코이카의 지원으로 2018년에 나이지리아 수도 아부자에 개교한 나이지리아-코리아 모델학교(NKMS)에 필요한 기술 교과서를 개발하기 위하여 교과서의 시각자료 분석이 필요하였다. 이 연구의 목적은 나이지리아 초등학교 기술교과서의 시각자료를 외형적 측면과 내용적 측면을 분석하여, 차기 NKMS 기술 교과서의 개발에 활용할 수 있는 기초자료를 제공하는데 있다. 분석대상은 현지에서 사용되고 있는 10종의 기술 교과서이다. 교과서의 분석 기준은 이춘식(2011)의 분석틀을 부분적으로 수정하였으며, 외형적 측면에서는 시각자료의 종류, 크기, 확대정도, 모양이었다. 내용적 측면에서는 시각자료 인물의 성별, 역할, 기능이었다. 연구의 결과를 바탕으로 결론은 다음과 같다. 첫째, 과학, 기술, 체육으로 구성된 통권 교과서보다는 기술의 특성을 나타내기 위해서는 분권이 필요하며 기술의 영역별로 저자를 위촉하여 팀 단위로 저작을 하여 내용의 다양성을 기해야 한다. 둘째, 사진 위주의 단순한 시각자료의 형태를 다양화하여 그림, 만화, 도해, 도표를 사용함으로써 기술의 내용과 밀접한 정보를 제공해 주어야 한다. 셋째, 시각자료의 크기를 다양화하여 학습자에게 동기유발을 시킬 수 있도록 하고, 시각 디자인의 측면에서 편집의 효과를 높여야 한다. 넷째, 현재는 부분확대 자료를 거의 사용하지 않고 있으나, 기술의 제품이나 도면 등과 같은 디테일한 부분을 표현하기 위해서는 시각자료를 부분 확대하여 제공해줌으로써 선명한 정보를 제공해 주어야 한다. 다섯째, 시각자료를 일률적으로 사각형만을 사용하지 말고, 원형이나 배경 생략 등을 활용함으로써 질 높은 편집의 다양성을 꾀하여야 한다. 여섯째, 현재 남성 중심의 시각자료로 제시되어 있으며, 학생들이 고정관념을 갖지 않도록 여성을 배려하여 공동으로 제시함으로써 양성평등의 개념을 형성하도록 해주어야 한다. 일곱째, 학습자 중심의 교과서를 제공해 주기 위해서는 시각자료의 역할을 '자료제공'과 더불어 동기유발, 활동안내, 활동결과로까지 확대되어야 한다. 마지막으로, 시각자료의 기능을 필수적 기능에 더하여 보조적 기능과 장식적 기능을 활용하여 교과서의 질을 업그레이드 해야 한다.
이 연구의 목적은 북한 김정은 시대의 고급중 1 '화학' 교과서의 시각자료를 분석하여 북한 화학 교육을 이해하는데 도움이 되는 기초 자료로 제공하기 위함이다. 북한 고급중 1 '화학' 교과서 단원별 시각자료 유형과 기능을 분석하고, 남한의 2015 개정 교육과정에 따른 '화학 I' 교과서의 시각자료와 비교하였다. 선행 연구를 바탕으로 하여 분석틀을 구성하여 시각자료를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 북한 교과서에서 사용된 시각자료의 유형은 사진과 삽화가 가장 많고, 그래프가 가장 적게 사용되었다. 둘째, 북한 교과서에서 사용된 시각자료의 기능은 탐구적 기능과 예시적 기능이 많고, 장식적 기능이 가장 적게 사용되었다. 셋째, 북한과 남한의 교과서 시각자료는 유형과 기능이 큰 차이를 보이지 않았다. 이 연구 결과는 북한 화학 교육 이해에 도움을 줄 수 있을 것이다.
시각자료는 과학교과서의 주된 구성 요소이며, 학습자에게 과학적 개념을 효과적으로 이해시키는 매개체가 된다. 본 연구에서는 제7차 교육과정에 따른 중학교 과학 교과서 지구과학 분야에 사용된 시각자료의 유형과 기능 및 구조를 분석하였다. 시각자료 유형에서는 사진과 삽화의 비율이 그래프와 표에 비해 매우 높게 나타났다. 시각자료의 기능에서는 예시적 기능과 보충적 기능의 비율이 높게 나타난 반면, 장식적 기능, 설명적 기능, 탐구적 기능의 비율은 낮게 나타났다. 시각자료의 구조에서는 단독의 비율이 다중에 비해 압도적으로 높았다. 또한 다중 구조에서 짝은 주로 대비에, 연속은 주로 순서를 표상하는데 사용되고 있었다. 시각자료의 유형, 기능, 구조 모두 교과서에 따라 유의미한 차이가 있었다. 이러한 연구 결과를 토대로 학교 과학에서 시각자료의 교육학적 의의에 대한 보다 나은 이해를 위해 지구과학 분야에서 시각자료의 기능과 구조에 대한 기호학적 연구를 제안하였다.
