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문제 정의
- 본 연구에서는 고등학교 지구과학 수업에서 플래시 파노라마 기반 VFT의 활용이 학생들의 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구 결과 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다.
- 본 연구에서는 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 지구과학의 탐구 수업 전·후의 화산 개념 이해를 측정하기 위하여 Fig. 4와 같은 절차에 따라 검사지를 개발하였다.
- 셋째, 플래시 파노라마 기반 VFT의 활용 전후 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해 간의 상관 관계는 어떻게 변화되는가?
- 이와 같은 선행 연구 결과들을 토대로 할 때, 현재 개발되어 있는 플래시 파노라마 기반 VFT는 학생들의 공간 시각화 능력을 향상시킬 수 있는 매우 좋은 학습 도구라고 생각되며, VFT를 활용한 탐구 학습은 학생들의 개념 이해에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 생각된다. 이에 본 연구에서는 지구과학 탐구 수업에서 플래시 파노라마 기반 VFT의 활용이 고등학생들의 공간 시각화 능력 및 화산 개념 이해에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 연구 문제를 설정하였다.
제안 방법
- 본 연구에는 강원도 소재 일반계 고등학교 2학년 2개 반 총 64명의 학생이 참여하였다. 2개 학급의 남녀 비율은 비슷하였으며, 별도의 표집 방법을 이용하지 않고 2개 학급을 임의로 실험 집단(32명)과 통제 집단(32명)으로 나누었다.
- 개념 검사 문항 개발 및 선정에는 과학 교육 전문가 2인이 참여하였으며, 경력 5년 이상의 고등학교 지구과학 교사 5명에게 문항 구성 및 내용 타당도에 관한 검토를 받아 수정·보완의 과정을 거쳐 화산 개념 검사지를 완성하였다.
- 우선, 실험 집단과 대조 집단을 대상으로 공간 시각화 능력 검사지와 화산 개념 검사지로 사전 검사를 실시하였으며, 이후 VFT 활용 탐구 수업을 총 3차시에 걸쳐 실시하였다. 마지막으로, 사전 검사에서와 동일한 두 개의 검사지로 사후 검사를 실시하여 공간 시각화 능력 변화와 화산 개념 이해 변화를 분석하였다. 연구 대상 학생들의 동의를 구해 사전, 사후 검사를 위한 시간과 본 수업을 위한 총 10시간의 시수를 확보 하였다.
- 먼저, 화산 개념 변화 검사지 개발 및 적용과 관련한 선행 연구 자료와 기존에 개발된 화산 개념 검사 문항들을 검토하여 총 148개의 예비 문항을 개발하였다. 연구에 참여한 고등학교 2학년 학생들이 적용받고 있는 제7차 과학과 교육과정의 지구과학교과서의 내용 요소와 영역별 내용을 검토하여 제주도 VFT 활용에 적합한 개념 목록들을 추출하였으며, 이를 토대로 148개의 예비 문항 중 아래와 같은 7개 하부 영역으로 25개 문항을 최종적으로 선정하였다(괄호 안의 숫자는 영역별 문항 수임).
- 본 연구에서 사용한 공간 시각화 능력 검사 도구는 공간 관계(spatial relation), 공간 조작(spatial manipulation), 시각적 투시(visual penetrative) 능력의 세 가지 하부 범주들을 포함하고 있으며, 이 세 가지 하부 범주들에 대한 정의와 특징에 대한 설명은 Table 2와 같다. 이것은 공간 시각화 능력에 관한 선행 연구들을 토대로 연구자가 새롭게 정리한 것이다.
- 본 연구에서는 공간 시각화 능력에 관한 선행 연구들(Black, 2005; Titus and Horsman, 2009; Wong, 2011)이 이용하였던 검사 도구들을 수정하여 사용하였다. 공간 시각화 능력(spatial visualization ability)이란 삼차원 공간에서 사물이나 과정에 관하여 표현하고, 재현하고 조작하거나 추리하기 위하여 갖추고 있어야만 하는 기본적인 능력이다(Wong, 2011).
- 수업 처치의 3차시에는 Fig. 2와 같이 Joung and Song(2006)이 개발한 ‘귀추법 양식’을 활용하여 Kim and Lee(2011)에 의해 제작된 VFT 활동지(만장굴과 대포동 주상 절리)를 연구 대상 학생들의 수준에 적합하도록 수정하여 실험 집단과 통제 집단 모두에게 개인별 탐구 활동 보고서로 제시하였다.
