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1 연구보고 CR 년 디지털교과서 효과성 측정 연구

2 연구보고 CR 년 디지털교과서 효과성 측정 연구 책임연구원: 공동연구원: 김회수(전남대학교) 임병노(경희대학교) 임정훈(인천대학교) 김세리(경희대학교) 박인우(고려대학교) 김희배(관동대학교) 박선아(한국교육학술정보원) 과제책임자: 연구보조원: 정광훈(한국교육학술정보원) 김성욱(전남대학교) 김민재(전남대학교)

3 이 연구는 한국교육학술정보원의 '디지털교과서 시범사업'에 관한 연구비로 수행한 것으로써, 이 연구에서 제시된 정책대안이나 의견 등은 한국교육학술정보원의 공식의견이 아니라 연구진의 견해임을 밝힙니다.

4 머 리 말 21세기 정보통신기술의 발달은 21세기 지식정보사회의 사회, 문화, 교육 뿐만 아니라 구성원들의 가치, 삶의 방식에도 큰 변화를 가져오고 있습니다. 특히 디지털 네이티브(Digital Natives)라고 불리는 21세기 학습자들의 특 성과 문화를 생성하는 기반을 제공하기도 하였습니다. 이 러한 21세기 학습자의 역량과 특성을 고려하여 창의성, 소통, 협업, 비판적 사고력 등과 관련된 다양한 교수 학습 활동과 창의 체험중심의 학습활동 등에 초점을 둔 스마트교육은 기존 교육정보화의 연장선으로 볼 수 있습니다만, 정보 통신기술 기반의 네트워크 기술을 활용해 교육방법, 교육내용, 교육평가, 교 육환경 등 기존 교육체제의 변화를 고려한다는 점에서 교육패러다임의 변화로 볼 수 있을 것입니다. 관련하여 교육과정의 핵심이라고 할 수 있는 교과서를 21세기 지식정보화사회에 맞게 담아낸 디지털교과서는 스마트교육의 중점 교육 내용이자 핵심 과제 중의 하나로도 볼 수 있습니다. 디지털교과서는 스마트교육 추진전략 실행전인 08년부터 21세기 학습자의 특성에 맞는 미래형 교과서에 대한 연구의 일환으로 연구학교 현장 적합성 실험과 그 효과성 분석을 4년차 지속적으로 수행해왔습니다. 따라서 2011년 디지털교과서 효과성 분석연구는 이전 연구와 달리 현장의 디지털교과서 활용 다양한 교수 학습 활동을 심층 분석하여 그 시사점을 도출하고자 하는 점에 그 의의를 둘 수 있습니다. 다만, 본 연구는 상기와 같이 미래형 교과서를 준비하는 연장선 측면에서 11년도의 디지털교과서의 현장 적용 결과를 분 석한 결과이므로 스마트교육의 원년인 12년도 스마트교육의 성과나 결과로 확대 해석하기에는 다소 무리가 있음을 전제할 필요가 있습니다. 디지털교과서는 기존의 서책형교과서가 가지는 한계점을 극복하고 빠르게 변화 발전하는 첨단 디지털사회를 대비하기 위한 미래형 교과서입니다. 우리나라에서는 정부 주도로 97년도부터 기초연구를 시작하였고 수년간의

5 기초연구를 바탕으로 06년 처음 프로토타입 콘텐츠를 개발하였습니다. 또한 정책 연구학 교를 통한 적용 확산 가능성을 검토하기 위해 적용범위를 점차 확대 하여 08년 전국 20개교, 09년 103개교, 10년 132개교, 11년도는 63개교가 디지털교과서 연구학교로 지정되어 초등학교 4, 5, 6 학년과 중학교 1학년을 대상으로 디지털교과서 활용 수업을 시범적으로 운영하였습니다. 본 연구는 08년부터 수행된 디지털교과서 효과성 분석 연구의 4 년차 후속 연구로서 디지털교과서가 학교 현장의 교수 학습 활동에 다각도로 미치는 영 향을 검증 확인하고자 매년 학업성취도, 자기주도적학습능력, 문제해결력 등 주요 변인에 대한 디지털교과서 활용 효과를 양적연구 형태로 분석하였으나 과년도 효과성 분석 연구와 달리 11년 연구에서는 질적 연구방법인 사례연 구를 추가로 보완하여 대도시, 농산어촌지역, 학생 1인 1PC, 모둠형태 활용 등 4 개의 유 형 등 학교 현장의 다양한 활용 환경과 활용 형태 등을 고려할 수 있도록 노력 하였습니다. 사 례 연구 결과, 디지털교과서 활용 수업에 영향을 미치는 주요 요건이나 활 성화 전략의 핵심 요인은 교과, 단원의 특성을 고려하여 사전에 수업 설계를 얼마나 알차게 준비했는가와 그 의지가 중요한 것으로 나타났습니다. 즉, 디지털교과서 그 자체의 효과성 보다는 이를 활용하는 교사의 의지나 노력이 디지털교과서 활용 효과에 무엇보다 중요한 영향을 미치고 있다는 시사점을 얻을 수 있었습니다. 이밖에도 디지털교과서 활용에 있어서 구체적인 안내 와 도움을 제공할 수 있도록 인지적 절차적인 측면에서 스캐폴딩이 필요하며 교과서내 의 다 양 한 자 료 와 함께 학습 결과물의 활용 등이 디지털교과서를 교수 학습에 효과적으로 활용하는데 매우 중요한 요인이나 조건으로 나타 났음을 주목해 볼 필요가 있습니다. 본 연구는 스마트교육을 떠나서 디지털교과서의 확산이나 상용화를 위한 중요한 토대가 될 뿐만 아니라 보다 넓은 견지에서 ICT의 교육적 활용 효과를 확인하는 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다. 끝으로 디지털교과서 연구학교 운영의 어려움 속에서도 성실히 협조해주신 연구학교 선생님들께

6 깊은 감사의 마음을 전하며, 짧은 연구기간 동안 타당하고 신뢰로운 연구 결과를 산출하기 위해 노고를 아끼지 않은 연구진께도 수고의 인사를 전합니다. 2012년 2월 한 국 교육 학 술 정보 원 원 장

7 요 약 1. 연구목 적 이 연구는 한국 교육학 술정보 원에서 2008 년부 터 2010년까지 실시된 디지 털교과서 효과성 측정 연구와 함 께 디지털교과서가 학업 성취도, 문 제해결 력, 자기주도적 학습력에 미치는 효과를 평가하고, 교사와 학생의 디지털교 과서에 대한 만족도를 측정하며, 디지털교과서가 실제 어떻게 교수학습활 동에서 활용되고, 다양한 상호작용을 촉진할 수 있는가를 질적으로 분석하 였다. 이 연구의 구체적인 목적은 다음과 같다. 첫째, 이 연구는 디지털교과서 활용 학급과 비교학급에 대한 양적 연구 와 질적 연구를 통합적으로 수행함으로써 어떠한 요인이 디지털교과서 활 용 효과를 좌우하는가를 검토하였다. 둘째, 이 연구에서는 대도시, 중소도시, 농산어촌을 구분하여 디지털교과 서 활용의 상대적 효과를 검토하였다. 셋째, 이 연구에 서는 이 전에 실시 된 디지털교과서 효과에 관한 양적 연 구결과를 비교 종합하여 해석하였다. 넷째, 이 연구에서는 디지털교과서를 활용한 교수학습 상황에서 실질적 으로 교사의 어떤 교수행위가 이루어지는지, 학습자의 어떤 학습행위가 발 생하는지, 직접적 상호작용 활동과 간접적 상호작용 활동은 얼마나 발생하 고 그것이 학습행위에 어떤 영향을 미치는지, 디지털교과서를 활용하는 수 업이 교실수업의 양상이나 학습자들의 사고방식을 어떤 식으로 변화시키고 있는지 등을 참여관찰을 통해 보다 심층적으로 탐색하고자 하였다. 다섯째, 이 연구에서는 교사와 학생을 대상으로 디지털교과서에 대한 만 족도를 검토하였다. 여섯째, 이 연구에서는 교사를 대상으로 디지털교과서 정책 개선에 대한 - i -

8 요구조사를 실시하여 향후 디지털교과서에 개발을 위한 시사점을 도출하고 자 하였다. 일곱째, 이 연구에서는 스마트교육 환경과 패러다임에 적합한 미래형 학 습 교재로서의 디지털교과서 개발을 위한 설계, 개발, 활용방법에 관한 제 언을 하고자 하였다. 2. 연구방 법 이 연구의 기간은 2011년 10월 24 일부터 2012년 2월 24 일까지이었다. 양적 분석 연구 대상은 63개 디지털교과서 연구학교 중에서 32개 학교에서 디지털교과서 활용반과 서책형 교과서 활용반을 표집하였다. 성취도 평가 를 위 해 총 5,120명 (초 등학생 4, 4 16 명과 중 학생 7 04 명) 이 표 집되었 고, 문제 해결력 비교평가를 위해서는 초등학생 총 1,018명이 표집되었다. 또한 자기 주도적 학습력 평가를 위해 초등학생 총 1,035명이 표집되었다. 이 연구에서 사용한 양적 검사 도구는 학업성취도 검사, 문제해결력 검사, 자기주도 적 학습력 검사, 사용자 만족도 조사이었다. 학업성취도 검사는 초등학교와 중학교 학년별 과목별로 새로 개발하였다. 학업성취도 검사의 신뢰도는.77~.92로 아주 양 호한 것으로 나타났다. 문제해결력 검사는 2010년도에 사용한 검사(노경희 외, 2010) 를 그대로 사용하였다. 이 검사도구의 신뢰도는.96~.97로 대단히 양호한 것 으로 나타났다. 자기주도적 학습력 검사도 2010년에 사용한 검사(노경희 외, 2010) 를 그대로 사용하였다. 이 검사도구의 신뢰도는.91~92로 모두 아주 양호한 것으로 나타났다. 사용자 만족도 조사 도구는 13개 문항으로 구성되었는데, 2010년도에 사 용된 연구도구를 일부 수정 및 보완하여 사용하였다. 학생용 만족도 검사의 신뢰도 는.86이었고, 교사용 검사도구의 신뢰도는.88이었다. 질적 연구를 위해 4개 초등학교, 서울 P초등학교 사회와 과학 5개 차시, 서울 K초등학교, 사회와 과학 6개 차시, 인천 D초등학교 사회와 과학 6개 차시, 남양주 Y초등학교 사회와 과학 6개 차시를 12월에 관찰하고 촬영하 였고, 이들 학교의 교사와 학생에 대한 인터뷰를 실시하였다. 이 연구에서 - ii -

9 의 질적 자료 수집 도구는 수업관찰 일지와 심층면접 질문지 두 가지이었 다. 수업관찰 일지는 수업관찰을 위하여 전체적으로 수업의 흐름과 시간에 따라 주요 활동을 현장에서 기록하기 위한 것이었고, 심층면접 질문지는 교사와 학생을 대상으로 반구조화된 면접을 실시하게 위하여 활용되었다. 이 연구에서 활용한 자료 분석 방법은 근거이론에 근거한 코딩 방법이었 다. 이는 주로 개방 코딩과 축 코딩을 중심으로 이루어졌다. 상호작용 연구 를 위한 연구 대상학교는 인천의 D초등학교와 서울 K초등학교이었으며, 교류적 상호작용 분석을 위한 분석 도구로는 Easy 수업분석 Ver 3.54를 사용하여 AF 분석방법을 적용하였다. 또한 디지털교과서 정책개선을 위 한 교사들의 요구를 분석하기 위해서 포커스그룹 토의, 서면질의, 개별 인 터뷰를 실시하였다. 3. 연구 결 과 디지털교과서 효과에 대한 양적 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 학업성취도의 경우에 디지털교과서를 활용해도 서책형 교과서와 마찬가지 학업성취도를 얻을 수 있다. 즉, 디지털교과서를 활용하면 학생들 이 표층적 정보처리를 할 것이고, 결과적으로 학업성취도가 떨어질 것이라 는 우려는 사실이 아니라고 할 수 있다. 둘째, 디지털교과서가 초등학교 일부 학년 학생들의 학업성취도를 높이 는 데 일부 교과에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 초등학교 과학과 사회 에서는 과학과 사회 교과에서 디지털교과서가 서책형 교과서에 비해 학업성취도를 높이는 데에 더 효과적이라고 할 수 있다. 또한 농산어촌 초 등학생들에게 디지털교과서는 과학과 사회에서 성취도를 높이는 데 효과적 이었고, 이 연구에서는 추가적으로 중소도시 초등학교 5학년 사회와 대도 시 6학년 과학에서 디지털교과서가 성취도를 높이는 데 기여한 것으로 나 타났다. 셋째, 초등학교 학생들에게서 디지털교과서가 서책형 교과서보다 문제 - iii -

10 해결력을 높이는 데 더 효과가 있었던 것으로 나타났다. 넷째, 초등학생들의 자기주도적 학습력을 높이는 데 디지털교과서가 서 책형 교과서보다 더 효과적이었다. 특히 이 연구에서는 초등학교 4학년 대 도시 학생과 초등학교 5학년 농산어촌 학생들의 자기주도적 학습력을 높이 는 데 디지털교과서가 서책형 교과서보다 더 효과적인 것으로 나타났다. 다섯째, 교사와 학생이 디지털교과서에 만족하는 것으로 나타났고, 학생 의 만족도가 교사의 만족도보다 여전히 높은 것으로 나타났다. 여섯째, 교사의 디지털교과서에 대한 만족도는 목표치 70점보다는 낮은 60.3이었고, 학생들의 디지털교과서에 대한 만족도는 목표치 70점보다는 높 은 76.8이었다. 디지털교과서 활용사례에 대한 질적 분석의 공통점은 디지털교과서 활용 의 시작 배경, 활용과정상에서의 인지적 사고 및 학습활동 수행, 진행상의 문제와 기술적인 문제점, 수업집중 방해 요인, 결과 측면에서의 학습내용의 효과적 이해와 정리 측면으로 정리되었다. 모든 학교가 다소 제도적 차원 의 외적 동기에 의하여 디지털교과서를 시작하였고, 교사와 학생들이 디지 털교과서를 단계적인 인지적 사고 및 학습활동을 수행하는데 중요한 도구 이자 지원환경으로 활용하였다. 과정상에서 정도의 차이는 있었으나 대부 분의 학교가 접속 끊김 또는 기기상의 문제를 겪었다. 접속에 시간이 오래 걸리는 프로그램상의 문제 또는 하드웨어상의 문제 등이었다. 그러나 학습 내용 이해 및 정리 측면에서 디지털교과서가 효과를 보였다는 교사와 학생 들의 인식이 명확하게 드러났다. 교사와 학생들은 체계적이고 단계적인 정 리와 이해 도구로서 디지털교과서가 효과적이었으며,자연적으로 내용 이 해와 정리에는 효과적인 것으로 판단하고 있었다. 상호작용 분석 결과 얻어진 결론 및 시사점은 첫째로 디지털교과서만을 사용하든 디지털교과서와 서책형 교과서를 함께 사용하든 상호작용에 있어 서 별 차이가 없었다는 점이다. 둘째, 디지털교과서 활용수업에 있어서 상 호작용 활동은 교과특성이나 디지털교과서의 기능적 특성과는 상관없이, - iv -

