장애학생 대상 스마트교육 선행연구 분석을 통한 콘텐츠 설계 전략의 탐색적 연구
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초록
스마트교육은 신체적, 인지적으로 특별한 요구를 가진 장애학생에게 개별화된 맞춤형 교육을 효과적으로 제공할 수 있는 가능성을 가진다. 이에 본 연구는 장애학생 스마트교육에 대한 국내 선행연구들을 분석하여 스마트교육 콘텐츠 설계 전략을 탐색하는 것을 목적으로 하였다. 연구방법으로 2021년 7월까지 발표된 논문 중, 선정기준에 적합한 54편의 연구들을 분석 대상으로 선정하였고, 선행연구들에서 장애학생에게 적용한 중재 방법이나 설계 전략들을 분석하여 콘텐츠 설계 전략을 도출하였다. 분석 대상 연구들의 연구대상은 학령기의 지적장애 또는 자폐성 장애 학생들이 다수를 차지하였고, 연구설계는 소수의 학생들을 대상으로 하는 단일대상연구 설계를 적용하고 있었다. 연구결과, 장애학생 대상 스마트교육 콘텐츠 설계 전략은 학습 내용 제시 전략, 학생 활동 및 상호작용 전략, 학습 지원 전략의 3가지 영역으로 도출되었다. 이러한 설계 전략들은 향후 장애학생을 위한 효과적인 스마트교육 콘텐츠 개발에 기여할 수 있을 것이다.
Abstract
Smart education has the potential to effectively provide individualized and customized education to students with special needs physically and cognitively. The purpose of this study is to explore the smart education content design strategy for students with disabilities by analyzing previous domestic studies on smart education for students with disabilities. As a research method, among the papers published by July 2021, 54 studies suitable for the criteria were selected for analysis, and content design strategies were derived by analyzing the intervention methods or design strategies applied to students with disabilities. The majority of the research subjects were students with intellectual disabilities or autistic disorders of school age, and the study design was applied to a single-subject design targeting a small number of students. As a result of the study, smart education content design strategy for students with disabilities was derived in three areas: learning content presentation, activity and interaction, and learning support. These design strategies will be able to contribute to the development of effective smart education contents for students with disabilities in the future.
Keywords:
Students with disabilities, Smart education, Contents, Design strategy키워드:
장애학생, 스마트교육, 콘텐츠, 설계 전략Ⅰ. 서 론
스마트교육은 스마트기기와 소셜미디어 등 다양한 모바일 기기와 네트워킹 도구를 사용하여 이루어지는 일련의 학습 형태로서[1], 스마트기기 등을 활용해 학습자들이 자기주도적 학습을 융합적으로 수행할 수 있는 특성을 갖는다[2]. 또한 스마트교육은 스마트기기를 이용한 양 방향적, 동시적 상호작용, 융합형, 동시적 맞춤형 교육이 가능한 새로운 교육 방법이자 학생의 수준과 개별적 요구에 적합한 학습 제공을 극대화할 수 있는 교육 방법이라고 할 수 있다[3].
스마트교육에서 앱(application) 형태의 콘텐츠는 스마트기기로 작동하는 소프트웨어를 개발한 것을 말하는데[4], 이러한 앱 형태의 스마트교육 환경에서는 터치스크린 형태로 조작이 가능하며, 직관성이 있기 때문에 사전기술 습득 없이도 장애학생들이 쉽고 간편하게 접근할 수 있는 장점이 있다[5]. 또한 스마트교육에서 활용할 수 있는 디지털교과서(digital textbook) 형태의 콘텐츠는 기존의 서책형 교과서가 가지는 기능과 역할을 기반으로 하면서 동시에 다양하고 풍부한 IT기술이 결합된 교과서 형태이다[4].
이러한 특성을 가진 스마트교육은 신체적 또는 인지적으로 특별한 교육적 요구를 가진 장애학생에게 개별화된 맞춤형 교육을 효과적으로 제공할 수 있는 가능성을 갖는다. 스마트교육 환경에서는 장애학생의 다양한 장애특성과 요구에 맞추어 교육과정을 융통성 있게 제공해주고[1], 장애학생에게 동등한 학습 기회와 경험을 제공해주어 장애학생의 교육적 통합에 기여할 수 있다[6]. 또한 장애의 특성과 정도에 관계없이 개인별 맞춤형 접근성이 보장되는 교육환경을 제공해줄 수 있다[3].
이러한 맥락에서 장애학생을 대상으로 스마트교육을 제공하는 것의 긍정적 효과를 기대해 볼 수 있다. 최근 10년간 ICT 기술이 급속도로 발달하면서 스마트 기술을 장애학생 교육에 적용하는 연구들이 늘어나기 시작했고, 이러한 선행연구들을 대상으로 메타분석(meta-analysis)을 실시한 연구들도 최근에 나오기 시작했다. 손지영[1]은 2013년까지 장애학생을 대상 국내 스마트러닝 연구의 활용유형과 효과성에 대해 제시했고, 김정민 외[7]는 2015년까지 장애학생 대상 국내외 앱 활용 중재연구들을 분석하여 학습, 일상생활기술, 의사소통기술 순으로 스마트러닝이 효과적으로 나타났다고 보고했다. 배병덕 외[8]는 2018년까지 장애학생을 대상으로 앱 기반 스마트러닝을 적용한 중재 연구들의 중재 효과성을 체계적인 문헌분석으로 실시하였다.
장애학생 대상 스마트러닝 연구에 대한 동향을 분석한 기존의 선행연구들과 본 연구의 차별성을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 최근의 ICT 기술을 반영한 선행연구들을 포함한 선행연구 분석을 통해 장애학생 스마트교육의 전반적 동향을 탐색해 보고자 하였다. 기존의 선행연구들[1][7][8][9]은 메타분석이 가능한 집단연구 또는 단일대상 연구들만을 대상으로 하여 분석대상 논문의 수가 20편 내외로 제한적이었다. 이러한 선행연구들은 최근의 ICT 기술을 반영한 선행연구들을 모두 포함하여 장애학생 스마트교육의 전반적 동향을 제시하지는 못하였다. 둘째, 본 연구는 장애학생을 위한 스마트교육 콘텐츠 개발에 기여할 수 있는 구체적인 설계 전략을 도출하고자 하였다. 기존의 선행연구들은 메타분석 방법을 통해 스마트교육의 효과를 객관적으로 산출하는 것을 중점적으로 다루고 있어서[7][8], 실제 장애학생 대상으로 스마트교육을 실시하면서 적용한 중재 방법이나 설계 전략들을 구체적으로 도출하지는 못하였다.
