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3D 그래픽 소프트웨어를 활용한 도형 학습 효과
The Effectiveness of the Figure Learning using 3D Graphics Software 원문보기

韓國컴퓨터情報學會論文誌 = Journal of the Korea Society of Computer and Information, v.18 no.1, 2013년, pp.185 - 192  

신수범 (공주교육대학교 컴퓨터교육과) ,  김주일 (천안삼거리 초등학교)

초록
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3D 그래픽 소프트웨어의 대중화, 하드웨어의 발전 등으로 학교교육에서 3D 그래픽 도구를 보다 용이하게 사용할 수 있게 되었다. 그리고 초등학교의 도형영역의 교과 내용이 보다 강화되어 도형영역의 학습 난이도는 증가하였다. 이에 관련 소프트웨어인 스케치업 프로그램을 이용하여 도형 영역에 학습 효과를 증진시켜 보고자 한다. 그러기 위해 기존 연구를 분석하였으며 3D 그래픽 소프트웨어를 분류하고 벡터 그래픽 소프트웨어에 대한 선택의 기준을 제시하여 스케치업을 선택한 이유를 설명하였다. 스케치업을 활용하기 위해 도형영역의 단원을 재구성하였는데 주로 입체도형을 만들고 회전하고 단면을 파악하는 내용을 선정하여 재구성하였다. 그리고 입체도형 쌓기에 대한 내용을 교육과정의 초기에 삽입하였다. 10개 차시를 구성하고 교수학습에서 스케치업을 활용하며 재구성 교육과정을 실천하였다. 그리고 t 검증을 통해 전후 검사를 한 결과 공간 시각화 능력과 공간 방향 능력 분야에서 유의미한 통계 결과가 나타났다. 따라서 스케치업을 이용한 도형학습에의 적용은 효과적인 것으로 해석할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The development of hardware, popularization of 3D graphics software could get to easily use 3d graphics tool in the school. And learning difficulties of a shape section increased through more being enforced a shape section of an elementary school. Thus we try to improve learning effectiveness in a s...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그리고 본 연구는 도형 단원 지원을 위해서 그래픽 도구를 선택하는 것이며 이미지 자체를 그리거나 사진 편집을 목적으로 하는 것을 염두에 두지는 않았다. 이에 그래픽 소프트웨어를 선택 기준을 분석할 때 비트맵보다는 벡터 그래픽 선택하고자 한다.
  • 그리고 이를 다시 세분화하여 범용과 교육용 프로그램으로 구분하고자 한다. 전자는 포토샵, 페인트샵, 코렐 드로우, 3DMAX, 스케치업 등이 있으며 후자는 키드픽스, 키드웍스 또는 GSP 등으로 선정할 수 있다.
  • 학습자가 회전, 축소, 확대 활동을 통하여 입체도형을 시각적으로 파악하게 하고자한다. 또한 입체도형에 무늬, 색깔 등의 질감을 바꾸어 사실적으로 표현하도록 하는 활동을 하고자 한다.
  • 그렇지만 본 연구에서 3D프트웨어를 수업에 이용하고자하는 영역은 3D에서 제공하는 다양한 기능이 모두 필요한 것은 아니다. 본 연구는 초등학교 6학년 학습자가 수학과 도형단원 학습 학습에서 필요한 3D 객체를 활용하는 것을 포함하고 있다. 따라서 3D 소프트웨어의 다양한 기능을 요구하는 것은 아니다.
  • 본 연구에서는 스케치 업 프로그램으로 만들어진 학습프로그램을 학생이 직접 조작할 수 있는 충분한 기회를 갖도록 하는 동시에 교과에 대한 학습 목표 달성을 위하여 다음과 같이 전개하고자 한다.
  • 이를 위해 본 연구에서는 그래픽 소프트웨어의 선택 기준을 제시하고 학교교육의 도형 단원에서 쉽게 이용할 수 있는 선택 전략에 대해서도 기술해 보고자 한다.
  • 두 번째 개별화 학습은 4차시 동안 수행하고자 한다. 이를 통하여 스케치업에 대한 자신감을 높이고 다양한 도형 문제를 풀어 볼 수 있도록 하였다.
  • 그리고 본 연구는 도형 단원 지원을 위해서 그래픽 도구를 선택하는 것이며 이미지 자체를 그리거나 사진 편집을 목적으로 하는 것을 염두에 두지는 않았다. 이에 그래픽 소프트웨어를 선택 기준을 분석할 때 비트맵보다는 벡터 그래픽 선택하고자 한다. 그리고 3D 벡터그래픽 소프트웨어를 세부적으로 선택의 기준을 표 2와 같이 요약할 수 있다[9, 10].
  • 이에 본 연구에서는 도형 단원의 학습을 촉진하기 위해서 여러 가지 3차원 그래픽 에디터 중에서 스케치업이라는 프로그램을 선정하여 도형 학습 단원에서 활용해 보았다. 그리고 비교집단을 이용하지 않고 동일집단에 대한 검증을 하였지만 효과성을 검증하였다.
  • 이에 본 연구에서도 학습자가 손쉽게 3D 객체를 조작할 수 있는 소프트웨어를 제공하자 한다. 학습자가 회전, 축소, 확대 활동을 통하여 입체도형을 시각적으로 파악하게 하고자한다.
  • 이에 본 연구의 선택 전략을 요약하여 보면 심플한 3D 객체 조작 능력을 보유하고 대중적이고 저렴한 3D 그래픽 소프트웨어를 선택하는 것이다. 이와 같은 전략으로 최종 선택한 소프트웨어가 구글 스케치업이다.
  • 이에 본 연구에서도 학습자가 손쉽게 3D 객체를 조작할 수 있는 소프트웨어를 제공하자 한다. 학습자가 회전, 축소, 확대 활동을 통하여 입체도형을 시각적으로 파악하게 하고자한다. 또한 입체도형에 무늬, 색깔 등의 질감을 바꾸어 사실적으로 표현하도록 하는 활동을 하고자 한다.