11 교수자가 어떤 교수전략이나 교수학습 활동을 설계하고 실행하느냐에 달라 진다고 볼 수 있다. 셋째, 향후 교사와 학생간 상호작용을 활성화하기 위한 전략 탐색시 교사-학생 상호작용보다는 학생-교사 상호작용에 관심을 기 울일 필요가 있다. 넷째, 디지털교과서 활용수업에서 발생하는 상호작용 활 동은 학습자들의 학업성취에도 긍정적 영향을 미칠 가능성이 매우 높다. 교사들의 디지털교과서 정책 개선에 대한 요구를 분석한 결과는, 첫째로 콘텐츠 범주에서 교사들이 인식하고 있는 문제점은 콘텐츠 질 저하, 서책 형 교과서와의 차별성 구현 미흡, 도구적 활용 미흡, 콘텐츠 구성의 경직성 등으로 나타났다. 둘째, 기능 및 하드웨어 범주에서 교사들이 인식하고 있 는 문제는 플랫폼의 불안정성, 프로그램의 오류와 기능상의 제약, 하드웨어 의 노후화와 기능적 한계, 인터넷환경의 제약 등으로 나타났다. 플랫폼의 불안정성 은 서면질의와 포커스그룹토의에 참여한 교사들에 의해 중요한 제약사항으로 지적되었다. 셋째, 운영 및 관리 범주에서는 인프라의 유지보 수 문제, 현장과의 교류채널 부족, 교사의 운영 부담, 가정-학교간 연계시 스템 미흡, 건강상의 이슈 등이 주요한 문제로 제시되었다. 넷째, 수업 범 주와 관련된 교사들의 의견을 살펴본 결과, 현재로서는 디지털교과서의 활 용성은 낮은 편이나 디지털교과서가 서책형 교과서와는 다른 차별화된 교 육경험을 제공할 수 있다면 점차적으로 활용성이 높아질 것이라는 의견이 있었다. 또한 디지털교과서를 활용함으로써 차별화된 교육경험을 제공할 수 있었다는 교사들이 있었고 반대로 실망스럽고 기대에 못 미친다는 교사 들도 있었다. 다섯째, 디지털교과서가 현장에서의 창의적으로 적용되기 위 해서는 콘텐츠 재구성 및 편집이 가능해야 한다고 지적되었다. 또한 현재 의 디지털교과서는 기능상의 오류와 제약으로 인하여 교사의 수업관리 지 원에 한계가 있는 것으로 지적되기도 하였다. 여섯째, 디지털교과서를 사 용함으로써 학생들의 수업에의 몰입과 집중력이 높아졌는지 그렇지 않은지 에 대한 의견은 교사마다 다르게 나타났다. 일곱째, 정책제언 부분에서 교 사들은 학습자 중심형 콘텐츠 개발, 콘텐츠 재구성 기능, 도구형 콘텐츠 개 발, 콘텐츠 오픈마켓 개설, 교사지원 강화, 교수학습모형 개발, 상호작용기 - v -

12 능 강화, 도구적 활용 강화, 직관적 인터페이스 개발, 인프라/기능 개선사 업, 기술인력 지원, 관리 기능 강화, 학생들의 디지털디바이드 해소, 콘텐츠 재구성, 편집 시 저작권 문제 해결, 건강상의 이슈 고려 등을 제언했다. - vi -

13 목 차 Ⅰ. 연구필 요 성 및 목 적 1 I I. 선 행 연구 분 석 및 검 토 6 1. 디 지 털 교 과 서 의 특 성 과 교 육 적 유 용 성 7 2. 디 지 털 교 과 서 활 용 수 업 에 있 어 서 의 주 요 쟁 점 상 호 작 용 의 이 해 와 디 지 털 교 과 서 를 통 한 상 호 작 용 2 1 I I I. 연구방 법 양 적 연 구 방 법 질 적 연 구 방 법 3 6 I V. 디지털 교과서 활 용 효과 양 적 분 석 결 과 학 업 성 취 도 비 교 결 과 문 제 해 결 력 비 교 결 과 자 기 주 도 적 학 습 력 비 교 결 과 디 지 털 교 과 서 만 족 도 분 석 결 과 디 지 털 교 과 서 효 과 성 양 적 연 구 결 과 연 도 별 종 합 비 교 8 2 V. 디지털 교과서 활 용 효과 질 적 분 석 결 과 교 수 학 습 활 동 분 석 결 과 상 호 작 용 분 석 결 과 디 지 털 교 과 서 에 대 한 요 구 분 석 결 과 Ⅵ. 결 론 및 제 언 결 론 정 책 제 언 Ⅶ. 참 고 문 헌 219 < A b s t r a c t > < 부 록 > vii -

14 표 목 차 < 표 1-1 > 연 도 별 디 지 털 교 과 서 효 과 성 연 구 결 과 비 교 3 < 표 2-1 > 디 지 털 교 과 서 와 서 책 형 교 과 서 의 특 징 비 교 ( 여 운 방 외, ) 8 < 표 2-2 > 교 육 에 있 어 서 상 호 작 용 에 관 한 다 양 한 정 의 와 속 성 2 2 < 표 3-1 > 학 업 성 취 도 평 가 대 상 3 1 < 표 3-2 > 문 제 해 결 력 평 가 대 상 3 2 < 표 3-3 > 자 기 주 도 적 학 습 력 평 가 대 상 3 3 < 표 3-4 > 만 족 도 조 사 대 상 3 3 < 표 3-5 > 디 지 털 교 과 서 학 업 성 취 도 검 사 신 뢰 도 3 4 < 표 3-6 > 문 제 해 결 력 검 사 신 뢰 도 3 5 < 표 3-7 > 자 기 주 도 적 학 습 력 검 사 신 뢰 도 3 5 < 표 3-8 > 연 구 대 상 학 교 및 구 성 원 3 6 < 표 3-9 > 관 찰 일 지 양 식 3 7 < 표 > 학 생 인 터 뷰 질 문 지 주 요 항 목 3 8 < 표 > 교 사 인 터 뷰 질 문 지 주 요 항 목 3 9 < 표 > 자 료 수 집 방 법 4 1 < 표 > 동 막 초 등 학 교 와 구 일 초 등 학 교 의 수 업 내 용 4 3 <표3-14> 동막초등학교와 구일초등학교의 사회 및 과학과 수업 단계 45 < 표 > 상 호 작 용 유 형 과 범 주 사 례 4 6 < 표 4-1 > 초 등 학 교 4 학 년 사 회 성 취 도 기 술 통 계 치 5 3 < 표 4-2 > 초 등 학 교 4 학 년 사 회 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 5 3 < 표 4-3 > 초 등 학 교 4 학 년 과 학 성 취 도 기 술 통 계 치 5 5 < 표 4-4 > 초 등 학 교 4 학 년 과 학 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 5 5 < 표 4-5 > 초 등 학 교 4 학 년 영 어 성 취 도 기 술 통 계 치 5 7 < 표 4-6 > 초 등 학 교 4 학 년 영 어 성 취 도 지 역 간 차 의 검 증 결 과 5 7 < 표 4-7 > 초 등 학 교 5 학 년 국 어 성 취 도 기 술 통 계 치 5 8 < 표 4-8 > 초 등 학 교 5 학 년 국 어 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 5 8 < 표 4-9 > 초 등 학 교 5 학 년 수 학 성 취 도 기 술 통 계 치 5 9 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 수 학 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 viii -

15 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 사 회 성 취 도 기 술 통 계 치 6 0 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 사 회 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 6 0 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 과 학 성 취 도 기 술 통 계 치 6 1 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 과 학 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 6 2 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 영 어 성 취 도 기 술 통 계 및 t 검 증 결 과 6 3 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 국 어 성 취 도 기 술 통 계 치 6 3 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 국 어 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 6 4 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 수 학 성 취 도 기 술 통 계 치 6 5 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 수 학 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 6 5 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 사 회 성 취 도 기 술 통 계 치 6 6 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 사 회 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 6 6 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 과 학 성 취 도 기 술 통 계 치 6 7 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 과 학 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 6 7 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 영 어 성 취 도 기 술 통 계 및 t 검 증 결 과 6 8 < 표 > 중 학 교 1 학 년 과 학 성 취 도 기 술 통 계 치 6 9 < 표 > 중 학 교 1 학 년 과 학 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 6 9 < 표 > 중 학 교 1 학 년 영 어 성 취 도 기 술 통 계 치 7 0 < 표 > 중 학 교 1 학 년 영 어 성 취 도 평 균 차 의 검 증 결 과 7 1 < 표 > 초 등 학 교 4 학 년 문 제 해 결 력 기 술 통 계 치 7 2 < 표 > 초 등 학 교 4 학 년 문 제 해 결 력 평 균 차 검 증 결 과 7 2 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 문 제 해 결 력 기 술 통 계 치 7 3 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 문 제 해 결 력 평 균 차 검 증 결 과 7 3 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 문 제 해 결 력 기 술 통 계 치 7 4 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 문 제 해 결 력 평 균 차 검 증 결 과 7 5 < 표 > 초 등 학 교 4 학 년 자 기 주 도 적 학 습 력 기 술 통 계 치 7 6 < 표 > 초 등 학 교 4 학 년 자 기 주 도 적 학 습 력 평 균 차 검 증 결 과 76 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 자 기 주 도 적 학 습 력 기 술 통 계 치 7 7 < 표 > 초 등 학 교 5 학 년 자 기 주 도 적 학 습 력 평 균 차 검 증 결 과 77 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 자 기 주 도 적 학 습 력 기 술 통 계 치 7 8 < 표 > 초 등 학 교 6 학 년 자 기 주 도 적 학 습 력 평 균 차 검 증 결 과 79 - ix -

16 < 표 > 디 지 털 교 과 서 사 용 자 만 족 도 목 표 치 설 정 8 0 < 표 > 디 지 털 교 과 서 교 사 만 족 도 8 1 < 표 > 디 지 털 교 과 서 학 생 만 족 도 8 1 < 표 > 연 도 별 디 지 털 교 과 서 효 과 성 측 정 연 구 비 교 8 2 < 표 5-1 > 풍 성 초 등 학 교 학 생 현 황 8 4 < 표 5-2 > 풍 성 초 등 학 교 교 사 현 황 8 5 < 표 5-3 > 풍 성 초 등 학 교 디 지 털 교 과 서 활 용 시 설 및 장 비 환 경 85 < 표 5-4 > 풍 성 초 등 학 교 연 구 대 상 수 업 8 6 < 표 5-5 > 풍 성 초 등 학 교 자 료 전 사 결 과 및 1 차 프 로 토 콜 개 수 8 9 < 표 5-6 > 풍 성 초 등 학 교 자 료 전 사 결 과 및 1 차 프 로 토 콜 개 수 8 9 < 표 5-7 > 풍 성 초 등 학 교 수 업 활 동 주 제 생 성 9 0 < 표 5-8 > 구 일 초 등 학 교 학 생 현 황 < 표 5-9 > 구 일 초 등 학 교 교 직 원 현 황 < 표 > 구 일 초 등 학 교 연 구 대 상 수 업 < 표 > 구 일 초 등 학 교 자 료 전 사 결 과 및 1 차 프 로 토 콜 개 수 105 < 표 > 구 일 초 등 학 교 하 위 에 피 소 드 세 부 내 용 및 개 수 예 시 < 표 > 구 일 초 등 학 교 수 업 활 동 주 제 생 성 < 표 > 예 봉 초 등 학 교 교 사 현 황 < 표 > 예 봉 초 등 학 교 학 생 현 황 < 표 > 예 봉 초 등 학 교 연 구 대 상 수 업 <표5-17> 경기 예봉초등학교 자료 전사 결과 및 1차 프로토콜 개수 125 < 표 > 풍 성 초 등 학 교 자 료 전 사 결 과 및 1 차 프 로 토 콜 개 수 126 < 표 5-19 > 경 기 예 봉 초 등 학 교의 디 지털 교 과 서 활 용 의 핵 심 성 공 요 인 주 제 127 < 표 > 동 막 초 등 학 교 학 생 현 황 < 표 > 동 막 초 등 학 교 교 직 원 현 황 < 표 > 동 막 초 등 학 교 디 지 털 교 과 서 활 용 환 경 개 선 현 황 < 표 > 동 막 초 등 학 교 연 구 대 상 수 업 < 표 > 동 막 초 등 학 교 자 료 전 사 결 과 및 1 차 프 로 토 콜 개 수 140 < 표 > 동 막 초 등 학 교 자 료 전 사 결 과 및 1 차 프 로 토 콜 개 수 141 < 표 > 동 막 초 등 학 교 수 업 활 동 주 제 생 성 x -

17 < 표 > 동 막 초 등 학 교 5 학 년 사 회 수 업 시 간 분 석 결 과 < 표 > 구 일 초 등 학 교 5 학 년 사 회 수 업 시 간 분 석 결 과 <표5-29> 동막초와 구일초 디지털 교과서 활용수업 상호작용 빈도분석 결과 157 <표5-30> 동막초와 구일초 상호작용 유형에 따른 비모수적 통계분석 결과 163 < 표 > 동 막 초 와 구 일 초 교 과 유 형 에 따 른 비 모 수 적 통 계 분 석 결 과 < 표 5-3 2> 동 막초와 구일초 전체 상호작용 활동에 대한 비모수적 통계분석 결과 16 5 < 표 > 동 막 초 와 구 일 초 과 학 과 실 험 반 및 비 교 반 평 균 과 표 준 편 차 < 표 > 동 막 초 와 구 일 초 실 험 반 과 비 교 반 분 산 분 석 결 과 < 표 > 동 막 초 와 구 일 초 실 험 반 과 비 교 반 간 S c h e f f e 검 증 결 과 67 1 < 표 > 교 사 들 이 인 식 하 는 4 개 범 주 및 주 요 내 용 < 표 > 교 사 의 디 지 털 교 과 서 문 제 점 해 결 방 안 에 관 한 제 언 요 약 < 표 6-1 > 디 지 털 교 과 서 성 취 도 효 과 비 교 결 과 요 약 < 표 6-2 > 디 지 털 교 과 서 문 제 해 결 력 효 과 비 교 결 과 요 약 < 표 6-3 > 디 지 털 교 과 서 의 자 기 주 도 적 학 습 력 효 과 비 교 결 과 xi -

