[논문 리뷰] Role of face-to-face lecturing in large enrollment physics classes

Heeseung Zoe, Kyujin Kwak외 5명|arXiv (Cornell University)|2014. 04. 14.

Innovative Teaching Methods참고 문헌 26인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 플립드 러닝 방식으로 재설계된 대규모 대학 물리 수업에서 대면 수업의 역할을 조사한다. 수업 시간의 강의를 줄이고 사전 자습 및 수업 중 그룹 문제 해결으로 대체함으로써 연구자들은 전통적인 수업과 비교해 학생들의 성취도가 향상된 것을 발견했지만, 성취도가 낮은 학생들에게는 수업 시간의 최대 절반 이내의 중간 수준의 대면 수업이 여전히 유익한 것으로 나타나, 균형 잡힌 접근 방식이 최적임을 시사한다.

ABSTRACT

The introduction of active learning into physics education at the university level may be crucial for improved learning outcomes. In UNIST (Ulsan National Institute of Science and Technology), introductory physics has been redesigned to reduce the time spent on unidirectional lectures, while increasing the time devoted to classroom activities which facilitate the interaction between students and the instructors, as well as increasing the interaction between student peers. We measured student achievement and the degree of student satisfaction in order to evaluate the impact of the new learning methods on student learning outcomes. In the first semester, we redesigned a class of N_I = 176 students with a reduction in lecture hours and replaced them with pre-class self studies and in-class problem solving, and compared it with the traditional lecture based class of N_II = 161 students. We found that even though the midterm results of two classes were similar, the final average score of the redesigned class was 10 points higher than the traditional class. In the second semester, we applied our strategy to three classes but controlled the proportion of face-to-face lectures to the entire class meeting hours systematically to be 1/3 in `Class 1' of N1 = 160 students, 1/2 in 'Class 2' of N2 = 176 students and 2/3 in `Class 3' of N3 = 177 students. (Abridged)

연구 동기 및 목표

• 대규모 대학 물리 수업에서 대면 수업을 줄이는 것이 효과적인지 평가하기.
• 기존 강의 방식을 사전 자습과 수업 중 그룹 문제 해결으로 대체함으로써 학생들의 학습 성과가 향상되는지 평가하기.
• 다양한 학업 성취 수준의 학생들을 고려할 때 플립드 수업에서 대면 수업의 최적 비율을 결정하기.
• 다양한 강의 대 그룹 활동 비율에 따라 학생들의 만족도와 학습 선호도를 조사하기.

제안 방법

• 2012년 2학기 동안 176명의 학생을 대상으로 강의 시간을 줄이고 사전 자습 및 수업 중 그룹 문제 해결으로 수업을 재설계하였다.
• 2012년 재설계된 수업과 기존 강의 중심 수업(161명) 간의 학생 성취도와 만족도를 비교하였다.
• 2013년에는 강의 비율을 제어한 두 개의 재설계된 수업 섹션(총 수업 시간의 1/3 및 1/2)을 운영하였다.
• 중간고사 및 기말고사 점수를 수집하고 분석하여 각 섹션 간 학업 성취도를 비교하였다.
• 학생 설문 조사를 실시하여 그룹 문제 해결과 대면 수업의 만족도 및 인지된 학습 가치를 평가하였다.
• 통계 분석을 통해 성취도 분포를 비교하고 학생 성취 수준에 따른 패턴을 식별하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대규모 물리 수업에서 대면 수업을 줄이면 기존 강의 방식과 비교해 학생들의 학습 성과가 향상되는가?
• RQ2 학업 성취도를 극대화하기 위해 플립드 수업 환경에서 대면 수업의 최적 비율은 무엇인가?
• RQ3 다양한 성취 수준에서 학생들이 그룹 문제 해결과 대면 수업의 학습 효과성에 대해 어떻게 평가하는가?
• RQ4 옵션으로 제공된 수업 세션의 존재는 플립드 수업 모델에서 학생들의 성취도에 영향을 미치는가?

주요 결과

• 2012년 재설계된 수업에서 강의를 줄이고 수업 중 문제 해결 활동을 늘린 결과, 기존 강의 중심 수업에 비해 학생들의 성취도가 높아졌다.
• 2013년에 강의 비율(1/3 대비 1/2)이 학생들의 성취도에 유의미한 영향을 주지 않았다.
• 중간고사 점수에 비해 높은 성취도를 보인 고성취 학생들은 대면 수업보다 그룹 문제 해결을 선호하여, 동료 협업이 더 효과적이라고 판단했다.
• 기말고사 점수가 중간고사 점수 대비 감소한 학생들은 대면 수업을 선호하여 직접 지도에서 유익함을 느꼈다.
• 수업 1의 추가 옵션 수업 세션이 시간 관리 능력을 향상시켜 학업 성취도에 기여했을 수 있으며, 의무 참석이 없더라도 이를 상쇄할 수 있었다.
• 사전 자습과 수업 중 그룹 활동은 대부분의 학생들에게 효과적이었지만, 성취도가 낮은 학생들에게는 중간 수준의 대면 수업이 여전히 유익한 것으로 나타났다.