GIS는 중고등학교의 다양한 교과에서 적용 및 활용이 가능하여 매우 필 요한 교육과정 중의 하나가 될 수 있다. 현재 GIS 활용 내용은 주로 중등학 교 사회과 교육과정 중 고등학교 지리 교과 영역에 포함되어 있다.
(1) 지리교과의 기본 개념
지리교과의 기본 개념은 한 장소의 인문·자연적 특성에 대한 이해, 지구상 에서 변하는 것들, 지표상의 패턴을 형성하는 자연 환경적인 과정, 인간 거 주 패턴과 그 과정, 인문환경 시스템과 자연 시스템간의 상호작용, 미래를 계획하는 지리학의 역량에 관한 것이다. 미국 지리협회는 1994년 일반적으 로 지리학적 지식을 갖춘 사람이 이해하고 알아야 하는 지리교육 표준 (Geography Education Standards)을 다음과 같이 발표하였다.10)
① 지리적 지식(Knowledge)
지리 교과에서 이해하는 지식의 개념은 6개의 필수 요소와 18가지의 표준으 로 구성하였다.
첫째, 공간 측면에서의 세계에 대해서는 10) 이화여자대학교, 2003, 앞의 책, p. 29.
‧ 공간적 시각에서 정보를 획득하고 처리하고 기록하기 위해 지도와 다 른 지리적 표현물과 과학기술을 이용하는 방법
‧ 공간적 상황에서 사람과 장소와 환경에 대한 정보를 조직하기 위해 지도 를 이용하는 방법
‧ 지표 상의 사람과 장소와 환경에 대한 공간 조직을 분석하는 방법을 알 아야 한다.
둘째, 공간으로서의 장소와 지역에 대해서는 ‧ 한 장소의 인문·자연적 특색
‧ 사람들은 지구의 복잡함을 해석하기 위해 지역을 만든다는 것
‧ 사람들이 장소와 지역을 인지하는데 영향을 주는 문화와 경험을 알아 야 한다.
셋째, 자연 시스템에 대해서는
‧ 지표의 패턴을 형성하는 자연 환경적인 과정 ‧ 지표상 생태계의 특징과 공간 분포를 알아야 한다.
넷째, 인문 시스템에 대해서는
‧ 지표상에서 이루어지는 인구의 이동 및 분포, 그들의 특징 ‧ 다양한 문화의 복잡성과 그 분포 특징
‧ 경제적으로 상호 의존하는 패턴과 네트워크 ‧ 인간 거주과정과 패턴, 그리고 기능들
‧ 사람들간의 갈등과 협동이 지표상에서 일어나는 분배와 통제에 어떻게 영향을 주는가 알아야 한다.
다섯째, 환경과 사회에 대해서는
‧ 인간의 행위가 자연 환경에 미치는 영향 ‧ 자연 시스템이 인문 시스템에 미치는 영향 ‧ 자원의 의미와 이용 배분을 알아야 한다.
여섯째, 지리학의 활용에 대해서는
‧ 과거를 해석하는데 어떻게 지리학을 적용할 것인가
‧ 미래를 위한 계획과 현 상황을 이해하는데 지리학을 어떻게 적용 할 것인 가를 알아야 한다.
② 지리적 기술(Skills)
지리 교과에서 요구하는 기술로는
첫째, 지리적인 질문을 할 수 있어야 하며, 둘째, 지리적인 정보를 획득할 수 있어야 하며, 셋째, 지리적인 정보를 제시할 수 있어야 하며, 넷째, 지리적인 정보를 분석할 수 있어야 하며,
다섯째, 지리적인 일반화 그 결과를 검증할 수 있어야 한다.
③ 지리적 태도(Perspectives) 지리적인 태도란
첫째, 지표상의 여러 현상에 대해 지리적인 관심을 갖고 관찰하려는 태도 둘째, 지리적 의식이나 관점에서 보려는 태도
셋째, 지리적으로 해석하고 판단하려는 태도를 말하며, 지리학을 이해하기 위해서는 공간적 시각과 생태학적 시각을 필요로 한다.