18 그 림 목 차 < 그 림 3-1 > 분 석 을 시 작 하 기 전 의 화 면 4 8 < 그 림 3-2 > 새 롭 게 분 석 한 화 면 사 례 4 9 < 그 림 5-1 > 풍 성 초 등 학 교 사 회 과 수 업 장 면 8 7 < 그 림 5-2 > 풍 성 초 등 학 교 과 학 과 수 업 장 면 8 7 < 그 림 5-3 > 풍 성 초 등 학 교 디 지 털 교 과 서 활 용 패 러 다 임 모 형 9 9 < 그 림 5-4 > 구 일 초 등 학 교 사 회 과 수 업 장 면 < 그 림 5-5 > 구 일 초 등 학 교 과 학 과 수 업 장 면 < 그 림 5-6 > 구 일 초 등 학 교 디 지 털 교 과 서 활 용 패 러 다 임 모 형 118 < 그 림 5-7 > 경 기 예 봉 초 등 학 교 의 전 경 < 그 림 5-8 > 예 봉 초 등 학 교 사 회 과, 과 학 과 수 업 장 면 < 그 림 5-9 > 예 봉 초 등 학 교 디 지 털 교 과 서 활 용 패 러 다 임 모 형 134 < 그 림 > 동 막 초 등 학 교 사 회 과 수 업 장 면 < 그 림 > 동 막 초 등 학 교 과 학 과 수 업 장 면 < 그 림 > 동 막 초 등 학 교 디 지 털 교 과 서 활 용 패 러 다 임 모 형 148 < 그 림 > 교 사 가 인 식 하 는 주 요 범 주 들 간 의 관 계 xii -

19 Ⅰ. 연구필요성 및 목적 초중등학교 학생용 도서로서의 교과서는 교수 학습과정에서 필요한 기본적 인 수업자료를 제공하여 교육과정이 목표하는 지식과 능력을 학습자들이 습득 할 수 있게 하는 역할을 한다. 그동안 서책형 교과서가 학교교육에서 기본적인 자료로서 교육과정 운영에 중요한 기여를 해왔다. 그러나 정보통신공학기술의 발달에 따라 디지털 자료와 온라인 공간이 교실의 교수 학습 활용되어야 한 다는 요구가 커지고, 첨단 디지털 사회에 대비하는 학교교육을 위해 기존 서책형 교과서가 가지는 제한점을 극복하고, 보다 역동적이고 의미 있는 교수 학습을 촉진할 수 있는 교과서로 디지털교과서가 도입되 었다. 서책형 교과서의 대안으로서 또는 서책형 교과서의 한계를 보완하는 수업매체로서 디 지털교과서가 우리나라뿐만 아니라 여러 나라에서 개발되어 활용되고 있다. 우리나라에서는 2008년부터 디지털교과서가 초등학교에 보급되기 시작해서 현재는 중학교까지 일부 과목에서 활용되기에 이르렀다. 미국 텍사스, 캘리포 니아, 플로리다 등을 비롯한 몇 개 주와 일본에서도 몇 년 전부터 디자털교과 서를 개발하여 초등학교나 중등학교에서 시험적으로 활용하기 시작했다. 우리 나라에서 활용되고 있는 디지털교과서는 초중등 디지털교과서가 학생들의 성 취도, 문제해결력, 자기주도적 학습력, 교과 태도, 등에 미치는 효과와 함께 디지털교과서 자체에 대하나 만족도에 대한 평가를 2008년부터 계속 실시했고, 일부 분야에서 그 효과가 확인되기도 했다. 그러나 디지털교과서가 서책형 교 과서에 비해 상대적으로 학생들의 성취나 태도에 어떠한 효과를 갖느냐를 평 가하는 것을 넘어서 디지털교과서가 학교가 속한 지역적 특성에 따라 그 효과 에 차이가 있는지, 학교의 컴퓨터나 정보화 상황에 따라 활용 양상이 달라지는 지, 교사와 학생 간에는 어떠한 상호작용 등이 나타나는지 등에 관한 추가적인 분석의 필요성이 대두되고 있다. 또한 2011년부터 정부가 정책을 수립하여 추진하는 스마트교육에서 디지털 - 1 -

20 교과서가 중요한 교수 학습 자료로 추가 개발되어 활용될 것이기 때문에, 디 지털교과서의 설계와 개발의 방향은 물론이고, 학교에서 어떻게 활용하는 것이 좀 더 교수 학습의 질을 제고하여 장기적으로 학교의 교육력을 높일 수 있는 지에 관한 양적 연구뿐만 아니라 질적 연구결과를 확보하는 것이 중요하다. 이 러한 취지에서 이 연구는 디지털교과서가 학생들의 학업성취에 미치는 효과를 기존의 연구결과와 종합하여 디지털교과서의 향후 개발방향, 스마트교육에서의 활용 방안 등에 관한 의미 있는 제언을 하기 하고자 하였다. 간략히 디지털교과서 개발과 보급 경과를 살펴보면, 우리 정부 주도로 1997년도부터 디지털교과서에 대한 기초연구를 시작하였고, 2006 년 디지털 교과서 프로토 타입을 개발 하였다 년 3 월 디지털 교과서 상용화 추진 방안 을 마련 하였고, 2008 년 6 월까지 플 랫폼 및 초등 5 학 년 6 개 과목 디지 털교과서 개발하였으며, 같은 해 4월까지 초등 4학년에서 중등 1학년까지 의 디지털교과서를 개발하 였다 년에 디지털교과서 통합 플 랫폼 및 기 능을 추 가로 개발하 였고, 2010년에는 전국 13 2개 학교를 디지털교과서 연 구학 교로 지정하여 초 등학교 4, 5, 6 학년과 중학교 1학년에 서 디지털교과서 활용 수업 을 진행 하였으 며, 2011년에는 6 3 개 연구학교를 추가 로 지정하여 디지털교과서를 운 영하고 있 다. 2011년 6 월까지 개정교육과정에 따라 초 등 5, 6학년 사회, 과학 수정 보완 개발 및 보 급하였 으며, 2011년 9 월 개 정교 육과정에 따라 초 등 5, 6 학년 국어, 수학 디지털교과서를 수정 보완 개발하 여 보급하였다. 디지털교과서가 학습자의 학업성취, 문제해결력, 자기주도적 학습력 등에 미치 는 효과에 대 한 평가는 2008 년부터 2010년까 지 실시되 었다( 변호 승 외, 2008 ; 변호 승 외, 2010; 노경 희 외, 2011). 그 결과는 <표1-1> 에 제시된 바 와 같이 일부 교과 성취도, 일부 교과 태도, 문제해결력, 자기주도적 학습 력 등에서 서책형 교과서에 비해 디지털교과서가 효과가 있는 것으로 나타 났다. 그러나 이러한 연구결과를 확정하는 것은 다소 무리가 있을 수 있다. 지금 까지 이 루어져 온 디지털교과서의 효과성 연구들 에 대해 다 음과 같은 보완할 점들이 지적될 수 있기 때문이다

21 첫째, 디지털교과서 활용 수업방법이 명확히 규정되지 않아서 학교마다 수업방법이 달랐을 수 있고, 그래서 학생들의 학업성취도를 비롯한 여러 종속변인에서의 차이가 디지털교과서가 아닌 수업방법에 기인한 것일 수 있다거나, 교과서 유형(디지털교과서와 서책형 교과서)과 수업방법 간의 상 호작용에 의해 효과가 왜곡되었을 수도 있다는 지적이 있을 수 있다. 이러 한 처치조건의 차이를 간과한 채, 연구결과를 수용하여 디지털교과서 활용 이 여러 가지 긍정적인 학습효과가 있다고 주장하는 것은 논란의 소지가 있다. 따라서 이 연구에서는 디지털교과서 활용 학급과 비교학급에 대한 양적 연구와 질적 연구를 통합적으로 수행함으로써 어떠한 요인이 디지털 교과서 활용 효과를 좌우하는가를 검토하였다. <표1-1> 연도별 디지털교과서 효과성 연구결과 비교 주 요 종 속 변 인 주 요 연 구 결 과 2008년도 2009년도 2010년도 학업성취도 학업성취도 학업성취도 교과별 학습태도 교과별 학습태도 학습몰입 자기주도적 학습능력 자기주도적 학습능력 자기주도적 학습능력 문제해결력 테크놀로지 리더쉽 문제해결력 사용성(5점만점): 학업성취도 유의효과 학생 3.69, 교사 3.31 학업성취도 유의효과 만족도(5점만점): 문제해결력 유의효과 학생 3.61, 교사 3.30 자기주도적 학습력 만족도 교과 순위: (농산어촌)유의효과 사회, 과학 학업성취도(과학) 일부 교과태도 유의효과 일부 교과태도 유의효과 학습몰입 유의효과 (농산어촌)유의효과 자기주도적 학습력 유의효과 문제해결력 유의효과 - 3 -

22 둘째, 전국을 대상으로 한 대규모 연구로 인해 각 지역별로 디지털교과 서의 처치 효과를 제대로 드러 나지 못 했다. 따 라서 디지털교과서의 효과성 에 관한 앞으로의 연구는 전국을 대상으로 한 전반적인 경향성에 관한 연 구를 넘어서 지역별 특성이 고려되는 효과 측정 연구가 이루어져야 한다. 따라서 이 연구에서는 대도시, 중소도시, 농산어촌을 구분하여 디지털교과 서 활용의 상대적 효과를 검토하였다. 셋째, 2008 년부 터 연차별로 실시 된 디지털교과서 효과 평가에 대한 양적 연구결과가 종합되지 않았다고 지적될 수 있다. 기존의 양적 연구결과들을 함께 고려하여 분석함으로써 디지털교과서의 양적 효과에 대한 보다 일관 된 결론을 도출할 수 있을 것이다. 따라서 이 연구에서는 이전에 실시된 양적 연구결과를 비교 종합하여 해석하였다. 넷째, 기존의 연구에서는 디지털교과서가 활용되는 교실상황에서 발생하 는 다양한 교수학습 활동과 상호작용 활동에 관한 질적인 심층적 연구가 제대로 이루어지지 못했다. 지금까지 이루어져 온 디지털교과서 효과성에 관한 연구는 대부분 양적 연구의 범주를 벗어나지 못하고 있다. 이미 디지 털교과서의 일반적이면서도 보편적인 효과가 어느 정도 밝혀진 현 시점에 서는, 양적 연구보다는 질적 연구로 관심의 초점을 전환할 필요가 있다. 따 라서 이 연구에 서는 디지털교과서를 활 용한 교수학 습 상 황에서 실질 적으로 교사의 어떤 교수행위가 이루어지는지, 학습자의 어떤 학습행위가 발생하 는지, 직접적 상호작용 활동과 간접적 상호작용 활동은 얼마나 발생하고 그것이 학습행위에 어떤 영향을 미치는지, 디지털교과서를 활용하는 수업 이 교실수업의 양상이나 학습자들의 사고방식을 어떤 식으로 변화시키고 있는지 등을 참여관찰을 통해 보다 심층적으로 탐색하고자 하였다. 다섯째, 디지털교과서에 대한 교사 와 학 생의 만족도 는 2010년에 처 음 조 사되 었다. 2011년에 수정된 디지털교과서가 제공 되었기 때문에 이에 대 한 만족도를 다시 조사하여 향후 설계와 개발에 반영할 필요가 있다. 따라서 이 연구에서는 교사와 학생을 대상으로 디지털교과서에 대한 만족도를 검 토하였다

23 여섯째, 디지털교과서의 효과평가 이외에도 보다 나은 디지털교과서, 즉 폭넓게 활용되고 효과도 높은 디지털교과서를 개발하기 위해서 필수적으로 교사들의 요구를 조사하고, 이를 반영해야 한다. 그러나 선행연구들에서는 이러한 요구조사가 실시되지 않았다. 따라서 이 연구에서는 교사를 대상으 로 요구조사를 실시하여 향후 디지털교과서에 개발을 위한 시사점을 도출 하고자 하였다. 일 곱째, 정부가 최근 스마 트교육 추진 계획( 교육 과학기 술부, 2011) 을 발표 했는데, 이 안에는 디지털교과서 사업이 핵심 중의 하나를 이루고 있다. 그 러나 기존의 디지털교과서에 대한 연구들은 스마트교육 패러다임 하에서 디지털교과서가 어떻게 설계, 개발되고, 어떻게 활용되어야 하는가에 대한 검토를 하지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서는 스마트교육 환경과 패러 다 임 에 적 합 한 미래형 학습 교재로서의 디지털교과서 개발을 위한 설계, 개 발, 활용방법에 관한 제언을 하고자 하였다

24 I I. 선행연구 분석 및 검토 디지털교과서에 관한 연구는 우리나라에서 1997년 전자교과서에 대한 개 념 및 설계전략에 관한 논의가 시작된 이래로 현재에 이르기까지 10여 년 간 꾸준히 이루어져 왔다. 연구 초기에는 주로 디지털교과서의 개념과 특 성 탐색이 중심이 되었 지만 2002년 당시 교육인 적자원 부에서 디지털교과서 개발 및 보급 중 장기 계획을 수립한 이래로 초등학교 5학년 사회, 과학 프로 토타입 개발 및 실험 적용( 2004 년), 디지털교과서 개발 표준 안 연구 ( 2005 년) 를 거쳐, 2007 년도에 는 초등 학교 국어, 사회, 수학, 과학, 영 어 교과 를 중 심으로 디지털교과서가 본격 적으로 개발되 기에 이 르렀다. 그 뒤 2008 년도 에는 전국 적으로 20개 의 초등학 교 디지털교과서 연구학교가 지정되 어 디지털교과서를 실제 현장에 활용하여 수업을 진행하고 그 결과를 평가하 려는 노 력이 다각 적으로 이 루어져 왔 다. 특 히, 2008 년도 는 우리나 라 디지털 교과서 연구 개발 의 한 획 을 그은 해라 할 수 있다 년도 이전 에는 디지털교과서를 개념화하고 개발방향 설정 및 교과서의 시범적 개발에만 그쳐 온 반 면에, 2008 년도 에는 디지털교과서의 효과성을 전 국 규 모로 실 시 하거나 교수학습 방법 및 수업에서의 상호작용 변화와 같은 다양한 연구 중심 의 탐색 이 시도 되었다. 또 한, 2008 년도에는 초등학 교 5, 6 학 년용 디지 털교과서 완제품이 국어, 사회, 수학, 과학, 영어교과목 중심으로 개발되어 연구학교 20개를 중심으로 전국 초등학교에 직접 적용 운영됨으로써 디지 털교과서의 전국적 확산을 위한 기틀이 확립되었다. 이러한 경험을 바탕으 로 교육과학 기술부 에서는 2011년 현재 전국적 으로 초 등학교 122개교, 중학 교 10개교 등 13 2개 의 디지털교과서 연구학 교를 지정하 여 디지털교과서를 학교현장에 적용하고 그 효과를 평가하려는 노력을 활발히 진행하고 있다. 여기에서는 디지털교과서의 특성과 교육적 유용성을 먼저 살펴보고, 디지 털교과서 활용수업의 교육적 영향에 관한 쟁점들, 그리고 디지털교과서 활 용수업의 효과성 연구 동향 및 문제점 등을 살펴보고자 한다

