오리엔티어링을 활용한 지구과학 체험 활동에서의 공간 능력 특성

Abstract

The purpose of this study is to analyze students' learning characteristics through development and application of earth science activities using orienteering. The program aims to improve students' spatial ability, using orienteering activity which requires spatial ability. Program consists of pre-test, six classes, and post-test to analyze students' learning characteristics and the relationship between orienteering traits and spatial ability. Topics in the program included map, compass, contour, movement of celestial bodies using stellarium and smart phone constellation application. Students were to form a group of two or three members and to orienteer in the field using the method they learned in class. This program was applied to five 7th graders who participated in an after-school science class of a university. Pre-test scores, recordings of each lecture and activity, post-test scores, and all outputs students produced were investigated. First, students with positive attitude toward science and do well at school tended to perceive their orienteering ability high. Second, all parts of spatial ability, spatial visualization, spatial orientation, spatial relation were used during orienteering, especially spatial visualization and spatial orientation. The relationship between spatial ability, orienteering ability, and learning ability of earth science contents was not clear. However, orienteering ability and learning ability of earth scientific contents were in similar tendency. The program developed in this study includes only astronomy among many earth science topics, therefore development of spatial ability education program using geology, oceanography, meteorology, and others is recommended to extend the possibility of earth science education.;본 연구의 목적은 오리엔티어링을 활용한 지구과학 체험 활동 프로그램을 개발하고 적용하여 학생들의 학습 특성을 분석하는 것이다. 이는 지구과학에서 필요한 공간 능력을 함양하기 위해 개발된 프로그램으로, 여러 공간 능력을 필요로 하는 오리엔티어링 활동을 수업 방식으로 활용했다. 사전 검사와 6차시의 수업, 그리고 사후 검사를 통해 학생별 학습 특성을 살펴보고, 오리엔티어링 특성과 공간 능력 간의 관계를 알아보고자 한다. 학생들은 나침반과 지도, 등고선, 스텔라리움과 별자리 어플리케이션을 이용한 천체 이동에 대해서 배운 후, 야외에서 2인 혹은 3인으로 조를 이루어 배운 방법들을 활용하여 오리엔티어링 활동을 진행하는 방식으로 구성되었다. 학생들의 오리엔티어링 특성을 분석하기 위해 대학교에서 제공하는 주말 과학 교실에 참여하는 중학교 1학년 학생 5명을 대상으로 수업을 진행했고, 사전 검사 결과와 사후 검사 결과, 각 차시별 수업과 학생들의 활동 과정을 녹화한 영상, 그 과정에서 학생들이 작성한 다양한 활동지를 수집하여 살펴보았다. 또한, 프로그램 완료 후 개별 면담을 실시하여 그 자료를 분석했다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 해당 프로그램 전후에 검사지를 통해 학생들의 오리엔티어링 능력에 대한 스스로의 인식을 검사한 결과, 학생들이 과학에 대해 흥미를 가지고 있고 학교에서의 과학 성적이 긍정적인 경우 스스로의 오리엔티어링 능력에 대해서도 긍정적으로 평가하고 있는 것으로 나타났다. 둘째, 학생들은 오리엔티어링 과정에서 공간 능력의 세 분류, 공간 시각화와 공간 방향화, 공간적 관계를 모두 활용하는 것으로 나타났으며, 그 중에서 특히 공간 시각화와 공간 방향화를 주로 사용하고 있었다. 셋째, 사전, 사후 검사에서 드러난 학생들의 공간 능력과, 수업과 활동 과정에서 관찰된 오리엔티어링 능력, 그리고 수업 과정을 바탕으로 연구자가 평가한 학생들의 지구과학적 내용 학습 능력의 관계를 살펴보았다. 공간 능력과 다른 두 능력 간의 관계는 명확히 드러나지 않았으나, 모든 연구 대상자의 경우 오리엔티어링 능력과 지구과학적 내용 학습 능력이 비슷한 수준으로 나타났다. 마지막으로, 오리엔티어링이 사회 과목이라고 인식하고 있던 학생들의 수업 전의 생각이 수업 후 오리엔티어링이 과학과도 깊이 연관된다고 인식하게 되었다. 본 연구에서 분석한 공간 능력과 오리엔티어링 능력, 지구과학 내용 학습 능력의 평가 방법을 동일화하여 세 능력 간의 관계를 다시 살펴볼 필요가 있다. 또한, 이 연구에서 개발한 교육 프로그램은 천문 내용을 주로 활용한 프로그램으로, 천문 영역뿐만 아니라 지구과학의 다른 분야들을 활용한 공간 능력 교육 프로그램 개발을 통해 지구과학에서 교육 가능한 영역을 확장시킬 수 있을 것으로 기대한다.