Development and Empirical Study of a Hardware(Hacker Board)-Based Cybersecurity Instructional Model

하드웨어(해커보드)기반 사이버보안 교수학습 모형 개발 및 실증 연구

Abstract

Traditional lecture-based cybersecurity education focuses on theoretical learning, limiting the development of practical skills. This study developed a Flipped Learning-Based Bloom's Taxonomy Instructional Model Using Hardware (Hacker Board) and analyzed the impact of a hands-on learning environment on learners' satisfaction, interest, and engagement. The study applied Bloom's Taxonomy to implement a step-by-step learning structure and adopted a Mixed-Method Approach to collect learner data over three years (2022-2024). The results demonstrated that hardware-based practical education enhances learning immersion, stimulates interest in new technologies, and positively influences career exploration and practical skill development. In particular, the process of directly performing cyberattack and defense exercises was identified as a key factor in maximizing learning effectiveness. This study empirically verifies that a hands-on instructional model utilizing EduTech can overcome the limitations of traditional education and effectively cultivate practical competencies in cybersecurity.

기존의 강의식 사이버보안 교육은 이론 중심으로 실무역량 배양에 한계를 보인다. 본 연구에서는 하드웨어(해커보드)를 활용한 플립러닝 기반 Bloom’s Taxonomy 교수학습 모형을 개발하여, 실습 중심 학습 환경이 학습자의 만족도, 흥미도, 참여도에 미치는 영향을 분석하였다. Bloom의 교육 목표 분류(Bloom’s Taxonomy)를 적용하여 단계적 학습설계를 도입하였으며, 혼합 연구 방법(Mixed-Method Approach)을 활용해 3년간(2022~2024) 학습자 데이터를 수집하였다. 연구 결과, 하드웨어 기반 실습 교육이 학습 몰입도를 높이고, 신기술에 대한 흥미를 유발하며, 진로 탐색 및 실무능력 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 사이버공격 및 방어 실습을 직접 수행하는 과정이 학습 효과를 극대화하는 핵심 요인으로 작용하였다. 본 연구는 에듀테크를 활용한 실습형 교수학습 모형이 기존 교육의 한계를 극복하고 실무역량 배양에 효과적임을 실증적으로 제시하였다.

1. 서론

교육(Education)과 기술(Technology)의 융합이 강조되면서 ‘에듀테크(Edu-Tech)’ 기술이 주목을 받고 있으며[1], 교육의 혁명을 이끌고 있다. 에듀테크는 IT 기술을 활용한 교육 서비스로 간단하게 정의될 수 있으며[2], 이러닝(온라인)을 넘어 학습자 맞춤 교육, 교사 업무 경감 등 교육효과를 높이기 위해 가상현실(VR), 증강현실(AR), 인공지능(AI), 빅데이터(BigData), 메타버스(Metaverse), 로봇(Robot), 사물인터넷(Internet of Things) 등 첨단 기술과 접목하여 기존과 다른 학습 경험을 제공하고 있다.

에듀테크를 활용하는 교육은 디지털 전환과 코로나 팬데믹으로 가속화되었으며, 에듀테크가 상당한 규모로 성장하고 있으며[3], 디지털 환경의 급격한 변화와 함께 사이버보안 위협이 증가하면서 보안 전문가의 양성이 필수적인 과제가 되었다[4]. 전통적인 사이버 보안 교육은 주로 이론 중심 강의와 텍스트 기반 학습으로 이루어져 있으며, 실무에서 요구되는 공격 및 방어 기술을 학습자들이 직접 경험할 기회가 부족한 한계를 가진다[5]. 이에 따라, 보다 실용적이고 몰입도 높은 학습 환경을 조성하는 것이 중요한 연구 과제로 대두되고 있다[6].

특히, 에듀테크(EduTech) 기반 학습 환경은 기존의 강의식 교육 방식에서 벗어나, 학습자의 능동적 참여(Active Learning)를 유도하는 방향으로 발전하고 있다[7]. 에듀테크를 활용한 교육 방법 중 플립러닝(Flipped Learning)은 기존의 전통적인 강의 형태에서 벗어나, 이론 학습을 사전에 진행하고, 실제 강의 시간에는 문제 해결과 실습 중심의 활동을 수행하는 방식으로 사이버보안 교육에서도 효과적인 모델로 주목받고 있다[8]. 하지만, 현재 사이버보안 교육에서는 이론과 실습을 효과적으로 결합할 수 있는 하드웨어 기반 교수학습 모델이 부족한 실정이다[9].

