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프로그램 학습

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1. 개요

프로그램 학습은 학습 내용을 체계적으로 구성하여 자극 통제를 통해 학습 효과를 높이는 교수법이다. 스키너의 프로그램 학습 원리에 따르면, 능동적 참여, 실생활 활용 가능한 지식, 즉각적인 피드백, 난이도 조절, 개인별 학습 속도에 맞춰 학습이 이루어져야 한다. 프로그램 학습은 원래 교수 기계를 통해 구현되었으나, 현재는 교재나 컴퓨터 프로그램을 통해서도 활용된다. 제2차 세계 대전 이후 훈련 영화 연구를 통해 발전했으며, 세서미 스트리트, 블루스 클루스 등 교육 프로그램에도 영향을 미쳤다. 색슨 수학, 리스프 프로그래밍, 체스 학습 등 다양한 분야에서 프로그램 학습이 적용되고 있으며, 열린 학습, 컴퓨터 지원 학습 등 다른 교육 분야에도 영향을 미쳤다.

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프로그램 학습
개요
분야교육
유형교육 방법
관련 개념교수 설계
행동주의
인지주의
구성주의
상세 내용
정의학습자가 미리 결정된 순서에 따라 학습 자료를 체계적으로 학습하도록 설계된 교육 방법
특징자기 주도 학습 가능
즉각적인 피드백 제공
개별 학습 속도 조절 가능
역사등장 배경: B. F. 스키너의 행동주의 심리학 이론
발전: 컴퓨터 기반 교육 (CBE), 적응형 학습 시스템 등으로 발전
장점학습 효과 증진
학습 동기 유발
개별 맞춤 학습 가능
단점학습 자료 개발 비용
학습 내용의 획일화 가능성
창의적 사고력 함양의 어려움
활용 분야어학 학습
수학 학습
과학 학습
직업 교육
관련 연구프로그램 학습 효과 분석, 프로그램 학습 설계 방법 연구
추가 정보
참고 문헌B. F. Skinner, "The Technology of Teaching"
Susan Markle, "Good Frames and Bad"
관련 용어교수 프로그램
자기 주도 학습
개별화 학습

2. 프로그램 교수법의 이론적 근거

스키너는 프로그램 학습의 이론적 근거로 학습자의 능동적 참여, 실생활에 활용 가능한 지식, 즉각적인 피드백, 쉬운 것부터 어려운 것으로의 순서, 포부 수준의 점진적 증가, 개인별 학습 속도 등을 제시했다. 이러한 원칙에 충실한 방법이 프로그램된 학습 및 교수이다. 교수기계란 학습할 자료를 넣어 두고 함부로 조작하지 못하게 하는 장치이며, 프로그램이란 그 자료를 말한다.

2. 1. 스키너의 프로그램 학습 원리

스키너는 프로그램 학습의 이론적 근거로 다음과 같은 원리를 제시했다.

  • 학습자의 능동적 참여: 학습자가 학습 과정에 적극적으로 참여할 때 학습이 가장 빠르게 일어난다.
  • 실생활 활용 가능성: 학습 내용은 실생활에 활용할 수 있는 형태로 제공되어야 학습 효과가 높아진다.
  • 즉각적인 피드백: 학습자의 반응에 대해 즉각적으로 '결과에 관한 지식'을 제공하면 학습이 빨라진다. 반응과 보상 사이의 간격이 짧을수록 보상 효과가 커진다.
  • 난이도 순서: 학습 내용은 쉬운 것부터 어려운 순서로 조직되어야 학습이 가장 빠르게 일어난다.
  • 포부 수준의 점진적 증가: 학습자가 자주 결과에 대한 지식을 얻게 되면 학습에 더욱 집중하게 된다. 따라서 학습자의 포부 수준을 조금씩 높여가는 것이 좋다.
  • 개인별 학습 속도 조절: 학습은 개인별로 일어나므로, 학습자 각 개인의 학습 속도에 맞춰 학습 내용을 제공해야 한다.


이러한 원칙을 따르는 방법이 프로그램 학습과 교수이다. 교수기계는 학습 자료를 넣어 두고 함부로 조작하지 못하게 하는 장치이며, 프로그램은 그 자료를 의미한다. 따라서 프로그램 학습에서는 학습 내용을 프로그래밍하는 것이 가장 중요하다.