이에 본 연구는 장애학생 스마트교육에 대한 국내 선행연구들을 분석하여 장애학생 대상 스마트교육 콘텐츠 설계 전략을 탐색하는 것을 목적으로 하였다.
Ⅱ. 이론적 배경
2-1 장애학생 대상 스마트교육의 유형
① 정의 및 특징
장애학생 대상 스마트교육의 유형 중, 앱 활용 유형의 조작적 정의와 특징을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 개인교수형(tutorial) 앱 활용 유형은 교육용 앱 중 콘텐츠가 교사 역할을 하면서 학습 내용을 가르치는 프로그램을 장애 특성에 맞게 새롭게 개발하거나 기존의 앱을 활용하여 적용한 유형이다. 둘째, 가상현실/증강현실 활용 유형은 장애학생을 대상으로 자체적으로 가상현실 콘텐츠를 개발하거나 기존의 가상현실 또는 증강현실 앱을 수업에 활용하는 것이다. 셋째, 게임형 앱 활용 유형은 게임 활동을 통해서 장애학생이 학습할 수 있도록 앱을 활용하는 유형이다. 넷째, 일반적 앱 활용 유형은 교육용으로 개발된 앱이 아니라 일상생활에서 누구나 사용하는 일반적인 앱을 장애학생 수업에 활용한 것이다. 다섯째, 가상현실기기 활용 유형은 스마트폰이나 태블릿PC 이외에 별도의 가상현실 단말기를 사용하여 장애학생 교육에 적용한 유형이다.
② 선행연구 내용
첫째, 개인교수형 앱 활용 유형의 선행연구들은 주로 지적장애와 자폐성 장애, 학습장애 학생들을 대상으로 읽기 및 쓰기[10][11], 직업교육[12][13], 일상생활기술[14]을 위해 새롭게 개인교수형 앱을 개발하여 적용하였다. 그리고 기존에 개발되어 있는 개인교수형 앱을 장애학생 국어학습[15][16][17]과 수학학습[18][19][20][21]에 적용한 연구들도 다수 있었다. 이러한 선행연구들에서는 읽기, 쓰기, 수학학습을 위한 기존의 교육용 앱을 수업에 활용하면서 교사들이 장애학생 대상으로 다양한 촉진을 제공하고 능력에 맞는 추가적인 활동(모델링 제공, 이해도 질문 등)을 제공하고 있었다.
둘째, 가상현실/증강현실 앱 활용 유형은 기존의 증강현실 앱을 장애학생 수업에 활용한 연구들이 많았다. 지적장애 학생을 대상으로 증강현실 앱을 사용해서 지리[22], 자연환경[23][24], 태양계와 별[25]과 관련된 콘텐츠를 수업에 적용했다. 그리고 장애학생의 특성과 요구에 맞게 콘텐츠를 개발한 선행연구들도 있었는데, 중도중복장애 학생 대상으로 360도 가상현실 영상 콘텐츠[26]를 제작하고, 지역사회기관 관련 단어들을 증강현실 콘텐츠[27]로 제작하여 수업을 실시했다.
셋째, 게임형 앱 활용 유형의 선행연구들은 장애학생을 위한 게임 앱을 자체적으로 개발하거나 기존의 앱을 수업에 적용하였다. 선행연구들은 발달장애 학생을 위한 어휘학습게임[28], 롤플레잉 게임(RPG) 형태 기능성 언어 게임[29], 다양한 상황학습 게임[30]을 개발하거나 기억력 훈련을 위한 기존의 게임형 앱을 장애학생 수업에 적용하였다[31].
넷째, 일반적 앱 활용 유형은 스마트기기에서 일상적으로 사용하는 다양한 앱들을 장애학생 수업에 활용하였다. 태블릿PC에 필기하는 앱을 사용해서 학습을 하거나[32][33], 마인드맵 앱을 쓰기 학습에 활용했다[34]. 그리고 일정 관리 앱을 장애학생의 자기관리 기술 수업에 활용하고[35], 장애학생의 업무 일정 관리를 가르쳤다[36]. 또한 구어가 어려운 자폐성 장애학생에게 의사소통 앱을 사용하여 상호작용을 증진시키거나[37], 자기결정력 훈련을 실시하였다[38]. 이 외에 지하철 길 찾기 앱을 사용하여 일상생활기술을 가르치고[39], 운동 측정 앱을 활용하여 체육활동을 하며[40] QR코드 앱을 사용해서 학습점검과 과제를 수행하기도 하였다[41].
다섯째, 가상현실기기 활용 유형은 닌텐도 위(Nintendo Wii)와 엑스박스(X-Box) 키넥트와 같이 별도의 가상현실 단말기를 사용하여 장애학생 교육에 적용한 연구들이었다. 닌텐도 위 볼링 프로그램을 활용하여 지체장애 학생 대상으로 보치아 던지기 운동에 적용하였고[42], 엑스박스 키넥트 스포츠 프로그램을 사용하여 자폐성 장애학생 대상으로 육상 수업을 실시하였다[43].
① 정의 및 특징
인터넷 및 수업자료 활용 유형의 조작적 정의와 특징을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 동영상 콘텐츠 활용 유형은 교사가 제작하거나 편집한 동영상 콘텐츠를 태블릿PC와 같은 스마트기기에 탑재하여 장애학생 수업에 활용하는 유형이다. 둘째, 인터넷 정보 및 SNS(Social Networking Service) 활용 유형은 장애학생들이 스마트기기를 활용하여 학습에 필요한 인터넷 정보를 검색해 문제를 해결하고 SNS로 정보를 공유하는 유형이다. 셋째, 교사제작 수업자료 활용 유형은 스마트기기에 교사가 제작한 수업자료 파일들을 탑재하여 수업을 실시하는 것이다. 넷째, 디지털교과서 활용 유형은 디지털교과서 형태의 콘텐츠를 스마트기기를 활용하여 장애학생 교육에 적용한 연구들이다.