본 연구는 물리 I 교과서에 사용한 시각화 자료들을 인포그래픽 차원의 체계적인 분석방법을 통해 그 특징을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 인포그래픽 분석틀을 개발한 후, '정보와 통신' 단원에 제시된 시각화 자료들을 '데이터 시각화'와 '인포그래픽'으로 구분하여 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 인포그래픽 분석틀은 정보내용, 시각표현, 매체형식으로 구분된다. 둘째, 물리 I 교과서의 '정보와 통신' 단원에 나타난 시각화 자료들은 정보를 단순 도식화한 자료가 가장 많았다. 셋째, 교과서에 제시된 시각화 자료들의 특징을 '정보내용' 면에서는 관계와 기능에 관련된 내용이, '시각표현 요소' 면에서는 문자나 메타포가, '시각표현 유형' 면에서는 일러스트형과 비교분석형이, '시각표현 방식'은 그래픽이, '매체형식'은 인쇄가, '시선의 흐름'에서는 수평형과 수직형이 많았다. 이상과 같은 분석 결과로부터, 물리 I 교과서의 '정보와 통신' 단원은 시각화 자료를 많이 사용하지만, 단순 도식자료만을 제시할 뿐 풍부한 인포그래픽을 제공하지 않는다는 것을 알 수 있었다. 이번 연구를 통해 개발한 인포그래픽 분석틀과 교과서 분석 결과를 활용하여 과학교육에서도 인포그래픽의 중요성을 파악할 수 있는 계기가 마련되기를 기대해 본다.
전통적으로 많이 사용하는 군집분석의 방법들은 개체간의 거리를 고려하여 이들을 분류해 내는 것이며, 따라서 거리 측정 방법에 따라 여러 형태의 군집분석 방법이 나타나게 된다. 어떤 방법을 적용하던 간에 그 결과는 고정된 수치로써 나타난다. 다차원 자료의 구조파악이 몇 개의 수치로 나타나게 되면 어쩔 수 없이 정보의 손실이 발생하게 된다. 이를 보완하기 위해 시각적 매체를 동원하여 다차원 자료의 구조를 파악하는 연구가 있었으며, 이를 시각적 군집분석이라고 명명하고 있다. 본 연구에서는 시각적 군집분석에 대한 기본적 개념과 이를 위한 통계 도형의 활용, 구현방법 등에 대해 살펴보기로 한다.
이 연구에서는 제7차 중학교 3학년 과학 교과서에서 원자 및 분자 개념을 표상한 시각자료의 유형 을 조사하고, 그 해석 과정을 기호학적 관점에서 분석했다. 원자 및 분자 개념은 구 도식, 일상생활의 사물, 공 과 막대기, STM 그래픽 등으로 다양하게 표현되고 있었다. 모형의 조작 가능성 여부를 기준으로 원자 및 분 자 개념을 이미지로 표상한 시각자료와 사물을 이용하여 원자 및 분자 개념을 표상한 시각자료를 구분했다. 이 시각자료들을 해석하기 위해 필요한 과정을 구조화 과정과 번역 과정을 포함하는 기호학적 모델을 이용하여 체계적으로 분석했다. 원자 및 분자 개념을 표상한 시각자료를 해석하는 것은 여러 단계의 해석 작업을 필요 로 하는 복잡한 과정이었다. 이에 대한 교육적 함의를 논의했다.
본고에서는 교육 빅데이터의 개념, 가치, 처리 기술 및 분석 방법 등을 탐색하였다. '온라인과 오프라인 교수 학습 활동의 투입, 과정, 산출을 통해 생산되는 국가, 지역, 학교, 교사, 학생 수준의 자료'로 정의할 수 있는 교육 빅데이터는 Hadoop으로 대표되는 분산 컴퓨팅 기술을 통해 효율적으로 처리할 수 있다. 대규모 교육 자료에서 의미있고 유용한 결과를 도출하기 위해 주로 사용되는 분석 방법에는 교육 데이터 마이닝, 학습 분석학과 시각 자료 분석학이 있다. 교육 데이터 마이닝은 학생과 교사, 학교의 다양한 수준에서 자료를 폭넓게 분석하는 측면이 강한 반면에 학습 분석학은 학생 수준에서의 자료 분석에 더 초점을 맞추는 경향이 있으며, 시각 자료 분석학은 자료에 대한 분석 자체보다는 분석 결과를 효과적으로 표현하는 방식에 초점이 주어져 있다.
