한국에너지공대 교육혁신센터장, PBL 학습자들의 지식구조 형성과정 시각화 최초 성공

[비지니스코리아=이송훈 기자] 한국에너지공과대학교는 김경 교수(교육혁신센터장, 대학 에너지공학부장)가 7월 14일 미국교육공학회 (Association for Educational Communications & Technology, 이하 ‘AECT’)가 주관하는 2022 Design and Development Outstanding Journal Article Award 수상자로 선정됐다고 밝혔다.

AECT는 세계에서 가장 권위 있는 교육공학 학술단체로 그 해 가장 뛰어난 교육 시스템 및 기술에 대한 실증연구에 Outstanding Journal Article Award를 수상한다.

김경 교수는 지식구조 (knowledge structure) 시각화 연구의 일환으로 학습자의 글이나 음성이 입력되면 학습자의 글과 말속에 내재된 지식구조를 추출해 네트워크 형태로 시각화해주는 인공지능 기반 학습분석 시스템을 개발했고, 해당 시스템은 지난해 미국교육공학회 최우수 개발상을 수상하기도 했다.

김경 교수는 해당 학습분석 시스템을 한국에너지공대가 지향하는 학습모델 ‘PBL (Problem-Based Learning)’에 적용하여 문제해결 학습자들의 지식구조 변화과정을 추적하는 연구를 진행해오고 있다.

이번 연구는 학생들이 복잡한 STEM (Science, Technology, Engineering, Math)문제를 팀 프로젝트를 통해 해결하는 과정 전반에 거쳐 지식구조 변화과정을 추적하였고, 성공적인 문제해결 학습자들과 실패한 학습자들의 지식구조 형성과정 패턴을 실증적으로 시각화한 세계 첫 연구이다.

연구에 따르면, 문제해결을 위한 팀 토론 과정에서 성공적인 문제해결 학습자들은 문제의 ‘해결’에 집중된 논의(solution-focused knowledge sharing)를 하는 반면, 실패한 학습자들은 ‘문제’에 집중된 논의 패턴(problem-focused knowledge sharing)을 보였으며, 팀 토론 후에는 성공적인 학습자들은 팀 논의를 통해 형성된 지식구조(group knowledge-oriented)를 형성한 반면, 실패한 학습자들은 그룹 논의보다는 자신들의 사전 지식에 기반한 지식구조(prior knowledge-oriented)를 형성하는 패턴을 보였다.

해당 연구는 한국에너지공대의 특화된 학습공간인 ‘액티브 러닝 클래스룸(ALC, Active Learning Classroom)’에 구현된 학습분석시스템에 대한 첫 실증연구로 ALC 시스템의 효과성이 국제적으로 인정받았다는 점에서 큰 의미가 있다.

김경 교수는 “본 연구를 통해 ALC 시스템의 가능성을 세상에 알릴 수 있어서 연구자로서 큰 보람을 느낀다”라며, “ALC에서 축적된 학습자 데이터를 통해 학습 패턴을 찾고 개별 학습자에 맞는 맞춤형 피드백이 가능한 ALC 개발을 위해 노력하여 한국에너지공대의 ALC가 교육혁신의 상징이 될 수 있도록 연구에 정진할 것”이라고 말했다.

해당 논문(논문명: Different approaches to collaborative problem solving between successful versus less successful problem solvers: Tracking changes of knowledge structure)은 지난 2022년 SSCI급 국제저널인 ‘Journal of Research on Technology in Education’에 출간됐고, 김경 교수가 제1저자이자 교신저자로 연구를 리드하였으며 시상식은 오는 10월 미국 라스베가스에서 열린다.