- 수업의 1차시와 2차시에는 실험 집단과 통제 집단 모두 동일한 장소(과학실)에서 전통적인 강의식 수업으로 진행하였으나, 실험 집단은 통제 집단과 달리 플래시 파노라마 기반 VFT1)를 활용하여 화산 관련 개념을 설명하였으며 통제 집단은 VFT를 제외하고 인터넷이나 교과서 등에 있는 2D 이미지 자료 및 참고용 문서자료와 동영상만을 활용하여 화산 관련 개념을 설명하였다.
- 실험 집단과 통제 집단 모두 본 수업을 3차시에 걸쳐 실시하였으며, 본 수업의 전·후에 사전, 사후 검사를 각각 1시간씩 실시하였다.
- 이와 같은 탐구 활동지를 이용하여 실험 집단은 VFT 활용 방법과 탐구 활동 보고서 작성을 위한 교사의 간단한 안내(3분) 이후 2Ps 수업 모형을 적용한 귀추적 탐구 학습으로 진행하였으며, 통제 집단은 탐구 활동 보고서 작성과 참고 자료 활용에 대한 안내(3분) 이후, 귀추적 탐구 학습으로 진행하였다. 실험 집단과 통제 집단의 학생들 모두 학교의 컴퓨터실 안에 설치된 개인용 PC를 이용하여 탐구 학습에 참여하였으며, 실험 집단은 제주도 VFT 웹 페이지 이외에 다른 인터넷 사이트 접속을 차단하였고 통제 집단 역시 인터넷 사이트 접속을 차단하였다. 탐구 학습 과정 중 발생한 학생들의 질문은 VFT 활용 방법과 보고서 작성법에 대한 답변만 하였으며 실험 집단과 통제 집단의 학생들이 개인별로 탐구 학습을 할 수 있도록 교사가 순회하며 지도하였다.
- 마지막으로, 사전 검사에서와 동일한 두 개의 검사지로 사후 검사를 실시하여 공간 시각화 능력 변화와 화산 개념 이해 변화를 분석하였다. 연구 대상 학생들의 동의를 구해 사전, 사후 검사를 위한 시간과 본 수업을 위한 총 10시간의 시수를 확보 하였다.
- 실험 집단과 통제 집단 모두 본 수업을 3차시에 걸쳐 실시하였으며, 본 수업의 전·후에 사전, 사후 검사를 각각 1시간씩 실시하였다. 연구에 참여하는 학생들의 학습 부담을 최소화하기 위해 2011년 12월 2학기 정기 고사를 모두 마친 후 일주일 동안 방과 후 수업 시간을 활용하여 본 연구를 위한 학습을 진행하였다. 3차시 분량의 수업 내용은 본 연구를 위해 학생들의 양해를 구해 정규 수업 시간에서 빼서 남겨 두었으며, 정기 고사 출제 범위에도 포함하지 않았다.
- 본 연구는 Fig 1과 같은 준실험설계(quasiexperimental design)의 이질 통제 집단 사전-사후 검사(non-equivalent control group pre-post test)를 적용하였다. 우선, 실험 집단과 대조 집단을 대상으로 공간 시각화 능력 검사지와 화산 개념 검사지로 사전 검사를 실시하였으며, 이후 VFT 활용 탐구 수업을 총 3차시에 걸쳐 실시하였다. 마지막으로, 사전 검사에서와 동일한 두 개의 검사지로 사후 검사를 실시하여 공간 시각화 능력 변화와 화산 개념 이해 변화를 분석하였다.
- Table 3은 플래시 파노라마 VFT를 활용한 지구과학 탐구 수업 전·후의 실험 집단과 통제 집단의 공간 시각화 능력 변화와 두 집단 차이의 통계적 유의미성을 알아보기 위한 공변량 분석(ANOVA) 결과를 나타낸 것이다. 이 연구에서는 실험 집단과 통제 집단의 동질성이 확보되지 못한 상태에서 수업 처치를 하였으므로 사전 검사를 공변인으로 한 공변량 분석을 실시하였다.