25 1. 디지털교과서의 특 성과 교육 적 유 용 성 가. 디지털교과서의 주 요 특 성 디지털교과서를 둘러싸고 제기되고 있는 여러 가지 쟁점들을 논하기에 앞서, 디지털교과서는 어떤 특성을 갖고 있고, 교육적으로 어떤 유용성과 활용 가능성이 있는지 탐색해 볼 필요가 있다. 디지털교과서는 서책형 교 과서와 비교할 때, 여러 가지 특성을 가지고 있는 것으로 알려져 있는데, 년대 후 반 디지털교과서를 위 한 기 초연구를 수행해 온 곽병 선 등 (1997)은 디지털교과서가 갖는 차별적인 특성과 기능에 대해 첫째, 멀티미 디어 자료들을 활용할 수 있고 다양한 자원들과의 연계가 가능하다는 점, 둘째, 일제수업이 아닌 학습자의 능력, 수준, 선호도에 따른 수준별, 단계 별, 개별적인 학습을 제공한다는 점, 셋째, 협동학습을 지원함으로써 교사 및 동료, 외부전문가와의 다양한 상호작용이 가능하다는 점, 넷째, 학습자 가 자신의 정보를 데이터베이스에 첨가하거나 생성하는 것이 허용된다는 점, 다섯째, 누구나 언제 어디서나 쉽게 접근할 수 있게 함으로써 지역 간 격차를 해소할 수 있다는 점, 여섯째, 교사들의 업무를 자동화하고 학습자 가 학습과정을 통제할 수 있는 기회를 제공한다는 점을 제시하였다. Mardis 등(M. Mardis, N. Everhart, D. Smith, J. Newsum, & S. Baker, 2010) 은 디지털교과서가 전자 책 리 더기( e -b o o k re ade r) 에 사 용할 목적으 로 개발된 전자책, 온라인 DB에서 불러와 읽을 수 있는 교과서 (read-on-demand computer-based textbooks), 프린트할 수 있는 e-교과서 (print-on-demand e-textbooks), 소리정보, 시각정보, 문자정보, 장호작용 기능을 통합한 온라인 멀티미디어 프로그램 등, 여러 가지 형태를 가질 수 있다 고 보 았다. 교육 과학기 술부 한국교육학술 정보원 (2009 ) 에서는 디지털교 과서는 텍스트와 이미지 중심의 평면적, 선형적인 기존 서책형 교과서와 달리 소리, 동영상, 애니메이션, 가상현실 등의 멀티미디어 학습자료를 풍 - 7 -

26 부하게 제공할 수 있으며, 자료수집, 내용 전달매체, 학습방법, 접근성, 재 사용성과 확장성 등의 측면에서 여러 가지 교육적 유용성을 갖고 있음을 강조하였다. 이와 유사하게, 현재 교육과학기술부가 운영하고 있는 국내 공 식 디지털교과서 사이트 에는 서책 형 교과서와 달리 디지털교과서가 갖고 있는 주요 특성으로서 동영상, 가상현실 등 멀티미디어 자료의 제공, 새로 운 사실과 지식의 신속한 반영, 다양한 교육적 DB와의 연계를 통한 풍부 한 학습, 교과 내 학년간, 타 교과와의 연계학습, 교사, 학생, 컴퓨터 간 다 양한 상호작용을 통한 학습, 학생 중심의 자기주도적 학습 등을 지적하고 있다. 이상의 논의를 포함하여 디지털교과서가 갖고 있는 주요 특징을 기 존의 서책형 교과서와 비교해 보면 다음과 같이 정리해 볼 수 있다. < 표2-1> 디지털교과서와 서책형 교과서의 특 징 비 교 ( 여운 방 외, 2000) 비 교기준 디지털교과서 인쇄교과서 자료유형 생동감 있는 멀티미디어 학습자 텍스트와 이미지 중심 인쇄 료 기반의 학습자료 자료변환 학습자 필요에 따라 다양한 자료 자료가 고정되어 있어 변환 변환 용이 불가능 디지털교과서와 연동되는 다양한 교과서 외에 다른 자료를 찾 자료수집 교육자료와 DB를 통해 풍부한 기 위해서 많은 시간과 노력이 학습자원 수집, 활용 요구 전달방법 컴퓨터 및 인터넷을 통해 전달 교사를 통해 전달 자료연계 학습방법 수업방식 교육 자료들을 관련 주제 등에 따라 연계시키는 구조 컴퓨터와 학생 간, 교사와 학생 간, 학생 상호간, 학생과 집단 간 의 쌍방향 상호작용, 협동학습 학습자의 능력에 따른 수준별 학 습이 가능 개별적이고 독립적인 형태의 구조 지식전달 위주의 단방향적 학 습 중심 학습자의 능력에 따른 수업이 어려운 일제식 수업 - 8 -

27 나. 디지털교과서의 교육 적 유 용 성과 활 용 가 능 성 디지털교과서가 갖고 있는 교육 적 유 용성은 디지털교과서의 특징 에 관한 논의에서도 이미 제시되어 있는데, 이 중 교육적 관점에서 많은 이론가들 에 의해 강조되고 있는 교육적 유용성 혹은 교육적 활용을 위한 가능성 요 소들은 다음과 같다. 자 료 의 저 장, 편 집, 가 공, 활 용 의 편 의 성 제 공 디지털교과서는 기본적으로 모든 자료들이 전자화된 형태로 컴퓨터를 통 해 제공된다. 교과서에서 제공되는 모든 학습자료들이 전자화된 형태로 제 공되기 때문에 자료들을 쉽게 저장하거나 임의대로 편집 가공할 수 있으 며, 자료들을 얼마든지 재활용할 수 있다는 장점이 있다. 교과서에 제시되 어 있는 여러 가지 사진이나 그림자료들을 자신의 전자노트로 불러들여 편 집 가공할 수 있고, 자신만의 새로운 자료로 변환하여 활용하는 것도 가 능하다. 이처럼 교과서의 다양한 자료들을 편집 가공하는 경험을 통해 학 생들은 정보활용능력 혹은 자료변환능력을 습득할 수 있게 되며, 자신만의 고유한 학습자료나 교재 등을 스스로 개발, 활용할 수 있게 된다. 멀 티 미 디어 자 료 를 활 용 한 학 습 흥미, 동 기 유 발 디지털교과서의 가장 큰 장점으로 부각되는 것은 다양한 멀티미디어 자 료를 활용할 수 있다는 점이며, 멀티미디어의 효과적 활용은 학습자들의 학습흥미를 높여주고 수업과정에서 지속적으로 동기를 유발 유지시킴으로 써 학습 효과를 향상 하는데 도 움을 줄 수 있 다( 손병길 외, 2004 ; 여 운방, 2000; 변 호승 외, 2005 ). M a rdi s 등( 2010) 도 디지털 공학 기술이 학생들 의 의사소통방식이나 교사의 가르치는 방식에 변화를 가져왔고, 학생들의 수 업에 대한 요구가 다양해졌기 때문에 멀티미디어나 협동수업을 활용하여 학습내용을 전달하는 상호작용적인 접근을 채택해야 한다고 주장한다. 이 - 9 -

28 렇게 함으로써 학생들의 동기를 유발할 수 있고, 학생들을 학습에 몰입하 게 할 수 있다고 이들은 주장한다. 디지털교과서는 교과에 따라 학생들에게 역할놀이의 기회를 제공해 준 다. 예컨대 영어교과에서 자신이 특정 상황에서 주인공이 되어 영어를 말 해보게 하는데, 이 때 멀티미디어를 통해 자신의 활동을 대신 하는 존재가 등장함으로 인해 실제로 자신이 주인공이 된 것 같은 느낌을 갖게 해 준 다. 또는 국어교과에서 교과서에 등장하는 글을 작성한 저자와의 인터뷰 자료를 동영상으로 보여줌으로써 저자의 의도나 생각을 생생하게 전달받을 수 있도록 하기도 한다. 사회과에서는 각종 유물이나 유적을 3차원 입체형 태로 살펴볼 수 있도록 함으로써 생동감을 느끼며 학습활동을 수행할 수 있도록 도와주기도 하며, 과학교과에서는 직접 수행하기 어려운 실험과정 을 생생하게 보여줌으로써 모의실험을 해 볼 수 있도록 하는 간접경험을 제공해 주기도 한다. 수 준 별 교수 학 습 을 위 한 학 습 자 원 의 제 공 사실, 디지털교과서의 장점이나 교육적 유용성으로 맞춤형 학습이나 수 준별 학습이 가능하다는 점은 디지털교과서에 관한 연구 초기부터 지속적 으로 주장되어 왔다(손병길 외, 1997). 그 근거로 학습자 개개인이 TPC를 사용하여 디지털교과서를 활용할 수 있기 때문에, 학습자 개개인에게 적합 한 수준의 콘텐츠를 제공해 주면 학습자들의 사전지식, 학습속도, 학습수 준, 학습계열에 맞추어 개별화 학습을 수행하는 것이 가능하기 때문이라는 것이었다. 그러나 현실적으로 디지털교과서를 활용한 수준별 맞춤형 학습 을 위해서는 다양한 수준의 콘텐츠를 개발해야 하기 때문에, 개발상의 어 려움 으로 인해 2008 년도에 디지털교과서가 학교현장에 본 격적으 로 보급 활용되었음에도 불구하고 수준별 학습이 학교 현장에서 실제로 이루어지지 는 않았 었다. 그 후 2009 년 말 수준별 영 어 디지털교과서 가 개 발됨으 로 인해, 디지털교과서를 활용한 수준별 맞춤형 학습이 현실적으로 가능하게 되었다. 수준별 영어 디지털교과서는 초등학교 3, 4, 5, 6학년 학생들이 학

29 년별로 각각 상, 중, 하 수준으로 구분하여 자신에게 적합한 수준에 맞추어 학습 활동을 수 행할 수 있도록 구성되어 있다 (한 국교육 학술정보원, 2009 ). 현재 시험적으로 몇몇 연구학교에 적용 중인 이 디지털교과서가 전국적으 로 확산될 경우, 디지털교과서를 활용한 수준별 맞춤형 수업이 가능해짐으 로써 디지털교과서의 교육적 활용가능성이 더욱 높아질 것으로 기대된다. 특 수 교육 대 상 을 위 한 효과적 인 교수 학 습 지원 도 구의 제 공 디지털교과서가 기존 서책형 교과서에 비해 갖고 있는 또 하나의 장점 은, 특수교육 대상 학습자들에게 다양한 교육경험의 기회를 제공할 수 있 다는 점이다. 육주 혜 등( 2008 ) 은 장애학 생들에 게 적합 한 디지털교과서 개발 을 위해서는 장애유형과 장애 특성, 적용 교육과정, 그리고 디지털환경과 보조공학 환경 등을 고려하여 장애유형별로 디지털교과서를 구현 개발해 야 함을 강조하였는데, 적절한 컴퓨터기술과 연계하여 디지털교과서를 개 발 활용할 경우 특수교육 대상자들에게 디지털교과서는 매우 유용한 교수 학습 지원도구가 될 수 있다. 예컨대 전맹( 全 盲 )학생을 위해 디지털교과서 에 화면낭독 프로그램을 연계시켜 교과서 내용을 읽어주도록 한다거나, 저 시력 학생을 위해 디지털교과서에 화면확대 기능, 고대비 (high contrast) 설정 기능 등을 포함시킬 수 있을 것이다. 또한, 청각 장애아들을 위해 디 지털교과서 콘텐츠 지시문이나 도움말, 설명문 등에 자막을 넣어 제시하는 방안도 고안해 볼 수 있을 것이다. 한편, 디지털교과서는 특수아동뿐만 아니라 일시적으로 질병에 걸려 장 기간 학교에 등교하지 못하는 학생들이나 도서벽지 학생들을 대상으로 수 업결손 없이 정규 교육과정을 제공하는 데에도 효과적으로 활용될 수 있 다. 인천신 광초등 학교는 2008 년부 터 2009 년 동 안 디지털교과서 병원 학교 를 시험적으로 운영해 왔는데, 병원학교란 장기 입원이나 장기 통원치료로 인해 학교 교육을 받을 수 없는 아동들을 위해 병원 내에 설치된 파견학급 형태의 학교로서, 신광초등학교는 병원에 장기입원하고 있는 초등학교 5학 년 및 6학년 아동 9명을 대상으로 원격화상회의 시스템을 활용하여 디지털

30 교과서를 통한 교수학습 활동을 수행함으로써 학습자들의 수업결손을 보완 해 주었다. 병원학교 운영 결과, 학생들의 학습 만족도는 매우 높은 편이었 으며, 학생들을 지도한 교사들 또한 병원학교 운영에 있어서 디지털교과서 가 매우 효과적인 것으로 인식하는 것으로 나타났다(인천신광초등학교, 2009 ). 교사 들 을 위 한 다 양 한 학 습 관 리 지원 기 능 제 공 디지털교과서는 학생들뿐만 아니라 교사들을 위해서도 다양한 유용한 기 능을 제공해 준다. 예컨대 교사가 학생들의 학습활동을 효과적으로 모니터 링할 수 있도록 학생들의 화면을 전체 화면에서 보고 제어할 수 있는 기능 을 제공하고 있으며, 각각의 학습내용을 가르치는데 도움이 될 수 있는 교 수학습 지도안이나 디지털교과서 각 화면의 기능들을 설명해 주는 페이지 매뉴얼을 제공해 주고 있다. 무엇보다도 교사들에게 유용한 것은 e-포트폴 리오(e-portfolio)' 기능으로서, 교사들이 학습자들의 학습현황이나 형성평 가 정보 등을 체계적으로 파악하고 후속 학습을 위한 적절한 교수학습 계 획을 수립할 수 있도록 도와주는 것이다. e-포트폴리오 기능은 교사들이 학생들의 학습 진행 상황을 효율적으로 점검하고, 각 학생들에게 부족한 부분이 무엇이고, 향후 추가로 학습해야 할 필요가 있는 부분이 무엇인지 를 확인할 수 있도록 해 주기 때문에 교사들이 학생들의 학습활동을 효과 적으로 관리하고 대처해 나가는데 많은 도움을 줄 수 있다. 2. 디지털교과서 활 용 수 업 에 있 어 서의 주 요 쟁 점 앞에서 살펴 본 바 와 같 이 디지털교과서는 기존 서책 형 교과서가 갖고 있 었던 단점이나 문제점들을 보완 극복하고 학습자들의 흥미와 동기를 유발 하면서 동시에 다양하면서도 융통성 있는 교수학습 활동을 가능하도록 해

