표제지

목차

Ⅰ. 서론 12

1. 연구의 필요성 및 목적 12

2. 연구의 내용과 범위 14

3. 연구의 방법 및 절차 16

Ⅱ. 선행연구 분석 19

1. 학습자 분석 및 모델링 19

가. 학습자의 다양성 20

나. 학습분석학을 통한 학습자 분석 연구 23

2. 처방 및 피드백 29

가. 차별화 교수(Differentiated Instruction) 29

나. AI 또는 학습분석학 기반 처방 및 피드백 전략에 대한 선행연구 35

3. 대시보드 45

Ⅲ. 요구조사 64

1. 연구 방법 64

가. 연구참여자 64

나. 조사 방법 및 절차 66

다. 조사 도구 66

라. 분석 방법 68

2. 조사 결과 68

Ⅳ. 학습자 유형별 교육 지표 및 처방 전략 개발 92

1. 에듀테크 기반 온ㆍ오프라인 교수ㆍ학습 방법 분석 92

가. 에듀테크 유형 분류에 대한 선행연구 93

나. 교수ㆍ학습 유형별 에듀테크 예시 및 데이터 수합 94

다. 교수ㆍ학습 유형별 에듀테크 활용 방법 예시 98

2. 학습자 유형별 교육 지표 개발 103

가. 개인별 학습자 특성에 따른 모델링을 위한 교육지표 개발 104

나. 학습 집단별 특성에 따른 그룹화 모델링을 위한 교육지표 개발 110

다. 학습자 개인별/집단별 특성별 처방 전략 및 피드백 가이드 개발 116

3. 전문가 델파이 수행 120

가. 전문가 델파이 절차 및 방법 120

나. 전문가 델파이 1차 결과 122

다. 전문가 델파이 2차 결과 138

Ⅴ. 대시보드 개발 166

1. 대시보드 프로토타입 개발 166

가. 대시보드 개발 관련 선행연구 분석 166

나. 학습자 특성별 교육지표 및 처방 전략에 따른 대시보드 개발 167

2. 대시보드 프로토타입 사용성 평가 수행 177

가. 사용성 평가의 절차 및 방법 177

나. 사용성 평가 결과 178

3. 대시보드 프로토타입 사용성 평가에 대한 시사점 189

Ⅵ. 결론 및 시사점 191

참고문헌 197

[부록] 207

1. 요구 분석을 위한 설문지 207

2. 전문가 델파이 1차 215

3. 대시보드 사용성 평가 질문지 285

판권기 298

〈표 Ⅱ-1〉 학습 뇌 관점에서 UDL의 개념 및 학습 설계 원리(손지영, 차현진, 2017, p16) 20

〈표 Ⅱ-2〉 보편적 학습 설계 지침(UDL 가이드라인) 2.2 22

〈표 Ⅱ-3〉 국내에서 실제 실험 기반으로 맞춤형 교수ㆍ학습 환경 구축을 위해 수행된 최근 10년 이내 학습분석학 관련 선행연구 분석 정리 23

〈표 Ⅱ-4〉 교육지표를 기반으로 학습자 유형 분류 기준에 대한 선행연구 분석 28

〈표 Ⅱ-5〉 개별화 교수 전략을 확인하기 위해 사용한 코딩 스킴 32

〈표 Ⅱ-6〉 차별화 교수 시 테크놀로지의 영향에 대한 교수자들의 인식 34

〈표 Ⅱ-7〉 학생의 학습 데이터 분석을 통해 피드백 제공에 관한 선행연구 분석 36

〈표 Ⅱ-8〉 각 수업별 피드백이 제공된 방식 44

〈표 Ⅱ-9〉 학습자들이 원하는 대시보드의 공통 기능 58

〈표 Ⅲ-1〉 연구참여자의 인구통계학적 특성 64

〈표 Ⅲ-2〉 교사의 담당 학년별 현황 64

