[논문 리뷰] Mastery Learning-Like Teaching with Achievements

Tobias Wrigstad, Elias Castegren|arXiv (Cornell University)|2019. 06. 08.

Teaching and Learning Programming인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 학부 프로그래밍 과정을 위한 성취 기반, 마스터리 러닝을 영감으로 삼은 교육 모델을 제시한다. 학생들은 프로그래밍, 설계, 도구 등에 대한 70개 이상의 학습 성취를 스스로 진도를 내며 이수한다. 이 시스템은 개인 맞춤형 학습 경로를 가능하게 하고, 패턴 매칭이 아닌 깊은 이해를 강조하며, 질적 피드백과 시간에 따른 과정의 진화를 통해 학생의 참여도와 학습 주도성 향상을 입증한다.

ABSTRACT

This paper describes the design of a second-year, 20 ECTS credit course on imperative and object-oriented programming. The key design rhetoric is encouraging students to assume responsibility for their own learning, and, to this end, elements from mastery learning and other teaching strategies are used in concert to construct an achievement-based system where students are put in charge of how and when they are examined. In addition to describing the elements of the course design, the paper reports on experiences from teaching in this format, and how the format has evolved over time.

연구 동기 및 목표

• 학습의 수동 수용에서 능동적인 자율 관리로의 전환을 목표로 20 ECTS 프로그래밍 과정을 재설계한다.
• 기존의 과제 기반 평가의 한계를 해결한다. 예를 들어, 강의 내용에 대한 패턴 매칭과 소프트웨어 품질 개념에 대한 표면적인 이해이다.
• 고정된 마감일이 아닌 검증된 성취를 통해 마스터리 능력을 입증하는 시스템을 구축함으로써 다양한 배경과 학습 속도를 가진 학생들을 지원한다.
• 핵심 프로그래밍, 설계, 도구 역량을 통합된 능력 기반 프레임워크로 통합하여 과정 목표와 일치시킨다.
• 질적 피드백과 반복적인 과정 개선을 통해 이 모델이 학생의 참여도, 학습 깊이, 과정 지속 가능성에 미치는 영향을 평가한다.

제안 방법

• 70개 이상의 독립된 성취가 공식 과정 목표에서 유도되어 메모리 관리, 상속, 테스팅, 도구 등의 주제 클러스터로 그룹화된다.
• 각 성취는 랩 세션, 코드 리뷰, 또는 프로젝트 작업을 통해 마스터리 능력을 입증해야 하며, 증거는 교육조교(TA)가 검증한다.
• 학생들은 스스로 학습 경로와 시기를 선택하며, 현재의 역량 수준과 관심사에 따라 어떤 성취를 이수할지 선택한다.
• 강의는 중심을 잃지 않고 재구성되어 성취 기반 학습을 지원하며, 고정된 일정 대신 특정 성취와 연계된 내용을 중심으로 구성된다.
• 평가 기준은 전통적인 시험 대신 성취의 완료 및 검증이며, 최종 성적은 달성한 역량의 총수와 난이도 수준에 따라 결정된다.
• 모든 학습 활동, 평가, 목표 간의 명시적 연결을 보장하기 위해 구성적 일치 원칙을 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 프로그래밍 과정을 재설계하여 학생의 학습 주도성을 증진하면서도 학술적 엄격함을 유지할 수 있는가?
• RQ2 성취 기반 시스템이 학생의 참여도와 프로그래밍의 실제 구현 및 개념적 소프트웨어 설계 이해도에 얼마나 기여하는가?
• RQ3 다양한 이전 프로그래밍 경험을 가진 학생들 사이에서 마스터리 기반 성취를 통한 자율 학습이 학습 성과에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 대규모 의무 과정에서 이러한 시스템을 구현할 때 발생하는 실질적 과제와 필요한 적응 조치는 무엇인가?
• RQ5 학생이 보고한 학습 성과와 자기 능력 인식 측면에서 이 모델은 전통적인 과제 기반 교육 방식과 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 학생들은 학습 주도성을 높였으며, 많은 이들이 이전 경험과 관심사에 따라 스스로 학습 경로를 기획했다.
• 성취 시스템은 다양한 프로그래밍 배경을 가진 학생들을 효과적으로 지원했으며, 경험이 많은 학생들은 빠르게 진행할 수 있었고, 기본 개념이 건너뛰어지지 않도록 보장했다.
• 교육조교(TA)들은 학생들의 작업 품질 향상과 특히 코드 리뷰 및 랩 발표에서의 더 깊은 참여를 보고했다.
• 과정은 시간이 지남에 따라 크게 진화했으며, 학생들과 TA의 피드백을 바탕으로 성취 기술 설명과 일정이 개선되었다.
• 이 모델은 '정답' 패턴 매칭에 대한 강조를 줄이고, 소프트웨어 품질, 유지보수성, 설계 원칙에 대한 반성적 고려를 장려했다.
• 학생들은 메모리 관리, 모듈성, 테스팅 등에서 코드 구조와 설계에 대해 스스로 생각할 수 있는 자신감을 더 많이 느꼈다.