하지만 프로그램 학습에 대한 반론도 있었다. 한 시간 분량의 프로그램을 작성하는 데 6-7시간이 걸리고, 복잡한 이해를 위한 프로그래밍은 어렵다는 점이 지적되었다. 또한, 조잡한 프로그램은 오히려 역효과를 낼 수 있으며, 학습이 고립적으로 진행되어 사고의 기회가 줄어들고 정해진 궤도를 따르기 쉽다는 비판도 있었다.

2. 2. 프로그램 교수법에 대한 비판

프로그램 학습에 대한 비판으로는, 우선 1시간 분량의 프로그램을 작성하는 데 6-7시간이 소요된다는 점이 지적되었다. 또한, 고차원적인 사고 능력을 요구하는 학습에는 프로그램 학습을 적용하기 어렵다는 비판도 있었다. 조잡하게 만들어진 프로그램은 오히려 학습 효과를 저해할 수 있으며, 개별 학습으로 인해 학습자 간의 사회적 상호작용이 부족해질 수 있다는 점도 문제점으로 제기되었다. 뿐만 아니라, 학습자가 정해진 궤도를 따라가도록 유도하여 창의적인 사고 기회를 제한할 수 있다는 비판도 있었다.

3. 프로그램 교수법의 발전

제2차 세계 대전 당시 징병된 대규모 군대의 훈련을 위해 영화를 활용한 집단 훈련 방법이 널리 사용되었다. 아서 A. 럼스데인을 비롯한 여러 학자들이 훈련 영화의 효과에 대한 광범위한 연구를 진행했다.[8][9][10][11][12]

연구 결과, 영화는 상황이나 작전에 대한 개요를 전달하는 데는 효과적이었지만, 세부 내용을 전달하는 데는 부족하다는 사실이 밝혀졌다. 영화는 자체 속도로 진행되며, 시청자의 적극적인 참여를 유도하지 않고, 다양한 시청자 특성을 고려하기 어렵다는 특징이 있었다.

예일 대학교에서 1946년에 수행된 실험에서는 심장과 혈액 순환에 관한 영화 중간에 질문을 삽입하고 정답을 제공하는 방식으로 학습 효과를 측정했다. 그 결과, 질문과 답변을 포함한 버전을 보여주는 것이 영화를 두 번 보여주는 것만큼 효과적이고 더 빠르다는 사실이 밝혀졌다.[1]612[13]

이러한 실험 결과는 학습자의 능동적인 반응과 피드백이 학습 효과를 높이는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었으며, 이는 프레시의 연구를 재조명하는 계기가 되었다.[14]

3. 1. 프로그램 학습의 정의

스키너는 프로그램 학습의 이론적 근거로 다음과 같은 점들을 제시했다.

  • 학습은 학생이 적극적으로 학습에 참여할 때 가장 빠르게 일어난다.
  • 실생활에 활용 가능한 형태로 지식이나 기술을 가르칠 때 학습이 가장 효과적이다.
  • 학습은 '결과에 관한 지식'이 각 반응에 대해 즉시 주어질 때 가장 빠르게 일어난다. 즉, 반응과 보상 사이의 간격이 짧을수록 보상의 효과가 커진다.
  • 학습 내용은 쉬운 것부터 어려운 순서로 조직되어야 학습이 가장 빠르게 일어난다.
  • 결과에 대한 지식을 자주 얻는 것은 학생이 학습 과제에 집중하게 하고, 포부 수준을 점차 높여가도록 돕는다.
  • 학습은 개인별로 일어나므로, 각 개인의 학습 속도에 맞춰야 한다.


이러한 원칙을 따르는 방법이 프로그램 학습이며, 교수 기계는 학습 자료를 넣어 두고 함부로 조작하지 못하게 하는 장치이고, 프로그램은 그 자료를 의미한다. 따라서 프로그램 학습에서는 학습 내용을 프로그래밍하는 것이 중요하다.

프로그램 학습에 대한 반대 의견으로는, 한 시간 분량의 프로그램을 작성하는 데 6-7시간이 걸리고, 복잡한 이해를 위한 프로그래밍은 어렵다는 점이 지적되었다. 또한, 조잡한 프로그램은 역효과를 낼 수 있으며, 학습이 고립적으로 이루어져 사고의 기회가 적어지고, 정해진 궤도를 따르기 쉽다는 점도 문제점으로 제기되었다.

