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문제 정의
- 학습은 현실적으로 많은 한계점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이에 대한 대안적 방안으로 GIS를 활용한 지리학습의 효과를 분석하였다.
- 그런데 위치는 방위 및 거리와 밀접한 관계가 있으며 조망은 초등학교 3 학년 학생들 수준에서 이해하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 지표물, 방위, 거리를 대상으로 공간인지능력을 분석하기로 한다.
- 따라서 본 연구에서는 초등학교 교과 과정에서 지도를 통한 공간인지력을 향상시키기 위한 교수·학습에서의 각종 현실적인 한계점을 극복할 수 있는 대안적 방안으로써의 GIS를 수업 매체로 활용 방안을 모색하려는 연구의 일환으로 초등학교 지리학습에 있어서 GIS 활용한 수업의 효과를 분석하고자 한다.
- 따라서 본 절에서는 초등학교 지리학습에 있어서 GIS 활용에 대한 평가를 위한 전단계로서 초등학교 지리교과과정에서 지도학습에 있어서 매우 중요한 과도기적 단계인 3학년 1학기의 '우리 고장의 모습' 단원의 수업설계와 전개를 개괄하고자 한다. 이 단원의 학습목표는 “지형, 토지 이용, 취락의 분포, 교통 모습 둥 학교 주변의 특색을 알고, 그것을 표현하는 방법의 교수·학습”이다(교육인적자원부, 2002).
제안 방법
- 실험 수업의 오차를 최소화하기 위하여 2개 반 수업을 현직교사인 공동연구자가 직접 실시하였다. 그리고 실험학급과 비교학급의 학생들의 공간인지력의 차이를 밝히기 위해서는 공간인지력에 대한 사전검사와 12차시의 수업의 진행 후 학생들의 공간인지력의 변화를 비교 . 평가하였다.
- 넷째, 실험반은 제작된 GIS 데이터베이스(Database) 를 바탕으로 개인용 컴퓨터, 대형 모니터, 빔 프로젝트 프린터 GIS 소프트웨어를 이용하여 수업한 반면에 비교집단은 사회과 지도서를 바탕으로 하여 종래의 통상적인 방식으로 수업하였다
- 다음은 실험반과 비교반을 각각 지표물 인지능력에 따라 3개 그룹으로 구분하여 실험수업 이후의 지표물 인지능력의 향상정도를 각 그룹별로 비교분석하고자 한다. 실험반은 지표물 인지수가 14 개에서 20개이면 상위그룹, 10개에서 13개이면 중위 그룹, 그리고 9개 이하이면 하위그룹으로 분류하였으며 각 집단별 학생수는 학생 수는 각각 10명, 11명, 11명이다.
- 둘째, 이 수치 지도의 다양한 지리적 사상 중에서 3학년 교육과정에 필요한 지표현상만을 오토캐드(AutoCad) 프로그램을 활용해서 추출하고, 학생들의 거주지를 입력하였다. 본 연구에 활용된 공간정보와 속성정보는<표 1>과 같다.
- 먼저 비교반의 수업은의 교수·학습 과정 안에 따라 학생들은 학교 옥상에서 나침반을 바닥에 놓고 동서남북의 방위를 살펴 본 다음, 동쪽에 보이는 영남산과 경안여자중학교를 찾고 서쪽에 보이는 대원 아파트, 대원 한숲 아파트, 경동 아파트를 찾으며 남쪽에 보이는 우성 아파트 북쪽에 동아아파트, 까치 아파트 등의 고충 아파트를 찾는 형태로 진행하였다.
- 셋째, 오토캐드에서 구축된 공간데이터는 아크뷰에서 제공하고 있는 익스텐션(Extension)에서 캐드 리더(CadReader)를 선택하고 뷰(View)에 기본도를 불러들여 공간데이터의 아이디(ID)에 맞추어 속성정보 즉 도로명, 건물명, 고도, 학생이름 및 주소를 입력하였다.