② 선행연구 내용
첫째, 동영상 콘텐츠 활용 유형의 선행연구들은 교사가 동영상을 보여주면서 수업을 진행하는 것이 아니라 학생들이 자신의 태블릿PC에서 탑재된 동영상 콘텐츠를 보면서 모델링 과정을 통해 과제를 수행하는 방식으로 이루어졌다. 장애학생의 모습을 평소에 동영상으로 촬영하여 비디오 자기모델링(video self-modeling) 중재를 적용하거나[44][45][46], 교사가 정확한 과제수행을 동영상으로 제시하면 장애학생이 모델링을 하여 과제를 정확히 수행해나가도록 하였다[47][48]. 또한 다양한 사회적 상황에서 긍정적 상호작용을 하는 상황극을 동영상으로 제작하여 자폐성 장애학생 수업에 활용하기도 하였다[49].
둘째, 인터넷 정보 및 SNS 활용 유형은 인터넷과 SNS를 통해 다양한 정보의 접근과 즉각적 상호작용이 가능하도록 하였다. 장애학생 대상으로 태블릿PC를 사용해 인터넷에서 자료를 검색하고 관련 정보들을 탐색하는 탐구식 수업을 실시하고, 학생들이 결과물을 공유하도록 하였다[50]. 그리고 스마트기기를 사용하여 장애학생들이 각자 자신의 활동 자료 및 또래들의 결과물을 SNS에 공유하고[51][52], SNS를 통해 적응을 위한 멘토링 프로그램을 운영하기도 하였다[53].
셋째, 교사제작 수업자료 활용 유형의 선행연구들은 태블릿PC에 교사가 제작한 수업자료를 탑재하여 장애학생 수업이 이루어졌다. 실제 장애학생과 또래, 교사 사진을 삽입하여 PPT 수업자료를 제작하고 태블릿 PC를 터치할 때 자료가 넘어갈 수 있도록 하여 장애학생 수업에 활용하였다[54][55]. 또한 Prezi로 제작한 수업내용을 태블릿PC를 사용하여 제시하면서 자기결정기술에 대한 중재를 실시하고 질문에 대해 문제를 풀어나가는 방식으로 중재가 이루어졌다[56].
넷째 디지털교과서 활용 유형은 장애학생의 특성으로 고려해 디지털교과서를 개발하여 수업을 실시하고 효과성을 검증하는 유형이었다. 선행연구에서는 화면확대 및 축소 등 시각장애인을 위한 접근성 기능을 갖추어 디지털교과서를 개발하고 수업을 실시했다[57]. 그리고 지적장애 학생이 사용하기 쉽도록 단순하고 조작이 간편하게 디지털교과서를 개발하고 흥미로운 상황에서 연산 문제를 해결하도록 하였다[58].
2-2 장애학생 스마트교육의 효과
① 정의 및 특징
장애학생 대상 스마트교육의 효과 중, 학업적 측면의 조작적 정의와 특징을 제시하면 다음과 같다. 학업적 측면은 스마트교육을 제공한 후에 장애학생의 학업성취도, 과제수행도와 같이 실제 장애학생들의 직접적인 학업 수행을 측정한 수치의 향상도로 정의할 수 있다. 그리고 수업시간 동안의 주의집중 시간이나 자기주도적 학습능력 검사 결과에서 능력의 향상과 같이 학업에 영향을 미치는 인지적 요소까지 포함했다.
② 선행연구 내용
첫째, 학업성취도 향상 측면에서 효과를 제시하고 있는 선행연구들은 구체적인 교과 영역에서 성취도 향상을 제시하였다. 선행연구들에서는 수세기 및 연산능력 향상[18][19][21][29], 개념이해 및 어휘력 향상[28][33][52][58], 읽기 속도와 정확도 향상[10][15][17], 읽기이해력 향상[17][29][59], 쓰기 정확도 향상[11][16], 지리 및 과학 교과의 성취도 향상[22][25] 등을 보고하고 있었다. 이러한 결과를 볼 때, 스마트교육을 통해 장애학생들이 다양한 방법으로 학습하고 반복적으로 연습하여 학업성취도가 향상된 것으로 해석해 볼 수 있다.
둘째, 과제수행 및 기술 향상 측면에서 과제수행 정도와 기술의 정확도가 향상됨을 선행연구들에서 보고하였다. 지역사회적응기술의 향상[26][38][39][47][60], 직업기술의 습득과 정확도 향상[12][36][48][61], 운동기술 향상[40][42][43], 학교일과 수행 향상[35], 게임 수행능력 향상[31]을 선행연구들은 보고하였다. 이를 통해 실제 상황에서 필요한 기술을 스마트교육을 통해 학습하면서 장애학생의 과제 수행을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.
셋째, 주의집중력 향상 측면에서 선행연구들은 학습과제에 대한 주의집중력 향상을 효과로 보고하고 있었다. 구체적으로 주의집중 및 학습몰입도 향상[24][25][32][43], 과제집중도 향상[21][23][26], 주의집중시간 증가[59]를 보고했다.
넷째, 자기주도적 학습능력 향상 측면에서 선행연구들은 장애학생의 자기주도적 학습능력 검사 점수의 향상을 효과로 제시하였다[33][50][57]. 이를 통해서 볼 때, 스마트교육은 장애학생들의 개별적 수준에 맞게 자기 통제가 가능하도록 제공되어, 장애학생들의 자기주도적 학습능력에 긍정적 영향을 미친 것으로 볼 수 있다.
① 정의 및 특징
정서적 측면에서 장애학생 대상 스마트교육의 효과에 대한 조작적 정의는 인지적 측면이 아니라 장애학생의 흥미, 동기, 태도와 관련된 정서적 측면에서 스마트교육이 미치는 영향으로 정의하였다.
② 선행연구 내용
첫째, 정서적 측면에서 장애학생들의 학습에 대한 흥미와 동기 향상을 선행연구들은 보고하였다. 이러한 연구들에서는 학습장애 및 발달장애 학생의 학습에 대한 흥미 향상[59][61][62]을 보고하였고, 교과목에 대한 장애학생의 학습 동기 향상[24]과 사물에 대한 관심 증대[14]를 효과로 보고하였다. 이를 볼 때, 스마트교육의 다양한 교육 특성들이 장애학생들의 학습에 대한 흥미를 증가시키고 동기 향상을 이끄는 것으로 볼 수 있다.
