영상매체를 활용한 멀티미디어 과학 교수·학습 자료의 개발 및 적용

Abstract

멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료를 활용한 수업은 선진매체를 활용한 수업으로 학생들의 흥미와 관심을 유발시켜 학습 의욕을 고취시키며, 수업에 대한 집중력 향상을 가능하게 하고, 교과서에서 배우는 과학적 원리를 영화 또는 TV 프로그램 속에서 재발견함으로서 과학에 대한 이해를 높일 수 있다. 또한 과학원리가 책이나 실험실에서만 존재하는 것이 아니라 우리 생활의 구석구석에 숨어 있으며, 이러한 생활 속의 숨겨진 과학적 원리를 발견하고 밝혀내는 과정이 바로 과학 학습 과정이라는 것을 깨닫게 할 수 있다. 실제 교육현장에서의 과학수업시간은 시간적인 제한을 받는데, 긴 시간동안 상영되는 영화, 또는 TV 프로그램들을 과학교수에 활용하기에는 많은 불편함이 있었다. 따라서 본 연구에서는 영화, TV프로그램, 다큐멘터리 등 여러 영상매체에서 현재 진행하는 수업의 과학교과와 부합하는 장면만을 동영상 편집 프로그램을 이용하여 캡쳐ㆍ편집ㆍ가공하였다. 핵심개념을 알려주는 타이틀을 따로 제작하고, 영상물의 과학적인 장면에서 그 원리를 확실히 인지할 수 있도록 자막을 삽입하였으며, 2~3분 정도의 짧은 시간에 보여줄 수 있도록 자료를 개발하였다. 또한 개발된 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료의 동영상 파일의 용량을 조절하여 한 단원과 관련 있는 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료 전체를 하나의 CD에 담아서 어디에서나 쉽게 이용할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발된 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료는 자료의 특성에 따라 순환학습모형 혹은 STS학습모형에 맞추어 적용할 수 있다. 개발된 68개의 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습자료 중 8개의 자료를 중학교와 고등학교의 “태양계와 우주” 관련 단원의 현장수업에 적용하여 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료를 활용한 수업이 학생들의 과학 학업성취도와 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보았다. 적용 연구는 “사전-사후 검사 통제 집단 설계(pretest-posttest control group design)“에 의해 이루어졌는데, 연구 대상은 중학교 324명, 고등학교 519명으로 통제집단은 전통적인 설명식 수업을 하였고, 실험 집단은 개발한 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료를 활용하는 순환학습모형을 적용한 수업을 실시하였다. 중학교의 경우 연구 단원은 2학년 “지구와 별” 단원으로 1개 학교에서 2명의 교사가 약 2주 동안 7차시에 걸쳐 수업처치를 하였다. 고등학교의 경우 연구 단원은 1학년 “태양계와 은하” 단원으로 2개 학교에서 4명의 교사가 약 2주 동안 6차시에 걸쳐 수업처치를 하였다. 수업 처치 전·후에 과학에 대한 태도 검사와 학업 성취도 검사를 실시하였으며 검사 결과는 SPSS 12.0 통계 프로그램을 사용하여 공분산 분석(ANCOVA)을 하였다. 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료를 활용한 수업 처치 여부에 따른 학생들의 검사 점수에 차이가 있는지를 검증한 결과, 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료를 활용한 수업 처치를 받은 실험집단과 전통적인 설명식 수업을 진행한 통제집단의 사후 검사점수에서 학업성취도 검사와 과학에 대한 태도 검사 모두 유의수준 .01에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료를 활용한 수업은 중학교와 고등학교 학생들의 과학학업성취도와 과학에 대한 태도 검사점수를 높이는데 효과가 있음을 알 수 있었다. 그러나 성별에 따른 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료의 적용효과를 분석한 결과 학업 성취도 검사 점수와 과학에 대한 태도 검사 점수에 있어 남학생과 여학생의 차이는 유의하게 나타나지 않았다. 결론적으로 본 연구를 통해 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습자료 활용이 과학 학업성취도와 과학에 대한 태도 면에 있어서 긍정적인 효과를 가져 올 수 있는 효율적인 교수ㆍ학습전략임을 알 수 있었다. 향후 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료를 활용한 과학 수업을 적극 확대하고자 하는 시도가 필요하다고 보아진다. 또한 본 연구는 실질적으로 현장의 교사들이 수업에 쉽게 멀티미디어 과학교수ㆍ학습 자료를 활용할 수 있는 방법을 제시하였다는 점에서도 의의를 찾을 수 있다. 하루하루 새로운 영상물이 쏟아져 나오므로 이에 발맞춘 지속적인 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습 자료의 개발이 필수적이며, 또한 앞으로 개발된 자료들을 현장에서 보다 원활하게 활용하기 위한 멀티미디어 과학 교수ㆍ학습자료 도입한 교수-학습 전략에 대한 연구가 필수적으로 병행되어야 할 것이다.;The purpose of this study was to find the effect of teaching and learning materials using multimedia on secondary school students' academic achievement and attitude. The researcher developed the multimedia teaching-learning materials by capturing, editing, and processing appropriate scene from movies, TV programs, documentaries, etc. The developed materials can be shown within two or three minutes during one lesson. Each piece of material can be recorded on a CD by regulating capacity of a movie file and used by learners with ease. Some of the multimedia teaching-learning materials were applied to the lesson of "Solar System and Universe" in middle school and high school science. Another study was done to find how the multimedia materials had an effect on students' achievement and attitude. A total 843 students, composed of 324 middle school students and 519 high school students, were chosen. They were divided into two groups: experimental group with using multimedia teaching-learning materials and controlled group without using multimedia teaching-learning materials. In case of the middle school students, two teachers in one school taught "The Earth and the Moon" to both groups for seven class hours. In case of the high school students, four teachers in two schools taught "The Solar System and Universe" to both groups for six hours. A pre-test was done before the treatment and a post-test was done after the treatment to find changes in their achievement and attitude. The scores of the pre-test and post-test were estimated by ANCOVA using SPSS version 12.0. The results of this experiment are as follows: The experimental group using multimedia teaching-learning materials was more significantly effective in the students' academic achievement and attitude toward science than the controlled group without using multimedia teaching-learning materials (p < 0.1). There was no gender difference in the test results on achievement and attitude toward science after applying the multimedia teaching-learning materials to the students. In conclusion, using multimedia teaching-learning materials in class is considered to be significantly effective in improving secondary school students' achievement and attitude toward science. From the results of this study, it is expected to expand science classes using multimedia teaching-learning materials in the future.