〈표 Ⅲ-3〉 근무하고 있는 학교의 소재지 65

〈표 Ⅲ-4〉 근무하고 있는 학교 소재지의 규모 65

〈표 Ⅲ-5〉 디지털 관련 연구 학교 근무 경험 65

〈표 Ⅲ-6〉 교사의 담당 교과 현황 66

〈표 Ⅲ-7〉 교사의 교직 경력 66

〈표 Ⅲ-8〉 문항 구성 67

〈표 Ⅲ-9〉 맞춤형 학습을 위해 파악 및 분석해야 하는 개별학습자 특성에 대한 요구도 69

〈표 Ⅲ-10〉 개별학습자 특성에 대한 요구도(학습자 정보) 71

〈표 Ⅲ-11〉 개별학습자 특성에 대한 요구도(인지적 특성) 72

〈표 Ⅲ-12〉 개별학습자 특성에 대한 요구도(전략적 특성) 73

〈표 Ⅲ-13〉 개별학습자 특성에 대한 요구도(정의적 특성) 74

〈표 Ⅲ-14〉 추가로 고려되어야 한다고 논의한 학습자 개별 특성 75

〈표 Ⅲ-15〉 맞춤형 학습을 위해 파악 및 분석해야 하는 학습자 집단별 특성에 대한 요구도 76

〈표 Ⅲ-16〉 학습자 집단별 특성에 대한 요구도(학습자 그룹 정보) 78

〈표 Ⅲ-17〉 학습자 집단별 특성에 대한 요구도(인지적 특성) 79

〈표 Ⅲ-18〉 학습자 집단별 특성에 대한 요구도(전략적 특성) 80

〈표 Ⅲ-19〉 학습자 집단별 특성에 대한 요구도(정의적 특성) 81

〈표 Ⅲ-20〉 추가로 파악 및 분석해야 하는 학습자 집단별 특성 82

〈표 Ⅲ-21〉 개별학습자 대상 피드백 및 처방에 대한 요구도 82

〈표 Ⅲ-22〉 교수 설계 관점에서의 피드백 및 처방에 대한 요구도 85

〈표 Ⅲ-23〉 학생 지도 관점에서의 피드백 및 처방에 대한 요구도 88

〈표 Ⅳ-1〉 교수ㆍ학습 유형별 에듀테크 분류 및 분류에 따른 에듀테크 사례 95

〈표 Ⅳ-2〉 에듀테크를 기반으로 교수ㆍ학습 방법 및 수집 데이터 예시 99

〈표 Ⅳ-3〉 AI기반 학습자 모델링을 위한 에듀테크 사례 및 수합 가능 데이터 종류 101

〈표 Ⅳ-4〉 교사 요구도 조사를 통해 도출한 학습자 특성 진단 항목 105

〈표 Ⅳ-5〉 학습자 특성 진단 항목별 에듀테크 도구에 따른 데이터 지표 예시 106

〈표 Ⅳ-6〉 교사 요구조사를 통해 학습자 집단별 특성 진단 항목 111

〈표 Ⅳ-7〉 학습자 집단별 특성에 따른 진단 항목별 에듀테크 도구/데이터 지표 예시 111

〈표 Ⅳ-8〉 학습자 개인 특성별 처방 전략 및 피드백 가이드 117

〈표 Ⅳ-9〉 전문가 델파이 참가자 프로파일 121

〈표 Ⅳ-10〉 2차 전문가 델파이에서 학습자 모델링 및 처방 전략 모델 평가 척도 122

〈표 Ⅳ-11〉 교수학습 방법별 학생 특성 진단을 위한 에듀테크 및 수합 가능한 데이터 종류에 대한 평가 결과 123

〈표 Ⅳ-12〉 개별 학생 진단을 위한 데이터 지표 및 분석 방법 사례에 대한 평가 결과 127

〈표 Ⅳ-13〉 학습자 집단 특성 진단에 따른 데이터 지표 및 분석 방법 예시 평가 결과 130

〈표 Ⅳ-14〉 학생 개인별 특성에 따른 처방 전략 및 피드백 가이드 평가 결과 133

〈표 Ⅳ-15〉 학습자 집단 특성별 처방 전략 및 피드백 가이드 평가 결과 136

〈표 Ⅳ-16〉 학생 특성 파악 및 진단을 위해 수합 가능한 데이터 종류 및 유형에 대한 평가 결과 138