둘째, 인식 및 태도 향상 측면에서 학습에 대한 자신감이나 만족감, 태도가 긍정적으로 변화된 것을 선행연구들은 보고하였다. 학습에 대한 태도와 자신감 향상을 다수의 연구들[10][14][17][32]에서 제시하였고, 이 외에 감각장애 대학생들의 대학생활 만족도 향상[53]과 지적장애 학생들의 긍정적 인식 변화[23]를 보고하고 있었다.
① 정의 및 특징
행동적 측면에서 장애학생 대상 스마트교육의 효과에 대한 조작적 정의는 다음과 같다. 학업성취도나 성공적인 과제수행 등 인지적 능력과 관련된 변화가 아니라 장애학생의 수업 행동이나 문제행동과 같이 어떤 상황에서 관찰가능한 행동 변화를 행동적 측면의 효과로 정의하였다.
② 선행연구 내용
첫째, 장애학생의 수업참여행동 증가를 선행연구들에서 보고하였는데, 지적 및 자폐성 장애학생들의 사회수업[41], 지리수업[22], 수학수업[18][20], 특수학급이나 통합학급수업 전반[44][45]에서 수업참여 행동이 향상되었다고 보고하였다. 즉, 학교의 다양한 교과목 수업에서 장애학생들의 수업참여 행동이 향상됨을 알 수 있었다.
둘째, 스마트교육 적용이 장애학생의 문제행동을 감소시킨다고 보고한 선행연구들도 있었다. 이러한 연구들에서는 스마트기기를 활용하여 수업한 결과, 수업과 관련 없는 행동과 부적절한 자세가 줄어든 것을 보고하였다[41]. 그리고 수업 중 과제이탈, 소음 만들기, 손장난하기, 자해행동 등의 문제행동 감소를 선행연구들에서 효과로 제시했다[54][56].
셋째, 선행연구들에서는 수업참여 행동뿐 아니라 또래와의 상호작용이 증가하는 사회적 상호작용 증가를 스마트교육의 효과로 보고하였다. 이러한 연구[37][49][55]들은 태블릿 PC 또는 교육용 앱을 활용하여 스마트교육을 실시한 결과, 자폐성 장애학생의 놀이참여 활동 증가나 또래와의 상호작용 행동 증가를 교육 효과로 보고하였다.
Ⅲ. 연구방법
3-1 분석대상 선행연구의 선정
본 연구에서는 장애학생 대상으로 스마트교육을 적용한 선행연구들을 종합적으로 분석하고자 하였다. 이러한 본 연구의 목적을 위해 분석대상 논문을 다음과 같은 절차에 따라 선정하였다.
첫째, 국내 온라인 학술전문검색 사이트인 RISS 학술연구정보서비스(www.riss.kr)와 한국학술지인용색인(www.kci.go.kr)에서 ‘장애’를 필수 주제어로 하고, ‘스마트기기’, ‘스마트교육’, ‘스마트러닝’, ‘앱’, ‘태블릿’, ‘디지털교과서’, ‘증강현실’, ‘가상현실’의 검색어를 조합하여 2021년 7월까지 한국연구재단 등재 또는 등재후보 학술지에 발표된 논문 총 153개를 검색하였다.
둘째, 장애학생 스마트교육에 대한 메타분석을 실시한 선행연구들[7][8]의 참고문헌 목록을 확인하여 검색된 대상 논문에 누락된 논문이 없는지 확인하였으며, 이러한 절차를 통해 8개의 논문이 추가되어 2단계를 걸쳐 총 161개의 논문을 수집하였다.
셋째, 수집된 161개의 논문 중 다음의 포함준거와 배제준거를 통하여 분석 대상 논문을 선정하였다. 포함 준거는 다음과 같았다. 본 연구는 스마트기기를 사용하여 장애학생 대상으로 수업이나 중재를 실시한 연구만을 대상으로 하였다. 스마트기기는 스마트폰이나 태블릿PC로 보았고, 앱은 교육용 앱과 일반적 앱을 수업에 사용하는 것까지 포함하였다. 그리고 스마트기기를 사용해서 다양한 인터넷 자료들을 수업에 활용하는 연구들까지 포함하였다. 또한 실제 교육 환경에서 장애학생을 대상으로 중재를 실시하고 이 후에 장애학생 대상으로 효과를 측정한 연구만을 포함시켰다. 배제준거로는 스마트기기가 아닌 일반적인 PC 기반으로 이루어진 연구는 제외하였으며, 장애학생을 대상으로 중재를 실시하고 일회성의 사용성 평가, 설문조사, 면담만을 실시한 연구는 제외하였다. 그리고 장애학생을 대상으로 언어치료나 작업치료 등의 치료 목적이나 보완대체의사소통(AAC)의 목적으로 스마트기기를 사용한 선행연구는 대상에서 제외하였다. 위의 기준에 의해 최종적으로 총 54편의 연구를 분석대상으로 선정하였다.
3-2 분석의 절차
본 연구의 준거에 의해 선정된 선행연구들을 분석하기 위해 문헌연구를 토대로 하여 구체적인 분석기준을 마련하였다. 우선, 분석기준의 범주화를 위하여 스마트교육 연구동향 분석을 실시한 선행연구들[1][9]을 참고로 하여, 구체적인 분석 영역을 정하였다.
자료의 분석은 본 연구의 분석기준에 맞게 선행연구들을 분류하고 기술통계를 사용하여 정리했다. 선행연구 분류 과정에서 여러 항목에 중복되는 경우는 복수로 측정하였다. 자료분석의 신뢰도와 정확성을 높이기 위해 연구자 외에 연구보조자 1인이 선행연구들을 분류하였다. 그리고 연구보조자와 연구자가 자료 분석에서 불일치 되는 부분에 대해 여러 번 대상 논문을 분석하는 과정을 거쳐 최종적으로 합의된 결과를 연구결과에 포함시켰다.
3-3 분석대상 선행연구의 특징
분석대상 선행연구들에서 연구대상자의 장애유형은 지적장애(n=29)와 자폐성 장애(n=19)가 다수를 차지하고 있었으며, 다음으로 지체장애와 학습장애를 대상으로 하는 선행연구가 각각 4편씩 있었다. 이러한 결과를 볼 때, 현재까지 장애학생대상 스마트교육 선행연구들은 대부분 지적장애와 자폐성 장애와 같은 발달장애 학생을 대상으로 하고 있으며, 지체장애나 감각장애 등 신체적 장애를 가진 학생들을 대상으로 한 연구는 미미한 것을 알 수 있었다.
