가상현실 실험이 학업 성취도와 과학 관련 태도 및 창의성에 미치는 효과: 10학년 과학 교과-물질 단원을 중심으로 = The Effect of a Virtual Reality Experiment Program on the Science Achievement, Science Related Attitude and Scientific Creativity: Centering the Chemistry Unit in the 10th Grade Science Textbook

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 고등학생들을 대상으로 과학 교과 중 화학 단원에 대하여 가상현실 실험 프로그램의 효과를 분석한 것이다. 이를 위하여 3D-Works와 VRML을 이용하여 고등학교 10학년 과학 교과서 내에 있는 화학 단원 중 8가지의 실험 주제로 구성된 가상현실 실험 프로그램을 개발하였다. 고등학교 10학년 126명을 대상으로 3개월간 전통적인 실험 수업을 적용한 통제 집단과 가상현실 실험 프로그램을 적용한 실험 집단에 대하여 적용 전과 적용 후에 과학 교과에 대한 학업 성취도, 과학 관련 태도, 창의성 영역 등에 대한 검사를 실시하였다. 연구결과 가상현실 실험 프로그램은 전통적인 실험 수업보다 학생들의 지적인 영역과 정의적 영역은 향상시키는 것으로 조사되었으나 학습자의 창의성은 거의 향상시키지 못하였다.
앞으로는 좀 더 현실감을 높이고 보다 간단한 사용법과 단순한 프로세스를 가진 가상현실 과학 교과 학습프로그램이 개발되어야 할 것이다. 학습자의 창의성을 향상시킬 수 있는 가상현실 실험 프로그램을 개발하는 것 또한 흥미로운 주제가 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to analyze the effects of a Virtual Reality Experiment Program(VREP) for high school students. For this study, the VREP was developed by using the 3D-Works and Virtual Reality Modeling Language(VRML). The experiments consisted of eight chemistry experiment items from the 10th grade science textbook. We selected 126 10th grade high school students. They were divided into two groups. Experimental group's students had a VREP aided instruction and control group's students had a traditional explanatory teaching methods for three months. They were tested for science achievement, science related attitude and scientific creativity as a pretest, and then retested as a posttest. The result of this study is that the VREP aided instruction is more significant than the traditional explanatory teaching methods for the science achievement and science related attitude. But VREP was no significant improvement in the scientific creativity. And then we knew that we need to develop more improved science instructional VREP and VR tools which are simpler directions for use and process. Moreover, in the future it will be interesting to develop a VREP that makes improvement for the student's scientific creativity.

참고문헌 (Reference)

1 이혜영, "화학반응의 이해를 돕기 위한 분자 동력학 시뮬레이션 적용" 한국교원대학교 대학원 2007

2 최병순, "화학 교재연구 및 지도" 자유아카데미 2004

3 유양근, "학교교육 정보화를 위한 디지털 도서관 모형에 관한 연구" 32 (32): 94-115, 2001

4 허명, "초ㆍ중ㆍ고 학생의 과학 및 과학교과에 대한 태도 조사 연구" 13 (13): 334-340, 1993

5 반승록, "중학교 ‘식물 증산작용’ 실험에서 인터넷 가상 실험실이 탐구능력 신장에 미치는 효과" 서울대학교 대학원 2000

6 교육인적자원부, "교육부 고시 1997-15호 고등학교 교육과정 해설: 총론"

7 조희형, "과학론과 과학교육" 교육과학사 1994

8 심규철, "과학교육에서 가상현실 기법의 활용 모색" 21 (21): 725-737, 2001

9 오창호, "고등학교 화학에서 화학결합의 이해를 위한 Web 가상 모형 개발" 한국교원대학교 대학원 2001

10 임완철, "가상학습 체제를 활용한 학생정보소양 교육방안에 관한 연구-생물 가상학습 체제(인터넷 스쿨 생물교실)를 중심으로" 서울대학교 대학원 1999

11 이재훈, "가상교육의 가능성과 한계에 대한 초등학교 교사의 인지도 분석" 한국교원대학교 대학원 2006

12 교육인적자원부, "`99 교육정보화촉진 시행계획" 1998

13 Pantelidis VS, "Virtual Reality in the Classroom" 33 (33): 23-27, 1993

14 Beier KP, "Virtual Reality : A Short Introduction"

15 복이순, "VRML을 이용한 웹 기반의 화학결합의 학습을 위한 코스웨어의 설계 및 구현" 한국교원대학교 대학원 2000

16 오필우, "VRML을 이용한 웹 기반 가상현실 역사 학습 코스웨어의 설계 및 구현" 2 (2): 114-, 1999

17 Baggott L., "Tutoring in School biology by Computer Conference" 31 (31): 279-287, 1997

18 Gardner DG, "The measurement of computer attitude: An empirical comparison of available scales" 9 (9): 487-507, 1993

19 Beichner R., "The effect of simultaneous motion presentation and generation in kinematics lab" 27 (27): 803-815, 1990

20 Peat M., "The Role of Information Technology in Biology Education: An Australian Perspective" 34 (34): 69-73, 2000

21 Fraser BJ, "Test of Science - Related Attitude: Handbook, Hawthorn, The Australian Council for Education Research" Macquarie University 1981

22 Boo HK, "Student's Explanations of Some Aspects of Chemical Reaction" 70 (70): 549-563, 1998

23 Kapa E., "Problem Solving, Planning ability and Sharing Processes with LOGO" 15 : 73-84, 1999

24 Anderson CW, "Matter and Molecules. Teacher's Guide: Science Book, Institute for Research on Teaching" College of Education, Michigan State University 121-122, 1998

25 Van Biljon JA, "Magix- an ICAE System for Problem-Based Learning" 32 : 65-81, 1999

26 Newton LR, "Information Technology in Biology Teaching : Challenges and Opportunities" 31 (31): 274-278, 1997

27 Anderson SJ, "Evaluation of the Internet as a Learning Tool" 15 : 85-90, 1999

28 Scanlon E., "Contemporary approaches to learning science; Technologically-mediated practical work" 38 : 73-114, 2002

29 교육인적자원부, "2006년도 교육정보화촉진시행계획" 2005

30 교육인적자원부, "2005년도 교육정보화촉진시행계획" 2004