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타블렛으로 학교에서 1:1 수학 교육을 실현하다 - 김영재 연구원(KAIST Digital Media Lab )
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타블렛으로 학교에서
1:1 수학 교육을
실현하다
김영재, KAIST 연구원
2012-11-07, KERIS 수요포럼
수학교육의 과거와 현재
언제나 변하지 않는 모습
스마트교육이 ‘수학학습’을 얼마나 바꿀 수 있겠는가?
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발단
같은 문제, 모두 정답, 하지만, 다른 풀이
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좋은 풀이, 나쁜 풀이
왜 이런 차이가 날까?
두 풀이의 차이로 야기되는 것은? 계산실수
중고등학생 수학문제풀이의 13~18%가 “실수”
계산실수 예시
i 1
b 6
B 13
평가에 소외 시 되었던 부분, 하지만 큰 비중.
어떻게 교정할 수 있을까?
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1:1 교육이 좋다지만
학교 현장에서 수학에서 1:1이 어려운 이유
학교 자체가 1:多 구성
성취도, 지식 수준이 천차만별
정확히 모르는 것을 아는 데 시간이 너무 많이 걸린다.
풀이를 하나씩 보는 것 자체가 불가능에 가까움.
다른 과목보다 한 문제 교육에 오랜 시간이 걸림
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필요하지만 도저히 엄두가 안난다.
수학교육 1:1
1:1은 어떻게 이루어지는가?
학생이 모르는 풀이를 빨리 살펴볼 수 있어야 한다.
학생이 모르는 것을 보다 빠르게 파악해야 한다.
많은 학생의 풀이를 모아서 볼 수 있어야 한다.
이를 통해, 학생에게 보다 맞는 교육을 제공한다.
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학생 옆에 붙어있는 것이 1:1이 아니다
“ ”
학생들의 풀이과정을
디지털로 모아서
볼 수 있다면…
타블렛으로 디지털 수학 시험지를 구현하고, 적용하다.
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무엇이 나아지는가
학생들의 풀이 과정을 디지털로 모아서 볼 수 있다.
풀이 과정
학생의 수준을 알 수 있다.
정확한 진단, 기록의 추적이 가능.
디지털
시험지를 모아둘 필요가 없다.
원하는 것만 골라 볼 수 있다.
모아서
시간 절약, 효율적, 언제 어디서나.
거창한 1:1이 아니라, 한 사람에 대해서 빠르게 파악할 수 있다면, 1:1을 이룰 수 있다.
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9 소프트웨어: 시험지
10 소프트웨어: 학습용
연구 내용 풀이 성향 분석과 시범 적용 결과
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타블렛 기반 풀이 분석 개념
시험결과를 점수 뿐만 아닌 풀이자세에 대한 평가까지 제공하여,
야구선수의 스탯과 같이 표시하면, 평가, 피드백, 개인화, 흥미를 다양하게 충족.
더불어, 각 문제마다의 개념 별 모델링을 추가하면 풀이에 따라 지식모델링이 가능하며, 최종적으로 개인화된 맞춤교육이 가능.
타블렛으로 시험을 보면, 풀이에 대한 모든 기록이 가능하며 자세에
대한 정밀한 수치화가 가능.
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정답률 시간소요
페이징
흐름전개 풀이집중도
“풀이능력 스탯” 표시의 예
실험 설계
가설
우수 그룹의 특성을 찾은 후, 이를 일반 그룹에 모방하게 할 경우, (여러가지 교육적, 인지적 이유로) 문제풀이 능력 또는 성취도가 향상될 것이다.
목표
우수 그룹의 문제풀이 특성을 일반 그룹과의 차이를 통해 찾아낸다.
이를 이용하여 일반 그룹에 훈련하여 성취도 변화를 알아낸다.
전제
우수 그룹의 문제풀이 특성에 공통점이 있다.
일반그룹이라 할지라도, 기본적인 문제풀이 능력은 있어야 한다.
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히스토그램
계산실수가 줄어듦을 확인
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교육적 성과
고1 40여명의 학생에게 프로그램을 3회 훈련 시 약 10%의 성취도 상승.
반복풀이보다는 하나의 문제에 신중한 자세를 취함.
부담없는 방법(10문제 30분)과 가시적인 효과로, 이용자의 호응이 높았음.
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내용
동일학생 1회, 3회, 4회 훈련 결과 (좌측부터)
풀이가 점차 정돈되어감.
마무리 시사점, 한계점, 미래
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1:1을 이루었는가
선생님은
학생의 성향을 빨리 파악할 수 있고,
그에 대한 다음 교육의 방향을 잡을 수 있게 됨
학생은
다른 학생의 생생한 본보기를 탐구
풀이를 다시 돌아봄으로 보다 진지한 풀이를 수행
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그 외에…
가장 많이 나온 질문: 교육 프로그램의 실효성?
기존 교육 방식에 대한 보조 역할로 적용
부담이 없는 “디지털 시험지”
사용자 반응
학부모: 점수 만이 아닌, 온전한 기록의 보존.
선생님: 상대적 난이도 비교의 장점, 언제든 리뷰 가능.
학생: 흥미 증가, 비교를 통한 학습이 주는 강한 동기. 스스로를 다시 돌아보는 기회.
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시사점과 한계점
다른 과목에의 시사점
New Insight: 디지털 복각이 아닌, IT만이 가능한 것
만능도구는 없다: 특정 타겟을 위한 최적의 도구로
기존 시스템의 장점을 수용: 모두 바꿀 수는 없다
한계점
역시나, 단말의 한계.
기본 개념은 아는 학생층(50% 이상 성취도)만 적용 가능
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미래
연구의 발전 방향
보다 의미있는 문제풀이 특성 검출 및 정규화
보다 자세한 수준의 성취도 차이 분석
향후 발전 방향 및 사업화
분당 J중학교에 1년간 시범적용.
타블렛 40대, 11월부터, 1년간.
Microsoft와 협력을 통해 적용 확대
수학SNS 서비스 ‘바로풀기’와 소셜 기능 추가
교실 앞, 교실 밖의 지속되는 수학 학습
공공교육데이터베이스 Lobster와 연계 작업 중
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