31 줄 수 있는 장 점이 있 다. 그렇지만 2008 년부 터 디지털교과서가 초 등학교 현장에 실제로 적용 활용되면서 여러 가지 문제점들이 제기되어 오고 있 다. 예컨대, 디지털교과서라는 새로운 매체의 도입이 과연 초등학교 학생들 의 학업성취에 실제로 긍정적인 영향을 미치는지, 교수학습 상황에서 다양 한 상호작용 활동을 증진시키는지 등, 교육적 영향력에 관해 문제를 제기 하는 경우도 있으며, 교실 수업 상황에서 에서 직접 디지털교과서를 활용 하는데 있어서 발생하는 여러 가지 한계점 등을 제기하는 경우도 있다. 이 연구에서는 디지털교과서 활용 수업에서 제기되고 있는 주요 쟁점들을 양 적인 분석과 질적인 분석을 통해 검토하였다. 가. 디지털교과서의 학 습 효과성에 관 한 문 제 어떤 새로운 매체가 교육에 도입될 때마다 항상 관심이 되어 온 것은 그 매체를 사용하면 이전보다 더 교육효과가 있을 것인가 하는 점이었다(나일 주, 1995; Clark, 1985). 슬라이드나 OHP가 등장하였을 때는 물론, 컴퓨터 가 도입되었을 때에도, 인터넷을 활용한 ICT 활용수업이 보급되었을 때에 도 많은 사람들은 그러한 교수매체의 활용이 학업성취에 효과적인지 궁금 증을 품고 그 효과를 검증하기 위한 연구를 수행하였다. 디지털교과서 역 시 예외가 아니어서, 디지털교과서를 활용한 수업과 교사가 가르치는 수업 중 어떤 수업이 더 효과적인지, 인지적인 측면에서뿐만 아니라 학습태도나 자기주도학습 등 정의적 측면에서도 교육적 효과가 나타나는지는 매우 중 요한 관심사라 할 수 있다. 외국에 서 디지털교과서가 2008 년 무 렵부터 미 국의 텍 사스, 캘 리포니 아, 노스캐롤라이나, 인디애나, 플로리다 등에서 활용되기 시작했다. 아직은 객 관적인 효과를 경험적으로 평가한 연구를 찾아보기 어렵지만, 교과서가 아 닌 책 자체가 전자화된 e-book, 혹은 전자 교재라 불리는 매체의 교육적 효과를 탐색하기 위한 연구는 부분적으로 이루어지고 있다. Korat과 S ha mi r(2007 ) 는 이스라 엘의 5~6세 아동들을 대상으로 e-book을 활용한 집

32 단, 교사가 동일한 스토리북을 읽어 준 집단, 그리고 전통적인 수업집단 간 에 문해능력에 있어서 어떠한 차이가 나타나는지를 분석해 보았다. 연구 결과, e-book을 활용한 집단이 통제집단에 비해 어휘력 점수가 높았고, 내 용 이해력 수준도 향상 된 것으 로 나 타났다. Z u cke r 등 (2009 ) 은 유 치원부 터 초등학교 교실에서 e-book의 효과를 탐색한 미국 등 해외 여러 나라의 연 구들을 분석한 뒤, 상호작용적인 e-book의 특성은 학생들의 내용 이해력 에 도움을 주지만, 적절치 않은 도구의 제공은 오히려 내용 이해를 방해한 다는 결론 을 내 리기도 하였 다. T ai 등 (2008 ) 은 대만 초등학 교 학 생들이 e-book의 사용에 있어서 학습자가 자기 스스로 학습과정을 통제하느냐 혹 은 교사가 통제하느냐에 따라 학업성취가 달라지는지를 확인하였는데, 영 어 어휘 및 내용 학습과정에서 교사가 e-book 사용을 통제한 집단이 영어 어휘학습에 있어서 유의미하게 효과적임을 밝혀냈다. 인디아나주에서는 초중등교사드로 구성된 교과서선정위원회를 구성하고 학년도 에 학생 들이 사 회교과서에 대 해 무겁 고, 따 분하며, 정보 가 오래됐고, 일부 정보는 누락되었다 고 불평한다는 점을 고려하여 학생의 요 구에 맞는 서책형 교과서를 찾기 위한 평가를 한 결과, 만족할만한 서책형 교과서를 찾을 수가 없었고, 주정부에서 제시하고 있는 교과서 평가기준 중에서 비판적 사고력, 학습양식, 관련성과 정확성, 학습을 위한 보편적 설 계(Universal Design for Learning, UDL), 주정부의 교육목표, 공학기술과 21세기 기능(문제해결력, 협동학습능력 등), 그리고 다양성이라는 기준에서 도 높은 점수를 얻는 교과서를 찾을 수 없었다(Nelson, Arthur, Jensen, & Va n H orn, 2011). 특 히 이 선 정위원 회가 고려한 U D L은 학 습에 관한 연구 를 토대로 구성된 설계 원리로 참여, 표상 및 표현의 세 가지 원리에 초점 을 둔다. 몰입의 원리는 학생들을 수업에 모두 몰입시킬 수 있어야 한다는 것이고, 표상의 원리는 학생들에게 다양한 방식으로 정보가 제공되어야 한 다는 원리이며, 표현의 원리는 학생들이 학습한 것을 적합한 방법으로 표 현할 기 회를 주어 야 한다는 것 이다( Ros e an d M ey er 2002). 이러 한 원리를 토대로 교과서선정위원회는 교사들이 더 이상 단순히 내용 전달만을 위한

33 교과서를 원하는 것이 아니라, 교과서를 통해서 학생들이 학습주제에 몰입 하고, 학습정보가 여러 가지 방식으로 제시될 수 있으며, 여러 가지 형태로 정보가 학생들로부터 수집될 수 있기를 바란다는 점을 알게 되었다. 기업 과 함께 교과서선정위원회 위원들은 교사들이 수업계획서, 학습안내, 평가 루브릭(rubric, 척도) 및 기타 학급 정보를 저장하고 공유할 수 있는 플랫 폼을 개발했다. 학생들은 이 플랫폼에 접속해서 학습할 단원에 대한 개관 을 볼 수 있고, 학부모와 학생이 함께 참여할 수 있는 단원의 핵심질문, 여 러 가지 멀티미어 정보를 얻을 수 있으며, 그래픽 조직자, 개념도, 관찰지 침 등의 학습 몰입을 위한 도구들이 제공되고, 학생들이 어떻게 자신의 아 이디어를 차트, 에세이, 세미나 등을 활용하여 표현할 수 있는가를 안내 받 을 수 있다. 또한 교사들은 이 플랫폼에 그래픽 조직자, 평가 루브릭, 강의 노트, 수업계획서, 과제, 프레젠테이션 자료 등을 제공할 수 있다. 그 다음 단계에서 이 플랫폼은 디지털 정보 데이터베이스와 연계되었고, 교사들은 이것을 이용하여 학년별, 과목별, 학생 요구별 자료를 다양하게 탐색하여 이용 할 수 있게 되었 다 학년도 학생에 대 한 설문조 사와 2010년 설 문조사에서 학생들은 디지털 자원에 높은 관심을 보였고, 문제해결력이나 협동력과 같은 21세기에 요구되는 능력을 기를 수 있었다고 답변했다. 또 한 학생들은 학습내용이 다양하게 제시되었으며, 자신들의 지식을 여러 가 지 방 법으로 표 현할 수 있 었다고 응답했 다. N e lso n 등( 2011) 은 학생들 이 이미 디지털시대에 진입해 있기 때문에 서책형 교과서보다는 다양한 정보 를 탐색하여 자신의 목적에 맞게 활용할 수 있도록 하는 디지털 플랫폼과 디지털 데이터베이스가 제공되어야 한다고 제안한다. 국내 연구는 디지털교과서 자체에 관한 효과를 보다 직접적으로 확인하 기 위 한 목적으 로 시도 되었다. 변호 승 등( 2006 ) 은 초기 형 태의 수학 과 디지 털교과서가 일반 서책형 교과서보다 긍정적인 학업성취 결과를 나타내는지 를 분석하였는데, 대체로 학업성취도가 낮은 학습자집단에서 일반적인 서 책형 교과서 활용집단에 비해 디지털교과서 활용집단이 높은 학업성취를 나타 내는 것 을 확인하 였다. 송해 덕 등( 2008 )은 초등학 교 5 학년을 대상으 로

34 디지털교과서 활용 수 업 집단 과 디지털교과서 및 서책형 교과서 혼 합사용 집단, 그리고 서책형 교과서 사용집단 간에 학업성취도에 있어서 차이가 있는지를 탐색하였다. 그 결과 내재적 동기나 학습태도 면에서는 효과가 없는 반면 학업성취에 있어서는 디지털교과서 활용 수업 집단이 서책형 교 과서 활용 수업 집단에 비해 유의미한 향상을 보이는 것으로 나타났다. 그 런데, 디지털교과서의 학습 효과성에 관해 최근 가장 광범위한 연구를 시 도한 변 호승 등( 2008 )에 따 르면, 도시 에 비해 농산어 촌 학교에 서 디지털교 과서 활용 수업이 효과적이긴 했지만 대부분의 디지털교과서 활용 수업 집 단과 전통적인 서책형 교과서 사용 집단간에 학업성취에 있어서는 어떤 교 과를 막론하고 통계적으로 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 학업성취 뿐 만 아니라 학습태도, 자기주도학습, 문제해결능력 면에서도 디지털교과서 활용 수업이 효과적이라는 증거가 나타나지 않았으며, 이러한 현상은 디지 털교과서의 효과성을 탐색한 개별 연구학교에서도 유사하게 나타났다. 서 울, 인천, 대전, 광주 등 주요 도시 연구학교 자체에서 수행된 디지털교과 서 효과성 분석 에서도, 디지털교과서 활용 수 업이 서책 형 교과서 활용 수 업에 비해 학업성취나 학습태도 면에 있어서 유의미한 차이를 보이지 않는 것으 로 나타난 것이 다( 광주연제초, 2008 ; 대전 탄방초, 2008 ; 서울자운 초, 2008 ; 인천동 막초, 2008 ). 물론 디지털교과서가 본격적으로 도입 활용된지 불과 2년밖에 되지 않 은 상황에서 단기간 내에 디지털교과서의 효과성을 알아보는 것이 한계가 있을 수 있을 것 이다. 그 런데, 이 종연, 서정희( 2009 )는 디지털교과서가 문제 해결능력 향상에 효과적인지를 탐색한 연구에서 흥미로운 연구결과를 발견 했다. 디지털교과서를 활용하여 문제해결활동 수업을 수행한 집단이 서책 형 교과서로 문제해결 수업을 한 집단이나 디지털교과서를 사용한 일반수 업 집단에 비해 문제해결력 향상에 효과적이었다는 것이다. 즉, 디지털교과 서 자체를 활용하는 것이 문제해결력 향상을 보장해 주는 것이 아니라, 디 지털교과서를 문제해결수업에 활용할 경우 문제해결력 신장에 도움이 될 수 있다는 것이다. 결국, 디지털교과서를 활용하는 것 자체가 학습효과 향

35 상에 도움이 된다기보다는, 디지털교과서를 어떻게 활용하느냐에 따라 특 정 학습영역에서 기대하는 학업성취나 학습효과를 기대할 수 있다는 것이 다. 이러한 연구 결과는 디지털교과서의 교육적 효과나 활용 가능성을 지 나치게 과대포장해서는 안되며, 새로운 매체의 도입 자체가 학습에 긍정적 영향을 미치는 것은 아니라는 점을 시사한다. 이것은 교수매체가 효과가 있는 것처럼 나타내게 하는 것은 그 교수매체를 활용하는 방법이나 그 교 수매체 안에 내재해 있는 교수내용들이지 결코 교수매체 자체가 아니라는 Clark(1984, 1994)의 주장을 상기하게 한다. 물론 Clark 자신도 여러 가지 교수매체들이 적절히 통합되어 교수의 전달에 바람직하게 사용될 수 있다 는 점은 인정하지만, 학습의 효과가 나타나는 것은 단지 주어진 매체에 노 출되었거나 그 매체가 갖고 있는 고유의 속성 때문이라기보다는 그 매체를 통한 제시방법 속에 내재되어 있는 교수방법 및 교수내용 때문이라는 것이 다. 디지털교과서 활 용 수 업에 있 어서도 중요 한 것은 결국 디지털교과서의 활용 유무가 아니라 디지털교과서의 효과적인 활용방법과 전략이라 할 수 있을 것이다. 나. 인 지적 정보 처 리 문 제 : 표 층 적 정보 처 리 와 심 층 적 정보 처 리 디지털교과서를 활용한 교수학습 활동이 이루어지는 동안, 학습자들은 수업내용을 이해하기 위해 끊임없이 인지적인 정보처리 활동을 수행한다. 즉, 디지털교과서의 콘텐츠들과 주요 기능들을 통해 학습을 수행해 나가는 과정에서 학습자들은 정보의 표상(representation), 상호작용 및 커뮤니케이 션(interaction & communication), 인지적 정보처리(cognitive processing), 정보의 공유(information sharing), 평가와 피드백(evaluation & feedback), 학습자료의 관리(management)와 같은 다양한 정보처리활동을 수행한다는 것이 다( 임정훈 외, 2008 ). 그런데, 디지털교과서를 활용한 교수학습 활 동에 서 학습자들은 인쇄된 자료나 텍스트, 어의적 자료보다는 멀티미디어 형태

36 의 시각적 자료나 구조적 자료들에 노출되는 빈도가 더 높다. 또한 한두 가지의 자료들을 놓고 깊이 생각해 보는 활동보다는 주로 여러 가지 자료 들을 이리 저리 검색하고 훑어보는 형태의 활동들을 주로 수행하게 된다는 지적도 있다. 이럴 경우, 학습자들의 인지적 정보처리 활동이 심층적으로 이루어질지 또는 피상적으로 수행될지, 그리고 그러한 활동이 학습에 어떠 한 영향을 미칠지에 대해 검토가 필요하다. Craik과 Lockhart(1972)는 인간의 학습과정을 이해하기 위해서 정보처리 의 수준(levels of processing) 또는 정보처리의 깊이(depth of processing) 를 고려해야 할 필요가 있음을 제안한 바 있다. 이들에 따르면, 인간의 기 억 속에 들어가는 어떤 항목은 단계별로 분석되는데, 초기단계에서는 시각 이나 청각 속성과 같은 지각적 속성이 분석되고, 후기단계로 가면서 항목 의 의미, 유형, 이미 기억해 둔 다른 항목과의 관계가 분석된다. 즉, 정보처 리 단계에는 위계가 있어 기억의 과정에서 정보가 점차 깊이 있게 처리된 다는 것인데, 초기 단계에서 일어나는 정보처리 수준은 표층적 정보처리 (shallow processing)라 하고 후기 단계에서 일어나는 정보처리 수준은 심 층적 정보처리(deep processing)라 한다. 이 이론의 요지는 인간의 머리에 들어온 자극의 기억이란 그 자극에 가해진 정보처리의 수준 또는 깊이가 깊을 수록 그 자 극이 더 잘 기억 된다는 것이 다( 이정모, 2001). 정보 가 인 간 의 기억에 들어와 처리되는 초기 단계에서 자극은 선, 각도 선도( 鮮 度 )와 강도( 强 度 ) 등과 같은 물리적 또는 감각적 측면에 따라 분석되지만, 후기 단계에 이르면 투입된 정보가 이전의 학습에서 저장하고 있는 표상과 배합 되는데 집중된다. 이 과정에서 정교화, 부호화 및 어의적 처리 같은 심층적 정보처리가 발생하고, 이러한 처리과정이 일어날수록 기억을 더 잘 하게 된다는 것이다(오영환, 1984). 정보처리수준에 관한 이론은 인지심리학자들에 의해 비판을 받기도 했지 만, 인간의 정보처리과정을 이해하는데 있어서 여러 가지 측면에서 시사점 을 제공해 준다. 특히, 디지털교과서를 사용하는데 있어서도 학습자들에게 시각적 이미지와 그래픽, 동영상, 음성정보 등 다양한 멀티미디어 자료를

