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문제 정의
- 둘째, 직접 실험이 가능한 경우 굳이 시뮬레이션을 제공할 필요가 있는지에 대해 의문을 가질 수 있다. 하지만 실제 실험보다 시뮬레이션을 제공하는 것이 더 교육적 효과가 높았다는 선행연구(곽원규, 김홍래, 2005; 小松祐貴ら, 2013)들을 살펴보면, 학생들이 실험 결과와 개념을 연결짓지 못하고 별개로 인식하는 경향에 대하여 언급하고 있다.
- 따라서 이 연구에서는 첫째, 빛과 그림자 개념 이해를 돕는 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 개발하고, 둘째, 동료교수법 적용 수업에서 정답 확인 시 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 제공하였을 때 빛과 그림자 개념 이해 수준을 파악하고자 한다. 셋째, 새로운 상황을 제시했을 때 학습한 내용을 적용하여 자발적으로 시뮬레이션할 수 있는지 파악하고자 한다.
- 따라서 이 연구에서는 첫째, 빛과 그림자 개념 이해를 돕는 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 개발하고, 둘째, 동료교수법 적용 수업에서 정답 확인 시 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 제공하였을 때 빛과 그림자 개념 이해 수준을 파악하고자 한다. 셋째, 새로운 상황을 제시했을 때 학습한 내용을 적용하여 자발적으로 시뮬레이션할 수 있는지 파악하고자 한다.
- 하지만 사후검사는 수업 직후에 수행되었고 비슷한 맥락의 문제가 제시되었으므로 학생들이 배운 개념에 대해 스스로 멘탈 시뮬레이션을 할 수 있는지를 알아볼 필요가 있다. 이에 따라 수업시간에 다룬 것과 다른 맥락의 좀 더 어려운 문제를 해결할 수 있는지를 알아보고자 일주일의 시간간격을 두고 숙제를 제시하였다. 또 현재까지는 모든 문제가 선다형 문항이었지만 수업이 끝난 후, 스스로 멘탈 시뮬레이션이 가능한지 알아보기 위하여 학습자 혼자서 나타난 결과를 완전히 그리도록 하였다.
- 이에 따라 이 연구에서는 바늘구멍 사진기의 원리를 통해 빛과 그림자의 개념 이해를 돕는 3차원 시뮬레이션 콘텐츠를 개발하고자 한다. 빛의 직진과 그림자의 생성은 기본적 개념이기 때문에 쉽다고 생각하기 쉽지만, 이를 가르치는 교사들조차 잘못되거나 불완전한 이해를 가지고 있는 사람이 많다(김종원 등, 2012; 이지원 등, 2013).
- 이러한 교육적 방안을 모색할 때 크게 두 가지를 염두에 두어야 한다. 첫째, 낮은 공간능력을 가지고 있어도 개념을 이해할 수 있도록 가공된 자료를 제공하는 것, 둘째, 점진적으로 공간능력을 향상시켜 줄 수 있는 비계로서의 자료를 제공하는 것이다.
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