연구대상의 연령대는 영유아부터 성인에 이르기까지 전 연령에 걸쳐서 다양했으나, 이 중에서 초등학생(n=27)과 중고등학생((n=25)이 대다수를 차지하고 있어 대체로 학령기의 장애학생을 대상으로 스마트교육 연구가 이루어진 것을 알 수 있었다.
선행연구들에서 중재에 참여한 장애학생의 인원수를 살펴보면, 대부분 1~5명을 대상으로 수행한 것으로 나타났다(n=35). 이러한 양상은 다수의 장애학생들을 대상으로 중재를 실시하는 것의 현실적 어려움을 반영한 것으로 볼 수 있다. 그런데 10명 이상의 장애학생들을 대상으로 집단연구를 실시한 선행연구도 14편이나 있는 것은 주목할 만하다.
Number of studies by characteristics of targer students(n=54, Duplicated Counting)
선행연구들에서 적용한 연구설계 방법을 분류해보면, 다음의 표 2와 같았다. 우선, 1~3명의 소수 장애학생들을 대상으로 단일대상연구(single-subject design)를 적용한 연구가 30편으로 가장 많은 부분을 차지하였다. 그리고 실험집단을 나누거나 통제집단을 두어 사전 사후검사 결과를 비교하는 집단비교연구(group comparison design)를 적용한 연구(n=15)가 다음으로 많았다. 이 외에 1~2명의 장애학생을 대상으로 중재를 적용하여 효과를 측정한 사례연구(case study) 설계의 선행연구(n=9)도 소수 있었다.
Number of studies by research design (n=54)
선행연구들에서 스마트교육을 적용한 교과 또는 활동에 대해 살펴보면, 다음과 같이 국어(n=13) 교과가 가장 많았고 다음으로 수학(n=9), 사회(n=6), 진로와 직업(n=6), 과학(n=5) 교과 순이었다. 선행연구들 대부분이 학령기 학생들을 대상으로 다양한 교과목의 수업에서 스마트교육을 적용한 것을 알 수 있었다. 이 외에 특정 교과목이 명시되지 않았지만 장애학생 대상 교육이 필요한 사회적 기술, 지역사회 활동, 학교생활 활동에서 스마트교육을 적용한 선행연구들도 각 4편씩 있었다.
Number of studies by applied subject/activity(n=54, Duplicated Counting)
Ⅲ. 연구결과
3-1 콘텐츠 설계 전략의 정의
본 연구에서는 선행연구들에서 장애학생 대상으로 스마트교육을 실시하면서 적용한 중재 방법이나 설계 전략들을 통해 장애학생 스마트교육 콘텐츠 개발 전략을 도출하였다. 이러한 콘텐츠 설계 전략은 다음의 표 4와 같이 3가지 영역으로 구분할 수 있었으며, 각각의 조작적 정의와 특징은 다음과 같았다.
Smart education contents design strategies for students with disabilities(n=54, Duplicated Counting)
첫째, 학습 내용 제시 전략은 스마트교육 콘텐츠에서 장애학생 대상으로 학습 내용을 제시하고 내용을 이해시키도록 설명하는 방법에 대한 것이다. 교사가 장애학생을 교수하는 전략이 아니라 콘텐츠 자체에서 내용을 전달하기 위해 사용하는 방법과 전략에 초점을 두었다. 둘째, 학습 활동 및 상호작용 전략은 장애학생이 스마트교육 콘텐츠를 조작하고 반응하는 방법과 이에 대해 콘텐츠에서 피드백이나 상호작용을 제공하는 전략에 관한 것이다. 셋째, 학습 지원 전략은 스마트교육 상황에서 장애학생의 특성을 고려하여 콘텐츠 자체 또는 교수자가 학습을 돕는 다양한 방법과 전략들에 대한 것이다. 장애학생의 오반응에 대해 도움을 주거나 문제해결을 촉진하고 학습을 지속하도록 독려하는 여러 전략들이 포함되었다.
3-2 장애학생 대상 스마트교육 콘텐츠 설계 전략
(1) 다양한 시청각적 방법의 학습 내용 제시
선행연구들에서는 그림, 사진, 음성, 자막 등을 스마트교육을 통해 동시에 제공해서 시청각적 방법으로 장애학생들에게 학습 내용을 제시하고 있었다. 이러한 선행연구들에서는 그림이나 사진, 문자와 같은 다양한 시각자료와 함께 음성 내레이션을 동시에 제시해야 함을 강조하고 있었다[10][14][20]. 구체적으로, 학습 내용과 함께 상황에 적절한 문장이 녹음된 음성을 삽입하거나[55], 그림과 글자와 함께 내레이션으로 글을 읽어주면서 글자에 다른 색으로 표시되게 하였다[17]. 또한 동영상으로 제시한 목표 행동에 대한 설명을 자막과 내레이션으로 동시에 제공해서 학생들이 정확하게 내용을 이해할 수 있도록 도왔다[45].
(2) 동영상 및 애니메이션을 통한 모델링과 내용 설명
선행연구들에서는 동영상이나 애니메이션을 통해 장애학생 대상으로 구체적으로 내용 설명을 제공하고 있었다. 장애학생에게 가르쳐야 하는 학습 내용을 동영상으로 직접 촬영하거나 기존의 애니메이션 자료를 사용하여 수업에 활용하였다. 구체적으로 물건값을 계산하는 장면을 동영상으로 제공하거나[19], 과학 실험 과정과 결과를 동영상으로 제시하고[23], 지구과학 현상에 대한 동영상 자료를 보여주면서[22] 실제적인 현상과 구체적인 장면을 실감나게 전달하여 장애학생들의 학습 내용 이해를 도왔다. 또한 수어와 같이 사진으로만 배우는 것에 한계가 있고 동적인 내용을 직접 보여줘야 하는 학습 내용은 동영상으로 제작하여 내용을 설명하였다[63].
