교사들에게 가장 중요한 일은 효과적인 수업을 제공하는 것이다. 교사의 교수학습과정안은 수업을 잘 하기 위해서 가장 중요한 것으로 인식되고 있다[1-3]. 그러나 현장 경험이 부족한 초보 교사들은 교수모형이 제시하는 각 단계의 특징을 고려하여 수업을 설계하는 것에 어려움을 겪는 것으로 나타났다[4-6]. 초보 교사들이 수업을 설계할 때 교수모형에 대한 지식과 현장 경험이 풍부한 교사들의 교수 경험을 제공받을 수 있다면 보다 쉽게 교수 학습 설계가 가능할 것이다[7,8].

컴퓨터 과학의 최근 연구에서 정형화된 자료의 구축을 넘어 전문 분야의 비정형 전문지식을 온토로지로 구축하는 연구가 관심을 모으고 있다[9,10]. 교수자들의 경험과 교수 모형에 대한 전문 지식을 교수 온토로지를 구축하고, 초보 교수자나 설계자들이 교수 온토로지 지식을 이용하여 교수학습과 정안 작성한다면 여러 가지 이점이 있을 것이다. 즉, 초보 교수자들은 교수 상황을 고려하여 그에 가장 적절한 온토로지의 교수 전략들을 선택하여사용할 수 있고, 다른 교수자들의 교수학습과정안을 공유할 수도 있어 교수 설계에 많은 도움을 받을 수 있다[9].

본 연구는 교수 전략 온토로지를 구축하고 교수 전략이 부족한 초보 교수 설계자가 교수 온토로지를 활용하여 교수 학습과정안을 설계하였을 때의 효과를 분석하는 것이다. 특별히 교수모형의 실현 관점에서 효과를 분석한다.

본 논문은 2장에서 선행 연구 분석을 하고 본 연구의 차별성을 기술한다. 3장은 교수 온토로지를 활용한 교수학습과정안을 설계하고, 4장은 브라인드 테스트를 이용하여 교수 온토로지를 활용한 교수 설계의 효과를 분석한다. 그리고 5장은 결론을 기술한다.

본 연구를 위하여 교육 온토로지를 이용한 교수 설계에 관한 선행연구들을 살펴보면 다음과 같다.

이재무[11]는 직접 교수모형의 적용을 위한 구체적 교수 전략을 온토로지로 표현하고, 온토로지를 교수설계에서 이용할 수 있는 방법을 언급하였다. 그러나 교수 설계 결과의 평가는 하지 않았다.

이해윤[9]은 “온토로지를 이용한 교수학습지도안 설계” 연구에서 독일어 현재 완료 표현 학습을 위한 교수학습과정안을 설계하고 이를 온토로지로 모델링 하는 것을 기술하였다. 그러나 온토로지를 이용하여 교수학습과정안의 절차와 어떻게 표현하는 것인가에 대하여 구체적으로 기술하지 않았다.

Hayashi[12]는 다양한 교육이론을 교육 온토로지로 구축하였다. 그러나 교수 온토로지가 너무 복잡하여 실질적인 활용과는 거리가 있었다.

Wang[13]은 학습 객체들 구축을 위한 온토로지를 기술하고 교수 지식을 공유하기 위한 온토로지 모델을 제안하였다. 그러나 이들이 실제 교수 상황에서 어떻게 활용할 것인지에 대한 언급은 하지 않았다.

이들 선행연구들은 온토로지를 활용하여 효과적인 교수학습과정안의 개발을 위한 연구를 하였다. 이들 연구는 어떻게 교수학습과정안 설계를 할 것인가에 대하여 초점이 있으며 온토로지를 이용하여 개발한 교수학습과정안의 효과를 분석하지는 않았다. 본 연구는 교수 온토로지를 이용하여 개발한 교수학습과정안을 교수모형의 실현관점에서 평가 및 분석한다.

본 연구는 교수학습과정안 평가가 중심이므로 교수 온토로지 구축 및 교수학습과정안 설계 방법에 대하여는 간단히 기술한다.

