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문제 정의
- 이 연구는 장애학생 사이에서 널리 확산되고 있는 게임의 교육적 측면을 발견하고, 그 장점을 활용한 게임 기반 디지털 교과서의 효과성을 확인하는데 주요한 초점을 두고 진행되었다.
- 이 연구에서는 기본교육과정 수학과 교육내용에 근거하여 개발된 게임 기반 디지털 교과서가 정신지체 학생들의 기초연산수행능력 및 과제집중력에 미치는 효과를 파악하는데 주요한 목적이 있다. 이를 위해 기본 교육과정 수학과 교육내용에 근거하여 게임기반디지털 교과서를 개발하였고, 이를 연구대상 정신지체 학생들에게 적용하였다.
- 이에, 이 연구에서는 경도 정신지체 학생을 대상으로 직접교수의 원리가 반영된 수업을 통하여 수학과에 대한 게임 기반 디지털 교과서의 효과성을 분석하고자 하였다.
제안 방법
- 이중 남학생이 20명, 여학생이 18명이었다. 38명의 학생들은 서책형 교과서를 통하여 학습지도를 받는 집단과 게임 기반 디지털 교과서로 학습지도를 받는 집단, 서책과 게임 기반 디지털 교과서를 동시에 사용하면서 학습지도를 받는 집단으로 나누어졌다. 연구대상의 성별 및 집단 분포는 다음의 [표1]과 같다.
- 연구에 참여한 38명의 정신지체 학생들은 세 곳의 특수학교에 재학하고 있다. 각 재학하고 있는 학교의 특성을 고려하여 A, B, C 집단으로 나누었다. A집단은 서책형 교과서를 통하여 학습지도를 받는 집단이고, B집단은 게임 기반 디지털 교과서로 학습지도를 받는 집단이며, C집단은 서책과 게임 기반 디지털 교과서를 동시에 사용하면서 학습지도를 받는 집단이다.
- 과제집중 시간을 측정하기 위하여 학생이 수학 학습 을 시작하는 시점부터 스톱워치로 시간을 측정하였고, 주의를 다른 곳으로 돌린다던지 주의가 산만해지는 시점에서 측정을 종료하였다. 스톱워치로 측정된 시간은 초 단위로 기록되었고, 이를 분단위로 변환시켜 기록 및 분석하였다(예; 245초인 경우, 4분 5초로 기록).
- 교육프로그램은 각 집단의 특성에 맞게 4주 동안 실시되었고, 학교에서 실시되고 있는 수학 수업시간에 맞추어 주 4회, 1회 당 45분의 수업을 실시하였다. 수업은 직접적이고 명시적인 형태로 이루어지는 직접교수의 원리를 고려하여 구성되었다.
- 이 연구에서는 게임 기반 디지털교과서의 효과를 알아보기 위하여 연구대상을 세 집단으로 나누고 각 집단에 대하여 각기 다른 방식의 중재를 투입하였다. 그리고 각 집단에 대해서는 사전 검사를 실시하여 집단의 동질성을 검증하였고, 사후 검사를 실시하여 각기 다른 교과서 형태가 정신지체 학생들의 기초연산 수행능력과 과제집중력에 어떠한 효과를 미치는지를 비교하였다.
- B집단은 서책형 교과서를 전혀 사용하지 않고 게임 기반 디지털교과서만을 이용하여 기초 연산을 지도하였다. 디지털 교과서에서 제시된 프로그램에 기초하여 학생들에게 연산을 지도하였다. 즉, 교사는 디지털 교과서에서 제시된 내용에 기초하여 수업을 진행하였는데, 교사와 학생이 별도의 PC를 가지고 수업을 진행하였다.
- 즉, 교사는 서책형 교과서를 기본적으로 사용하면서 학생들의 흥미와 참여를 높이기 위하여 도입 부분에 게임 기반 디지털 교과서를 사용하였다. 또한 수업을 전개하면서 서책형 교과서로 설명한 내용을 적용하도록 하기 위하여 게임 기반 디지털 교과서를 사용하였으며, 학습한 내용을 잘 이해했는지를 확인하기 위하여 평가 부분에서 게임 기반 디지털 교과서를 사용하였다.
- 각 집단에게 투입된 교육 프로그램은 세 가지 방식으로 운영되었다. 먼저, A집단은 전통적인 교수 형태로서 교사가 서책형 교과서와 칠판을 이용하여 수학 수업을 진행하였다.
- 과제집중 시간을 측정하기 위하여 학생이 수학 학습 을 시작하는 시점부터 스톱워치로 시간을 측정하였고, 주의를 다른 곳으로 돌린다던지 주의가 산만해지는 시점에서 측정을 종료하였다. 스톱워치로 측정된 시간은 초 단위로 기록되었고, 이를 분단위로 변환시켜 기록 및 분석하였다(예; 245초인 경우, 4분 5초로 기록).