〈표 Ⅳ-17〉 학생 개인별 성취 수준 및 이해 수준 파악을 위한 데이터 모델링 평가 결과 139

〈표 Ⅳ-18〉 성취 수준 및 이해 수준에 대한 학습자 모델링 방법 139

〈표 Ⅳ-19〉 학업 동기 및 흥미 측면 파악을 위한 데이터 모델링 평가 결과 140

〈표 Ⅳ-20〉 학업 동기 및 흥미 측면에 대한 학습자 모델링 방법 141

〈표 Ⅳ-21〉 학생 개인별 관심 주제 파악을 위한 데이터 모델링 평가 결과 142

〈표 Ⅳ-22〉 학생 개인별 관심 주제 파악에 대한 학습자 모델링 방법 142

〈표 Ⅳ-23〉 학생 개인별 특기 및 강점 파악을 위한 데이터 모델링 평가 결과 143

〈표 Ⅳ-24〉 학생 개인별 특기 및 강점 파악을 위한 데이터 모델링 방법 143

〈표 Ⅳ-25〉 학생 개인의 자기조절학습 능력 파악을 위한 데이터 모델링 평가 결과 144

〈표 Ⅳ-26〉 자기조절학습 능력 파악을 위한 데이터 모델링 144

〈표 Ⅳ-27〉 학생 개인의 감정표현 조절 능력 파악을 위한 데이터 모델링 평가 결과 145

〈표 Ⅳ-28〉 학습자 개인의 감정표현 조절 능력 파악을 위한 데이터 모델링 방법 145

〈표 Ⅳ-29〉 성취/이해 수준에 따른 그룹화를 위한 데이터 모델링 평가 결과 146

〈표 Ⅳ-30〉 집단별 학습자 성취 수준 및 이해 수준 분류 데이터 모델링 방법 146

〈표 Ⅳ-31〉 집단별 학습 참여도 수준에 따른 그룹화를 위한 데이터 모델링 평가 결과 147

〈표 Ⅳ-32〉 집단별 학습자 참여도 그룹화에 대한 데이터 모델링 방법 147

〈표 Ⅳ-33〉 학습 성실도 수준에 따른 그룹화를 위한 데이터 모델링 평가 결과 148

〈표 Ⅳ-34〉 학습자 성실도 그룹화에 대한 데이터 모델링 방법 148

〈표 Ⅳ-35〉 학습 흥미도 수준에 따른 그룹화를 위한 데이터 모델링 평가 결과 149

〈표 Ⅳ-36〉 학습자 흥미도 그룹화에 대한 데이터 모델링 방법 149

〈표 Ⅳ-37〉 학습 준비도-읽기/쓰기 수준 그룹화를 위한 데이터 모델링 평가 결과 150

〈표 Ⅳ-38〉 학습자 준비도(읽기/쓰기) 그룹화에 따른 데이터 모델링 방법 150

〈표 Ⅳ-39〉 상호작용 수준에 따른 그룹화를 위한 데이터 모델링 평가 결과 151

〈표 Ⅳ-40〉 상호작용 수준에 따른 그룹화에 대한 데이터 모델링 방법 151

〈표 Ⅳ-41〉 학습 지속성에 따른 그룹화를 위한 데이터 모델링 평가 결과 152

〈표 Ⅳ-42〉 학습 지속성 수준에 따른 그룹화의 데이터 모델링 방법 152

〈표 Ⅳ-43〉 성취 수준 및 이해 수준 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 153

〈표 Ⅳ-44〉 성취 및 이해 수준에 따른 개별 처방 및 피드백 가이드 153

〈표 Ⅳ-45〉 학습 참여도 및 성실도 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 154

〈표 Ⅳ-46〉 학습 참여도 및 성실도 수준 진단에 따른 개인별 처방 및 피드백 전략 154

〈표 Ⅳ-47〉 학습 흥미도/관심 주제 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 155