- , 2005)와 교과서 분석 내용을 토대로 과학교육 전문가의 자문과 검토를 받아 수정 보완하였다. 이와 같은 탐구 활동지를 이용하여 실험 집단은 VFT 활용 방법과 탐구 활동 보고서 작성을 위한 교사의 간단한 안내(3분) 이후 2Ps 수업 모형을 적용한 귀추적 탐구 학습으로 진행하였으며, 통제 집단은 탐구 활동 보고서 작성과 참고 자료 활용에 대한 안내(3분) 이후, 귀추적 탐구 학습으로 진행하였다. 실험 집단과 통제 집단의 학생들 모두 학교의 컴퓨터실 안에 설치된 개인용 PC를 이용하여 탐구 학습에 참여하였으며, 실험 집단은 제주도 VFT 웹 페이지 이외에 다른 인터넷 사이트 접속을 차단하였고 통제 집단 역시 인터넷 사이트 접속을 차단하였다.
- 첫째, 본 연구에서는 실내 지구과학 수업 상황에서 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용하였다. 하지만, 사용된 VFT가 근본적으로 유사 3차원(pseudo-3D) 플래시 파노라마이므로 실제 현장과 완전히 같을 수는 없다.
- 한편, 본 연구에서는 용어의 통일성과 일관성을 제고하기 위하여 시각적 투시 능력을 공간 투시(spatial penetration) 능력으로 명칭을 변경하여 이용하였으며, 사전, 사후에 실시한 공간 시각화 능력 검사는 각 영역별로 3분씩의 시간 제한을 두어 시행하였다.
대상 데이터
- 본 연구에는 강원도 소재 일반계 고등학교 2학년 2개 반 총 64명의 학생이 참여하였다. 2개 학급의 남녀 비율은 비슷하였으며, 별도의 표집 방법을 이용하지 않고 2개 학급을 임의로 실험 집단(32명)과 통제 집단(32명)으로 나누었다.
- 먼저, 화산 개념 변화 검사지 개발 및 적용과 관련한 선행 연구 자료와 기존에 개발된 화산 개념 검사 문항들을 검토하여 총 148개의 예비 문항을 개발하였다. 연구에 참여한 고등학교 2학년 학생들이 적용받고 있는 제7차 과학과 교육과정의 지구과학교과서의 내용 요소와 영역별 내용을 검토하여 제주도 VFT 활용에 적합한 개념 목록들을 추출하였으며, 이를 토대로 148개의 예비 문항 중 아래와 같은 7개 하부 영역으로 25개 문항을 최종적으로 선정하였다(괄호 안의 숫자는 영역별 문항 수임).
데이터처리
- 플래시 파노라마 기반 VFT의 활용 효과를 알아보기 위해 공간 시각화 능력 및 화산 개념 이해 변화에 대해 실험 집단과 통제 집단의 사전 점수를 공변인으로 한 공변량 분석(ANCOVA)을 실시하여 두 집단 차이의 통계적 유의미성을 검증하였으며, 사전-사후 두 집단의 변화 정도를 비교하기 위하여 범주별로 향상 지수(gain index)를 산출하였다. 또한, 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해 간의 상관관계를 분석하기 위하여 선형 회귀 분석(linear regression)을 실시하였다.
- 플래시 파노라마 기반 VFT의 활용 효과를 알아보기 위해 공간 시각화 능력 및 화산 개념 이해 변화에 대해 실험 집단과 통제 집단의 사전 점수를 공변인으로 한 공변량 분석(ANCOVA)을 실시하여 두 집단 차이의 통계적 유의미성을 검증하였으며, 사전-사후 두 집단의 변화 정도를 비교하기 위하여 범주별로 향상 지수(gain index)를 산출하였다. 또한, 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해 간의 상관관계를 분석하기 위하여 선형 회귀 분석(linear regression)을 실시하였다.
이론/모형
- 본 연구는 Fig 1과 같은 준실험설계(quasiexperimental design)의 이질 통제 집단 사전-사후 검사(non-equivalent control group pre-post test)를 적용하였다. 우선, 실험 집단과 대조 집단을 대상으로 공간 시각화 능력 검사지와 화산 개념 검사지로 사전 검사를 실시하였으며, 이후 VFT 활용 탐구 수업을 총 3차시에 걸쳐 실시하였다.
성능/효과
- 그러나 실험 집단의 향상 지수가 통제 집단의 향상 지수보다 합계뿐만 아니라 하부 범주에서도 더 높은 것으로 나타났다. 3개 하부 범주 중 공간 조작에서 실험 집단이 0.55, 통제 집단이 0.32로 집단 간 향상 지수의 차이가 0.23으로 가장 크게 나타났으며, 공간 투시 범주에서 두 집단 간 향상 지수의 차이가 0.06으로 가장 적게 나타났다.