사이버보안 교육을 위한 실습 환경은 주로 소프트웨어 또는 소프트웨어 시뮬레이션을 기반으로 하지만, 실제 IoT 기기, 네트워크 장비, 임베디드 시스템 등의 보안 취약점 학습을 위해서는 하드웨어 실습 환경이 필수적이다[10,11]. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 “이중 MCU 기반의 해커보드(Hacker Board)[5]”를 활용하여 사이버보안 교육용 실습 환경을 조성하는 새로운 교수학습 모형을 개발하고자 한다.

본 연구는 교육 심리학적 요소를 고려하여 학습자의 참여도와 학습 효과를 극대화하는 교수학습 모형[6,7]을 설계하고 사이버보안 교육용 하드웨어인 “이중 MCU 기반의 해커보드[5]”를 활용하여 학습자들의 참여도를 높이고, 실제 사이버 공격 및 방어 기술을 실습할 수 있는 환경을 제공함으로써, 보다 효과적인 보안 전문가 양성을 위한 새로운 교육 모델을 제안한다.

2. 이론적 배경

2.1 에듀테크(Edutech)와 사이버보안 교육

에듀테크(EduTech)는 디지털 기술을 활용하여 학습 효과를 극대화하는 교육 방식으로, 원격 학습, AI 기반 맞춤형 교육, 가상·증강현실(VR/AR) 기술을 포함한다[1]. 특히, 사이버보안 교육에서는 클라우드 기반 보안 실습, AI를 활용한 위협 분석, 시뮬레이션 기반 해킹 연습 등의 방식이 활용되고 있다[3]. 대표적인 사이버보안 학습 플랫폼인 TryHackMe와 Hack The Box는 클라우드 환경에서 실제 공격 및 방어 실습을 수행할 수 있도록 지원하며, 이는 학습자가 실무 기술을 익히는 데 효과적인 방식이다[12]. 하지만, 이러한 소프트웨어 기반 실습은 IoT 기기, 네트워크 장비, 임베디드 시스템과 같은 하드웨어 보안 실습의 한계가 있으며[5], 실무와 연계된 하드웨어 중심 교수학습 모델이 필요하다.

2.2 하드웨어 기반 교수학습

하드웨어 기반 교수학습은 실제 장비를 활용한 실습을 통해 보안 개념을 적용하고 문제 해결 능력을 향상시키는 방식이다[5]. 사이버보안 분야에서 IoT 보안, 네트워크 보안, 임베디드 시스템 보안 등의 교육에서는 실무 환경을 반영한 실습이 필수적이며, 단순한 소프트웨어 시뮬레이션만으로는 한계가 있다[5].

최근 연구에서는 “이중 MCU 기반의 해커보드(Hacker Board)”를 활용한 교수학습 모델이 제안되었다[5]. 해커보드는 공격(Attacker)과 방어(Defender) 기능을 하나의 보드에서 구현할 수 있으며, 센서와 네트워크 모듈을 활용하여 다양한 보안 실습이 가능하다[5]. 이를 통해 학습자는 이론뿐만 아니라 실제 하드웨어 환경에서 보안 위협을 분석하고 대응하는 경험을 쌓을 수 있다.

(그림 1) 해커보드 외형 및 보안교육 기능[5]

기존 사이버보안 교육은 주로 이론 중심 강의 형태로 진행되며, 학습자가 직접 보안 기법을 실습하는 기회가 제한적이다. 반면, 본 연구에서 제안하는 하드웨어(해커보드) 기반 교수학습 모형은 실습 중심 학습을 통해 학습자의 문제 해결 능력과 실무 적응력을 향상시키는 것을 목표로 한다. 다음 <표 1>은 기존 학습 방법과 하드웨어 기반 교수학습 방법을 비교하여 각각의 차이점을 정리한 것이다.