37 제공하는 것이 반드시 효과적인가 하는 점을 되돌아 볼 수 있는 시각을 제 공해 준다. Hilgard와 Bower(1981)에 따르면 기억의 쇠퇴비율은 감각적, 음소적, 어의적 순으로 나타나게 된다. 결국 정보처리가 보다 깊게 일어나 거나, 보다 어의적 이면 기억이 더 잘 일어난다는 것인데, 이것은 디지털 교과서처럼 대부분의 정보를 전자화된, 시각화된 형태로 제공하는 것이 학 습자들로 하여금 심층적 정보처리보다는 표층적 정보처리를 유도함으로써 심화된 학습이 일어나지 않게 될 수도 있다고 예측할 수 있기 때문이다. 이미 자 등( 2008 ) 의 연구에 따르 면, 한 학기 동 안 디지털교과서를 활 용한 수 업 집단들이 일반 서책형 교과서를 활용한 수업 집단에 비해 메타인지 측 면에 있어서 오히려 유의미하게 낮은 성취결과를 보인 것으로 나타났다. 메타인지란 인지에 관한 인지로서, 자신의 인지 내용, 상태를 이해하고 사 고의 과정이나 문제해결 과정을 계획, 수행, 점검, 평가, 수정하는 인지전략 을 의미한다(Flavell, 1987). 즉, 학습자의 인지적인 정보처리 활동과 매우 밀접한 능력이라 할 수 있는데, 디지털교과서 활용 수업 집단의 메타인지 능력이 일반 수업 집단보다 오히려 떨어지게 되었다는 것은, 멀티미디어 중심의 디지털교과서 활용 수업이 학습자들의 인지적 정보처리 활동이나 사고능력 향상에 부정적일 수도 있다는 점을 경고하고 있는 것이라 할 수 있을 것이다. 반면에 Pavio(1986)의 이중부호화 이론(dual coding theory)에 따르면, 인 간은 학습과정에서 주로 언어적 정보처리 시스템과 비언어적 정보처리시스 템을 활용하는데, 이 두 시스템은 정보의 표상방식과 정보의 구조화 방식 에서 개념적으로 별개의 시스템이다. 언어적 정보에는 시각적 언어, 청각적 언어 및 글의 패턴에 따른 촉각적 언어가 포함되고, 비언어적 정보에는 시각적 객체, 소리, 물체에 대한 촉감, 미각 정보, 후각 정보 등이 포함된 다. 물론 두 정보처리 체제가 상호 독립적이지만, 한 시스템의 활동이 다른 시스템의 활동을 촉발시킬 수 있다는 점에서 두 시스템은 상호 연결되어 있다고 가정된다. 외부에서 학습자에게 제공된 언어정보가 이미 알고 있는 언어정보를 활성화해서 학습을 촉진할 수도 있고, 새로운 비언어적 자극이

38 학습자의 기존 언어정보를 활성화해서 심층적인 정보처리를 촉진할 수도 있는 것이다. 이러한 정보처리를 Pavio(1986)은 '관계적 정보처리 '(referential processing)라고 했다. 이러한 이중부호화이론에 따르면, 의미 있는 학습, 심층적인 학습을 위해서는 언어정보뿐만 아니라 비언어적인 정 보, 즉 멀티미디어 정보를 학생들에게 풍부하게 제공하는 것이 심층적인 학습을 촉진할 가능성이 높다고 할 수 있다. Bad de ley (2000) 의 작동 기억( Wo rkin g m em ory, 또는 작업 기억) 모형에 따 르면, 작동기억은 4개의 요소로 구성되어 있는데, 과제 수행에 필요한 정보 들을 우리가 지각 선택 일시적 저장 조작하는 제한된 용량을 가진 기 억 시스템이다. 이 작동기억은 언어 정보를 받아들여 처리하는 언어적 작 동기억(Phonological Loop)과 시각적 공간적 정보를 받아들여 처리하는 영역인 시공간적 작동기억(Visuo-Spatial sketchpad)의 두 하위 영역과, 이 두 하위영역의 정보를 연결하고 주의 집중과 전체적인 통제를 담당하는 중 앙집행장치(Central Executive)가 있다. 그리고 중앙집행장치와 작동기억 사이의 정보 교환을 촉진하는 구조로의 역할을 가정하는 에피소드 버퍼로 ( Ke rry Lee, Swe e -F o ng N g, E- e -Ly un N g, Z e e -Yi ng Lim, 2004 ) 구성되 어 있다. 에피소드 버퍼는 중앙집행장치가 언어적 작동기억과 시공간적 작 동기억을 통합하여 새로운 정보를 만들거나, 장기기억 정보를 인출하여 연 결정보를 만들 때 그 정보를 일시적으로 저장하고 유지하는 역할을 수행한 다( Ba dde le y, 2000b). 이 이론 에 따르 면, 작 동기억 이 분리 되어 있 기 때문 에 한 가지 정보만으로 학습내용을 제시하는 것보다는 문자정보와 소리정보, 시각정보, 공간정보, 애니메이션, 동영상 등의 멀티미디어 정보로 제시하는 것이 학습에 효과적일 것이라고 예측할 수 있다. 이와 같은 맥락에서 Chambers(1999)는 20명의 초등학생을 대상으로 실시한 실험에서 멀티미디 어 자료가 학생들의 심층적 정보처리와 관련된 기능, 즉 메타인지, 문제해 결력, 비판적 사고력 등을 지원하고 촉진한다고 보고하고 있다. M ore no 와 M ay er( 2007 ) 도 언어적 정보와 비언 어적 정보 를 통합하 여 멀 티미디어 형태로 제시하면 학생들의 학습내용에 대한 이해가 촉진된다고

39 지적한다. 단일 감각기관을 활용하도록 학습자료를 설계하기보다는 여러 가지 감각을 활용하여 정보를 받아들이도록 멀티미디어를 설계하면 가장 효과적인 학습이 이루 어질 수 있 다는 것이다 (Lo w & S welle r 2005 M aye r 2001, 2005 b M ore no 2006 M o re no & M a ye r 1999, 2002a, b). 그 이 유는 앞에서 지적한 것처럼, 인간의 인지 시스템 구조가 서로 독립적이고 용량 에 한계가 있는 작동기억 하위요소들로 구성되어 있어서 한 가지 감각채널 만을 사용하도록 하면 인지 과부하가 일어나기 쉽기 때문이다(Low and Swelle r 2005 Maye r 2005 a ). 이 러한 논의를 종합 해보면, 멀 티미디어 정보 를 포함하고 있는 디지털교과서가 서책형 교과서에 비해 학생들의 성취도 뿐만 아니라 문제해결력, 자기주도적 학습력 등과 같은 심층적 정보처리 관련 기능을 향상시키거나, 최소한 서책형 교과서와 정도로 성취도, 문제해 결력, 자기주도적 학습력을 향상시키는데 기여할 것이라고 예측해 볼 수 있다. 따라서 이 연구에서는 디지털교과서가 정말로 학생들로 하여금 정보처리 과정에서 심층적 정보처리보다는 표층적 정보처리만을 유도하는지, 아니면 멀티미디어 정보를 제공하는 디지털교과서가 문제해결력, 자기주도적 학습 력과 같은 심층적 정보처리와 관련된 능력 향상에 기여하는가를 경험적으 로 검증하고자 하였다. 또한 어떻게 디지털교과서를 활용하는 것이 학생들 의 학업성취도, 문제해결력, 자기주도적 학습력 등에 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것인가에 관해 질적 연구를 수행함으로써 양적 분석으로는 드러나 지 않는 학습 메커니즘을 밝혀보고자 했다. 3. 상호작용의 이해와 디지털교과서를 통한 상호작용 가. 교육 에 서 이 루 어 지는 상 호 작 용 의 개 념 과 특 성 교육에서 이루어지는 교수-학습 활동이라는 것 자체가 다양한 형태의

40 상호작용에 의해서 이루어지는 것이기 때문에 상호작용은 교육에 있어서 매우 중요한 요소로 간주되고 있다. <표2-2> 교육에 있어서 상호작용에 관한 다양한 정의와 속성 학 자 정의 Gunawardena, 공동의 지식이 창출되고 형성되는 과정으로 정의하여 상호작용을 상호 et al.(1997) 공동의 지식창출의 과정 Vrasidas & Mcisaac(1999) 일정한 상황에서 둘 이상의 행위자가 상보적인 행위를 구성하는 과정 이태민(2004) 커뮤니케이션 당사자(학습자와 교수자 및 학습자 학습자)들 사이의 상호 교환 및 반응성과 같은 행위 Bates(1995) 교수자나 학습내용과의 관계 속에서 학습자가 수행하는 내적인 활동과 실제 행동의 변화 Berge(1999) 학습자와 교수자, 학습자와 학습자 등 교수학습의 과정에서 나타나는 모 든 쌍방향 의사소통의 메커니즘 수업에 대한 학습자의 적극적이면서도 능동적인 참여와 활발한 인지적 임정훈(1999) 정보처리 활동을 이끌어내는 학습자-학습자료간, 대인간의 쌍방향적 커 뮤니케이션 활동 정인 성, 학습자로부터 학습에 대한 능동적인 참여와 활발한 인지적 작용을 이끌 최성우(1998) 어내는 쌍방향 활동 Gilbert & 수업적 경쟁이나 사회적 관계형성을 목적으로 학습상황에서 두 사람 이 Moore(1998) 상의 사람들 간의 쌍방향 의사소통 Henri(1992) 참여자간 메시지를 주고받는 것 Blattberg & 공간적 거리와 시간의 제약없이 개인 또는 집단이 서로 직접적으로 커뮤 Deighton(1991) 니케이션하는 작용 Wagner(1997) 개인과 집단이 서로 영향력을 미치며 교류하는 것 Anderson(2004) 두 사람 또는 그이상의 사람들 간에 이루어지는 쌍방향 의사소통으로 서,Garrison(1993) 로에게 영향을 주는 것 Giardina(1992), 면대면 또는 미디어를 통해 다양한 커뮤니케이션 과정에 참여하여, 메시 Rafaeli & 지를 서로 교환하고 공유하며 의미를 창출해 나가는 양방향적, 역동적, Sudweeks(1997) 자기주도적인 의사소통활동 한국교육공학회 특정한 상황 속에서 둘 이상의 행위자 사이에서 일어나는 상보적인 행위 들로 구성되는 과정, 즉, 한 사람의 행위가 다른 사람의 행위에 영향을 (2005) 주고 이 영향이 또 다른 영향을 불러오는 총체적인 상황 Moreno & M ay e r( 2007 ) 학습과정에서 학습자의 행동에 대해 모종의 반응이 일어나는 것 예컨대 교실 현장에서는 면대면 수업에서 교사와 학습자간의 의사소통 이나 학습자료와 학습자간의 상호작용이 중요시되며, 컴퓨터 매개 통신 같 은 원격교육의 상황에서는 서로 다른 장소에 있는 교수자나 외부 전문가와

41 학습자, 학습자와 학습자간의 상호작용, 그리고 매체를 통해 중개되는 학습 내용과 학습자와의 상호작용 등이 교육 효과를 결정짓는 주요한 변수로 작 용할 수 있다. 교육에서의 상호작용은 여러 가지 학자들에 의해 다양하게 개념 정의가 되어 왔는데, 정인성과 최성우(1998)는 상호작용이란 학습자로 부터 학습에 대한 능동적인 참여와 활발한 인지적 작용을 이끌어내는 쌍방 향 활동이라고 규정하였다. 여기서 강조하는 것은 상호작용에 있어서 학습 자의 능동적인 참여(involvement) 가 중요하다는 것이다. 이러한 그들의 주 장은 Mackinnon 등(1995)의 논의에 기초하고 있다. Mackinnon 등(1995) 은 상호작용 TV에서의 교육적 고려사항에 대한 인벤토리 에서 상호작용 의 요소 중 중요한 요인으로 참여 를 들고 있다. 즉, 학습자가 어떤 교수매 체를 통해 학습을 해 나갈 때 그 매체에서 제시되는 특정 주제를 능동적으 로 탐색하고 아이디어를 구성해 나가는 활동, 다시 말해서 참여 활동이 바로 상호작용의 핵심적인 요소라는 것이다. Bates(1995)의 경우에는 원격 교육에서의 상호작용의 요소들로서 능동적 활동, 학습 자료에 대한 반응, 학습자료를 활용한 모종의 수행 활동, 이해도의 표현, 지식들을 통합하 기 위한 재처리 과정, 새로운 분야에의 적용을 위한 재처리과정, 피드백 등을 들면서, 상호작용을 교수자나 학습내용과의 관계 속에서 학습자가 수 행하는 내적인 활동과 실제 행동의 변화라고 설명한 바 있다. 이러한 논의 를 토대로 하여 그는 상호작용이란 결국 학습에 대한 학습자의 능동적인 참여를 전제로 하는 것이며, 학습자의 능동적 참여는 교수자가 직접적으로 또는 학습내용을 통하여 잘 안내된 교훈적 대화를 함으로써 이루어질 수 있다고 강조한다. <표2-2>는 국내외 학자들이 상호작용의 주요 속성에 기반하여 상호작 용을 개념화한 것들이다. 이처럼 다양한 의미를 갖고 있는 상호작용이 갖고 있는 주요 특성을 강민석(2009)은 크게 세 가지로 규정한다. 첫째, 상호작용은 상호작용 주체로서 쌍방을 전제하고 있다는 것이다. 상호작용은 상호작용 참여 자들이 서로 상호작용에 주체가 되어 쌍방향적으로 영향을 미치는 것이라 할 수 있다. 예컨대 A라는 사람(작용자)이 B라는 사람(피작용자)에게 작용하고, B

