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앞서 제시한 여러 분석영역에 따라 적합한 수업분석 방법 및 도구는 일반적으로 직접적 분석방법과 간접적 분석방법으로 나누어진다. 직접적 분석방법에는 관찰자가 수업을 직접 관찰하여 분석하는 수업관찰이 있고, 인터뷰, 설문 및 표준화 검사, 문서자료 분석 등을 통해 수업현상을 추론하는 간접적 분석방법이 있다. 이 중에서 현장에서 가장 보편적으로 많이 활용되고 있는 것은 수업관찰이다. 수업관찰은 수업에 관해 관찰자의 눈으로 보고 이에 대해 기술, 해석, 비평을 통해 이야기하는 방식을 의미하며, 교실에서 진행되고 있는 수업에 직접 참여하여 관찰 분석하게 되면 수업참여관찰, 수업을 동영상으로 촬영하여 관찰 분석하게 되면 수업동영상관찰이라는 용어를 사용하기도 한다.
수업분석 방법은 직접 관찰하여 분석하는 직접적 분석방법과 매채를 통해 추론하는 간접적 분석방법이 있다. 보편적 방법인 수업관찰은 직접 확인하는 수업참여관찰과 동영상을 활용한 수업동영상관찰이 있다.