<표 1> 기존 교수학습과 HW기반 교수학습 비교

<표 1>에서 볼 수 있듯이, 하드웨어 기반 교수 학습 모형은 학습자가 실제 장비를 활용하여 보안 실습을 수행하고, 이를 통해 보안 위협을 분석하고 대응하는 역량을 기를 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이론과 실습을 통합한 교육 모형을 제안하여 학습 효과를 극대화하고자 한다.

2.3 플립러닝(Flipped Learning) 교수학습

플립러닝(Flipped Learning)은 학습자가 이론 개념을 사전에 학습하고, 수업 시간에는 문제 해결과 토론, 프로젝트 기반 실습(PBL, Project-Based Learning)을 수행하는 학습 방법이다[1]. 강의 중심의 교육과는 달리, 플립러닝은 학습자의 참여도를 높이고 자기 주도적 학습을 유도하는 특징이 있다[3]. 사이버보안 분야에서 플립러닝 교수법을 활용하여 암호학, 네트워크 보안, 취약점 분석 등의 개념을 온라인으로 사전 학습한 후, 강의실에서는 실습과 토론 등의 학습을 적용할 수 있다[3]. 연구에 따르면, 플립러닝 방식은 학습자의 적극적인 참여를 유도하며, 학습 효과를 높이는 데 크게 기여한다[5]. 그러나 기존의 플립러닝은 주로 이론 학습과 토론 중심으로 이루어지며, 하드웨어 실습을 포함하기 어렵다는 한계가 있다[5]. 따라서 본 연구에서는 하드웨어 실습 교구인 “이중 MCU 기반의 해커보드”를 활용하여 하드웨어 기반 플립러닝 모형을 적용하고, 실제 사물인터넷 보안 공격 및 방어 실습을 강화하는 교수학습 모델을 제안하고자 한다.

2.4 교육심리학적 교수학습 모형(ARCS, Bloom)

효과적인 사이버보안 교수학습을 위해서는 교육 심리학적 원리를 반영한 교수설계 모델이 필요하다[6]. 본 연구에서는 Keller의 ARCS 동기 유발 모델과 Bloom의 교육 목표 분류를 적용하여 학습 효과를 극대화하고자 한다. Keller의 “ARCS 모델(Attention, Relevance, Confidence, Satisfaction)”은 학습자의 동기 유발 및 지속적인 학습 참여를 유도하는 교수설계 모델로, 사이버보안 교육에서도 효과적인 전략으로 평가된다[6]. Bloom의 “교육 목표 분류(Bloom’s Taxonomy) 모델”은 학습의 인지적 단계를 기억→이해→적용→분석→평가→창의적 문제 해결로 구분하며, 효과적인 학습 경험을 설계하는 데 활용된다[7].

3. 교수학습 모형 개발 및 적용

본 장에서는 2장에서 제시한 이론적 배경을 활용하여 교수학습 모델을 설계하고 적용한다. 본 교수학습 모델은 하드웨어(해커보드)를 활용한 IoT 보안 교육을 효과적으로 수행하기 위해, 플립러닝(Flipped Learning)과 Bloom의 교육 목표 분류(Bloom’s Taxonomy)를 결합하여 교수학습 모형을 설계한다. 플립러닝(Flipped Learning)[13]은 사전 학습(pre-Class)→실습 학습(in-Class)→심화 학습(post-Class) 구조로 학습자가 능동적으로 학습하도록 설계하며, Bloom’s Taxonomy[7]는 학습자의 사고력을 단계적으로 확장하는 기억 → 이해 → 적용 → 분석 → 평가 →창의적 문제 해결 학습 모델을 적용하여 교수학습 모형을 설계한다.

3.1 연구대상 및 방법

본 연구는 혼합 연구 방법(Mixed-Method Approach)[14]을 활용하여 플립러닝과 Bloom 모델의 효과성을 분석하여 이론적 지식뿐만 아니라 해커보드를 활용한 실습 데이터를 바탕으로 교육 성과를 평가하며, 이를 통해 사이버보안 교육의 실무 연계성을 강화하는 방향으로 연구를 진행한다. 본 연구는 2022학년도 ~ 2024학년도에 “사물인터넷 보안 실무” 교육과정을 수강한 “정보보호전공” 3학년 학생을 대상으로 진행되었으며, 15주간 진행하는 과정으로 교수자의 관찰과 수업 진행 후 학생들의 만족도, 참여도, 흥미도를 분석하기 위해 실습, 팀 프로젝트, 설문지, 인터뷰를 통해 데이터를 수집하고 분석하였다. 본 연구는 3년간의 교육과정 운영 경험과 분석결과를 활용하여 진행하였다.

