지체장애 학생을 위한 가상현실(VR) 기반 사회과 탐구학습 설계와 적용

Abstract

최근 교육과정이 미래인재 역량을 기를 수 있도록 창의융합적 교수와 몰입형 학습경험을 강조하면서 이를 실현할 수 있는 방안으로 학생 참여형 수업의 중요성이 증대되고 있다. 그러나 일반학교에 통합된 지체장애 학생은 장애의 영향으로 조별활동, 체험학습 등 다양한 학습활동에 소외되어 주체적인 학습활동을 경험하지 못하고 학습능력이 지체되고 있다. 장애학생의 교과교육은 일반교육과정에 최대한 접근하고 일반학생과 동일한 교육경험을 지원하도록 강조되고 있으나, 지금까지 장애학생의 교육은 축소된 범위와 기초적인 수준으로 이루어져왔다. 이에 일반교육과정 체계 속에서 지체장애 학생의 수업참여와 학업성취를 지원할 수 있는 방안에 대한 연구의 필요성이 제기된다. 지체장애 학생의 타인에 대한 의존을 줄이고 독립성과 교육효과를 높일 수 있는 효과적인 방안으로 공학의 사용이 주목받고 있다. 그 중 가상현실은 지체장애 학생이 경험하는 물리적 제약을 보완하여 학습경험을 극대화할 수 있는 매체로, 그 교육적 효과성이 여러 연구에서 입증되고 있다. 가상현실은 가상세계에 현실감을 구현한 환경으로, 가상현실 속 학습자는 현실세계에서 경험하기 어려운 다양한 상황을 경험할 수 있다. 이러한 가상현실은 특히 넓은 범위의 학습 자원을 필요로 하는 사회과 교과에서 효과가 두드러질 수 있다. 민주시민의 자질 육성을 목표로 하는 사회과 교육은 고차원적 사고력이 요구되는 현대사회에서 중요한 교과로 부각되고 있으며, 문제를 비판적으로 분석하고 합리적으로 해결할 수 있도록 사회과학적 탐구 방법과 과정을 교수하는 탐구학습이 강조되고 있다. 이에 사회과 탐구학습의 효과적 교수를 위해 가상현실이 적극적으로 활용될 필요가 있다. 따라서 본 연구의 목적은 지체장애 학생을 위한 가상현실 기반 사회과 탐구학습을 설계하고 적용하여 학업성취도와 학습몰입도에 어떠한 변화를 미치는지 알아보는 것이다. 본 연구의 가상현실 기반 사회과 탐구학습은 교수설계 모형인 ADDIE 모형에 따라 중학교 사회과 교육과정 지리영역 학습에 탐구학습의 절차를 적용하고 가상현실을 학습매체로 활용하여 설계한 학습을 의미한다. 본 연구의 참여자는 서울시 중학교에 재학 중인 지체장애 학생 7명이다. 본 연구에서 연구자는 각각의 참여자와 방과 후 독립된 공간에서 개별 수업을 진행하였으며, 8주에 걸쳐 총 12회기를 실시하였다. 가상현실 기반 사회과 탐구학습이 지체장애 학생의 학업성취도와 학습몰입도에 미치는 변화를 분석하기 위한 각각의 종속변인 측정도구로 연구자가 제작한 사전, 사후 사회과 학업성취 평가문항과 Csikszentmihalyi의 몰입의 9가지 하위영역이 반영된 학습몰입 척도(석임복, 강이철, 2007)를 수정하여 사용하였다. 중재 시작 전 연구 참여자를 대상으로 사전 사회과 학업성취도 평가를 실시하고, 사회교과수업에서의 학습몰입도 평가를 실시하였다. 중재 후, 중재 전과 같은 조건에서 사후 사회과 학업성취도 평가를 실시하고, 가상현실 기반 사회과 탐구학습에서의 학습몰입도 평가를 실시하였다. 먼저 연구 참여자의 사전-사후 학업성취도 검사점수 간에 유의한 차이가 있는지 알아보기 위하여 사전-사후 검사점수 차에 대해 윌콕슨 부호순위검정을 실시하여 분석하였다. 다음으로 연구 참여자의 가상현실 기반 사회과 탐구학습에서의 학습몰입도를 분석하기 위해 학습몰입도 점수를 분석하고, 그래프를 통해 사회교과수업에서의 학습몰입도 점수와 비교하여 분석하였으며, 영역별 학습몰입도를 분석하기 위해 영역별 학습몰입도 점수 경향을 살펴보고, 그래프를 통해 사회교과수업에서의 영역별 학습몰입도 점수와 비교하여 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 연구 참여자의 사회과 학업성취도 사후검사 점수는 사전검사 점수에 비해 유의하게 향상되었다. 둘째, 연구 참여자가 평정한 가상현실 기반 사회과 탐구학습에서의 학습몰입도는 높은 수준이었으며, 사회교과수업에서의 학습몰입도보다 높았다. 또한 연구 참여자가 평정한 가상현실 기반 사회과 탐구학습에서의 9가지 영역별 학습몰입도는 통제감 영역을 제외하고 전반적으로 높은 수준이었으며, 9가지 영역별 학습몰입도 모두 사회교과수업에서의 9가지 영역별 학습몰입도보다 높았다. 이와 같은 연구결과는 가상현실 기반 사회과 탐구학습이 지체장애 학생의 학업성취와 학습몰입에 긍정적인 변화를 불러왔음을 의미한다. 본 연구는 인지능력에 제한이 없는 지체장애 학생의 학업지원에 대한 논의가 부족한 상황에서 가상현실 기반 사회과 탐구학습을 설계하고 적용하여 학습자의 주체적 학습 경험을 지원하였고, 나아가 지체장애 학생의 일반교육과정 접근 가능성을 제시하였다. 또한 장애의 영향으로 교내외 학습활동에 참여가 어려운 지체장애 학생을 위하여 신체적 한계를 보완하고 독립적인 학습을 가능하게 하는 매체로써 가상현실의 효과를 입증하였으며, 동시에 지체장애 학생의 인지적, 정의적 영역 모두를 긍정적으로 변화시켰다는 점에서 의의가 있다. ;The purpose of the study is to analyze the effects of Virtual Reality-based inquiry learning in social studies for students with physical disabilities on academic achievement and learning flow by designing and applying them. Virtual Reality is an environment which embodies a sense of reality in a virtual world, allowing learners to experience a variety of situations which difficult to experience in the real world. Virtual Reality-based inquiry learning in social studies refers to the learning designed by applying the procedure of inquiry learning to a geography unit of the middle school curriculum and