(3) 실제 상황을 보여주는 콘텐츠의 활용
선행연구들에서는 장애학생의 실제 상황에서 많이 사용하는 주제와 내용을 선정하고 사진자료 또는 촬영 영상을 활용하였다. 우선, 장애학생들이 지역사회에서 자주 접하는 환경의 실제 사진이나 동영상 자료를 사용했다. 지역사회기관에서 사용하는 단어를 선정하고[27] 실제 사용하는 도구들의 사진을 아이콘으로 제작하거나[47], 지역사회에서 가상의 체험을 필요로 하는 동영상이나 사진자료 등을 사용했다[41]. 그리고 평소 주변에서 일어날 수 있는 상황들을 바탕으로 사진에 대상학생과 또래, 교사 사진을 삽입했다[54][55]. 또한 자기 모델링(self-modeling)을 위해서 수업 상황에서 학생이 성공적으로 수행하는 장면을 녹화하여 제시하거나[45][46], 평소 학생의 실제 모습을 동영상으로 촬영해서 제시하여 학생이 직접 관찰하도록 했다[49].
(4) 다양한 방법의 반복적 제시
장애학생 대상으로 스마트교육 상황에서 학습 내용을 제시할 때에 핵심내용을 다양한 방법으로 반복적으로 제시하는 것을 알 수 있었다. 장애학생이 내용을 이해하기 어려울 때 질문을 다시 읽어주거나 단어를 풀어서 설명해주었으며[56], 과제와 관련된 기능적 언어를 반복적으로 제시했다[47]. 또한 동영상에서 설명이 필요한 부분에 대해 자막을 계속 제시하였다[44].
(5) 게임형 학습 활동 제공
선행연구에서는 장애학생의 흥미와 동기유발을 위해 게임형 학습 활동을 제공하였다. 장애학생들은 주의집중시간이 짧고 쉽게 흥미를 잃을 수 있으므로 멀티미디어 요소가 가미된 게임을 통한 학습 활동[21]과 게임을 하면서 자연스럽게 인지적 훈련을 할 수 있도록 개발된 앱[31] 등을 사용하였다.
(6) 학습분량의 세분화
스마트교육 상황에서 장애학생의 주의집중 특성을 고려해서 한꺼번에 학습 분량을 길게 제공하지 않고, 내용을 짧게 여러 개로 나누어 제시하였다. 장애학생들의 주의집중 시간을 고려해 5~10분 이내의 분량으로 콘텐츠를 제작하였고[11], 한 차시의 학습과제 양을 5개로 제한하였다[28].
(1) 반복할 수 있는 연습 활동
선행연구들에서는 장애학생이 스마트교육을 통해 중요내용에 대해 여러 번 반복할 수 있는 연습활동을 다양하게 제공하였다. 주로 읽기와 쓰기 교과의 스마트교육에서 반복적 연습 활동이 많이 이루어졌다. 읽기 교과에서 읽기 어려운 단어나 문장을 앱을 통해 반복적으로 듣고 따라하도록 하였고[15], 그림과 글자 형태로 제공되는 다양한 어휘들을 장애학생이 정확하고 빠르게 소리내어 읽는 연습을 반복적으로 수행하였다[28]. 그리고 증강현실 기반 낱말카드를 활용하여 단어를 듣고, 말하고, 읽고, 선택하는 학습 활동을 통해 장애학생 스스로 연습하는 활동을 제공했다[59]. 쓰기 교과에서는 스마트기기 화면 위에 손으로 글자를 쓴 후에 기억해서 쓰고, 자신이 쓴 단어와 정확한 글자를 비교하여 정확하게 수행할 때까지 반복하는 활동을 했다[11].
(2) 정반응에 대한 강화 및 구체적 피드백
스마트교육 상황에서 장애학생 평가 시, 정반응에 대한 강화와 피드백을 제공하였다. 장애학생이 정확하게 반응을 하면 칭찬과 격려 등의 사회적 강화와 함께 학생의 반응에 대해서 간단한 피드백과 그 대답이 왜 정확한지에 대한 설명을 구체적으로 제공하였다[12][14][17][39]. 그리고 장애학생이 스마트교육에서 미션 수행을 완료하거나 기록을 세웠을 경우에 음악과 그림을 통해 축하 메시지를 제공하고, 기록과 자격증 그림 등을 제공하는 등 정반응에 대한 강화를 다양하게 제공하는 것을 발견할 수 있었다[42][62].
(3) 자기주도적 활동에 대한 강화
스마트교육을 진행하면서 장애학생의 자기주도적인 활동에 대한 강화를 제공하였다. 장애학생들은 비장애학생에 비해주의집중, 인지적 능력의 제한으로 인해 자기주도적 학습능력이 부족한데 이러한 자기주도적 학습을 유지하기 위한 별도의 노력이 필요하다. 이를 위해 스마트폰으로 전송된 웹 기반의 복습 및 심화 과제를 자기주도적으로 학습하도록 하였으며, 이때 사진이나 비디오를 제공하여 학습에 대한 동기를 유발시켰다[51]. 그리고 자기주도적 학습 활동에 대해 가정에서 접속하여 학습한 것에 대한 칭찬과 격려 등의 사회적 강화를 제공하고[33], 게시판에 글을 남기는 횟수마다 고정 간격으로 강화를 제공하기도 하였다[35].
(4) 학습 내용 기록 및 정리 활동
선행연구들에서는 장애학생들이 스마트기기를 가지고 직접 학습 내용을 기록하고 작성할 수 있는 기회를 여러 번 제공한 것을 확인할 수 있었다. 스마트기기를 활용하여 수업 중에 필기를 하거나 오답노트를 작성하도록 하였고[32], 과학시간에 관찰일지를 작성하고 발표하였다[25]. 또한 학습 내용 영상을 보고 연상한 것을 채팅으로 기록하게 하거나[52], 학습을 하면서 마인드맵을 작성하는데 스마트기기를 사용하였다[34].
(5) 실제적 조작 및 상호작용
장애학생들이 수업 시간에 스마트기기와 앱을 활용해서 다양한 조작을 해서 상호작용할 수 있는 기능을 선행연구들에서 제공하였다. 특히, 이러한 선행연구들은 가상현실을 활용하여 학생들이 실제 조작을 하면서 상호작용하는 중재가 이루어졌다. 태블릿 PC를 지구본에 돌려봄으로써 구체물을 사용한 직접적 조작 활동을 했고[22], 장애학생이 수행하는 동작을 가상현실 화면에 반영하여 그대로 보여줌으로써 학생이 가상의 현장에서 조작하고 이에 대한 피드백을 제공하는 등의 상호작용이 이루어졌다[42][43].