3.2 프로그램 설계 및 개발

현재의 강의식 수업 방식(전통적 교육)은 이론중심의 교육으로 실습에 대한 기회가 제한적이었다[15]. 본 모델은 “이론 학습 → 실습 적용 → 심화 분석”의 학습 흐름을 최적화하여, 해커보드를 활용한 실습을 중심으로 학습자 주도형 교육을 강화한다. 이를 위하여 다음의 <표 2>와 같이 에듀테크를 활용한 플립러닝 교수학습 개발 및 적용과정을 통해 진행되었다.

<표 2> 에듀테크를 활용한 플립러닝 교수학습 개발 및 적용과정

플립러닝은 사전학습(pre-Class)를 요구하기 때문에 학생들의 자기주도적 학습 능력에 따라 학습효과에 차이가 발생할 수 있다[16]. 또한 교수자가 이론학습과 실습학습을 유기적으로 연결하는 과정이 복잡하여 수업설계 및 운영에 부담이 증가할 수 있다[17]. 즉, 플립러닝은 학습자의 능동적 참여를 요구하지만, 단계적 학습 설계가 없으면 그 효과가 낮아질 가능성이 높다. Bloom의 학습 목표 분류(Bloom’s Taxonomy)를 적용하면 학습자의 수준을 점진적으로 확장이 가능하며, 이를 통해 단계별 학습 목표를 보다 명확하게 설계할 수 있으며, 플립러닝을 통한 단계적 학습 진행으로 효과적인 학습 경험을 설계할 수 있다. 다음은 플립러닝 교수학습 설계에 Bloom의 교육 목표 분류와 연계하여 준비단계를 <표 3>과 같이 적용하였다.

<표 3> 플립러닝(준비단계)과 Bloom’s Taxonomy 연계

다음은 플립러닝 교수학습 설계에 Bloom의 교육 목표 분류와 연계하여 실시단계를 <표 4>와 같이 적용하였다.

<표 4> 플립러닝(실시단계)과 Bloom’s Taxonomy 연계

다음은 플립러닝 교수학습 설계에 Bloom의 교육 목표 분류와 연계하여 평가단계를 <표 5>와 같이 적용하였다.

<표 5> 플립러닝(평가단계)과 Bloom’s Taxonomy 연계

본 교수학습 모형은 하드웨어를 활용한 에듀테크인 해커보드를 활용한 IoT 보안 교육을 효과적으로 수행하기 위해 플립러닝과 Bloom의 교육 목표 분류(Bloom’s Taxonomy)를 결합한 모형이다. 플립러닝의 사전 학습(pre-Class) → 실습 학습(in-Class) → 심화학습(post-Class) 구조로 학습자가 능동적으로 학습하도록 설계하였으며, Bloom’s Taxonomy에서는 학습자의 사고력을 단계적으로 확장하는 기억 → 이해→ 적용 → 분석 → 평가 → 창의적 문제 해결 학습 모델을 적용하여 IoT 보안을 실제적으로 활용할 수 있도록 설계하였다. <표 13>은 플립러닝 기반 Bloom’s Taxonomy 교수학습 모델을 “사물인터넷 보안 실무” 교육과정에 적용한 사례이다. 본 연구에서 활용한 에듀테크인 해커보드는 <표 6>과 같은 기능을 제공한다[5]. 기본적인 센서들을 학습하는 Basic, Serial 통신을 학습하는 Serial을 기초로 IR, RF, RFID, Bluetooth, UART, OBD-II/CAN, Modbus에 대한 공격과 방어를 기능적으로 동작할 수 있도록 설계되어 있다[5].

<표 6> 해커보드 기능 명세[5]

해커보드는 이중 MCU를 탑재하여 공격부(Attacker), 방어부(Defenser)가 독립적으로 동작되고, 프로그래밍할수 있도록 설계되어있다. 또한, 방어부는 <표 6>의 기능을 시뮬레이션할 수 있도록 소프트웨도 함께 제공되어 사물인터넷 또는 하드웨어, 제어시스템, 전자시스템 등의 보안 교육에 최적화되어 있다.

