나의 랩스터(labster)경험기 : 싱가포르 기술 디자인 대학STUD(Singapore University of Technology and Design) 비나 라이 박사

네이버 포스트 (시리즈 연재) VR실험실 시뮬레이션의 원탑 랩스터(Labster x ducogen) 이야기 나의 랩스터(labster)경험기: 싱가포르 기술 디자인 대학(STUD)의 비나 라이 박사 편 안녕하세요. 랩스터x듀코젠입니다. 오늘부터 과학실험 시뮬레이션의 라이징 스타인 랩스터(labster)에 대해 소개를 합니다.그 첫번째 이야기를 하겠습니다. 보다 쉽게 공감할 수 있는 한국적인 상황과 정보들을 추가하였습니다.(참고로 영어 원문은 포스트의 맨 마지막에 있습니다.) 우선 첫번째로 2019년에 랩스터에 소개된 싱가포르 기술-디자인 대학교에 대해 소개합니다.

STUD(Singapore University of Technology and Design)는 전통적인 학문을 초월하는 현대 공학 및 건축 교육을 제공하기 위해 개발된 4 개의 핵심 학위를 제공하고 있습니다.(아래 참고) 특히,  디자인, 기술 리더십 및 창의적 사고와 관련된 리더를 양성하는 역할에 탁월한 명문 학교입니다. • 아키텍처 및 지속 가능한 디자인 (ASD) • 엔지니어링 제품 개발 (EPD) • 공학 시스템 및 디자인 (ESD) • 정보 시스템 기술 및 디자인 (ISTD) 학교 소개 영상 안내. https://youtu.be/LBvQf54WaDk

https://www.sutd.edu.sg/ 공식 웹사이트

============================================= 나의 랩스터 경험기 : 싱가포르 기술 디자인 대학 비나 라이 박사 (파멜라 쿤켈 Pamela Kunkel / 2019 년 11 월 18 일)

Bina Rai 박사는 싱가포르 기술 설계 대학 (SUTD)의 혁신적인 교수법에 관심이 많은 교육 전문가입니다.

Bina Rai 박사는 싱가포르 기술 설계 대학 (SUTD)의 선임 강사입니다. SUTD의 프로그램은 공학 또는 건축 분야에서 경력을 쌓을 수 있도록 학생들을 준비 시키며, 이는 디자인 사고(디자인 씽킹)에 중점을 두고 능동적인 학습자(kinesthetic learners) 들을 통해 다른 학생들을 끌어들이는 탁월한 교수법을 운영 중입니다.. 비나 (Bina)를 포함한 교수진은 개성 넘치는 독창적인 학생들을 위해 매력적인 교육 코스를 만드는 방법을 신중하게 고려합니다. 우리는 그녀가 랩스터(Labster)를 발견한 방법과 그녀가 해결하려는 문제에 대해 이야기했습니다. 디자인 사고(디자인씽킹) 관점에서 비나(Bina)는 그녀의 가진 문제 의식으로 시작한 3 가지의 실제적  문제를 해결하려고 했습니다.

.낮은 참여 (Low Engagement) 비나(Bina)와 강사들은 일반적으로 각 수업당 45-50명의 학생들로 구성된 10개의 수업을 맡고 있습니다. 일상에서 종종 그녀는 “실제 혼란스러운 교실에서 내가 싸우고 있구나”라고 생각했습니다. 그녀의 강의실에서도 (한국과 마찬가지로 요즘 심각한 사회 문제인 스마트 폰에 빠져서) 수업 시간의 일부를 온라인 쇼핑, Google 또는 Facebook에서 보내는 노트북이있는 학생들이 있습니다.

2 .학습의 학생 소유권 (Student Ownership of Learning) 칠판에 써가면서 강의하는 방식 (“Chalk and Talk”)은 비나의 강의의 기본 토대로, 학생들은 종종 Bina가 가르치는대로 칠판에 쓰여진 것을 보면서 긍정적인 효과에 대해 반응합니다. 그러나 항상 가장 효과적인 교수법은 아니며(전통적인 필기 방식의 강의는 솔직히) 학생들에게 학습의 소유권을 주지는 않습니다.  “솔직히 저는 평생 학습 습관이나 기술에 (깊은 관심을 두고) 기여 했다고는 생각하지 않아요. (그래서 전통적인 칠판 강의 방식을 너머, 학생들 스스로가) 자신의 학습에 대한 책임을 질 수 있도록 코스에 (다른 어떤 특별한) 것을 추가하고 싶었습니다.”