- 실험집단에 대해서는 GIS 데이터베이스(database)를 가지고 개인용 컴퓨터, 대형 모니터, 빔 프로젝트, 아크뷰(Arc View) 소프트웨어 등 각종 시청각 기자재를 이용하여 교사와 학생이 동시에 GIS를 활용하여 수업하였다. 반면에 비교집단에 대해서는 사회과 지도서를 바탕으로 종래의 수업방식 즉 탐험 학습을 활용한 지도학습을 하였으며.
- 연구방법은 2006년 3월 6일부터 7월 30일에 걸쳐 경북 안동시 Y초등학교 3학년 2개 반을 대상으로 GIS를 활용한 실험집단과 종래의 수업방식을 채택한 비교집단으로 구분하여, 실험수업을 한 이후 공간인지력의 차이를 실험수업 전후 및 2개 집단 간의 차이를 비교하는 방식을 채택하였다.
- 첫째, 본 연구에서는 국립지리원에서 시판하고 있는 1995년에 제작된 1:5,000 수치지도에서 학생들의 관심을 높일 수 있도록 자신의 학교 통학구역 올 추출하였다.
대상 데이터
- 본 논문의 주된 자료의 조사기간과 조사대상은 2006년 3월 6일부터 7월 30일에 걸쳐 경북 안동시 고층 아파트 단지에 입지하는 Y초등학교 3학년 5 개 반 중 실험집단 1개 학급과 비교집단 1개 학급의 학생 각각 32명과 30명을 대상으로 하였다. 실험집단에 대해서는 GIS 데이터베이스(database)를 가지고 개인용 컴퓨터, 대형 모니터, 빔 프로젝트, 아크뷰(Arc View) 소프트웨어 등 각종 시청각 기자재를 이용하여 교사와 학생이 동시에 GIS를 활용하여 수업하였다.
- 반면에 비교집단에 대해서는 사회과 지도서를 바탕으로 종래의 수업방식 즉 탐험 학습을 활용한 지도학습을 하였으며. 실험 수업의 오차를 최소화하기 위하여 2개 반 수업을 현직교사인 공동연구자가 직접 실시하였다. 그리고 실험학급과 비교학급의 학생들의 공간인지력의 차이를 밝히기 위해서는 공간인지력에 대한 사전검사와 12차시의 수업의 진행 후 학생들의 공간인지력의 변화를 비교 .
- 한다. 실험반은 지표물 인지수가 14 개에서 20개이면 상위그룹, 10개에서 13개이면 중위 그룹, 그리고 9개 이하이면 하위그룹으로 분류하였으며 각 집단별 학생수는 학생 수는 각각 10명, 11명, 11명이다. 반면 비교반의 상위그룹의 지표물 수는 13개에서 20개이고, 중위그룹은 10개에서 12 개, 그리고 하위그룹은 9개 이하이며 각 집단별 학생 수는 각각 10명, 9명과 11명이다.
데이터처리
- 2점으로 거의 차이가 없으나, 전체적으로 학생들의 거리에 대한 공간인지력은 매우 낮았다. 그리고 이러한 실험 반과 비교반의 실험수업 이전의 공간인지력 차이의 유의미성을 확인하기 위해서 카이제곱 검정 올 하였다.<표 2>에서 보는 바와 같이 지표물, 방위, 거리 모두 카이제곱 값이 유의수준 0.
성능/효과
- 7%이다. GIS를 활용한 실험반이 비교반보다 7점 이하 점수 비율이 낮은 반면 8점 이상 즉 상위권 비율이 높았다. 그리고 평균점수뿐만 아니라 표준편차(1.
- 실제로 본연구의 일환으로 2006년 안동시 초등학교 3학년 교사 총 75명 중 44명에 대한 설문 조사 결과 웅답자의 85%가 '우리 고장의 모습의 수업이 어렵다고 옹답하였다. 더욱이 약 95%의 교사들은 안전 문제 및 시간부족 등의 이유로 현장학습을 실시하지 않고, 단지 학생의 인지지도(mental map)에 의존하여 교실 수업을 실시하는 것으로 나타났다. 이러한 수업을 하는 것은 초등학교 학생들은 통학구역 내에 거주하기 때문에 교사들은 학생들이 지표 사상 올 잘 인지하므로 구태여 현장학습의 필요성을 느끼지 않기 때문이라고 한다.