(6) 정보검색 및 제작 활동
선행연구들에서는 장애학생들이 직접 인터넷을 검색해서 정보를 찾아 내용을 작성하고 서로 상호작용하는 활동을 수행하였다. 장애학생들이 인터넷 검색 사이트를 이용해 수업 시간에 정보를 찾고 교사의 피드백을 받는 활동을 실행하였다[16][50]. 그리고 스마트기기를 사용하여 학습 내용과 관련된 사진이나 동영상을 찾거나 직접 촬영 및 녹음하여 공유하였고[48][50], 자신이 찾은 정보를 문자나 메일을 보내면서 상호작용하였다[15].
(7) SNS를 통한 상호작용
장애학생과 교사가 SNS를 통해 즉각적인 상호작용을 하고 피드백을 제공하는 것을 선행연구들에서는 강조하였다. SNS를 통해 교사는 즉각적인 피드백을 제공하였고[33], 장애학생들은 자신의 수업 활동 자료나 결과물에 대해 사진을 찍어서 SNS를 통해 공유하였다[51]. 그리고 교사는 학생 및 학부모 간 원활한 상호작용을 위해 게시판을 활용하여 피드백을 제공하였다[11].
(8) 학습과정의 점검 및 성찰 활동
장애학생들이 스마트교육 상황에서 자신의 학습과정에 대해 점검하고 성찰하는 활동을 제공하는 것을 선행연구들에서 발견할 수 있었다. 이러한 선행연구들에서는 장애학생이 자신의 과제수행에 대해 스스로 점검하고 평가하도록 하였다[16][35]. 구체적으로 앱을 활용하여 자기교수, 자기점검, 자기평가, 자기강화 등을 실시하였으며, 자신이 목표행동을 수행하는 모습을 촬영한 동영상을 태블릿 PC로 장애학생이 보면서 스스로 목표 행동을 점검하고 평가하는 활동을 했다[35].
(1) 학생 수준 진단 및 수준에 맞는 선택
선행연구들에서는 장애학생을 대상으로 학습 수준을 진단해서 수준에 맞는 학습을 진행하는 것을 강조하였다. 학생의 개인차에 따라 학습능력과 학습 속도에 맞는 학습을 할 수 있도록 진단검사를 실시하여 수준별 학습이 가능하도록 설계하거나[11][62], 학생의 출발점 능력과 학습 양식을 미리 진단해서 학습을 진행했다[23]. 그리고 학생들 개인의 학습특성과 배경지식에 맞게 학생 스스로가 선택하여 활용하거나[22], 자신의 학습 수준에 따라 단계별로 선택하여 학습할 수 있게 하였다[20][63].
(2) 문제해결을 유도하는 도움
장애학생들이 스마트교육 상황에서 문제해결을 할 수 있도록 이를 유도하는 힌트, 도움말, 추가정보 등을 선행연구들에서 제공하였다. 우선, 시각적 캐릭터를 사용하여 친숙한 접근을 유도하면서 학습 활동 단계에서 도움말을 제공하거나 문제해결을 위한 ‘팁’을 제공하였다[14] [62]. 그리고 주어진 문제를 해결하는데 도움을 주는 여러 단서나 정보들을 그래픽과 청각 자료로 제공하는 등 문제해결을 돕는 스캐폴딩을 제공하였다[22].
(3) 오반응에 대한 촉구
일부 선행연구들에서는 학생이 무반응이나 오반응을 했을 경우, 촉구나 스캐폴딩을 제공하였다. 이러한 촉구는 스마트교육을 제공하는 과정에서 중재자의 역할을 하는 교사가 직접 제공하는 촉구도 있었고, 콘텐츠 자체에서 학생의 반응에 대해 자동적으로 제공하는 것도 있었다. 앱을 활용하여 과제를 수행하면서 지적장애 학생이 부적절한 반응을 보이거나 무반응을 보이는 경우 교사가 언어적 단서를 제공하였고[39], 스마트기기를 활용하여 사회수업을 하면서 장애학생이 무반응 시에 언어적 촉구, 시범촉구, 신체적 촉구를 제공하였다[41]. 한편, 스마트폰 앱을 활용하여 사칙연산을 하면서 학생이 계산을 틀렸을 경우에 다시 생각해볼 수 있는 힌트를 앱에서 제공하는 선행연구[20]도 있었다. 그리고 증강현실 기반의 상황훈련 시스템을 사용하여 학습을 하는 과정에서 발달장애 학생이 바라보고 있는 곳을 모니터링하여 잘못된 곳을 바라보고 이동하면 경고 메시지를 주어 올바른 행동을 하도록 유도하기도 하였다[61].
(4) 스마트기기 조작을 위한 모델링
스마트교육 상황에서 장애학생의 적극적인 참여를 위해서 학습과정에서 단계별 모델링과 스캐폴딩을 제공하는 선행연구들이 다수 있었다. 장애학생들이 스마트기기를 사용하여 학습할 수 있도록 교사가 스마트기기 사용의 모델링을 보여주고 학생이 독립적으로 활동할 수 있도록 옆에서 지속적으로 피드백과 촉진을 제공하였다[27][60]. 스마트기기를 사용해서 과제를 수행할 때 각 단계별로 교사가 모델링과 촉진을 제공하고 이후에 점점 촉진을 줄여나가면서 장애학생이 독립적으로 수행할 수 있도록 도왔다[11][18]. 장애학생이 가상현실 프로그램으로 탐구활동을 할 때, 교사가 탐구과정에 대한 설명과 시범을 보인 후에 안내된 연습을 통해 독립적으로 장애학생이 수행할 수 있도록 도왔다[25].
(5) 학습자 조절 기능
일부 선행연구들에서는 장애학생의 요구에 적합하게 학습자가 콘텐츠의 기능을 조절할 수 있도록 하였다. 시각장애학생을 대상으로 디지털교과서를 수업에 적용하는 수업에서 디지털교과서 화면을 확대하고 글자 크기 조절할 수 있는 기능이 있었고, 배경화면 및 마우스 색을 자신에게 맞게 변경할 수 있도록 했다[57]. 그리고 지적장애 학생을 대상으로 동화 앱을 활용한 읽기 활동을 수행하는 중재에서 앱을 누르면 그림과 글자, 내레이션이 함께 나오는데 음성 끄기 설정이 가능해서 학생이 직접 읽는 것을 선택할 수 있었다[17].