- 002). 공간 관계와 공간 투시 범주에서도 실험 집단의 점수 상승폭이 통제 집단에 비해 크게 나타났으나, 통계적으로 유의미한 차이는 아닌 것으로 분석되었다.
- 공간 시각화 능력의 3개 하부 범주들에 대한 점수를 비교한 결과, 공간 조작 범주에서 두 집단 모두 나머지 다른 두 가지 구성 요소들(공간 회전, 공간 투시)에 비하여 평균 점수의 상승폭이 크게 나타났다. 특히, 통제 집단의 사전 검사 평균 점수(5.
- 공간 시각화 능력의 전체 점수에서는 실험 집단과 통제 집단 모두 사전 검사 점수에 비해 사후 점수가 상승한 것으로 나타났다. 하지만, 실험 집단의 경우 사후 평균 점수 상승폭이 11.
- 34점)보다 높은 결과를 나타내었다. 공변량 분석 결과, 유의 수준 .01에서 유의미한 차이가 나타나 플래시 파노라마 기반 VFT 활용이 공간 조작 능력 향상에 효과가 있는 것으로 분석되었다(p=0.002). 공간 관계와 공간 투시 범주에서도 실험 집단의 점수 상승폭이 통제 집단에 비해 크게 나타났으나, 통계적으로 유의미한 차이는 아닌 것으로 분석되었다.
- 070) 모두 큰 상관이 없는 것으로 나타났다. 그러나 사후 검사 결과에서 실험 집단의 경우 공간 시각화 능력과 화산 개념의 이해의 상관(R2=0.290)이 통제 집단(R2=0.122)에 비해 크게 증가한 것으로 나타났다. 특히, 공간 시각화 능력의 세 개 하부 요소들 중 공간 조작은 사전·사후 결과에서 나머지 두 가지 범주들과 비교하여 상관관계의 변화(R2=0.
- 실험 집단과 통제 집단의 학생들 모두 공간 시각화 능력 검사의 범주별 평균과 합계 평균에서 양(+)의 향상 지수를 보였다. 그러나 실험 집단의 향상 지수가 통제 집단의 향상 지수보다 합계뿐만 아니라 하부 범주에서도 더 높은 것으로 나타났다. 3개 하부 범주 중 공간 조작에서 실험 집단이 0.
- 65로 나타났다. 그러나 향상 지수가 양(+)으로 산출된 학생들 중 그 값이 0.5 이상으로 두드러지게 향상된 학생 수를 비교한 결과, 실험 집단에서는 30명 중 14명의 학생들이 향상 지수가 0.5이상(약 46.7%)인 반면, 통제 집단에서는 30명 중 단 2명의 학생들이 향상 지수가 0.5 이상인(약 6.7%)된 것으로 나타나 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 수업에 참여한 학생들의 공간 시각화 능력이 그렇지 않은 학생들 보다 매우 크게 향상되었음을 확인하였다.
- 둘째, 지구과학 수업에서 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 집단이 그렇지 않은 집단에 비해 대부분의 범주에서 고등학생들의 화산 개념 이해 향상 정도가 더 높게 나타났으나, 1개 범주를 제외하고 통계적으로 유의미한 차이는 아니었다. 또한 ,화산 개념 이해의 향상 지수에서도 실험 집단의 학생들이 통제 집단의 학생들에 비하여 양(+)으로 향상된 경우가 더 많았으나 공간 시각화 능력 변화에 비하여 그 차이가 크지 않았다.
- 둘째, 플래시 파노라마 기반 VFT의 활용은 고등학생들의 화산 개념 이해에 어떤 영향을 미치는가?
- 첫째, 지구과학 수업에서 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 집단이 그렇지 않은 집단에 비해 고등학생들의 공간 시각화 능력 향상 정도가 통계적으로 유의미하게 더 높게 나타났다. 또한, 공간 시각화 능력의 향상 지수에서도 실험 집단의 학생들이 통제 집단의 학생들에 비하여 양(+)으로 향상된 정도가 더 크게 나타났으며, 특히 공간 시각화 능력의 세 가지 하부 범주 중 공간 조작 능력 향상이 가장 큰 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 본 연구에서 실행한 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 지구과학 수업이 학생들의 공간 시각화 능력을 향상시키는데 긍정적인 영향을 주었음을 의미한다.