온토로지의 장점은 전문가의 경험이나 구체적인 지식을 컴퓨터로 표현하여 초보자들이 전문가의 지식을 빌어서 전문가에 가까운 결과를 산출할 수 있는 장점이 있다[14,15]. <그림 1>은 연구자가 문제 중심 학습 모형에서 문제해결 단계를 SMARTIES 저작도구를 이용하여 교수 온토로지를 구축하는 것을 나타낸다. <그림 1>의 왼쪽이 SMARTIE를 이용하여 표현된 교수 온토로지의 예이고, 오른쪽이 교수 온토로지와 문제 중심 학습모형의 문제 해결단계를 매핑하는 것을 보여준다.

<표 1>은 교수 모형의 각 단계 교수 학습 내용들이 교수학습과정안으로 표현되는 것을 구체적으로 보여준다. 즉, <그림 1>에서의 교수 온토로지 지식이 교수모형의 각 단계로 매핑되고 <표 1>에서 교수자와 학습자의 활동 내용이 더하여 교수학습 과정안으로 표현된다. <그림 1>의 교수 온토로지에는 전문가들의 교수 경험이나 전략들과 교수 모형에 대한 지식들이 표현되어 있다. 따라서, 초보 설계가들은 자신의 지식이 부족하더라도 교수 온토로지에 제공된 지식을 이용하여 풍부한 교수 전략을 구사하는 게 용이하게 된다. <표 1>의 세부적인 단계들은 <그림 1>의 교수 온토로지에서 가져온 지식들이다.

본 장은 교수 온토로지를 활용하여 개발된 교수학습과정안을 브라인드 테스트(single blind test)를 통하여 검증하고 효과를 분석한다.

본 연구는 구체적 교수전략 및 전문 교수자들의 경험을 저장한 교수전략 온토로지를 이용하여 교수학습과정안을 개발하고 이의 효과를 검증하는 것이다. 이의 효과 입증을 위하여 컴퓨터 교육을 전공하고 교육 현장에 15년 이상 근무하여 교수학습과정안 개발에 전문성이 있는 11명의 컴퓨터 교육 전문가들이 브라인드 테스트를 통한 평가를 하였다. 평가 대상은 초보 설계자들이 교수전략 온토로지를 활용한 교수학습과정안과 전통적인 방법으로 개발한 교수학습과정안을 비교하여 잘된 교수학습과정안을 판단하고 잘된 이유와 잘못되었다고 판단한 이유를 기술하도록 하였다.

전체적으로 전문가들의 응답은 교수 온토로지를 이용한 교수학습과정안이 전통적인 방법으로 개발한 지도안 보다 신뢰도 R=0.7로 잘되었다고 판단하였다. 따라서, 교수 온토로지를 활용한 교수학습과정안이 전통적인 방법보다 초보 설계자들이 효과적으로 설계할 수 있다고 할 수 있다.

전문가들이 언급한 잘된 이유는 다음 3가지로 정리할 수 있다.

첫째, 교수 온토로지 활용한 교수학습과정안이교수모형의 특징을 명확히 나타내고, 각 단계별 세부 활동들을 자세하게 표현하였다. 교수모형의 각 단계 틀을 유지하면서 세부 학습활동을 구성하여 수업진행에 있어 효율적이다.

둘째, 전체적인 구조가 체계적으로 구성되어 있다. 학습목표 도달에 적절한 교사 활동이 적절하고, 교사의 정선된 발문에 따른 학생 활동이 체계적으로 구성하였다.

셋째, 교수모형의 절차에 대하여 교수모형의 각 단계마다 구체적으로 기술되어 있다. 직접교수모형에 따른 단계별 지도 계획과 시간 계획이 적절하게 구성되어 있다. 그리고 학습목표 도달에 정선된 학습내용으로 짜임새 있게 구성되어 있다. 따라서 교수모형의 단계가 세분화된 상태에서 적절한 발문과 결합하면 효과를 나타낼 수 있다.

본 연구는 교수 전문가들의 지식이나 경험을 교수 온토로지에 저장하고 이를 초보 교수 설계자들이 활용하여 교수학습과정안을 개발하고 이의 효과를 분석하였다. 교수 온토로지에서 중요한 것은 전문가들의 지식과 경험을 어떻게 표현하는가이다. 즉 초보 설계자들에게 제공할 교수 온토로지의 질이 매우 중요하다. 그리고 교수 온토로지로 제공된 지식 중에서 초보 설계자들이 어떤 것을 효과적으로 활용할 것인지에 대한 친절한 안내가 필요하다. 그리고 초보 설계자들도 효과적인 활용을 위한 기본적인 지식이 요구된다.