가설 설정

  • 통계분석 이외에 학생 관찰과 세부 평가문항을 분석해 본 결과 학생들이 도형학습에서 범할 수 있는 2가지 오류가 줄고 이해도가 향상된 것으로 나타났다. 첫째, 부분의 면의 개수를 세는 것이고 둘째, 보이는 부분의 쌓기나무 개수만 세는 것이다. 그렇지만 스케치 업을 활용한 학습을 통해 3차원 공간의 쌓기나무를 2차원의 평면으로 나타냈을 때 보이지 않는 부분에도 쌓기나무가 있을 수 있다는 것을 조작을 통해 쉽게 이해할 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
3D MAX의 단점은? 유1995년에 웹 프로그래밍 언어 VRML은 3차원 이미지를 구현했지만 스크립트 언어로 3D 오브젝트를 표현하여 실행속도가 느리고 일반화하기에 힘들었다. 또한 3D MAX 라는 3차원 그래픽 에디터가 현재까지 산업계에서 사용되고 있지만 기능이 너무 다양하여 간단한 3D 오브젝트의 활용에는 오히려 부담스럽다.
VRML의 단점은? 유1995년에 웹 프로그래밍 언어 VRML은 3차원 이미지를 구현했지만 스크립트 언어로 3D 오브젝트를 표현하여 실행속도가 느리고 일반화하기에 힘들었다. 또한 3D MAX 라는 3차원 그래픽 에디터가 현재까지 산업계에서 사용되고 있지만 기능이 너무 다양하여 간단한 3D 오브젝트의 활용에는 오히려 부담스럽다.
3D 컨텐츠다의 개발과 이용이 광범위해진 이유는? 최근 3D 컨텐츠의 개발과 이용이 광범위하게 나타나고 있다. 하드웨어 소프트웨어의 지속적인 발전으로 기존의 방해요소가 많이 완화됐기 때문이다.
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참고문헌 (12)

  1. Im, MiAe, Goh, Byung-Oh(2005), Development of Diagram Learning System for e-Learning. The Journal of Korea Association of Information Education. , Vol 9 No3, pp 523-532. 

  2. Shin, Dong-Sun, Ryu, Hee-Chan(1998), Mathematics Education and Computer, KyungMoon Press. 

  3. Kim, Soo-Me(2003), Some Ideas for Future Research of Spatial Skills, The Bulletin of Science Education Gyung-In National University of Education, p15, pp101-118. 

  4. Kim, Bun-Young(2006), An Analysis on the instructional sequences of geometry in elementary mathematics , Graduate School of Education Seoul National University of Education, pp7-94, pp90-91. 

  5. Kim, Kap-Su, Youm Tae-Ho(2008), A development of rich internet application in the three-dimensional shapes of elementary mathematics , The Journal of Korea Association of Information Education, Vol12 No.4, pp395-404. 

  6. Bae, Yun-Hee(2002), (A) Study on the Utilization of GSP in Elementary School Learning of Figure Concepts , Graduate School of Education Gyung-In National University of Education 

  7. Hong, Yong-Rak(2009), Improving Elementary School Students' Spatial Visual Ability through learning 3D Computer Graphic, "Shade" : Based on the 6th grade elementary school students. Graduate School of Education Daegu National University of Education 

  8. Timothy J. Newby, (2000). Instructional Technology for Teaching and Learning 2nd Edition. Merrill, an Imprint of Prentice Hall. p47, pp 164-165 

  9. Vector Graphics(2008). Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Vector_graphics 

  10. Eric Miller(2008) The Elements of Graphic Design http://graphicdesign.about.com/od/elementsof gooddesign/tp/elements.htm 

  11. Park, Choong-Il, Boo, Deok-Hun(2009), The use of Explorative Computer Software in Middle School Geometry Education. raduate School of Education Chungnam National University 

  12. Cho, Young-Sun(2010), A Survey on the Spatial Sense Ability of Elementary School Students : Focusing on fourth to sixth graders, Graduate School of Education Gyung-In National University of Education 

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