이 연구에서는 2009 개정 과학교육과정에 따른 초등학교와 중학교 과학 교과서의 화학 영역 및 화학 I, II 교과서의 읽기자료를 분석하였다. 읽기자료는 주제, 목적, 제시 형식, 학생 활동 유형 측면에서 분석하였다. 읽기자료에 사용된 시각자료도 유형, 역할, 캡션과 인덱스, 텍스트와의 근접성 등의 측면에서 분석하였다. 연구 결과, 초등학교 과학 교과서가 중학교 과학과 화학 I, II 교과서보다 읽기자료 비율이 높았다. 초등학교 과학 교과서에는 실생활 응용 유형의 읽기자료가 많았으나, 중학교 과학과 화학 I, II 교과서에는 과학 지식 유형이 상대적으로 많았다. 초등학교 과학 교과서에는 개념 심화 유형의 읽기자료가 상대적으로 많았고 중학교 과학과 화학 I, II 교과서에는 개념 보충 유형의 읽기자료가 상대적으로 많았다. 읽기자료에 사용된 시각자료는 대부분 사진이나 삽화였고, 본문 보조나 본문 부연 역할의 시각자료가 많았고, 캡션이나 인덱스를 사용하지 않은 시각자료가 많았으며, 시각자료와 텍스트 사이의 근접성에도 문제점이 나타났다.
본 연구에서는 2007년 개정 교육과정에 의해 편찬된 초등학교 과학 교과서 3~6학년의 1학기에 실린 시각 자료의 특성을 조사하고자 하였다. 이를 위해 초등 과학 교과서에 실린 시각 자료의 종류, 역할, 사회-기호학적인 특징을 함께 확인하고 서로 간의 관계를 분석하였다. 연구 결과 2007년 개정 교육과정에 의해 편찬된 초등학교 과학 교과서에서 가장 높은 빈도로 사용 된 시각 자료의 종류는 사진과 그림으로, 사진과 그림을 제외한 시각 자료들의 사용 빈도는 매우 낮았다. 그리고 시각 자료의 역할 중 장식적 역할의 시각 자료 사용 빈도가 저학년에서 고학년으로 올라가면서 급격히 낮아짐을 확인할 수 있고, 예시적 역할과 설명 보충적 역할을 하는 시각 자료가 대부분의 비율을 차지하고 있는데 이는 시각 자료가 과학 학습 내용에 충실하게 반영되고 있음을 의미한다. 또한 활동지 역할의 시각 자료 사용 빈도가 점차 높아지고 있는데 이는 학생들이 직접 탐구 과정에 참여하거나 탐구 결과를 정리하는 활동이 많아짐을 의미한다. 시각 자료의 사회-기호학적인 특징을 분석하면 초등학교 과학 교과서에 사용된 시각자료가 '시각 자료의 형태', '시각 자료의 기능', '시각 자료와의 거리', '시각 자료의 수평각도', '그림자 효과'에서 학생과의 접근성 정도가 높은 것으로 나타났다. 아울러 시각 자료의 종류, 역할 그리고 사회-기호학적인 특징 사이에 밀접한 관계가 있음을 확인 할 수 있었다. 시각 자료의 종류 중 사진은 대부분 시각 자료의 역할 중 예시적 역할과 설명 보충적 역할로 제시되면서 사회-기호학적인 특징 중 실제형, 내러티브-은유형, 실제적인 그림자 효과 등을 나타냈다. 이와 같이, 교과서에 제시된 시각 자료의 종류에 따라 역할이 달라지고, 그 시각 자료에 맞는 사회-기호학적인 특징을 갖게 되면서 각각의 시각 자료가 갖는 학생들과의 접근성 정도를 확인할 수 있었다.
이 연구에서는 중학교 3학년 학생들의 면담을 통해 원자 및 분자 개념을 표상한 시각자료에 대 한 이해와 해석 과정을 조사하였다. 학생들과의 면담 및 결과 분석에 기호학적 모델을 사용하였다. 연구 결과, 시각자료의 이해와 관련된 구조화 과정은 잘 수행하는 편이며, 목표 개념에 도달하는 번역 과정 및 시각자료간의 대응에 해당하는 번역 과정은 대체로 어려워하였다. 시각자료와 글을 연결하는 번역 과정은 학생에 따라 성공 여부가 달랐다. 한편, 면담에 참여한 모든 학생들이 시각자료를 해석하는 과정은 유사하게 나타났다. 이에 대한 교육적 함의를 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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