(6) 진전도 및 성취도의 통계정보
장애학생 대상으로 스마트교육을 제공할 때, 장애학생의 학습 계획, 진행 상황, 일정표, 진전도, 성취도 등의 통계자료를 제공하였다. 스마트폰을 활용하여 직무지도를 할 때, 완료한 일정 및 앞으로의 계획을 그림과 함께 한눈에 보기 쉽게 제시하고 향후 일정에 대해 알람을 제공하였다[36]. 그리고 앱을 활용한 읽기 활동을 할 때, 학습 완료 후 학습시간과 학습 진도 확인이 가능했다[17]. 한편, 일부 선행연구들에서는 누적된 학습결과를 학습자에게 그래프로 제시하였는데, 게임을 통한 학습결과를 백분율과 그래프로 누적하여 제공하거나[29], 체육활동을 하면서 해당 기록을 문구로 보여주고 각 회기의 점수가 누적된 선형 그래프를 제공하였다[42].
Ⅳ. 결 론
본 연구에서는 장애학생 대상 스마트교육에 대한 국내 중재 연구들을 종합적으로 분석하여 장애학생 대상 스마트교육 콘텐츠 설계 전략을 탐색하였다.
연구결과에 대한 해석과 스마트교육 콘텐츠 설계 전략에 대한 시사점을 제시하면 다음과 같다. 첫째, 학습 내용 제시 전략으로서 동영상, 애니메이션, 음성, 게임 등 다양한 전달 방법을 사용하는 멀티모달(multi-modal)이 장애학생에게 중요하다. 스마트교육 환경에서 장애학생의 주의집중과 학습을 지속시키기 위해서는 다양한 정보 전달 방법이 필요하며, 이것은 장애학생의 제한된 인지능력을 고려하여 짧게 나누어서 반복적으로 노출시키는 것이 필요함을 본 연구결과를 통해 알 수 있었다. 둘째, 상호작용 전략으로서 장애학생의 조작 및 참여 활동과 이에 대한 구체적인 피드백 제공이 중요하다. 정보처리 능력이 부족한 장애학생들은 학습 내용을 처리하고 기억하기 위해 반복적 연습, 제작, 점검 활동 등의 직접적 조작 활동이 필요한 것이다. 그리고 장애학생의 반응에 대해 콘텐츠에서 피드백을 구체적으로 제공해주어야 학생이 학습 결과에서 오류를 교정하고 학습을 성찰할 수 있다. 셋째, 스마트교육 콘텐츠의 학습 지원 측면에서 장애학생의 어려움을 진단하고 맞춤형 처방을 제공하는 것이 필요하다. 신체적, 인지적으로 특별한 교육적 요구를 가진 장애학생들이 스마트교육 환경에서 효과적으로 학습하기 위해서는 이들의 특별한 요구와 어려움을 파악하여 학생의 수준에 맞는 도움과 추가 기능을 제공해야 할 것이다.
본 연구결과와 관련하여 앞으로의 몇 가지 과제를 제시하면 다음과 같다. 첫째, 본 연구결과에서 제시하고 있는 장애학생 대상 스마트교육 콘텐츠 설계 전략들을 실제적으로 적용하여 장애학생을 위한 다양한 스마트 교육 콘텐츠와 앱을 개발하는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 콘텐츠 설계 전략으로 학습 내용 제시, 학습 활동 및 상호작용, 학습 지원 전략을 제시하였다. 이러한 전략들은 장애학생들의 인지적, 정서적, 행동적 특성과 수준에 맞추어서 맞춤형 스마트교육 환경을 제공하도록 하는데 기여할 것이다. 본 연구에서 제안하고 있는 설계 전략들을 스마트교육을 위한 플랫폼 개발이나 교육 콘텐츠 설계 단계에서부터 고려해서 장애학생을 포함한 모두를 위한 교육을 구현할 수 있어야 할 것이다.
둘째, 장애학생 스마트교육에 대한 국내 선행연구들은 지적장애 및 자폐성 장애학생을 대상으로 한 연구가 다수였는데 향후 시각, 청각, 지체장애 등 신체적 장애를 가진 학생들을 대상으로 한 연구도 활성화되어야 할 것이다. 스마트교육은 신체적 또는 인지적으로 특별한 교육적 요구를 가진 장애학생에게 개별화된 맞춤형 교육을 효과적으로 제공할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 감각장애와 지체장애 학생들은 스마트기기나 콘텐츠 자체에 대한 접근의 어려움이 있어 이와 관련된 선행연구가 부족한 것을 추측해 볼 수 있다. 따라서 교육 현장에서 이러한 문제점들을 개선하여 다양한 장애 유형의 학생들이 스마트기기와 콘텐츠로 효과적으로 학습하도록 하는 연구들이 뒤따라야 할 것이다.
셋째, 장애학생들을 대상으로 가상현실 및 증강현실 등 최근의 스마트기술을 적용한 연구들이 앞으로 필요할 것이다. 가상현실 및 증강현실 기술은 장애학생이 현실감 있는 체험과 몰입을 하게 하는 장점이 있음에도 불구하고, 여전히 이와 관련된 연구는 부족한 편이었다. 따라서 앞으로 최신의 스마트기술을 장애학생 교육에 적용하여, 장애로 인한 장벽과 제한적 경험들을 ICT 기술로 보완하고 효과적으로 교육이 이루어지도록 하는 연구들이 이루어져야 할 것이다.
Acknowledgments
이 논문은 2019학년도 대전대학교 교내학술연구비 지원에 의해 연구되었습니다.
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저자소개
2005년 : 서울대학교 대학원(교육학석사)
2008년 : 서울대학교 대학원(교육학박사-특수교육)
2009년～2010년: 가톨릭대학교 의과대학 BK21사업단 연구교수
2011년～2013년: 청주대학교 교직과 교수
2014년～현 재: 대전대학교 중등특수교육과 교수
관심분야：보편적 설계(universal design), 특수교육공학(special education technology), 스마트교육(smart education) 등