자유학기제 주제선택 활동으로서 수학교과 3D 영상 만들기 프로그램 개발

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 중학교 1학년 학생의 수학에 대한 정의적 태도와 진로관리역량의 함양을 유도할 수 있는 수학교과 연계 주제선택 프로그램을 개발하는 것을 목적으로 한다. 3D 영상을 만드는 데 필요한 기본적인 원리라 할 수 있는 양안시차를 ‘반비례, 일차함수의 그래프, 부채꼴의 중심각과 호의 길이 등’ 중학교 1학년 수준의 수학 개념으로 분석하였으며, 파워포인트 등의 소프트웨어를 활용하여 3D 영상을 만들 수 있도록 하였다.
이 연구의 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 연구 문제를 설정하였다. 첫째, 3D 영상 만들기 자유학기제 수학교과 연계 주제선택 프로그램을 어떻게 개발할 것인가? 둘째, 3D 영상 만들기 자유학기제 수학교과 연계 주제선택 프로그램에 대한 수업만족도는 어떠한가?
이를 위해 자유학기제와 주제선택 활동의 도입 배경과 취지, 특징, 운영 사례 등에 관한 문헌을 검토하였고, 수학교과에서 개발된 주제선택 프로그램을 살펴보며 프로그램의 운영 방법과 장단점을 분석하였다. 한편, 프로그램의 주제인 ‘3D 영상’과 관련하여 ‘3D’ 관련 기술의 교육적 활용 사례와 교육적 유용성을 문헌 분석하였으며, ‘3D 영상’을 만드는데 필요한 핵심 원리라 할 수 있는 ‘양안시차’를 중학교 1학년 수학 개념인 ‘반비례, 일차함수의 그래프, 부채꼴의 중심각과 호의 길이’로 분석하였다. ‘3D 영상’을 만들기 위한 도구로 ‘파워포인트, 스마트폰’ 등을 선정하고, ‘3D 영상’을 만들기 위해 해야 할 과제를 분석하였다. 과제 분석을 마친 후에는 학습자와 전문가의 주제선택 활동에 대한 요구를 분석하고, 학습자와 학습 환경을 분석하여 프로그램의 초안을 개발하였으며, 개발된 프로그램의 타당화를 위해 전문가 타당성 검토와 수업만족도 조사를 통한 내적 타당화와 외적 타당화의 과정을 거쳤다. 전문가 타당성 검토는 현장 전문가 6인을 대상으로 ‘프로그램의 타당성, 적절성, 설명력, 일반화 가능성’을 평가하였으며, 2차에 걸친 내적 타당화의 과정을 통해 프로그램의 최종안을 개발하였다. 개발된 프로그램은 중학교 1학년 학생 28명을 대상으로 현장 적용하였고, 현장 적용 후에는 ‘수학 교과에 대한 정의적 태도, 진로 역량, 태도 등’에 대한 수업만족도 조사를 통해 외적 타당화의 과정을 거쳤다.
그 결과, 첫째, ‘3D 영상 이해하기, 양안시차 수학적으로 분석하기, 3D 영상 만들기’ 활동을 중심으로 운영되는 17차시 3D 영상 만들기 수학교과 연계 주제선택 프로그램 최종안을 개발하였다. 둘째, 프로그램의 현장 적용 결과 프로그램 자체의 만족도, 선생님, 친구와의 관계, 수학 교과 관련 정의적 태도, 진로탐색 관련하여 수업만족도의 향상이 있었다.
본 프로그램의 개발과 현장 적용을 통해 수학이 왜 필요하고, 우리의 삶과 어떤 관련이 있는지를 학생들에게 느낄 수 있게 한다는 수학 교육에서 추구하는 목표를 달성할 수 있었다. 또한, 주제 중심의 교과 교육이라는 학교교육이 나아가야 할 방향을 제시했다고 할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 국문초록 ⅰ
• 목 차 ⅲ
• 표 목차 ⅵ
• 그림 목차 ⅶ
• 1. 서론 1
• 1.1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 1.2. 연구 문제 4
• 1.3. 용어의 정의 4
• 1.3.1. 자유학기제 4
• 1.3.2. 주제선택 활동 5
• 1.3.3. 3D 영상 5
• 2. 선행연구 고찰 6
• 2.1. 자유학기제와 주제선택 활동 6
• 2.1.1. 자유학기제 도입 배경과 주요 내용 6
• 2.1.2. 주제선택 활동 운영의 특징 9
• 2.1.3. 수학교과에서의 주제선택 프로그램 활동 10
• 2.2. 3D 영상의 역사와 교육적 유용성 11
• 2.2.1. 3D 영상의 역사 11
• 2.2.2. 3D 산업과 3D 영상의 교육적 유용성 13
• 2.2.3. 수학교과에서의 가상현실과 3D 활용 16
• 2.3. 3D 영상의 수학적 원리 17
• 2.3.1. 거리에 따른 객체의 위치 17
• 2.3.2. 거리에 따른 객체의 크기 19
• 2.3.3. 거리에 따른 객체의 모습 20
• 3. 연구 방법 21
• 3.1. 연구의 대상 21
• 3.2. 연구의 절차 22
• 3.2.1. 학습자 및 전문가 요구 분석 23
• 3.2.2. 학습자 및 환경 분석 25
• 3.2.3. 과제 분석 및 프로그램 초안 개발 26
• 3.2.4. 전문가 타당성 검사 29
• 3.2.5. 프로그램 현장 적용 32
• 3.2.6. 프로그램의 수업만족도 조사 33
• 4. 연구 결과 35
• 4.1. 프로그램 개발 결과 35
• 4.1.1. 프로그램 초안 개발 35
• 4.1.2. 1차 전문가 타당성 검사 결과 42
• 4.1.3. 프로그램 1차 수정안 개발 46
• 4.1.4. 2차 전문가 타당성 검사 결과 49
• 4.1.5. 프로그램 최종안 개발 50
• 4.2. 프로그램의 수업만족도 분석결과 58
• 4.2.1. 수업만족도 조사 결과 58
• 4.2.2. 수업만족도에 대한 학생 인터뷰 분석결과 59
• 5. 논의 62
• 6. 요약 및 제언 65
• 6.1. 연구의 요약 65
• 6.2. 추후 연구를 위한 제언 67
• 참고문헌 69
• ABSTRACT 75
• 부 록 78
• <부록 1> 수학으로 3D 영상 만들기 수업지도안 78
• <부록 2> 양안시차와 수학적 원리 연계 지도 방안 89
• <부록 3> 학습자 요구 분석 설문지 92
• <부록 4> 주제선택 프로그램의 수업만족도 조사 설문지 95
• <부록 5> 매직 아이 그림 97
• <부록 6> 다른 그림 찾기 그림 (1) 98
• <부록 7> 다른 그림 찾기 그림 (2) 100