- 연구에 참여한 연구대상의 수학 성취도와 과제 집중력의 변화 정도를 측정하기 위하여 사전 검사와 사후 검사를 실시하였다. 사전 검사로는 두 집단의 수행 수준에 차이가 없다는 동질성을 검증하기 위하여 일원분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 사후 검사에서는 세 집단의 수행 수준에 게임 기반 디지털 교과서가 어떠한 영향을 미치는지 파악하기 위하여 유의수준 .
- 이 연구에서는 게임 기반 디지털교과서의 효과를 알아보기 위하여 연구대상을 세 집단으로 나누고 각 집단에 대하여 각기 다른 방식의 중재를 투입하였다. 그리고 각 집단에 대해서는 사전 검사를 실시하여 집단의 동질성을 검증하였고, 사후 검사를 실시하여 각기 다른 교과서 형태가 정신지체 학생들의 기초연산 수행능력과 과제집중력에 어떠한 효과를 미치는지를 비교하였다.
- 이 연구에서는 기본교육과정 수학과 교육내용에 근거하여 개발된 게임 기반 디지털 교과서가 정신지체 학생들의 기초연산수행능력 및 과제집중력에 미치는 효과를 파악하는데 주요한 목적이 있다. 이를 위해 기본 교육과정 수학과 교육내용에 근거하여 게임기반디지털 교과서를 개발하였고, 이를 연구대상 정신지체 학생들에게 적용하였다.
- 한편, 연구 대상 학생들이 정신지체를 가지고 있다는 점을 고려할 때 지능 지수는 학업성취에 많은 영향을 준다. 이에, 각 집단의 지능지수를 조사하였다. 서책형 교과서를 사용한 집단의 평균 지능은 약 55.
- 평가 도구는 10미만의 한 자릿수 덧셈과 뺄셈 문제로 구성되어 있으며, 총 20개의 문항으로 구성되어 있다. 평가 도구는 사전 검사와 사후 검사에서 사용될 수 있도록 2가지 형태의 동형검사로 제작되었다.
- 뺄셈 문제가 반영된 연산 영역을 중심으로 이루어졌다. 학교에 따라 진도를 동일하게 유지할 수 있도록 하기 위하여 세 학교의 교사들이 함께 모여 교육내용의 양을 동일하게 일 치시켰고, 강화와 같은 추가적인 지원을 제공하지 않도록 통제하였다.
대상 데이터
- 연구 대상 학생들은 경기도에 소재한 3개의 특수학교 초등부(2학년)에 재학하고 있는 38명의 정신지체 학생들이다. 이중 남학생이 20명, 여학생이 18명이었다.
- 연구에 참여한 38명의 정신지체 학생들은 세 곳의 특수학교에 재학하고 있다. 각 재학하고 있는 학교의 특성을 고려하여 A, B, C 집단으로 나누었다.
- 연구 대상 학생들은 경기도에 소재한 3개의 특수학교 초등부(2학년)에 재학하고 있는 38명의 정신지체 학생들이다. 이중 남학생이 20명, 여학생이 18명이었다. 38명의 학생들은 서책형 교과서를 통하여 학습지도를 받는 집단과 게임 기반 디지털 교과서로 학습지도를 받는 집단, 서책과 게임 기반 디지털 교과서를 동시에 사용하면서 학습지도를 받는 집단으로 나누어졌다.
데이터처리
- 05를 기준으로 일원분산분석(ANOVA)을 실시하였다. 또한 어느 집단 간에 차이가 있는지 파악하기 위하여 사후검증으로 Scheffe 방법을 적용하였다.
- 연구에 참여한 연구대상의 수학 성취도와 과제 집중력의 변화 정도를 측정하기 위하여 사전 검사와 사후 검사를 실시하였다. 사전 검사로는 두 집단의 수행 수준에 차이가 없다는 동질성을 검증하기 위하여 일원분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 사후 검사에서는 세 집단의 수행 수준에 게임 기반 디지털 교과서가 어떠한 영향을 미치는지 파악하기 위하여 유의수준 .05를 기준으로 일원분산분석(ANOVA)을 실시하였다. 또한 어느 집단 간에 차이가 있는지 파악하기 위하여 사후검증으로 Scheffe 방법을 적용하였다.
- 어느 집단에서 평균차이가 나타나는지 알아보기 위하여 사후 검증으로 scheffe 방법을 사용하여 분석하였다. 그 결과 서책형 교과서를 사용한 A집단과 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 B집단 간에 과제집중력에 대한 시간 차이는 존재하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>.