42 라는 사람(작용자)은 다시 A라는 사람(피작용자)에게 영향을 미치며, 또 다시 A라는 사람(작용자)은 B라는 사람(피작용자)에게 영향을 미치는 지속적인 과 정을 의미한다. 이와 같이 상호작용은 상호작용 주체로서 쌍방이 기본적으로 전제되어야 하는 속성을 포함하고 있는 것이다. 둘째, 상호작용은 둘 사이에 의사소통을 통한 지속적인 교류 가 있어야 한다. Berge(1999)는 학습자와 교수자, 학습자와 학습자 등 교수학습의 과 정에서 나타나는 모든 쌍방향 의사소통의 메커니즘으로 상호작용을 정의하 였으며, 임정훈(1999)은 상호작용을 수업에 대한 학습자의 적극적이면서도 능동적인 참여와 활발한 인지적 정보처리 활동을 이끌어내는 학습자-학습 자료간, 대인간의 쌍방향적 커뮤니케이션 활동으로 규정하고 있다. 이처럼, 상호작용은 쌍방향 의사소통이나 커뮤니케이션을 통한 상호간의 교류가 핵 심적 속성이라 할 수 있다. 셋째, 이러한 상호작용은 지속적 교류를 통해 상호 영향을 미쳐 쌍방이 변해 야 한다. A nde rso n( 2004 ) 과 Garri so n( 1993)은 두 사람 또는 그 이상의 사람들 간에 이루어지는 쌍방향 의사소통으로 서로에게 영향을 주는 것으 로 정의 하였으 며, 한국 교육공 학회( 2005 ) 에서도 특정한 상황 속에 서 둘 이 상의 행위자 사이에서 일어나는 상보적인 행위들로 구성되는 과정, 즉, 한 사람의 행위가 다른 사람의 행위에 영향을 주고 이 영향이 또 다른 영향을 불러오는 총체적인 상황 으로 상호작용을 정의하였다. 이것은 상호작용의 개념에 참여자간 교류를 통해 서로 영향을 주고받음으로써 변화하는 변화 적 속성이 내포됨을 알 수 있다. 나. e - 러 닝 환 경 에 서의 상 호 작 용 의 유 형 ICT 활용수업, 특히 e-러닝 같은 컴퓨터 매개 통신 환경에서의 상호작 용 유형에 관한 논의는 Bates(1990), Moore(1993), Moreno와 Mayer(2007 ) 의 논의에서 찾아볼 수 있다. Bates(1990)는 원격교육에서 이루어지는 상 호작용의 유형을 학습자와 교재(학습내용)간에 발생하는 상호작용이 중심

43 이 되는 개인적 독립적 상호작용 활동, 그리고 학습내용에 대하여 둘 또 는 그 이상의 학습자들간의 상호작용이 중심이 되는 사회적 상호작용 활동 으로 구분하고 있다. 그러면서 그는 사회적 상호작용을 다시 학습자와 교 수자의 상호작용, 학습자와 튜터와의 상호작용, 학습자와 동료 학습자와의 상호작용 등 세 가지 유형으로 분류하였다. 먼저, 학습자와 교재간의 상호 작용은 학습자가 자학자습용으로 개발된 원격교육 교재를 통해 개인적으로 상호작용 활동을 수행하는 것으로서, 사회적 상호작용과는 달리 개인적이 고 독립적이며 나아가 사회적인 환경과는 고립된 활동이라고 할 수 있다. 학습자와 교수자(혹은 튜터)간의 상호작용은 직접적인 의사교류나 매체를 매개로 한 커뮤니케이션을 통해 일어나는 사회적인 활동으로 규정될 수 있 다. 물론 이 때의 상호작용이 교재의 내용에 근거하기는 하지만, 기본적으 로 내용 전문가와 배우는 학습자 사이의 쌍방적인 사회적 교류활동이라고 볼 수 있다. 그리고 학습자와 동료 학습자간 상호작용 역시 사회적 쌍방 향 커뮤니케이션 활동으로서 직접 혹은 간접적으로 일어날 수 있다. 이 유 형이 교수자와의 상호작용과 다른 점은 내용 전문가가 포함되지 않고 학습 자들 간에 상호작용이 일어난다는 것이다. 이 유형의 상호작용은 학습자간 의 협력학습을 유도하여 서로의 지식과 경험을 공유할 수 있을 경우 더욱 효과적일 가능성이 높다. M o ren o와 M a ye r(2007 ) 는 멀티미 디어 학습 환경에 서 상 호작용 의 유형을 다섯 가지로 제시한다. 첫째는 학습자가 질문을 받고 답을 하거나 자신의 답에 대한 피드백을 받는 대화(dialoguing)이고, 둘째는 학습자가 학습속도 나 학습자료 제시 순서를 조정할 수 있는 통제(controlling), 셋째는 학습자 가 화면의 객체를 이동시키거나, 확대 축소하며, 시뮬레이션 상황에서 값을 입력할 수 있는 조작(manipulation), 넷째는 학습자에게 탐색도구가 부여되 고 탐색을 위한 선택지들이 제공되며, 이를 이용하여 새로운 학습내용 자 료를 찾을 수 있는 탐색(searching), 그리고 다섯째는 학습자가 다양한 정 보원천으로부터 선택하게 되면 다른 내용영역으로 이동할 수 있는 내비게 이션(navigating) 유형이다. 이러한 다섯 가지 상호작용이 활발하게 이루어

44 질 때 멀티미디어 환경에서 다양한 감각기관채널을 활용한 학습이 효과적 으로 이루어질 수 있다고 본다. Moore(1993) 역시 상호작용의 유형에 대하여 Bates와 유사한 논의를 전개하고 있는데, 그는 상호작용의 세 가지 유형으로 학습자와 학습내용간 의 상호작용(learner-content interaction), 학습자와 교수자간의 상호작용 (learner-instructor interaction), 그리고 학습자와 학습자간의 상호작용 (learner-learner interaction) 세 가지를 들고 있다. 이 세 가지 상호작용 유형이 e-러닝 환경에서의 대표적인 상호작용으로 알려져 있는데, 첫 번째 상호작용 유형은 학습자와 학습내용, 즉 학습자가 원격교육 콘텐츠와 지적 으로 상호작용하는 것으로서, 이것은 학습자의 특정 지식에 대한 이해, 시 각이나 관점, 혹은 인지구조를 변화시키는 결과를 야기한다. 이때 학습자와 상호작용하는 교재는 인쇄교재, 방송교재, 오디오/비디오 자료, 컴퓨터 소 프트웨어 등 그 형태가 다양하며, e-러닝에서는 전자화된 학습자료인 e-러 닝 콘텐츠가 된다. 이처럼 주어진 학습자료나 교재를 통해 학습자가 상호 작용할 때는 무엇보다도 학습자의 자기주도적이면서도 자기조절적인 학습 이 중요시된다. 둘째 유형인 학습자와 교수자간의 상호작용은 학습자료를 제공하는 전 문가, 혹은 교수자로서 활동하는 전문가와 학습자와의 상호작용을 일컫는 데, 이러한 상호작용은 그동안 많은 교육자들에게 교육에 있어서 본질적인 요소로 간주되어 왔으며, 또한 많은 학습자들이 기대하고 원하는 상호작용 유형이다. 원격교육 환경에서 교수자나 전문가들은 가르칠 학습 프로그램 을 준비하고 학습자들의 흥미와 동기를 유발 유지시키며, 학습자료를 조 직하고 평가활동을 수행한다. 그리고 이러한 과정에서 학습자로부터 주어 지는 질문에 답변을 해 주고, 개별 학습자들의 요구에 대해 조언과 격려를 해 주며, 아울러 학습활동을 촉진시키는 역할을 수행하게 된다. 교수자와 학습자가 상호작용할 때 학습자에 대한 교수자 영향력의 빈도와 강도는 학 습자와 학습내용간의 상호작용에서보다 훨씬 더 강력하다. 이러한 유형의 상호작용은 동시적(synchronous), 혹은 비동시적(asynchronous)으로 일어

45 날 수 있는데, 원격교육 상황에서 실제로 우편 통신을 이용한 수업이나 출석 수업 같은 형태로 이루어질 수도 있고, 아니면 텔레컨퍼런싱 같은 첨 단 정보통신 매체를 이용하여 같은 시간에 서로 떨어진 장소에서 이루어지 는 경우도 있다. e-러닝 상황에서는 컴퓨터 네트워크를 통해 전자우편, 전 자게시판, 화상회의 시스템, 메신저, 채팅 등의 기능을 통해 보다 쉽고 빠 르면서도 다양한 방식으로 수준 높은 상호작용 활동이 가능하다. 셋째 유형인 학습자와 학습자간의 상호작용은 1990년대 이후 정보통신 매체가 발전하면서부터 가능하게 된 새로운 차원의 상호작용으로서, 개별 학습자와 다른 학습자, 혹은 집단에서 개별 학습자들간에 이루어지는 학습 자간 상호작용이라고 할 수 있다. 전통적인 원격교육 상황에서는 학습자들 이 멀리 떨어져 있는 상태에서 개별적으로 학습활동을 수행하기 때문에 학 습자들끼리 서로 상호작용하는 것은 거의 불가능에 가까웠다. 물론, 학습자 들 사이에서 자발적인 소규모 스터디 그룹이나 친목단체가 만들어져 의사 교류가 이루어지기도 했지만, 정규교육 상황에서 특정 주제에 대해 서로 토론하고 아이디어를 교환하는 등의 활동은 여전히 불가능한 상태였다. 그 러나 e-러닝의 등장으로 인해 최근에는 정보통신매체를 매개로 하여 동시 적으로 혹은 비동시적인 다양한 유형의 상호작용이 가능하게 되었다. 학습 자들은 전자우편이나 컴퓨터 컨퍼런싱을 통하여 비동시적으로 상호작용하 거나 원격 화상회의 시스템이나 컴퓨터 채팅 등을 활용하여 동시적으로 상 호작용할 수도 있다. 이같은 학습자들간 상호작용은 상호간에 동료 학습자 라는 심리적 유대감을 강화시킴으로써 정서적인 안정감을 주며, 자료나 정 보의 교류를 통하여 학습효과를 더욱 높여 줄뿐만 아니라, 협력학습 같은 집단 상호작용을 통하여 대인관계 기술 및 사회적 적응력 향상 같은 교육 효과를 거두는데 기여를 할 수 있다. 다. 디지털교과서 활용수업 환경에서의 상호작용과 교류적 상호작용

46 디지털교과서 활용수업 환경은 교실 내에서의 상호작용 활동요소와 e-러 닝 환경에서의 상호작용 활동이 동시에 이루어지는 환경이라 할 수 있다. 기본적으로 교사와 학생이 교실에서 면대면 상황에서 교수학습 활동을 수 행하긴 하지만, 디지털교과서가 탑재된 타블랫 PC를 활용하여 온라인을 통한 교수학습 활동도 함께 수행하기 때문이다. 이처럼 교실에서의 상호작 용과 e-러닝 환경에서의 상호작용이 함께 공존하는 디지털교과서 활용수 업 환경에서의 상호작용에 관한 연구는 지금까지 그리 활발하게 이루어지 지 않았 다. 류 지헌 등( 2008 ) 이 수행한 연구가 유일 하다고 볼 수 있 는데, 그 들은 디지털교과서에서 이루어지는 상호작용 활동을 수업의 맥락, 수업구 조, 수업내용 세 가지 차원에서 분석을 수행하였는데, 연구 결과 서책형 교 과서를 활용한 수업에서의 대집단 학습은 교사 주도의 정보전달형 수업이 되는 경향이 강하지만, 디지털교과서 활용수업에서의 대집단 학습은 전자 칠판을 중심으로 한 정보공유 방식을 적용함으로써 교사와 학생간 상호작 용이 좀 더 다양하게 이루어지고 있음을 확인하였다. 또한, 교과유형에 따 라 어느 정도 차이가 있긴 하지만, 모둠학습에 있어서도 서책형 교과서의 경우 제한된 정보활동에 국한되었지만 디지털교과서를 활용한 수업에서는 인터넷을 활용한 자원기반 학습 활동이 일어남으로써 상호작용이 좀 더 많 이 발생하는 것으로 나타났다. 수업내용을 기반으로 한 상호작용 분석에 있어서는 언어기능, 인지전략, 사회적 처리 요소들의 경우 교과특성에 따라 차이가 나타날 뿐, 디지털교과서 활용수업이 서책형 교과서 활용수업과 비 교해 볼 때 차별화된 양상이 나타나지는 않았다. 그런데, 디지털교과서 활용수업에서 나타나는 교사와 학생간의 상호작용 을 교사주도적인 관점에서 생각해 보면, 지시적 상호작용, 설명적 상호작 용, 교류적 상호작용, 그리고 지원적 상호작용 등 네 가지 형태로 구분해 볼 수 있다. 지시적 상호작용이란 교사가 학생들을 대상으로 다양한 지시 적 단서를 활용하여 교수학습 활동을 유발하는데 사용하는 상호작용 행위 를 말하며, 설명적 상호작용이란 교사가 학생들에게 디지털교과서를 활용 하여 학습내용을 설명하거나 학습방법을 안내해 줄 때 사용하는 상호작용

47 행위를 일컫는다. 그리고 교류적 상호작용이란 교사와 학생간에 서로 질의 와 답변을 주고받는 상호작용 활동을 뜻하며, 지원적 상호작용이란 학생들 이 디지털교과서를 활용하여 학습활동을 진행할 때 기술적으로 문제가 있 거나 디지털교과서의 기능을 충분히 숙지하지 못하여 발생하는 문제들에 관해 교사가 도움을 줄 때 나타나는 상호작용 행위를 의미한다. 이러한 상호작용 유형 중에서 특히 주목할 만한 상호작용 행위는 바로 교류적 상호작용 이다. 지시적, 설명적, 지원적 상호작용의 경우 교사는 상호작용 활동에 적극적으로 참여하는 반면에 학습자는 상호작용에 수동적 으로 참여하기 때문에 쌍방간에 동등한 수준으로 영향을 주고받을 수 없기 때문이다. 아울러, 지시적, 설명적, 지원적 상호작용의 경우 교사와 학생간 에만 발생하는 상호작용이기 때문에, 교수학습 상황에서 학습자들간에 이 루어지는 상호작용 활동을 제대로 고려하지 못할 수 있기 때문이다. 따라 서 교류적 상호작용 활동은 디지털교과서 활용수업에서 교수자와 학습자간 에 혹은 학습자와 학습자간에 이루어지는 상호작용 활동을 함께 포함하고 있다는 점에서 다른 유형의 상호작용과는 달리 주목해서 살펴볼 필요가 있 을 것이다. 교류적 상호작용 활동은 상호작용 주체 및 상호작용의 작용자 와 피작용자에 따라 세 가지 유형으로 구분해 볼 수 있다. 먼저 교수자-학 습자 교류적 상호작용이다. 이 상호작용 활동은 교사가 먼저 작용자가 되 어 학생에게 질문을 하고, 학생이 피작용자가 되어 답변을 수행하는 형태 의 상호작용으로서 일반적인 디지털교과서 활용수업에서 가장 많이 나타나 는 상호작용 행위이다. 다음으로, 학습자-교수자 교류적 상호작용이다. 이 상호작용 활동은 교사가 아닌 학습자가 먼저 작용자가 되어 교사에게 궁금 한 점을 물어보고, 교사가 피작용자가 되어 질문에 대한 답변과 보충설명 을 수행하는 형태의 상호작용이다. 이러한 상호작용 활동은 특히 우리나라 교실에서 그리 활발하게 일어나지 않는 경향이 있다. 왜냐하면 우리나라의 경우 수업시간에 학생들이 교사에게 적극적으로 질문을 수행하지 않는 경 우가 많기 때문이다. 그렇지만 학생이 먼저 작용자가 되어 능동적으로 질 문을 수행하기 위해서는 수업에 집중하고 관련정보에 대해 이해하려는 노