영화 학습과 비교했을 때 프로그램 학습은 "자극 통제"라는 요소를 추가했는데, 이는 교수 자료 자체를 의미한다. 또한, 프로그램 학습은 다음과 같은 단계를 포함하는 완전한 체계를 제안한다.[15][16]

# 강좌 목표를 객관적이고 측정 가능한 용어로 명시한다.

# 사전 시험을 실시하거나, 초기 행동을 명시한다.

# 사후 시험을 제공한다.

# 자료는 결과에 따라 수정된다 (발달적 검사).

# 자료는 미리 정해진 계획에 따라 구성된다 (자극 통제).

# 자료는 적절한 단계로 배열된다.

# 학습자는 능동적으로 반응해야 한다 (반드시 명시적일 필요는 없음).

# 반응을 확인할 수 있도록 조치한다 (결과 지식).

# 교수 매체는 주제와 학생에게 적합해야 한다.

# 자료는 학습자에게 적합한 방식으로 자기 주도적으로 진행되거나 제시된다.

클라우스(Klaus)는 다양한 프로그래밍 기법에 대한 유용한 논의를 제공했다.[17]

3. 2. 주요 프로그램 학습 시스템

노먼 크라우더가 개발한 시스템은 텍스트에 객관식 질문을 제시하고, 각 선택지에 대한 피드백을 제공하는 방식이었다.[19][20][21] 이 방법은 질문에서 제시된 선택지가 학생들이 범할 가능성이 있는 실수를 다루도록 선택되었다.[22][18] 크라우더는 그의 시스템을 "내재적 프로그래밍"이라고 불렀지만, 객관식 선택지 때문에 "분기형 프로그래밍"으로 더 잘 알려져 있다.

행동주의자 B.F. 스키너가 제안한 프로그램 학습은 자료를 "강화 일정"의 일부로 제시하는 것이었다. 스키너의 행동주의 이론에 따른 프로그래밍된 텍스트는 그의 아이디어가 실행된 가장 완벽한 예이다.[24] 스키너의 시스템은 활동들이 연속적인 텍스트에 배치되었기 때문에 일반적으로 "선형 프로그래밍"이라고 불렸다.

두 방법 모두 원래 기계로 제시되었고, 나중에는 책의 형태로 제시되었다. 두 시스템 모두 학생 중심적이었으며, 자신만의 속도로 학습하는 개별 학습자를 가르치는 방식이었다. 두 시스템 모두 학습을 촉진하기 위해 결과에 대한 지식을 활용했다.[1]p619[26] 또한, 문제점을 파악하고 해결하기 위해 내용이 사전 테스트되었으며, 명확한 학습 목표를 강조했다. 학습 진도는 동등한 난이도의 사전 및 사후 테스트로 측정되었다. 많은 실제 테스트에서 이러한 방법의 효과가 입증되었다.[27]

4. 프로그램 교수법의 현대적 적용 및 영향

제2차 세계 대전 당시 대규모 징병 군대에서 훈련의 중요성이 커졌고, 전쟁 이후 학습된 내용은 교육 및 훈련에 많은 영향을 미쳤다. 그중 하나는 영화를 활용한 집단 훈련 방법이었고, 이 방법에 대한 연구가 광범위하게 이루어졌다.[8][9][10][11] 아서 A. 럼스데인은 1918년경부터 영화에 대한 연구가 진행되었다고 언급했다.[12]

연구 결과, 영화는 상황에 대한 개요를 제공하는 데는 매우 효과적이었지만, 세부적인 내용을 전달하는 데는 덜 성공적이었다. 영화의 일반적인 특징으로는 자체 속도로 진행되며, 시청자에게 특별한 응답을 요구하지 않고, 시청자층이 다양하다는 점이 있다. 예일 대학교에서 1946년에 수행된 실험에서는 심장과 혈액 순환에 관한 영화 중간에 질문을 배치하고 정답을 제공하여 학습 효과를 높였다. 럼스데인은 질문과 답변이 포함된 버전을 보여주는 것이 영화를 두 번 보여주는 것만큼 효과적이고 더 빠르다고 언급했다.[1]612[13]

이러한 실험은 학습자의 적극적인 반응과 즉각적인 피드백이 학습에 중요함을 보여주었다. 프레시의 연구는 한동안 잊혀졌지만, 이후 그 중요성을 인정받았다.[14] 이러한 프로그램 교수법의 원리는 열린 학습(영국 열린 대학교) 및 컴퓨터 지원 학습과 같은 다양한 교육 분야에 영향을 미쳤다.[28][29]