칠판식 강의에 우린 아직도 익숙하다.



출처: https://m.blog.naver.com/jojojomm2001/220940691004

수업에 비 주류 학생들 참여시키기 (Engaging Non-Majors) 비나(Bina)의 수업은 1학년 학생들을 대상으로 구성되며 당연히 커리큘럼은 필수입니다.  “모두가 생물학자나 화학자가 되지는 않을 것이므로 각 과목을 조금씩 다르게 가르쳐야 해요. 나는 학생들이 능동적인 학습자로서 그들이 수업에 대해 동참 할 수 있도록  참여시키기 위한 전략을 찾아야 해요. (단순히) 개념을 암기하기 보다는 실제 행동하고 참여할 수 있도록 해야 합니다.” 가상 시뮬레이션의 발견 (Discovering virtual simulations) 그녀가 개선하고 싶었던  3 가지의 문제를 확인한 후 그녀는“모든 일반적인 학생들처럼 인터넷을 검색”했습니다. 우연히 인터넷에서 랩스터(Labster)의 공동 창립자이자 CTO 인 Michael Bodeaker의 TED 강연을 보게 되었습니다. (유명한 강의 TED talk by Michael Bodeaker 꼭 한번 보시기 바랍니다. 듀코젠과 랩스터의 인연도 여기서 시작되었습니다.)

마이클 보데커의 강의는 테드와 유튜브에서도 볼 수 있음. 그의 TED 강연은 가상 실험실을 통해 과학 교육을 혁신 할 수있는 방법에 대한 마이클(Michael)의 비전을 다룹니다. 그리고 그녀는 그와 대화를 했는데, 비나에게 있어서 이 경험은 그녀의 문제를 해결하기 위한 첫번째 길을 열었습니다.“매우 좋은 강연과 대화였고 랩스터가 어떻게 저에게 도움이 되며 내 문제를 해결할 수 있을지 생각하게 되었죠. 그녀에게 마이클은 Nature Biotech의 연구 논문을 추천했습니다. 그 논문을 읽었을 때, 나는 그 자료가 증거 기반의 연구 논문(the fact that it was an evidence-based research paper)란 점이 매우 좋아했기 때문에 (많은) 영감을 받았습니다. 대조군과 실험군은 적절하고 잘 고려되었으며 평가 방법도 훌륭했습니다. ‘아시겠지만, 우리에게 도움이 될 것 같아요.’

https://www.nature.com/articles/nbt.2955 가상 랩으로 커리큘럼 구축 (Building a curriculum with virtual labs) 비나(Bina)는 랩스터(Labster)를 대학에 적용하기 위해 그녀의 동료 인 Leo Chen Huei 박사와 함께 자신의 연구를 수행하기 위해 교육학 혁신 보조금(pedagogy innovation grant)을 신청했습니다. (한국에서도 대학마다 조금씩 용도와 명칭은 다르나 유사한 프로그램이 있습니다.) 그들의 보조금은 승인되었고 비나(Bina)는 통제 그룹과 실험 그룹을 구성했습니다. 실험 수업에서 15 명의 학생들은 실험실 시뮬레이션을 위한 VR 헤드셋(VR HMD)과 함께 사용하고 30 명의 학생들은 데스크탑 버전의 시뮬레이션을 사용했습니다. 각 수업은 사전 퀴즈와 수업 후 랩스터(Labster) 소개 및 사용 방법으로 구성되었습니다. 학생들이 시뮬레이션을 완료 한 후, 퀴즈 및 외부 설문 조사를 수행하였고, 이 모든 것은 사용하기 쉽도록 기존의 LMS 시스템 안에서 수행했습니다. (# 참고로 랩스터는 무들(Moodle)등과 같은 표준화된 LMS와 함께 사용이 가능하도록 설정을 할 수 있습니다.)