utilizing the virtual reality as learning media under the ADDIE instructional design model. The participants in this study are 7 students with physical disabilities attending general middle schools in Seoul. This experiment was committed with the researcher and each participant in an independent space after school. The total of 12 sessions were conducted twice a week for eight weeks. The change in academic achievement was measured through (a) the pre- and pro-test of academic achievement in social studies designed by the researcher, and the change in learning flow was measured through (b) the learning flow scale developed by Suk & Kang(2007), which consists of nine components of Csikszentmihalyi’s flow concept. Prior to the intervention, the pre-test of academic achievement was conducted on the participants and the test of learning flow scale on the social studies class was conducted on them. After the intervention, the pro-test of academic achievement was conducted on the participants and the test of learning flow scale on the intervention was conducted on them under the same conditions as the pre-test. For the data related to the participants’ academic achievement, the Wilcoxon signed rank test was employed in order to examine whether there was a significant difference between the pre- and pro-test scores of academic achievement in social studies. For the data related to the participants’ learning flow, visual comparison and analysis were employed in order to analyze the level of score and the gap between the score on the intervention and the score on the social studies class. The results of this study are as follows: First, the difference between the pre- and pro-test scores of academic achievement in social studies of the participants was significant. Second, the score of learning flow on the intervention was shown to be at a high level, and it was higher than the score of learning flow on the social studies class. Also, the scores on 8 of 9 sub areas of learning flow on the intervention were shown to be at a high level, and the scores on all the 9 sub areas of learning flow on the intervention were higher than the scores on all the 9 sub areas of learning flow on the social studies class. In conclusion, the results of this study indicate that Virtual Reality-based inquiry learning in social studies has brought positive changes to academic achievement and learning flow for the students with physical disabilities. This study provides possibilities and implications for access to general curriculum for students with physical disabilities who have been faced the lack of discussions on academic support in general classrooms. This study is meaningful in that applying virtual reality on learning social studies for the students with physical disabilities has supported learners' independent and subjective learning experiences. It is also meaningful in that it has improved both cognitive and affective domains of the participants by supplementing physical limitations and enabling subjective learning for students with physical disabilities.