4. 1. 교육 프로그램에의 적용

프로그램 학습 아이디어는 어린이 텔레비전 워크숍에 영향을 미쳤으며, 이 워크숍은 ''세서미 스트리트''의 연구 개발을 담당했다. 발달 검사의 사용과 개별 프로그램을 작은 덩어리로 나누는 것은 프로그램 학습의 특징이다.[30][31]

''블루스 클루스''의 경우는 더 그러했다.[32][33] ''세서미 스트리트''가 에피소드의 3분의 1을 테스트했던 것과 달리,[34] ''블루스 클루스'' 연구팀은 헤드 스타트 프로그램, 공립학교, 사립 보육원과 같은 미취학 환경에서 2세에서 6세 사이의 어린이를 대상으로 각 에피소드를 세 번씩 현장 테스트했다. 테스트는 내용 평가, 비디오 평가, 내용 분석의 세 단계로 진행되었다.[33] 뉴욕시 전역의 3세에서 7세 사이의 어린이 100명 이상을 대상으로 실시한 파일럿 테스트 결과,[32] 어린 시청자들의 주의력과 이해력이 반복 시청할 때마다 증가하는 것으로 나타났다.[34]

4. 2. 학습과 훈련

스키너는 프로그램 학습의 이론적 근거로 다음과 같은 점들을 제시했다.

  • 학습은 학생이 적극적으로 참여할 때 가장 빠르게 일어난다.
  • 실생활에 활용 가능한 형태로 지식이나 기술을 가르칠 때 학습이 가장 효과적이다.
  • 반응에 대한 보상이 즉각적으로 주어질 때 학습은 가장 빠르게 일어난다.
  • 학습 내용은 쉬운 순서대로 조직되어야 한다.
  • 자주 결과에 대한 지식을 얻으면 학생은 과제에 집중하게 되고, 점진적으로 목표 수준을 높여갈 수 있다.
  • 학습은 개인의 속도에 맞춰 개별적으로 진행되어야 한다.


이러한 원칙을 따르는 방법이 프로그램 학습과 교수이다. 교수 기계는 학습 자료를 넣고 조작을 방지하는 장치이며, 프로그램은 그 자료를 의미한다.

프로그램 교수에 대한 반론으로는, 한 시간 분량의 프로그램을 작성하는 데 6-7시간이 걸리고, 복잡한 이해를 위한 프로그래밍은 어렵다는 점이 지적되었다. 또한, 조잡한 프로그램 교수는 역효과를 낼 수 있으며, 학습이 고립적으로 진행되어 사고의 기회가 적어지고, 정해진 궤도를 따르기 쉽다는 점도 문제점으로 제기되었다.

"프로그램 학습"과 "프로그램 훈련"이라는 용어는 원리와 방법이 거의 동일하여 서로 바꿔 사용되었다.[35] 산업 및 군대에서는 훈련 예산 지원으로 인해 프로그램 훈련이라는 용어가 사용되었고, 학교와 대학에서는 프로그램 학습이라는 용어가 주로 사용되었다.

두 용어는 연구를 지원하는 관심사에 따라 혼용되거나, 명시적인 대안으로 사용되기도 했다.[36] 일부 연구에서는 한 가지 용어만 사용하기도 했다.[37]

두 용어의 차이점은 "최종 행동"(학습 목표)을 결정하는 방식에서 나타난다. 훈련에서는 작업 분석[38]이나 중요 사건 기법을 통해 목표를 설정하는 반면, 교육에서는 목표 설정이 덜 명확할 수 있다. 로버트 매거의 팸플릿은 교육 목표를 행동 진술로 바꾸는 방법을 제시하여 영향력을 미쳤지만,[40] 일부 주제에는 적합하지 않았고 한계가 있었다.[41] 교육자들은 일반적으로 행동 목록이 교육 목표를 얼마나 잘 반영하는지에 대해 유보적인 입장을 보였다.[39] 그러나 프로그램 학습이 적합한 대부분의 현장 시험에서는 긍정적인 결과가 나왔다.