- Table 7은 수업 처치 전·후의 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해 간의 상관관계 변화를 알아보기 위하여 선형 회귀 분석을 실시한 결과를 나타낸 것이다. 분석 결과, 사전 검사 결과에서는 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해 간의 상관관계가 실험 집단 (R2=0.084)과 통제 집단(R2=0.070) 모두 큰 상관이 없는 것으로 나타났다. 그러나 사후 검사 결과에서 실험 집단의 경우 공간 시각화 능력과 화산 개념의 이해의 상관(R2=0.
- 셋째, 회귀분석을 통해 플래시 파노라마 기반 VFT 활용 전·후의 공간 시각화 능력과 화산 개념 이해 간의 상관관계 변화를 분석한 결과, VFT를 활용한 집단에서 그렇지 않은 집단에 비해 상관이 현저하게 증가하였다.
- 실험 집단과 통제 집단의 학생들 모두 공간 시각화 능력 검사의 범주별 평균과 합계 평균에서 양(+)의 향상 지수를 보였다. 그러나 실험 집단의 향상 지수가 통제 집단의 향상 지수보다 합계뿐만 아니라 하부 범주에서도 더 높은 것으로 나타났다.
- 특히 VCI 5 범주에서 두 집단 간 향상 지수의 차이가 다른 영역들에 비하여 가장 크게 나타났다. 실험 집단의 경우 32명의 학생들 중 26명의 학생들이 화산 개념 이해에 대한 향상 지수가 양(+)으로 산출되었으며, 최소 0.08에서 최대 0.83의 범위를 나타내었다. 통제 집단의 경우는 32명의 학생들 중 23명의 학생들이 향상 지수가 양(+)으로 산출되었으며, 최소 0.
- 화산 개념 이해의 전체 점수에서는 실험 집단과 통제 집단 모두 사전 검사 점수에 비해 사후 점수가 상승한 것으로 나타났다. 실험 집단의 경우 사후 평균 점수 상승폭이 2.85점으로 통제 집단의 평균 점수 상승폭 2.29점 보다 더 높게 나타났으나, 공변량 분석 결과에서는 유의 수준 .05에서 유의미한 차이가 나타나지 않아 플래시 파노라마 기반 VFT 활용이 화산 개념 이해 향상에 효과가 없는 것으로 분석되었다(p=0.095). 화산 개념 이해의 7개 하부 범주들에 대한 점수를 비교한 결과, VCI 6(화산암의 종류와 특징)범주에서만 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p=0.
- 특히, 공간 시각화 능력의 세 가지 하부 범주 중 공간 조작은 나머지 두 영역들과 비교하여 상관이 매우 크게 증가하였다. 이러한 결과는 본 연구에서 적용한 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 지구과학 수업이 학생들의 공간 시각화 능력의 향상에 영향을 주어 학생들의 화산 개념 이해 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 또한 학교 현장에서 학생들의 화산 개념 이해를 돕기 위해 공간 시각화 능력을 향상 시킬 수 있는 적절한 VFT 학습 자료를 개발하여 활용하는 것이 필요함을 시사한다.
- 또한 ,화산 개념 이해의 향상 지수에서도 실험 집단의 학생들이 통제 집단의 학생들에 비하여 양(+)으로 향상된 경우가 더 많았으나 공간 시각화 능력 변화에 비하여 그 차이가 크지 않았다. 이러한 결과로 보아 본 연구에서 적용한 플래시 파노라마 기반 VFT가 학생들의 화산 개념 이해의 변화에 긍정적인 영향을 주긴 하였으나 유의미한 정도는 아닌 것으로 판단된다. 화산 개념 이해의 7개 하부 범주들 중 VCI 6(화산암의 종류 및 특징) 범주에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났는데, 이것은 실험 집단의 학생들에게 제시된 플래시 파노라마 기반 VFT 활동 자료에 제주도의 화산 지형을 형성한 화산암들에 대한 자세한 시각적 자료(노두의 확대, 암석의 확대, 박편 사진 등)가 포함되어 있어 VFT를 활용한 수업이 이와 관련한 학생들의 개념 이해에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다.