본 연구에서 제안하는 교수학습 모형은 단계별 학습 과정을 통해 학습자의 이해도를 높이고 실무 역량을 배양할 수 있도록 설계되었다. 다음 <표 7>은 교육과정 로드맵으로, 이론 학습(Pre-Class) → 실습 학습(In-Class) → 심화 학습(Post-Class)의 3단계로 구성된다.

<표 7> 교육과정 로드맵

각 주차별 교육 과정은 기본 개념 학습 → 실습 적용 → 문제 해결 및 프로젝트 수행의 구조를 따르며, 이를 통해 학습자가 단순히 개념을 익히는 것을 넘어 실제 보안 문제 해결 능력을 배양하는 것을 목표로 한다.

4. 연구 결과

본 연구에서는 하드웨어(해커보드)를 활용한 플립러닝 기반 Bloom’s Taxonomy 교수학습 모형을 개발하여, 실습 중심 학습 환경이 학습자의 만족도, 흥미도, 참여도에 미치는 영향을 분석하였다. Bloom의 교육 목표 분류(Bloom’s Taxonomy)를 적용하여 단계적 학습설계를 도입하였으며, 혼합 연구 방법(Mixed-Method Approach)을 활용해 3년간(2022~2024) OO대학의 “사물인터넷 보안 실무” 수강생 약 100명을 대상으로 학습자 데이터를 수집하여 진행되었다. 해커보드를 활용한 사이버보안 교수학습 모형의 적용을 통해 대안적 교육방법으로서의 가능성을 연구하였으며 연구 결과, 하드웨어(해커보드) 기반 실습 교육이 학습 몰입도를 높이고, 신기술에 대한 흥미를 유발하며, 진로 탐색 및 실무능력 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 에듀테크를 활용한 실습형 교수학습 모형이 기존 교육의 한계를 극복하고 실무 역량 배양에 효과적임을 실증적으로 연구하여 제시하였다.

4.1 프로그램 만족도

하드웨어를 활용한 에듀테크인 해커보드 활용하여 적용한 플립러닝 기반 Bloom’s Taxonomy 교수학습 프로그램에 직접적인 만족도는 평균 4.35점(5점 척도)으로 높게 평가되었다. 특히 교육내용의 구성과 체계성이 강화되면서 2022년 4.3점 → 2023년 4.5점→ 2024년 4.6점으로 지속적인 상승세를 보였다. 이러한 결과는 학생들이 교수학습 방식 자체에 만족했음을 시사하며, 단순한 기술적 도입이 아니라 학습 내용과의 연계성이 강화되었을 때 학습 효과가 더욱 높아지는 것을 보여준다. 학생들의 자유 응답에서도 “수업내용이 체계적으로 구성되어 있어 학습이 용이했다”, “기존 강의보다 실습 중심 수업이 더 도움이 됐다” 등의 긍정적인 피드백이 다수 확인되었다.

<표 8>의 설문에서 나타난 결과는 하드웨어를 활용한 교육방법에 대한 만족도로 2022년 4.1점 → 2023년 4.3점 → 2024년 4.4점으로 꾸준히 증가했다. 학생들은 “이론보다 실습이 많아 학습 효과가 뛰어났다”, “하드웨어 실습이 직관적이라 이해가 쉬웠다” 등의 의견을 제시하며, 플립러닝 교수법이 기존 강의식 수업보다 학습 몰입도를 높이는 데 효과적이라는 평가를 내렸다. 특히 하드웨어 실습과 이론 수업을 유기적으로 연결한 교수 설계가 학습자 만족도를 향상시키는 중요한 요인으로 작용한 것으로 분석되었다.