- 이러한 세 집단에 대한 평균 차이가 통계적으로 유의한지 검증하기 위하여 일원분산분석을 실시하였고, 그 결과는 다음의 [표 5]와 같다.
- 이러한 세 집단의 평균적인 과제 집중력이 집단간 통계적으로 유의한 차이가 있는지 알아보기 위하여 일원분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 그 결과는 다음의 [표 7]과 같다.
이론/모형
- 실험집단의 동질성 여부를 파악하기 위하여 지능검사로서 「K-WISC-III 검사」를 실시하였다.
- 어느 집단에서 평균차이가 나타나는지 알아보기 위하여 사후 검증으로 scheffe 방법을 사용하였다. 그 결과 서책형 교과서를 사용한 A집단과 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 B집단 간에는 유의한 차이가 없었다.
성능/효과
- 각 집단의 지능 지수에 대한 동질성을 검증하기 위하여 일원변량분석을 실시하였고, 그 결과 집단간 지능지수에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(F(2,35)=.26, p>.05)
- 게임 기반 디지털 교과서를 사용한 B집단의 경우에는 사후 검사에서 약 5분 04초의 과제 집중력을 나타내었는데, 사전 검사 결과(4분 43초)보다 약 21초 정도과 제 집중시간이 향상되었음을 보여주는 결과이다.
- 게임 기반 디지털 교과서를 사용하는 B집단은 약 4분 43초의 과제 집중 시간을 나타내었고, 서책형과 게임 기반 디지털 교과서를 함께 사용하는 C집단은 약 4분 35초의 과제집중력을 나타내었다.
- 구체적으로 살펴보면, 서책형 교과서를 사용했던 A 집단은 약 4분 48초의 과제집중력을 나타냈는데 이는 사전 검사 결과(약 4분 46초)와 거의 비슷한 집중시간으로서 서책형 교과서 사용을 통하여 과제집중력이 크게 향상되지 않았음을 보여주고 있다.
- 그 결과 서책형 교과서를 사용한 A집단과 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 B집단 간에 과제집중력에 대한 시간 차이는 존재하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다(p>.05).
- 어느 집단에서 평균차이가 나타나는지 알아보기 위하여 사후 검증으로 scheffe 방법을 사용하였다. 그 결과 서책형 교과서를 사용한 A집단과 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 B집단 간에는 유의한 차이가 없었다. 즉, 개별적인 교과서의 사용으로는 정신지체 학생의 수학 성취 수준을 향상시키는데 한계가 있음을 알 수 있다.
- 그러나 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서를 함께 사용한 C집단은 서책형 교과서만 사용한 A집단과 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 B집단에 비하여 통계적으로 유의하게 높은 수행 수준을 나타내었다.
- 첫째, 서책형 교과서만 사용한 집단과 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 집단의 연산 수행능력에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 그러나 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서를 함께 사용한 집단이 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 집단보다 통계적으로 유의하게 수행수준이 높았다.
- 넷째, 장애학생에게 있어 디지털 교과서는 교과서로서의 기능 외에 학습자료 및 과제분석을 통한진전도 평가와 같은 기능들이 포함되어 있어야 한다.
- 둘째, 과제 집중력 측면을 살펴보면, 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서를 함께 사용한 집단이 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 집단보다 통계적으로 유의하게 수행수준이 높았다. 그러나 서책형 교과서만 사용한 집단과 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 집단간에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다.
- 마지막으로 서책과 게임 기반 디지털 교과서를 모두 사용한 C집단의 경우에는 약 6분 29초의 과제 집중력을 나타내었는데, 이는 사전 검사 결과(약 4분 35초)에 비하여 약 1분 54초의 과제 집중력이 향상되었음을 보여주는 결과이다.
- 분석 결과를 살펴보면, 세 집단의 과제집중력에 대한 평균 차이는 통계적으로 유의한 차이가 있었다 (F(2,35) =5.32, p<.05).
- 분석 결과를 살펴보면, 세 집단의 수학 점수의 평균 차이는 통계적으로 유의한 차이가 있음을 볼 수 있다 (F(2,35)=4.45, p<.05).
- 사전검사 결과를 살펴보면, 서책형 교과서를 사용한 A집단은 약 9.25점의 수행능력을 나타내었고, 게임 기반 디지털 교과서를 사용한 B집단은 약 9.92점의 수행 능력을 나타내었으며, 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서를 함께 사용한 C집단은 9.84점의 성취 수준을 나타내었다. 이러한 사전검사 결과에 대하여 ANOVA 검사를 실시한 결과, 통계적으로 집단간 유의한 차이가 없었다(F(2,35)= .