〈표 Ⅳ-48〉 학습 흥미도 및 관심 주제 진단에 따른 개인별 처방 및 피드백 전략 155

〈표 Ⅳ-49〉 학습자 특성 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 155

〈표 Ⅳ-50〉 학습자 특성 진단에 따른 개인별 처방 및 피드백 전략 156

〈표 Ⅳ-51〉 학습 준비도 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 156

〈표 Ⅳ-52〉 학습 준비도 측면에서 학생 개별 처방 전략 가이드 157

〈표 Ⅳ-53〉 감정표현 능력 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 157

〈표 Ⅳ-54〉 감정 표현 능력 진단에 따른 개인별 처방 및 피드백 전략 158

〈표 Ⅳ-55〉 상호작용 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 158

〈표 Ⅳ-56〉 상호작용 수준 진단에 따른 개인별 처방 및 피드백 전략 158

〈표 Ⅳ-57〉 성취 및 이해 수준 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 159

〈표 Ⅳ-58〉 성취 및 이해 수준에 따른 교수 설계 및 학생지도/상담 전략 가이드 159

〈표 Ⅳ-59〉 학습 참여도 및 성실도 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 160

〈표 Ⅳ-60〉 학습 참여도 및 성실도 그룹에 따른 교수설계 및 학생지도/상담 가이드 160

〈표 Ⅳ-61〉 학습 흥미도/관심 주제 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 161

〈표 Ⅳ-62〉 흥미도 및 관심 주제별 그룹화에 따른 교수설계 및 학생지도/상담 가이드 161

〈표 Ⅳ-63〉 학습자 특성 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 162

〈표 Ⅳ-64〉 학습자 특성별 그룹화에 따른 교수 설계 및 학생지도/상담 전략 가이드 162

〈표 Ⅳ-65〉 학습 준비도(독해/쓰기/말하기) 측면에서 처방 전략 평가 결과 162

〈표 Ⅳ-66〉 학습 준비도 측면에서 그룹화에 따른 교수설계 및 학생지도/상담 가이드 163

〈표 Ⅳ-67〉 감정표현 능력 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 163

〈표 Ⅳ-68〉 감정표현 능력 측면에서 그룹화에 따른 교수설계 및 학생지도/상담 전략 164

〈표 Ⅳ-69〉 상호작용 측면에서 처방 및 피드백 전략 평가 결과 164

〈표 Ⅳ-70〉 상호작용 능력 측면에서 그룹화에 따른 교수설계 및 학생지도/상담 전략 164

〈표 Ⅴ-1〉 사용성 평가 참여자 프로필 178

〈표 Ⅴ-2〉 사용성 평가 결과 187

[그림 Ⅰ-1] 연구 절차 및 방법 16

[그림 Ⅱ-1] Personalized learning goals in the learning analytics practices(Wong et al., 2022) 28

