공간정보기술을 활용한 학습에서 문제해결과정에 관한 연구

Abstract

이 연구의 목적은 공간정보기술을 활용한 학습에서 학습자의 문제 해결 과정의 특징을 살펴보는 것이다. 이를 위해 문헌 연구를 토대로 문제 해결과정의 단계를 살펴본 후 그것을 바탕으로 공간정보기술을 활용한 학습에서의 문제 해결과정 코딩 체계를 개발하고 학습자의 문제 해결과정의 특징을 살펴보았다. 공간정보기술(geospatial technologise)이란 다양한 지리정보를 수집, 입력, 조작, 저장, 시각화가 가능한 기기나 프로그램을 의미하며 GIS(geographic information system), GPS(global positioning system), RS(remote sensing: 원격탐사), Google earth와 같은 가상 지구(vitual globe), 웹 기반의 지도서비스가 포함된다. 이러한 공간정보기술이 지리교육에 유용하다는 연구들은 많지만 그러나 실제 학습자가 공간정보기술을 어떻게 활용하는지에, 어떻게 문제를 해결해나가는 지에 대한 연구가 부족하였다. 따라서, 이 연구는 실제 교실 현장에서 학생들이 공간정보기술을 활용할 때 학습자가 어떻게 문제를 해결해 나가는지 알아보고자 한다. 이러한 연구 목적을 달성하기 위하여 문제 해결과정과 관련된 문헌 연구를 통하여 문제 해결과정 코딩 체계를 정리한 후 예비 실험과 실제 수업 현장에 적용하여 수집된 학습자의 문제 해결 과정에 맞게 수정하여 개발하였다. 그리고 학습자의 문제 해결과정의 특징을 개발된 문제 해결 과정 코딩 체계를 이용하여 학습자의 문제 해결과정을 분석하였다. 수업에 활용된 공간정보기술은 구글 어스 기반의 웹 사이트와 지오코딩(geocoding)이 제공되는 웹 사이트였으며, 연구 대상자들은 총 7팀이었다. 실제 수업 현장에서 학습자들이 공간정보기술을 활용하여 문제를 해결하는 과정을 녹음하고 인터뷰하였으며 녹음된 자료와 인터뷰를 전사 후 분석하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 공간정보기술을 활용한 문제 해결과정에서 학습자는 시각화된 자료를 이용하여 판단하거나 선지식, 자료를 이용한 추론 및 판단을 통하여 문제를 해결하였다. 그리고 문제를 해결하기 위한 전략을 세울 수 있었으며, 공간정보기술이 제공하는 자료, 문제 해결과정에 대해 평가하고 되돌아가 문제를 다시 해결하였다. 둘째, 공간정보기술은 학습자와 학습자, 학습자와 교사간의 협력적 활동과 대화를 촉진시키기 위한 환경이 될 수 있다. 문제를 해결하는 과정에서 개념 및 용어의 의미에 대해 알지 못하거나, 의견 차이가 발생 할 수 있는데 이때 학습자 간, 학습자와 교사 간의 상호작용이 활발해진다. 그런 과정을 통하여 학습자는 개념 및 용어에 대해 지식을 습득할 수 있으며 서로의 의견을 시각화된 자료 혹은 분석 결과를 통해서 이해하게 된다. 셋째, 공간정보기술을 활용한 문제 해결과정을 살펴본 결과 학습자는 문제를 해결하는 과정에서 공간정보기술을 활용하는데 여러 가지 어려움을 겪는 것으로 나타났다. 웹 사이트 활용에 있어서 이해의 부족으로 인해 시행착오를 경험하게 된다. 그리고 웹 사이트에서 제공하는 자료나 정보 판단의 어려움을 겪는다. 이러한 어려움은 동료의 도움, 교사의 도움으로 해결할 수 있게 되기도 하지만 동료 학습자와의 상호작용 과정에서 잘못된 추론이나 잘못된 선지식이 적용되기도 하였다.;The purpose of this study to examine the features of problem solving process by learners in learning situations using geospatial technologies. To this end, a coding system of problem solving process was first developed from reviewing literatures relevant to problem solving process, and was later modified to correspond the problem solving that utilized geospatial technologies. Also, after applying geospatial technologies in actual classroom setting, the study analyzed the features of the learners' problem solving process by using the developed coding system of problem solving process. Geospatial technologies applied in the classroom were Google Earth-based websites and other websites that provide geocoding. A total of 7 teams were involved as subjects of the study. As for the method of data collection, the learners' activities were recorded and the learners were interviewed; the recorded materials and interviews were later transcribed for analysis. Major findings from the study are as follows: First, three kinds of features were found in problem solving process using geospatial technologies. The learners were able to make judgements using visualized materials, solve problems through inferences and judgements using prior knowledge and materials, and establish strategies for problem solving. The learners went back to solve problems after making judgements about the materials provided by the geospatial technologies and the process of problem solving. These processes were possible for the learners because of the visualization and analytic functions provided by the geospatial technologies and of the environment which the learners can operate on their own. Second, geospatial technologies can provide an environment that promotes cooperative activities and conversations between a learner and another learner or between the teacher and a learner. In the process of solving problems, learners may not know the meaning of a concept or a term or they may have different opinions about it. Interactions between learners or between the teacher and a learner become active in such instances. Going through such process, learners acquire knowledge about concepts and terms and understand the opinions of other people through visualized materials or analyzed results. This indicates that geospatial technologies, as an intervention tool between learners and teachers, is appropriate for promoting conversations and cooperation aimed at solving geographic problems. Third, upon examining the problem solving process using geospatial technologies, the study showed that the learners experienced difficulties using geospatial technologies in the process of solving problems. They underwent trial and error in using the websites from lack of understanding. They also experienced difficulties making judgements about the materials and information provided in the websites. These challenges may be solved by the help of other learners or of the teacher, in some cases, it was found that the learners applied incorrect inferences or previous knowledge in the course of interacting with fellow learners, and therefore required the teacher's help and feedback. Through this study, which examined the problem solving process of learners using geospatial technologies, it was possible to find out the features of problem solving process of learners and the usefulness of geospatial technologies. In addition, it was possible to obtain information about whether the roles of the teacher and the peer learners must be satisfied as well in order to have the learners successfully solve problems.