랩스터는 데스트톱(PC와 노트북)과 VR HMD (가상현실 올인원기기) 버전을 둘다 지원합니다. 출처: https://www.labsterkorea.com 비나(Bina)의 경우, 학생들이 VR 및 데스크톱 버전의 시뮬레이션에 매우 민감하게 반응한다는 것을 알게 되었습니다. 그녀는 “학생들은 (이전보다) 쉽게 이해하였으며, 기술에 매우 정통한 특정 그룹(프로필)에 속하게 되었답니다. 그래요 사실, 학생들은 강사인 제가 탐색해서 알려주는 것보다 (자신들이 직접 조작하는 시뮬레이션 방식을) 훨씬 쉽다고 생각합니다! 지금의 아이들은 (스마트폰 세대)이기 때문에 게임과 놀이를 정말 좋아하므로 시뮬레이션에 참여하는 것은 전혀 문제가 되지 않았습니다.” 학습 성과의 증가 (Increase in learning outcomes) 비나(Bina)와 동료들은 현재 연구 결과에 대한 논문을 발표하기 위해 노력하고 있으며, 연구 결과를 우리 와 공유하는 등 매우 친절한 분들입니다. 전체적으로 데스크톱 학생 그룹은 학생 그룹과 비교하여 퀴즈 점수가 10% 증가했습니다. VR 헤드셋을 사용한 학생들도 데스트톱 등 컨트롤 대상의 그룹에 비해 증가한 것을 보았지만 크게 증가 하지는 않았습니다. 분명한 것은 랩스터를 적용한 이후의 학생들의 전체적인 퀴즈 점수 및 지식이 강화되고 성과가 증가하였고, 비나(Bina)가 해결하고자 했던 모든 문제를 해결했습니다.

이 과정을 통해 학생들의 참여와 동기 부여가 증가했습니다. 시뮬레이션 후 설문 조사에서 많은 학생들은 스토리 라인과 사실적이고 세부적인 실험 체험을 할 수 있는 랩스터 실험실을 높이 평가한다고 말했습니다. 설문 조사 결과는 또한 “대부분의 학생들이 랩스터 시뮬레이션이 'DNA 기반 기술(DNA-based technologies)'에 대한 학습을 향상 시켰다는 것을 인식 했으며, 학생들은 시뮬레이션을 완료해야 겠다는 학습 동기를 스스로 부여 했으며 결국 자신감을 느꼈다”고 밝혔습니다. 비나는 또 "학생들은 실험에서 모든 과정과 단계를 시도할 수 있다는 사실을 좋아하는데, 실제 실험실에서는 그럴 수 없기 때문이라고 합니다. 한 학생은 교과서를 읽으면 이런 경험을 결코 얻을 수 없을 것이라고 말했죠." "강의실에서 주목받지 못하는 비주류 학생들을 가상 시뮬레이션보다 실험실에 적용하는 더 좋은 방법은 무엇일까요." 그렇습니다. 랩스터(Labster)는 강의실에서 실제 실험실을 마음대로 이용하기 어려운 대다수의 학생들의 수업 참여를 돕고 있었습니다. 비나(Bina)가 랩스터(Labster)를 선택한 이유 중 하나는, 일반적으로 실제 실험실에서 사용자가 (비용상, 보안상, 학교에서의 이너서클 등 여러가지 이유로 접근 할 수없는 귀하고 특별하고 어려운 다양한 실험장치 들 등과 같은 것에 상관없이 마음놓고) 접근할 수 있는 기능이었습니다.

비나는 “실제 실험실을 마음대로 이용할 수 없는 다수의 일반 학생들이 가상 시뮬레이션을 걍험하면서, 학교에 있는 실제 실험실에서 경험가능한 것들이 무엇인지 이해하고 활용할 수있도록 돕은 매주 좋은 방법입니다. 그렇습니다. 가상환경의 실험실은 안전하고 통제가 가능하고 반복 가능하며 학생들이 즉각적인 피드백을 얻는다는 그 사실이 매우 훌륭합니다.” 과학 교육의 미래 (The future of science education) 비나(Bina)의 연구는 다년간 대학에서 랩스터(Labster)를 사용하는 데 도움이되었습니다. 그녀는 또한 교과서의 보완책으로 대학에서 랩스터(Labster)에 대한 접근성을 높이기를 희망하고 있습니다. “학생들은 교수나 학교에서 권장하는 교재나 교과서를 사용하지 않는 것 같습니다. 강의실에서 하드 카피 책을 제공하더라도 책을 충분히 읽지 못합니다. 랩스터(Labster) 시뮬레이션은 이러한 개념을 배우는 더 나은 방법이라고 생각합니다.” 출처: My  Experience: Dr. Bina Rai, Singapore University of Technology and Design


네이버 포스트 (시리즈 연재) VR실험실 시뮬레이션의 원탑 랩스터(Labster x ducogen) 이야기 나의 랩스터(labster)경험기: 싱가포르 기술 디자인 대학(STUD)의 비나 라이 박사 편

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2020년 2월 16일 첫번째 업로드

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