- 4점이 낮았다. 둘째, 방위에 있어서는 6점 만점에 실험반 2.9점이고 비교반이 3.1 점으로 비교반이 약간 높았으며 또한 비교반의 표준편차(0.7점)가 실험반(1.3 점)보다 높아 비교반 학생들의 편차가 적었다. 마지막으로 거리에 대한 공간인지력에 있어서는 10 점 만점에 비교반은 0점이고 실험반은 0.
- 둘째, 지표물, 방위 그리고 거리를 지표로 한 공간인지능력을 통하여 GIS를 활용한 실험수업의 효과분석에 있어서는 기존의 지리학습의 대안적 방안으로 GIS를 활용할 경우 공간인지능력의 제고에 있어서 그 효과가 큰 것으로 밝혀졌다. 뿐만 아니라 개인 혹은 집단 간 공간인지능력의 격차를 완화함에 있어서도 보다 효율적이라는 것을 확인할 수 있었다.
- 3 점)보다 높아 비교반 학생들의 편차가 적었다. 마지막으로 거리에 대한 공간인지력에 있어서는 10 점 만점에 비교반은 0점이고 실험반은 0.2점으로 거의 차이가 없으나, 전체적으로 학생들의 거리에 대한 공간인지력은 매우 낮았다. 그리고 이러한 실험 반과 비교반의 실험수업 이전의 공간인지력 차이의 유의미성을 확인하기 위해서 카이제곱 검정 올 하였다.
- 0점인 학생은 변화가 없었다. 반면에 비교반의 경우 실험수업 이전의 사전조사에서 5.0점이었던 학생이 2.0점 향상된 7.0점으로 가장 많이 향상되었고, 2.0점인 학생들은 사후에 3.2점으로 그리고 3.0 점인 학생이 3.8점으로 0.8점 향상되었고 4.0점인 학생은 0.2점 향상된 4.2점이었다.
- 본 연구결과를 요약하면 첫째, 실험수업을 실시하기 이전에 지표물, 방위 그리고 거리를 지표로 한 공간인지능력에 대한 사전조사 결과, 우리나라 초등학교 3학년의 공간인지능력이 매우 낮았다. 이는 초등학교 1~2학년 교과과정에서는 학습 매체로 그림지도를 주로 활용하기 때문이다.
- 본 연구의 일환으로 실시한 실험수업을 실시하기 이전까지는 지표물 인지능력은 매우 낮은 수준이었기 때문에 구체적인 지도를 활용한 실험 수업 이후의 학생들의 지표물 인지수는 실험반과 비교반 모두 향상되었다. 구체적으로 실험반 학생은 실험 수업 이전에 실시한 사전평가에서는 인지수 12.
- 그 효과가 큰 것으로 밝혀졌다. 뿐만 아니라 개인 혹은 집단 간 공간인지능력의 격차를 완화함에 있어서도 보다 효율적이라는 것을 확인할 수 있었다.
- 왜냐하면 GIS를 활용한 수업에서 학생들은 키보드의 기본자리, 마우스를 이용한 드래그, 그리고 컴퓨터의 그림판에 그림을 그릴 줄 아는 기능만 알면 충분하기 때문이다. 실제 본 연구의 실험집단 학생들의 80.2%가 GIS를 활용한 수업을 할 수 있는 충분한 컴퓨터 활용 능력을 가지고 있었다
- 향상되었다(표 4). 실험반은 2.9점이 향상된 데비하여 비교반은 0.8점이 향상되었다. 특히 실험 수업 이전의 사전조사에서 0점이었던 학생들의 점수가 5.
- 실험수업 이후의 방위인지 능력에 있어서 GIS를 활용한 실험반이 그렇지 않은 비교반에 비하여 크게 향상되었다(표 4). 실험반은 2.
- 실험수업 후 GIS를 활용한 실험반의 그룹별 지표물 인지수를 살펴보면, 상위그룹은 실험수업 전 16.7개 에서 실험수업 후 28.9개로 12.2개가 늘어났다. 중위그룹은 11.
