가상 현실 기술을 적용한 초등학교 과학 수업에서 과학 흥미도 변화 = The change of science interest in elementary science class based on virtual reality

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The education using virtual reality is expected to be actively utilized as a new educational medium in the era of the Fourth Industrial Revolution, which enables the leaners to increase interest, emotional involvement and active interaction. These virtual reality contents are in the spotlight as an educational medium with unlimited potential to provide realistic information to leaners and to provide completely different types of learning to passive learners through directly manipulating activities.

The purpose of this study is to investigate the interest change for science in science class based on virtual reality technology to after-school science experiment students. For this study, I applied the virtual reality technology to the science experiment class and conducted pre-test and post-test with a questionnaire composed of 15 items to examine the change of interest after the teaching and learning. After the experimental treatment, individual interviews and the mind map were conducted.

The results of this study on the change of science interest in science class based on virtual reality are as follows;

Firstly, it showed a significant change (p<0.05) on interest in science class based on virtual reality. There were significant positive changes(p<0.05) in the attitudes toward science, attitudes toward science subjects, and scientific attitudes.

Secondly, the results of the mind map and individual interviews with students after the class based on virtual reality shows the most students feel more interest and more fun when using virtual reality media which can stimulate the interest.

This study suggest that the science class using virtual reality can contribute to improve the students’ interest in science and that the experiential environment of virtual reality can positively influence students' internal motivation and interest.

국문 초록 (Abstract)

가상 현실(Virtual Reality)은 학습자의 흥미와 감각적 몰입, 그리고 적극적인 상호 작용을 가능하게 하는 것으로 4차 산업 혁명 시대의 새로운 교육 매체로 적극적인 활용이 기대되고 있다. 이러한 가상 현실 콘텐츠는 학습자에게 현실감 있는 정보를 제공하고, 직접적인 조작 활동을 통해 그동안의 수동적인 학습자에게 전혀 다른 형태의 학습을 제공할 수 있는 무한한 잠재력을 지닌 교육 매체로 주목받고 있다.
본 연구는 방과 후 학교 과학실험부 학생들을 대상으로 가상 현실 기술을 적용한 과학 수업에서의 과학 흥미도 변화를 살펴보기 위한 것이다. 이를 위해 주제 중심의 방과 후 학교 과학실험부 프로그램에 가상 현실 기술을 적용하여 교수⦁학습한 후 흥미도 변화를 살펴보기 위하여 15개 문항으로 구성된 설문지로 사전, 사후 검사를 실시하고, 실험처치 후 마인드맵과 개별 면담을 실시하였다.

가상 현실 기술을 적용한 과학 수업에서의 과학 흥미도 변화의 연구에 대한 결론은 다음과 같다.

첫째, 가상 현실을 적용한 과학 수업 전후, 질문지를 통해 확인해 본 흥미도는 유의미한 변화(p=0.05)를 보여주었다. 또 과학에 대한 태도, 과학 교과에 대한 태도, 과학적 태도 등의 영역에서도 모두 유의미한 긍정적인 변화(p=0.05)가 있었다. 이러한 결과는 가상현실 기술이 갖고 있는 몰입감과 함께 학습현장을 실제의 장소에 가서 활동하는 것처럼 느낄 수 있는 환경에 따른 것으로 판단된다.
둘째, 가상 현실 기술을 적용한 후의 학생들과의 마인드맵과 개별 면담 결과 기존의 탐구 중심의 수업에 가상 현실이라는 흥미를 자극하는 수업 매체를 사용한 결과 대다수의 학생들에게서 더 많은 흥미와 재미를 느낄 수 있었다는 긍정적인 반응을 보였다.
이상의 연구 결과를 종합해 볼 때, 가상현실을 적용한 과학 수업이 학생들의 과학에 대한 흥미도 향상에 기여 할 수 있으며, 가상 현실의 체험적 환경이 학생들의 내적 동기와 흥미에 긍정적인 영향을 줄 수 있다고 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 용어의 정의 3
• 3. 연구의 제한점 4
• Ⅱ. 이론적 배경 5
• 1. 과학에 대한 흥미 5
• 2. 가상현실 6
• 3. 수업모형 8
• 1) 관찰-경험 수업 모형 8
• 2) 탐구 학습 모형 10
• 3) 순환 학습 모형 11
• 4) 발견 학습 모형 12
• 4. 방과 후 학교 14
• 5. 선행 연구 16
• Ⅲ. 연구 방법 및 과정 20
• 1. 연구 대상 20
• 2. 연구 절차 20
• 3. 연구 설계 22
• 4. 검사 도구 22
• 5. 수업 내용 및 수업 설계 23
• 6. 학습안 검토 30
• 7. 수업의 실제 30
• 8. 자료 처리 36
• Ⅳ. 연구 결과 및 고찰 37
• 1. 과학 수업에서의 흥미도에 대한 결과 37
• 2. 과학 흥미도의 하위요소별 결과 38
• 3. 마인드맵 결과 42
• 4. 개별면담 결과 43
• Ⅴ. 결론 및 제언 45
• 1. 결론 45
• 2. 제언 46
• 참고문헌 47
• Abstract 50