<표 8> 설문결과 만족도

설문 외에도 심층 인터뷰 등의 결과를 분석한 결과, 학생들은 전통적인 강의식 수업보다 플립러닝 기반 Bloom’s Taxonomy를 활용한 학습 방식이 더욱 능동적이고 몰입감을 높이는 데 효과적이었다고 평가하였다. 특히, 직접 접근하기 어려운 환경인 자동차, 제어시스템, 스마트가전 등 해커보드를 활용한 공격과 방어를 이론이 아닌 직접 참여하여 구현하고 원리를 학습하는 과정에서 학습에 대한 재미를 느꼈다. 이를 통해 설문에서 확인한 바와 같이 “직접 실습을 할 수 있어 실무 감각을 익히는 데 도움이 된다” 등의 긍정적인 반응이 다수 확인되었다. 다만, 융합적 지식을 요구하는 교육의 특성상 일부 학생들은 “수업 진행 속도가 빠르고, 실습 과정이 길어 학습 피로도가 높아질 수 있다”는 우려를 나타냈으며, 교수자가 수업 진행의 완급을 조절하고, 학습자의 피드백을 반영하여 유동적인 학습 환경을 설계할 필요성이 제기되었다.

4.2 프로그램 흥미도

본 전공과목을 통해 IoT 및 신기술 분야에 대한 흥미도가 2022년 4.0점 → 2023년 4.2점 → 2024년 4.3점으로 꾸준히 상승했다. 이는 이론 수업뿐만 아니라 하드웨어 기반 실습과 다양한 에듀테크 도구를 활용한 학습 방식이 학생들의 학습 몰입도와 흥미를 높이는데 효과적이었음을 시사한다. 특히, 실제 해커보드를 활용한 실습이 신기술에 대한 관심을 증대시키는 주요 요인으로 작용하였다. 학생들의 자유 응답에서도 “IoT 실습을 통해 기술의 실제 적용 방식을 직접 경험할 수 있어 더욱 흥미로웠다”, “이론만 배울 때보다 직접 다루어 보니 신기술이 어떻게 작동하는지 쉽게 이해할 수 있었다” 등의 피드백이 확인되었다.

<표 9> 설문결과 흥미도

기존에는 주로 이론 중심으로 진행되던 강의 방식에서 벗어나, 하드웨어를 활용한 실습 교육 방법이 도입되면서 흥미도 증가가 두드러졌다. 2022년 3.9점 → 2023년 4.2점 → 2024년 4.3점으로 상승하였으며, 이는 기존 강의 방식과 비교하여 더욱 실감 나는 학습이 가능했기 때문으로 해석할 수 있다. 학생들은 “하드웨어 실습을 통해 기술을 직접 다루면서 학습이 훨씬 흥미로워졌다”, “프로젝트 기반 학습이 흥미도를 높이는 데 중요한 역할을 했다” 등의 의견을 제시하며 실습 중심 학습 방식의 중요성을 강조했다.

4.3 프로그램 참여도

본 전공과목이 진로 선택에 도움이 되는가에 대한 응답 결과는 2022년 4.1점 → 2023년 4.3점 → 2024년 4.4점으로 상승하였다. 이는 단순 이론 학습이 아니라 실제 산업에서 사용되는 보안 기술을 직접 다루어 볼 기회가 많았기 때문으로 해석된다. 학생들은 자유 응답에서 “실제 보안 실습을 해보면서 향후 어떤 직무를 선택할지 고민하는 데 도움이 되었다”, “진로를 결정하는 데 필요한 실습 경험이 풍부하여 직업적 적성 탐색이 가능했다” 등의 의견을 제시하였다.

<표 10> 설문결과 참여도

또한, 본 전공과목이 현장 실무 능력 향상에 기여하는가에 대한 응답은 2022년 4.2점 → 2023년 4.4점 → 2024년 4.5점으로 상승하였다. 특히, 해커보드를 활용한 실습과 IoT 모의해킹 팀 프로젝트 등이 학생들의 실제 업무 환경과 유사한 학습 경험을 제공했다는 점이 긍정적으로 평가되었다. 학생들은 “이론뿐만 아니라 실제로 해킹 실습을 진행하면서 실무에서 어떤 식으로 보안이 이루어지는지 경험할 수 있었다”, “기업에서 요구하는 기술들을 미리 연습해볼 수 있어 취업 준비에도 도움이 되었다” 등의 의견을 제시하였다.

4.4 통계적 유의성 검증

본 연구에서는 하드웨어(해커보드) 기반 교수학습 모형이 학습자의 만족도, 흥미도, 참여도에 미치는 영향을 검증하기 위해 일원분산분석(ANOVA, One-way ANOVA)을 수행하였다. 이를 통해 연도별(2022년, 2023년, 2024년) 학습 효과의 차이가 통계적으로 유의미한지를 분석하였으며, 분석방법은 다음과 같다.