- 또한, 공간 시각화 능력의 향상 지수에서도 실험 집단의 학생들이 통제 집단의 학생들에 비하여 양(+)으로 향상된 정도가 더 크게 나타났으며, 특히 공간 시각화 능력의 세 가지 하부 범주 중 공간 조작 능력 향상이 가장 큰 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 본 연구에서 실행한 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 지구과학 수업이 학생들의 공간 시각화 능력을 향상시키는데 긍정적인 영향을 주었음을 의미한다. 특히, 공간 조작 능력의 두드러진 향상은 본 연구에서 활용한 VFT가 플래시 파노라마를 기반으로 하고 있어 3차원 공간에서의 방향 전환과 확대 및 축소, 동일한 지역 안에서 다른 장소로 이동하며 관찰 대상을 다른 시점에서 볼 수 있도록 단계별로 구성되어 있기 때문인 것으로 판단된다.
- 첫째, 지구과학 수업에서 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 집단이 그렇지 않은 집단에 비해 고등학생들의 공간 시각화 능력 향상 정도가 통계적으로 유의미하게 더 높게 나타났다. 또한, 공간 시각화 능력의 향상 지수에서도 실험 집단의 학생들이 통제 집단의 학생들에 비하여 양(+)으로 향상된 정도가 더 크게 나타났으며, 특히 공간 시각화 능력의 세 가지 하부 범주 중 공간 조작 능력 향상이 가장 큰 것으로 나타났다.
- 첫째, 플래시 파노라마 기반 VFT의 활용은 고등학생들의 공간 시각화 능력에 어떤 영향을 미치는가?
- 85의 범위를 나타내었다. 통제 집단에서는 향상 지수가 양(+)으로 산출된 30명의 학생들 중 향상 지수의 범위가 최소 0.04에서 최대 0.65로 나타났다. 그러나 향상 지수가 양(+)으로 산출된 학생들 중 그 값이 0.
- 83의 범위를 나타내었다. 통제 집단의 경우는 32명의 학생들 중 23명의 학생들이 향상 지수가 양(+)으로 산출되었으며, 최소 0.06에서 최대 0.63의 범위를 나타내었다.
- 특히, 공간 시각화 능력의 세 개 하부 요소들 중 공간 조작은 사전·사후 결과에서 나머지 두 가지 범주들과 비교하여 상관관계의 변화(R2=0.087→0.413)가 매우 크게 나타났다.
- 공간 시각화 능력의 3개 하부 범주들에 대한 점수를 비교한 결과, 공간 조작 범주에서 두 집단 모두 나머지 다른 두 가지 구성 요소들(공간 회전, 공간 투시)에 비하여 평균 점수의 상승폭이 크게 나타났다. 특히, 통제 집단의 사전 검사 평균 점수(5.88점)가 실험 집단의 사전 검사 평균 점수(5.59점)보다 높았음에도 불구하고 사후 검사 점수에서 실험 집단의 평균 점수(13.47점)가 통제 집단의 평균 점수(10.34점)보다 높은 결과를 나타내었다. 공변량 분석 결과, 유의 수준 .
- 또한 지질학 분야의 문제 상황은 순간적인 지각(통찰)이 필수적으로 요구되지 않고 단계별 작업 과정을 통하여 문제를 해결하는 것이 필요하다. 플래시 파노마라 기반 VFT의 활용이 여러 가지 다양한 지질학적 사건의 원인이나 결과를 추론하고 예상할 수 있는 탐구 능력의 향상에도 영향을 줄 수 있다고 판단된다. 따라서 VFT가 지질 학습과 관련된 탐구 능력의 향상에 어떤 영향을 미치는지에 대한 좀 더 분석적이고 질적인 연구가 필요하다.
- 공간 시각화 능력의 전체 점수에서는 실험 집단과 통제 집단 모두 사전 검사 점수에 비해 사후 점수가 상승한 것으로 나타났다. 하지만, 실험 집단의 경우 사후 평균 점수 상승폭이 11.93점으로 통제 집단의 평균 점수 상승폭 7.37점 보다 더 높게 나타났으며, 공변량 분석 결과에서 유의 수준 .01에서 유의미한 차이가 나타나 플래시 파노라마 기반 VFT 활용이 공간 시각화 능력 향상에 효과가 있는 것으로 분석되었다(p=0.001).