48 력이 선행되어야 하기 때문에, 이 유형의 상호작용은 학습자 측면에서 매 우 의미와 가치가 있는 상호작용 활동이라 할 수 있다. 끝으로, 학습자-학 습자 교류적 상호작용이다. 이 형태의 상호작용은 학습자끼리 작용자와 피 작용자가 되어 서로 의논을 하거나 문제해결 활동을 위해 토론활동을 수행 하는 상호작용 행위로서, 주로 팀별 활동이나 모둠활동, 프로젝트 활동, 토 론활동 등에서 많이 나타나는 상호작용이라 할 수 있다. 앞에서 언급한 바 와 같이 교육에서 이루어지는 교수-학습 활동이라는 것 자체가 다양한 형 태의 상호작용에 의해서 이루어지는 것이며 상호작용은 교육효과를 증진시 키는데 중요한 역할을 수행하기 때문에, 디지털교과서 활용수업에서도 교 류적 상호작용이 실제로 어느 정도나 이루어지고 있는지, 그리고 디지털교 과서의 활용유형에 따라, 예컨대 디지털교과서만을 사용하는 수업상황이나 디지털교과서와 서책형 교과서를 함께 사용하는 수업상황에 따라 어떻게 달라지는지를 살펴보는 것은 매우 의의가 있을 것으로 기대된다. 따라서 이 연구에서는 디지털교과서를 어떻게 활용하느냐에 따라 상호작용의 양상 이나 빈도가 어떻게 달라지는지를 질적으로 분석하고, 그 결과를 양화하여 학생들의 성취도에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 디지털교과서를 통해 직접적 상호작용이 아닌 간접적 상호작용의 기회를 지속적으로 제공해 주 는 것이 어린 학생들의 인지발달이나 인지적 조작능력 신장에 어떤 영향을 미치게 될지, 그 결과 학업성취도나 문제해결력, 자기주도적 학습력에 어떤 영향을 미칠지를 검토할 필요가 있다. 따라서 이 연구에서는 수업과정 중 에 이루어지는 직접적인 상호작용뿐만 아니라 간접적 상호작용 자료를 수 집하여 학습자에게 미치는 영향을 분석하였다

49 I I I. 연구방법 1. 양적 연구방법 디지털교과서 활용 학생들이 서책형 교과서 활용 학생들과 같은 학업성취 도를 나타내는지, 아니면 더 높은 성취도를 나타내는지, 디지털교과서 활용 이 학생들의 문제해결력과 자기주도적 학습력을 높여주는지, 그리고 디지털 교과서에 대한 교사와 학생의 만족도는 어떠한지를 검토하기 위해 양적 조 사와 분석을 실시하였다. 각각에 대한 연구방법은 다음과 같다. 가. 연구대 상 <표3-1> 학업성취도 평가 대상 학교급/학년 교과목 성취도 평가 학생수 초등 4학년 과학 256 사회 370 영어 45 초등 5학년 과학 537 국어 246 사회 518 수학 254 영어 179 초등 6학년 과학 628 국어 250 사회 652 수학 234 영어 247 초등소계 4416 중학교 1학년 과학 349 영어 355 중학교소계 704 총계 5,120명

50 양적 분석 연구 대 상은 6 3 개 디지털교과서 연구학교에 서 디지털교과서 활 용반과 서책형 교과서 활용반을 표집하였다. <표3-1>에 제시된 바와 같이 디 지털교과서 활용이 학업성취도에 미치는 효과를 검토하기 위해서 농산어촌 학교, 중소도시 학교, 대도시 63개 연구학교에서 총 5, 120명이 디지털교과서 활용반(연구 반)과 서책형 교과서 활용반(비교반)에서 최종적으로 무선적으로 표집되었다. 초등 학교 4학년 영어교과를 제외하고 나머지 교과에서는 179명에서 652명 정도의 표집 이 이루어졌다. 초등학교 4학년 영어교과의 경우에는 전국적으로 연구반의 수가 다 른 교과에 비해 상대적으로 적었기 때문에 표집의 수가 적었는데, 이 표집의 수로도 통계적 검증력에는 문제가 없는 것으로 나타났다. <표3-2> 문제해결력 평가 대상 학년 분반 평가 대상 학생수 초등 4학년 실험반 111 비교반 90 소계 201 초등 5학년 실험반 231 비교반 232 소계 463 초등 6학년 실험반 174 비교반 180 소계 354 전체 합계 1,018명 <표3-2>에 제시된 것처럼 디지털교과서와 서책형 교과서가 학생 문제해 결 력에 미 치는 효과를 비교하기 위해 서 초등 학교 4 학년 201명, 초등 학 교 5학년 463명, 초등학교 6학년 354명, 총 1,018명의 학생이 연구반과 비교반에서 무선표집되었다. 이 연구의 여건과 시간 제약 때문에 중학 교 학생들은 제외하였다

51 <표3-3> 자기주도적 학습력 평가 대상 학년 분반 평가 대상 학생수 초등 4학년 실험반 111 비교반 90 소계 201 초등 5학년 실험반 252 비교반 234 소계 486 초등 6학년 실험반 172 비교반 176 소계 348 전체 합계 1,035명 <표3-3>에 제시된 것처럼 디지털교과서와 서책형 교과서가 학생 자기주 도적 학 습력에 미 치는 효과를 비교하 기 위해서 초 등학교 4 학 년 201명, 초 등학교 5학년 486명, 초등학교 6학년 348명, 총 1,035명의 학생이 연구반과 비교반에서 무선표집되었다. 이 연구의 여건과 시간 제약 때문에 중학교 학생들은 제외하였다. <표3-4> 만족도 조사 대상 조사대상 대상자수 응답자 디지털교과서 활용 학 생 1,8 00명 1,608명 디지털교과서 활 용 교사 126명 (63개교 2명) 100명 <표3-4>에 제시된 바와 같이 디지털교과서에 대한 만족도를 조사하 기 위해 디지털교과서 활용 전체학생 1,800명에게 설문지를 배포하여 1608명의 자료가 회수되었다. 또한 교사는 63개교에서 2명씩 선정하여 만

52 족도에 관한 설문지를 배포하였고 이중 100명의 자료가 최종 수합되었다. 나. 검 사 도 구 이 연구에서 사용한 양적 검사 도구는 학업성취도 검사, 문제해결력 검 사, 자기주도적 학습력 검사, 사용자 만족도 조사이었다. 학업성취도 검사 는 초등학교 학년별 과목별로 새로 개발하였다. 각 학년별 과목별로 검사 개발을 위해 세 명씩의 교사가 참여하였다. 개발된 검사는 시범학교 교사 들에 의해 검토 수정되었고, 최종적으로 연구보조원과 연구원의 검토와 수정을 거쳐 완성되었다(<부록> 참조). 각 학업성취도 검사의 문항은 30 개로 구성되었다. 개발된 성취도 검사의 신뢰도는 <표3-5>에 제시된 바와 같 이.77~.92로 아주 양호한 것으로 나타났다. <표3-5 > 디지털교과서 학 업성취 도 검 사 신 뢰도 학교급 학년 교과 검사 문항 수 성취도검사 신뢰도 초등학교 4학년 과학 학년 사회 학년 영어 학년 과학 학년 국어 학년 사회 학년 수학 학년 영어 학년 과학 학년 국어 학년 사회 학년 수학 학년 영어 중학교 1학년 과학 학년 영어

53 문제해 결력 검사는 2010년도에 사용 한 검사 (노 경희 외, 2010) 를 그대로 사용하였다. 이 검사도구의 신뢰도는 <표3-6>과 같이.96~.97로 대단히 양호한 것으로 나타났다. <표3-6> 문제해결력 검사 신뢰도 학교급/학년 검사도구 신뢰도 초등학교 4학년.97 초등학교 5학년.97 초등학교 6학년.96 자기주 도적 학습 력 검사도 2010년에 사용한 검 사( 노경희 외, 2010)를 그대로 사용하였다. 이 검사도구의 신뢰도는 <표3-7>과 같이.91~92로 모두 아주 양호한 것으로 나타났다. <표3-7> 자기주도적 학습력 검사 신뢰도 학교급/학년 검사도구 신뢰도 초등학교 4학년.91 초등학교 5학년.92 초등학교 6학년.92 사용 자 만 족도 조사 도구는 13 개 문항으 로 구성되었 는데, 2010년도에 사 용된 연구도구를 일부 수정 및 보완하여 사용하였다. 설문 문항은 크게 활 용 편의성, 내용 구성, 흥미도, 상호작용, 교과 만족도(사회, 과학, 국어, 수학, 영 어), 전체적 만족도의 6개 범주로 구성되었다. 학생용 만족도 검사의 신뢰도 는.86이었고, 교사용 검사도구의 신뢰도는.88이었다

54 다. 양 적 자 료 분 석 방 법 이 연구에서의 양적 분석은 SPSS 19.0을 사용하여 이루어졌으며, 분산분 석(ANOVA), 공분산분석(ANCOVA), 사후분석, 계획비교, 비모수통계 방법 등을 활용하였다. 차이검증을 위한 유의도 수준은.05로 설정하였다. 2. 질적 연구방법 가. 교수학습 활동 분석을 위한 연구절차 및 개념 틀 1) 연구 대상학교 이 연구를 위한 관찰 대상 학교는 서울 풍성초등학교, 서울 구일초등학 교, 인천 동막초등학교, 강원 예봉 초등학교 등 4개교가 선정되었다. 디지 털교과서 운영 기간, 경험 등을 고려하여 연구 관찰 대상 학교를 선정하였 다. 또한 학교 구성원들을 대상으로 인터뷰를 실시하였다. 연구대상 인원에 대한 보다 구체적인 사항은 다음 <표3-8>과 같다. <표3-8> 연구 대상 학교 및 구성원 학교명 자료 수집 연구 대상(심층면접 대상 인원) 서울 풍성초등학교 교사 3명 학생 9명 서울 구일초등학교 교사 4명 학생 3명 인천 동막초등학교 교사 1명 학생 3명 강원 예봉초등학교 교사 2명 학생 4명 4개교 구성원 총계 29명

55 2) 연구도구 이 연구에서의 질적 자료 수집 도구는 수업관찰 일지와 심층면접 질문지 두 가지라고 할 수 있다. 수업관찰 일지는 수업관찰을 위하여 전체적으로 수업의 흐름과 시간에 따라 주요 활동을 현장에서 기록하기 위한 것이었 고, 심층면접 질문지는 교사와 학생을 대상으로 반구조화된 면접을 실시하 게 위하여 활용되었다. 관찰일지는 주요활동 과 상호작용 으로 나누어 세 부적인 교수학습활동 중에서도 주요 활동은 무엇이며, 상호작용은 주로 어 떻게 이루어지는지 특기사항을 기록하도록 구성하였다. 또한 면접 양식의 경우 기본 질문 항목 및 심화 질문 항목 등으로 나누어 현황을 우선 파악 하고 이후 심층적으로 활용 양상을 물어보기 위한 문항들로 구성하였다. 구체적인 내용은 다음과 같다. <표3-9> 관찰일지 양식 디지털교과서 수업관찰 일지 학교 차 중점관찰일지 11/ 10/ 00 교시 학년 반 과목: 시 간 주 요 활 동 상 호 작 용

56 <표3-10> 학생 인터뷰 질문지 주요 항목 Ο 기본 질문 항목 1) 디지털교과서를 사용한지 얼마나 되었나요? 2) 평소 디지털교과서로 공부하는 시간은 하루에 얼마나 되나요? 3) 평소에 어떤 교수매체로 디지털교과서 공부를 하고 있나요? 4) 디지털교과서로 가장 자주 학습하는 교과는 무엇인가요? 5) 디지털교과서로 가장 자주 하는 활동은 무엇인가요? Ο 심화 질문 항목 1) 디지털교과서를 주로 활용하는 용도는 무엇인지요? (일반 수업, 수업 보조, 수업 보충/심화, 수업 과제용 등) 2) 디지털교과서로 공부하면 학습내용을 잘 이해할 수 있나요? 3) 디지털교과서로 공부하면 배운 것을 잘 응용할 수 있나요? 4) 디지털교과서는 스스로 학습할 수 있도록 하는 데 도움이 된다고 생각하나 요? 이유는 무엇인가요? 5) 디지털교과서로 공부하면 학습이 더욱 재미있나요? 6) 디지털교과서로 공부하면 학습 집중도가 높아지나요? 7) 디지털교과서로 공부하면 선생님과 더욱 활발히 교류하게 되나요? 8) 디지털교과서로 공부하면 친구들과 더욱 활발히 교류하게 되나요? 9) 디지털교과서로 공부한 후 학교와 수업이 더욱 좋아졌나요? 10) 디지털교과서로 공 부한 후 성적 이 높아 졌 나요? 11) 디지털교과서로 공 부하 면 공 부시 간 이 절약되 나요? 12) 디지털교과서는 다른 인강이나 온라인 학습지와 무엇인 다른가요? 13) 디지털교과서로 공부하면 게임이나 다른 온라인 활동을 하고싶어지지 않나 요? 14) 디지털교과서를 유용하게 활용하는 나만의 방법이 있다면? 15) 디지털교과서로 공부하기에 어떤 과목이 제일 좋은가요? 16) 디지털교과서 기능 중에 제일 좋은 것은 무엇인가요? 17) 디지털교과서는 전반적으로 사용하기에 편리한가요? 18) 디지털교과서를 활용할 때 가장 좋은 점은 무엇인가요? 19) 디지털교과서를 활용할 때 가장 좋지 않은 점은 무엇인가요? 20) 디지털교과서로 앞으로도 계속 공부하고 싶은가요?