피드백을 제공하고, 수강해야 할 e-Book 목록 및 일정 등을 일목요연하게 제공함으로써 학습참여 계획을 구체적으로 수립하도록 도움을 줄 수 있을 것이다. 뿐만 아니라, 빈번하게 건너뛰기를 함으로써 학습에서 누락되거나 학습횟수가 부족한 e-Book 콘텐츠에 대해 이를 우선적으로 수강 또는 복습하도록 안내해 줄 수 있을 것이다. 아울러 이러한 차별화된 교수학습 지원 전략은 적응적 교수학습 지원시스템을 구축하기 위한 기본적인 아이디어로 활용될 수 있을 것이다.본 연구는 온라인 PBL 상황에서 학습자들이 문제탐색, 개념학습, 문제해결의 3단계로 이루어진 e-Book 콘텐츠의 접속에 관련된 학습행태에 따라 학습유형을 분류하고, 각 유형별 학습행태의 특징을 분석하여 학습자의 PBL 학습행태를 이해하고자 하였다. 하지만, 본 연구에 참여한 학습자는 온라인 PBL 교육에 흥미와 재능을 가지고 자발적으로 참여했다는 점에서 연구의 결과를 모든 온라인 PBL의 학습행동에 일반화시켜 해석하는 데에는 무리가 따를 수 있다. 추후, 반복연구를 통해 본 연구의 결과를 일반화시키거나 차별화된 연구결과를 얻을 필요가 있다.