- 귀무가설(H₀): "연도별 만족도, 흥미도, 참여도 간 차이는 없다."

- 대립가설(H₁): "연도별 만족도, 흥미도, 참여도 간 차이가 있다."

- 분석 대상: 3개 연도(2022, 2023, 2024)의 만족도, 흥미도, 참여도 설문 점수

- 검증 방법: One-way ANOVA 및 사후검정(Tukey's HSD)

사후검정 (Tukey's HSD) 결과 연도별 비교에서 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 본 연구 결과에서 연도별 만족도, 흥미도, 참여도 점수가 상승하는 경향을 보였으나, 현재 데이터에서는 통계적으로 유의미한 차이를 확인할 수 없었다. 이는 표본 수가 적거나, 설문 점수 간 변동성이 크지 않기 때문으로 해석될 수 있다. 향후 더 많은 표본을 확보하여 추가적인 통계 분석(t-test, 다변량 회귀 분석 등)을 수행할 필요가 있음. 특히, 설문 응답자의 개별 데이터(연도별 분산 및 표준편차 포함)를 추가 분석하면 보다 정밀한 효과 검증이 가능할 것이다.

5. 결론

본 연구에서는 에듀테크를 활용하여 플립러닝 기반 Bloom’s Taxonomy 교수학습 모형이 학습자의 만족도, 흥미도, 참여도에 미치는 영향을 실증적으로 분석하였다. 연구 결과, 에듀테크인 해커 보드를 활용한 플립러닝 기반 Bloom’s Taxonomy 교수법이 전통적인 강의식 수업보다 학습자의 적극적인 참여를 유도하고, 흥미를 증가시키며, 학습 만족도를 향상시키는 데 효과적임을 확인하였다. <표 12>와 같이 3년 간의 실습 교육 과정에서 학생들의 만족도, 흥미도, 참여도가 지속적으로 증가하는 경향을 보였다.

<표 12> 연도별 만족도, 흥미도, 참여도 변화

<표 11>의 결과를 통해 하드웨어 기반 교수학습 모형이 학습자의 몰입도를 증가시키고, 실무 적응력을 높이는 데 효과적임을 확인할 수 있다. 특히, 학생들의 자유 응답에서도 "기존 강의보다 실습 중심 수업이 더욱 효과적이었다"는 의견이 다수 확인되었으며, 이는 본 연구에서 제안한 교육 방법의 실효성을 뒷받침한다. 그러나, 통계적 유의성을 검증하기 위해 ANOVA 분석을 수행하였으나, 현재 표본 수가 적어 유의미한 차이를 확인할 수 없었다(p = 0.125). 따라서 향후 추가적인 표본을 확보하여 보다 정밀한 통계 분석을 수행할 필요가 있다.

<표 11> ANOVA 분석 결과

본 연구를 통해 플립러닝과 Bloom’s Taxonomy 모델에 에듀테크를 결합한 교수학습 모형이 실제 교육 현장에서 효과적으로 적용될 수 있음을 실증적으로 검증했다. 특히, 단순한 이론 학습이 아닌 실습 기반 학습이 학생들의 학습 만족도, 흥미도, 참여도를 증가시키는 주요 요인임을 확인하였다. 이를 통해 에듀테크인 해커보드를 활용한 교육이 학습자 중심 교육의 새로운 대안으로서 효과적으로 활용될 수 있음을 시사하며, 향후 더욱 정교한 교수학습 설계를 통해 실무 중심의 교육 환경을 체계적으로 구축할 필요가 있다. 기술의 지속적인 발전으로 인해 발생하는 새로운 보안위협을 현재의 교육 현장에서 이론이 아닌 실습환경으로의 변화는 어려운 문제이다. 그렇기에 애듀테크의 다양한 특장점을 활용할 수 있는 학습자 중심의 교수법은 계속적으로 연구되고 발전되어야 할 필요가 있다. 이러한 과정을 통해서 미래사회에서 요구하는 사이버보안 전문인재를 양성할 수 있는 교육환경이 될 수 있기를 기대한다.

<표 13> 플립러닝 기반 Bloom’s Taxonomy 교수학습 모델 적용 예