4. 3. 프로그램 교수법의 구체적인 예

색슨 교수법은 반복을 강조하는 프로그램 학습의 구체적인 구현 방식이다.[42] 프로그램 학습을 활용한 대표적인 서적으로는 리스프/Scheme 프로그래밍 교재인 ''The Little Schemer'',[43] ''바비 피셔, 체스를 가르치다'',[44] 켄 스트라우드의 ''공학 수학'',[45] 해군대학원의 로버트 D. 스트럼과 존 R. 워드의 ''Laplace Transform Solution Of Differential Equations: A Programmed Text'' 등이 있다.[46] 여러 외국어 읽기 교재에서도 프로그램 학습을 사용한다.[47][48][49]

참조

[1] 논문 Instruments and media of instruction AERA and Rand McNally 1963
[2] 서적 Applied programmed instruction Wiley 1961
[3] 서적 Education: a first book Macmillan 1912
[4] 웹사이트 McNeil S. A hypertext history of instructional design http://faculty.coe.u[...]
[5] 논문 A simple apparatus which gives tests and scores {{ndash}} and teaches 1926
[6] 논문 A machine for automatic teaching of drill material 1927
[7] 서적 Learning & the technology of instruction Appleton-Century-Crofts 1966
[8] 논문 Experimental research and the improvement of teaching films 1947
[9] 서적 Experiments on mass communication Princeton University Press 1949
[10] 논문 Audio-visual research in the U.S. Air Force 1953
[11] 서적 Learning from films Yale University Press 1958
[12] 논문 Experimental research on instructional devices and materials Wiley 1962
[13] 논문 Questions spliced into a film for motivational and pupil participation Yale University Press 1958
[14] 서적 Teaching machines and programmed learning I: a source book National Education Association of the United States 1960
[15] 간행물 The changing concept of programmed material criteria for categorisation National Centre for Programmed Learning, Birmingham 1967
[16] 간행물 Survey of programmed learning NCAVAE 1966
[17] 논문 An analysis of programming techniques Department of Audiovisual Instruction, National Education Association of the United States 1965
[18] 서적 Basically branching Macdonald 1966
[19] 간행물 Intrinsic programming U.S. Industries 1954
[20] 논문 Automatic tutoring by means of intrinsic programming Wiley 1959
[21] 논문 Automatic tutoring by intrinsic programming National Education Association of the United States 1960
[22] 서적 Good frames and bad: a grammar of frame writing Wiley 1969
[23] 서적 The technology of teaching Appleton-Century-Croft 1965
[24] 서적 The analysis of behavior McGraw-Hill 1961
[25] 논문 The science of learning and the art of teaching 1954
[26] 논문 The role of knowledge of results in learning: a survey Holt, Rinehart & Winston 1964
[27] 서적 Teaching machines and programmed learning II: data and directions National Education Association of the United States 1965
[28] 서적 Ways of learning: learning theories and learning styles in the classroom Taylor & Francis 2009
[29] 서적 Teaching through self-instruction: how to develop open learning material Kogan Page 1990
[30] 서적 Children and television: lessons from Sesame Street Vintage Books 1974
[31] 논문 Formative research revealed: methodological and process issues in formative research" Erlbaum 2001
[32] 서적 Blue's Clues for success: the 8 secrets behind a phenomenal business Kaplan Publishing 2002
[33] 논문 Researching Blue's Clues: viewing behavior and impact 2000
[34] 서적 The tipping point: how little things can make a big difference Little, Brown 2000
[35] 논문 Implications of training research for education NSSE 1964
[36] 간행물 Educational technology, programmed learning and instructional science NSSE 1964
[37] 간행물 School use of programmed instruction; and Shoemaker H.A. & Holt H.O. The use of programmed instruction in industry National Education Association of the United States 1965
[38] 간행물 Analysis and specification of behavior for training Wiley 1962
[39] 서적 Establishing instructional goals Prentice Hall 1970
[40] 서적 Preparing instructional objectives Fearon 1962
[41] 논문 Behavioural objectives – a critical review 1973
[42] 서적 Blueprint for student success: a guide to research-based teaching practices, K-12 https://books.google[...] Corwin Press 2003
[43] 서적 The Little Schemer MIT Press 1996
[44] 서적 Bobby Fischer Teaches Chess Bantam Books 1966
[45] 논문 Engineering Mathematics https://link.springe[...] 1987
[46] 서적 Laplace Transform Solution Of Differential Equations: A Programmed Text Prentice-Hall 1968
[47] 서적 French for reading https://archive.org/[...] Prentice-Hall 1972
[48] 서적 German for reading : a programmed approach for graduate and undergraduate reading courses Prentice-Hall 1973
[49] 서적 Spanish for reading : a self-instructional course Barron's Educational Series 1998
[50] 논문 Programmed instruction for teaching Java: consideration of learn unit frequency and rule-test performance http://www.baojourna[...] 2015-09-10
[51] 간행물 International Journal of Information & Communication Technology Education http://userpages.umb[...] UMBC 2009
[52] 간행물 Computers in Human Behavior 2008



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