- 이러한 결과를 통하여 GIS 매체 활용한 수업은 방위능력이 낮은 학생의 능력을 향상시키는데 효과가 있음을 알 수 있다. 또한 비교반의 그룹 간 차이는 3.
- 이상 지표물, 방위 그리고 거리를 지표로 GIS를 활용한 실험수업의 효과를 분석한 결과 GIS를 활용한 수업이 초등학생의 공간인지능력을 제고함에 있어서 전반적인 측면에서 뿐만 아니라 개인 혹은 집단 간 공간인지능력의 격차를 완화함에 있어서도 보다 효율적이라는 것을 알 수 있었다. 따라서 기존의 여러가지 현실적인 제약으로 현장답사 대신에 지도를 활용하여 공간인지력 향상 수업을 하고있는 초등학교 지리교육현장에 GIS의 활용할 경우 학생 개개인의 공간인지력 수준에 맞는 교수·학습이 용이하며, 이를 통해 지리학습에 대한 학생들의 흥미를 유발시켜 수업에 적극적인 참여를 유도할 수 있다는 점에서 기존의 초등학교 지리교육의 대안적 방안으로 적극적으로 도입할 필요가 있다.
- 3 개였다. 즉 실험반의 경우에는 지표물 인지능력의 정도와는 상관없이 실험수업 후의 지표물 인지 수준의 향상 정도는 그룹 간에 큰 차이가 없었다. 즉 GIS를 활용한 수업은 상위그룹보다는 오히려 하위그룹의 공간인지력 제고에 보다 효과가 크기 때문에 개인 혹은 집단 간 공간인지능력의 격차 완화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
- 비교반의 학생 간 공간인지력 차이를 조사결과는 다음과 같다. 첫째, 지표물 인지에 있어서 실험 반의 평균점수(12.1 점)가 비교반(11.7점^ 비해 0.4점이 높았으며 표준편차는 실험반이 0.4점이 낮았다. 둘째, 방위에 있어서는 6점 만점에 실험반 2.
- 8점이 향상되었다. 특히 실험 수업 이전의 사전조사에서 0점이었던 학생들의 점수가 5.0으로 향상되었고, L0점이었던 학생은 6.0으로 5.0점 중가, 2.0점의 학생은 6.5점으로 3.0점은 5.4점으로 각각 4.5점과 2.4점이 향상되었다. 그리고 4.
후속연구
- 결론적으로 기존의 여러가지 현실적인 제약으로 현장답사 대신에 지도를 활용하여 지리 수업 올하고 있는 초등학교 지리교육의 대안적 방안으로 GIS 활용수업을 보다 적극적으로 도입하여야 할 것이다. 나아가서 초등하교 지리교육에 GIS의 활용은 공간인지능력 제고뿐만 아니라 지리학습에 대한 학생들의 흥미를 유발시켜 수업에 적극적인 참여를 유도할 수 있다는 점에서 장래 지리학의 저변 확대에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
- 따라서 지도학습에 있어서 과도기적 단계로 진입하는 3학년의 지리학습이 장래 공간인지능력의 발달에 있어서 매우 중요함을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고 안전문제 및시간부족 등의 현실적인 제약으로 현장학습이 제대로 실시되고 있지 못한 점을 고려하면 GIS의 활용 둥 대안적 학습방안이 개발되어야 할 것이다.
- 나아가서 초등하교 지리교육에 GIS의 활용은 공간인지능력 제고뿐만 아니라 지리학습에 대한 학생들의 흥미를 유발시켜 수업에 적극적인 참여를 유도할 수 있다는 점에서 장래 지리학의 저변 확대에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
- 효율적이라는 것을 알 수 있었다. 따라서 기존의 여러가지 현실적인 제약으로 현장답사 대신에 지도를 활용하여 공간인지력 향상 수업을 하고있는 초등학교 지리교육현장에 GIS의 활용할 경우 학생 개개인의 공간인지력 수준에 맞는 교수·학습이 용이하며, 이를 통해 지리학습에 대한 학생들의 흥미를 유발시켜 수업에 적극적인 참여를 유도할 수 있다는 점에서 기존의 초등학교 지리교육의 대안적 방안으로 적극적으로 도입할 필요가 있다.
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