- 사후 검사 결과를 살펴보면, A집단과 B집단은 사전 검사와 거의 비슷한 수행수준을 보여주고 있지만, C집단과 같이 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서를 함께 사용한 경우에는 사전 검사에 비하여 사후 검사 점수가 약 3.78점 높아짐을 볼 수 있다.
- 이에, 각 집단의 지능지수를 조사하였다. 서책형 교과서를 사용한 집단의 평균 지능은 약 55.33이었고, 게임 기반 디지털 교과서를 사용한 집단은 약 55.46이 었으며, 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서를 함께 사용한 집단의 평균 지능은 57.15이었다. 각 집단의 지능 지수에 대한 동질성을 검증하기 위하여 일원변량분석을 실시하였고, 그 결과 집단간 지능지수에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(F(2,35)=.
- 셋째, 정신지체 학생들은 디지털 교과서가 가지고 있는 다양한 멀티미디어 기능에 수학 교과에 대한 관심과 흥미가 높아지고 과제에 집중하는 시간도 길어지는 긍정적인 효과가 나타났다. 이러한 연구 결과는 장애학생에 대한 게임 활용 연구[31][32]의 결과를 재확인한 것이라 할 수 있다.
- 일반 교육상황에서는 송해덕 외[11]의 연구를 통해 디지털 교과서와 서책형 교과서, 그리고 디지털 교과서와 서책형 교과서를 혼합해서 사용하는 것의 효과를 검증하였다. 연구 결과, 디지털 교과서만 사용하는 것이 혼합형과 서책형 교과서를 사용하는 경우보다 학업성 취와 태도 등에 있어 효과적이라고 밝히고 있다.
- 이러한 결과는 게임 기반 디지털 교과서만을 사용하여 수학을 지도하기 보다는 서책형 교과서를 사용한 일반적인 수업을 진행하고, 학생의 관심과 호기심을 높인다거나 문제 풀이에 있어 성취동기를 부여하는 방법으로 게임 기반형 디지털 교과서를 함께 사용하는 것이 정신지체 학생들의 과제집중력을 향상시키는데 효과적임을 보여주는 결과이다.
- 이상의 연구 결과는 게임 기반 디지털 교과서를 전통적인 서책형 교과서와 함께 사용했을 경우 정신지체 학생들의 수학 수행 능력 및 과제 집중력 향상에 도움이 됨을 보여주는 것이다. 그러나 게임 기반 디지털 교과서만 사용해서는 정신지체 학생들의 수학 수행 능력 및 과제 집중력 향상에 큰 영향을 주지 못함을 보여주고 있다.
- 중재가 투입된 이후에 세 집단의 과제집중력 결과를 살펴보면, 서책형과 게임 기반 디지털 교과서를 모두 사용한 C집단이 약 6분 29초의 과제 집중력을 보여 가장 높은 과제 집중력을 보이고 있음을 볼 수 있다.
- 첫째, 서책형 교과서만 사용한 집단과 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 집단의 연산 수행능력에는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 그러나 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서를 함께 사용한 집단이 서책형 교과서와 게임 기반 디지털 교과서만 사용한 집단보다 통계적으로 유의하게 수행수준이 높았다.
- 한편, Lewin[23]와 Grimshaw 외[24]는 전자책의 활용이 읽기이해에 미치는 영향을 분석하는 연구를 수행하였는데, 그 결과 학생들의 읽기 능력과 읽기 이해력이 모두 유의미하게 향상되었음을 밝히고 있다. 특히, 독해능력이 낮은 집단은 단어재인 능력이 향상되었고, 독해능력이 높은 집단은 읽기 이해력이 유의미하게 향상되었음을 볼 수 있다.
후속연구
- 결론적으로 게임 기반 디지털 교과서는 장애학생을 교육시키는 일선 특수교육현장에서 다양한 방법으로 활용될 수 있으며, 장애학생의 학습문제를 해결할 수 있는 대안적인 방법이 될 수 있다. 그러므로 장애학생 이보다 편리하고 쉽게 사용할 수 있도록 사용자를 위한 다양한 옵션이 개발되어야 한다.
- 장애학생의 학습특성을 장애학생의 장애유형과 정도에 따라 다양하게 나타난다. 그러므로 보편적 학습설계와 접근성을 준수하면서 다양한 멀티미디어 기능이 포함된 디지털 교과서가 개발되어야 할 것이다.
- 이상의 내용을 살펴볼 때, 인지적 능력이 낮고 학습 동기 및 주의집중력이 낮은 정신지체 학생들의 수학학습을 향상시킬 수 있는 방안으로서 다양한 조작활동이 포함되어 있는 디지털 교과서의 사용을 고려할 수 있다.
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