[그림 Ⅱ-2] 학습자들의 LMS 상의 학습 프로파일 바탕 동영상 추천 40

[그림 Ⅱ-3] 학습자들의 LMS 상의 학습 프로파일 시각화 결과 40

[그림 Ⅱ-4] 교수자가 제시한 글쓰기 참여 관련 피드백을 담은 이메일 예시 41

[그림 Ⅱ-5] 맞춤형 주차별 피드백 제공 42

[그림 Ⅱ-6] 맞춤형 피드백 43

[그림 Ⅱ-7] 대시보드의 온라인 활동 요약 제시 화면 46

[그림 Ⅱ-8] 대시보드의 전체 화면 47

[그림 Ⅱ-9] 역량 및 성적 분석 대시보드 48

[그림 Ⅱ-10] 수업 과정별 데이터 제시 대시보드 49

[그림 Ⅱ-11] 맞춤형 교육을 위한 대시보드 50

[그림 Ⅱ-12] 똑똑 수학 탐험대 대시보드 51

[그림 Ⅱ-13] 강원도교육청 읽기 유창성 분석 프로그램 52

[그림 Ⅱ-14] 학습자 맞춤형 피드백 제공을 위한 대시보드 53

[그림 Ⅱ-15] 학습자, 교수자, 학습자료와의 상호작용 제시 대시보드 54

[그림 Ⅱ-16] 중심 단어 대시보드 54

[그림 Ⅱ-17] 메시지 보드 대시보드 55

[그림 Ⅱ-18] 자기 활동 정보 제시 대시보드 55

[그림 Ⅱ-19] 학습 수행에 대해 시각적인 분석 결과 제시 대시보드 56

[그림 Ⅱ-20] 학습 조언과 상담 지원 대시보드 57

[그림 Ⅱ-21] 학습자에 대해 통합된 광범위한 분석을 제공하는 대시보드 58

[그림 Ⅱ-22] 희망하는 대시보드 기능 그림 59

[그림 Ⅱ-23] 칸 아카데미의 대시보드 60

[그림 Ⅱ-24] 대시보드 설계를 위한 개념적 모델 60

[그림 Ⅱ-25] 학습자가 목표를 설정하게 되는 과정 61

[그림 Ⅱ-26] 대시보드가 제공하는 실행 계획(action plan) 61

[그림 Ⅱ-27] 인지적 피드백 제시 화면 62

[그림 Ⅱ-28] 행동적 피드백 제시 화면 62

[그림 Ⅱ-29] 학습자의 학습 적응 정도 피드백 제시 화면 62

[그림 Ⅲ-1] 개별학습자 특성에 대한 요구도 70

[그림 Ⅲ-2] 개별학습자 특성에 대한 요구도(학습자 정보) 71

[그림 Ⅲ-3] 개별학습자 특성에 대한 요구도(인지적 특성) 72

[그림 Ⅲ-4] 개별학습자 특성에 대한 요구도(전략적 특성) 73

[그림 Ⅲ-5] 개별학습자 특성에 대한 요구도(정의적 특성) 74

[그림 Ⅲ-6] 맞춤형 학습을 위해 파악 및 분석해야 하는 학습자 집단별 특성에 대한 요구도 77

[그림 Ⅲ-7] 학습자 집단별 특성에 대한 요구도(학습자 정보) 78

[그림 Ⅲ-8] 학습자 집단별 특성에 대한 요구도(인지적 특성) 79

[그림 Ⅲ-9] 학습자 집단별 특성에 대한 요구도(전략적 특성) 80

[그림 Ⅲ-10] 학습자 집단별 특성에 대한 요구도(정의적 특성) 81

[그림 Ⅲ-11] 개별학습자 대상 피드백 및 처방에 대한 요구도 84

[그림 Ⅲ-12] 교수설계 관점에서의 피드백 및 처방에 대한 요구도 87

[그림 Ⅲ-13] 학생지도 관점에서의 피드백 및 처방에 대한 요구도 89

[그림 Ⅳ-1] AI 기반 학습자 모델링 및 처방 전략 가이드를 위한 전체 시스템 구조도 예시 96

[그림 Ⅴ-1] 대시보드에서 나타나는 시각화 방법(Ramaswami et al., 2023) 167

[그림 Ⅴ-2] 수업 현장과 동일한 배치로 데이터를 제공하는 대시보드 168

[그림 Ⅴ-3] 학습 현황 및 성취 수준 대시보드 169

[그림 Ⅴ-4] 학습 현황 및 성취 수준: 참여도 대시보드 170

[그림 Ⅴ-5] 학습 현황 및 성취 수준: 성실도 대시보드 171

[그림 Ⅴ-6] 학습 현황 및 성취 수준: 성취/이해수준 대시보드 172

[그림 Ⅴ-7] 학습자 전략적/정의적 특성 대시보드 173

[그림 Ⅴ-8] 학습자 전략적/정의적 특성: 읽기 준비도 대시보드 175

[그림 Ⅴ-9] 학습자 전략적/정의적 특성: 쓰기 준비도 대시보드 176

[그림 Ⅴ-10] 학습자 전략적/정의적 특성: 다중지능 대시보드 177