- 한편, 실험 집단의 경우 32명의 학생들 중 30명의 학생들의 향상 지수가 양(+)으로 산출되었으며 최소 0.14에서 최대 0.85의 범위를 나타내었다. 통제 집단에서는 향상 지수가 양(+)으로 산출된 30명의 학생들 중 향상 지수의 범위가 최소 0.
- 화산 개념 이해에 대한 향상 지수에서 두 집단 모두 거의 모든 영역에서 양(+)으로 산출되었으며 향상 지수의 총합에서 실험 집단의 평균(0.23)이 통제 집단(0.16)보다 더 높게 나타났다. 특히 VCI 5 범주에서 두 집단 간 향상 지수의 차이가 다른 영역들에 비하여 가장 크게 나타났다.
- 이러한 결과로 보아 본 연구에서 적용한 플래시 파노라마 기반 VFT가 학생들의 화산 개념 이해의 변화에 긍정적인 영향을 주긴 하였으나 유의미한 정도는 아닌 것으로 판단된다. 화산 개념 이해의 7개 하부 범주들 중 VCI 6(화산암의 종류 및 특징) 범주에서 통계적으로 유의미한 차이가 나타났는데, 이것은 실험 집단의 학생들에게 제시된 플래시 파노라마 기반 VFT 활동 자료에 제주도의 화산 지형을 형성한 화산암들에 대한 자세한 시각적 자료(노두의 확대, 암석의 확대, 박편 사진 등)가 포함되어 있어 VFT를 활용한 수업이 이와 관련한 학생들의 개념 이해에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다.
- 095). 화산 개념 이해의 7개 하부 범주들에 대한 점수를 비교한 결과, VCI 6(화산암의 종류와 특징)범주에서만 통계적으로 유의미한 차이가 있었다(p=0.004).
- 화산 개념 이해의 전체 점수에서는 실험 집단과 통제 집단 모두 사전 검사 점수에 비해 사후 점수가 상승한 것으로 나타났다. 실험 집단의 경우 사후 평균 점수 상승폭이 2.
후속연구
- 하지만, 사용된 VFT가 근본적으로 유사 3차원(pseudo-3D) 플래시 파노라마이므로 실제 현장과 완전히 같을 수는 없다. 그러므로 실제 야외 지질 답사(actual field trip)과 연계하여 VFT가 활용된다면 좀 더 실제적으로 학생들의 지질 공간 능력(geospatial ability)을 높일 수 있을 것이라 생각된다.
- 현장의 학생들은 지질학적 개념을 학습하는데 많은 어려움들을 겪고 있으며, 이는 공간 능력이나 공간 지각과 관련된 것으로 보고되고 있다(Black, 2005; Wong, 2011). 그러므로 향후 개발될 플래시 파노라마 기반 VFT는 지질학적 개념의 습득보다는 지질 공간 능력의 향상에 초점이 맞추어져야 할 것이다.
- 플래시 파노마라 기반 VFT의 활용이 여러 가지 다양한 지질학적 사건의 원인이나 결과를 추론하고 예상할 수 있는 탐구 능력의 향상에도 영향을 줄 수 있다고 판단된다. 따라서 VFT가 지질 학습과 관련된 탐구 능력의 향상에 어떤 영향을 미치는지에 대한 좀 더 분석적이고 질적인 연구가 필요하다.
- 한편, 본 연구에서 제시된 플래시 파노라마 상의 학습 자료들은 단층이나 습곡, 부정합이나 관입과 같은 지질구조의 해석이나 지층의 내부 구조를 이해시키기 위한 내용으로 구성되어 있지 않다. 따라서 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 탐구 수업으로 향상된 학생들의 공간 시각화 능력이 지구과학 분야, 특히 지질학 분야와 관련된 개념 이해의 향상에 미치는 영향을 보다 정확하게 알아보기 위해서는 세 가지 공간 시각화 능력을 모두 활용하여 문제를 해결할 수 있는 VFT 자료를 개발하여 이를 적용해 보아야 할 것이다.
- 이러한 결과는 본 연구에서 적용한 플래시 파노라마 기반 VFT를 활용한 지구과학 수업이 학생들의 공간 시각화 능력의 향상에 영향을 주어 학생들의 화산 개념 이해 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 또한 학교 현장에서 학생들의 화산 개념 이해를 돕기 위해 공간 시각화 능력을 향상 시킬 수 있는 적절한 VFT 학습 자료를 개발하여 활용하는 것이 필요함을 시사한다.
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