(2) 지리 수업에서의 GIS의 필요성
위의 지리 교과의 기본 개념 중에서 특히 지리적 기술(Skills) 측면에 해당 하는 것이 GIS 교육이다. GIS를 효과적으로 이용한다는 것은 단순히 버튼을 클릭하여 지도를 만들어 내는 것 이상의 의미를 지닌다. 기존의 지루한 교 수학습법에서 탈피함으로써 학생들은 적극적으로 지리 수업에 동참할 수 있 고, 공간에 대해 생각하는 사고력과 분석하는 응용력을 키우게 되며, 부가적 으로 컴퓨터를 이용한 문제 해결력을 키우는 등 교육 자체의 개혁을 동시에 수반하게 된다.11)
즉, GIS 활용 수업이 효율적이고 통합적인 기능은 지리 학습에 있어서 필 요한 공간 개념을 학생들이 보다 쉽게 이해할 수 있고, GIS Tools과 컴퓨터 의 다양한 기능을 통해 지도를 접하게 하여 학생들의 흥미를 유발시켜 재미 있고 한 차원 높은 지리 수업이 가능하다.12) 그렇기 때문에 지리 수업에서 GIS의 적극적인 활용은 교육 현장에서 많은 교사들에 의해 다양하게 실천 되어야 한다.
① 학생들의 학습 의욕 증진 효과
학생들은 교과서 중심의 학습에서 벗어남에 따라 새로운 분야를 체험한다 는 호기심으로 GIS를 접하게 될 것이다. 그리고 GIS Tool을 이용함으로써 관념적으로만 인식하던 공간 개념이 실제로 인식되면서 어떤 주제나 장소에 대해 생각하는 사고력을 기르게 된다. GIG Tool을 배우게 되면 학생들은 특정 지역의 지도를 스스로 만들 수 있고, 입력된 데이터를 바탕으로 공간 상의 특징적인 패턴을 쉽게 읽을 수 있으며, 사용된 데이터와 수행된 분석 을 수정하는 등 공간을 활용한 학교 현장에서 가상적으로 접근을 시도할 수
11) 이화여자대학교, 앞의 책, pp. 31-32.
12) 유병성, 앞의 글, p. 8
있다. 또한 이러한 모든 과정을 반복하거나 추가 작업을 통해 항상 새로운 데이터와 연동하며 결과를 볼 수 있게 된다.
컴퓨터 자체는 다양한 방법으로 유사한 내용을 배울 수 있는 강력한 도구 이기 때문에 GIS에 관심이 있는 학생들은 Tool에서 제공하는 다양한 기능 을 통해 개인적인 관심과 욕구에 맞도록 학습을 심화시킬 수 있다. 즉, GIS 를 활용함으로써 스스로 필요한 정보를 직접 찾아내고 탐구하는 적극성을 배우게 된다.
② 학생들의 이해력 및 능력 증진 효과
GIS 활용 능력을 습득함으로써 첫째, 지리적 데이터를 분석, 통합, 평가하 는 일련의 과정을 통해 비판적인 사고를 향상시키게 된다. 둘째, GIS Tool 을 활용함으로써 통계자료를 이용하고 해석하는 수리 능력뿐만 아니라 데이 터를 획득하고 변환하는 과학기술적인 능력도 개발시킬 수 있다. 셋째, 입력 된 데이터나 결과물로 제시되는 데이터를 언어 형태로 표현하고 이해하게 되며, 이것을 간단 명료하게 시각적인 심볼이나 그래프로 표현할 수도 있게 된다. 넷째, 실세계를 시각적인 그림으로 지도화하는 지도인지 능력이 확대 되고 얻어진 결과를 다양한 방법을 통해 다른 사람들과 효과적으로 의사 소 통하는 능력도 기르게 된다.
③ 전문적인 분석 도구로서의 GIS 활용 효과
GIS는 기본적으로 컴퓨터를 매개체로 수행되는 분석 도구이므로 GIS Tool을 배움으로써 컴퓨터를 자연스럽게 익히는 기회를 갖게 된다. GIS Tool을 전문적으로 다루게 되면 정보처리 능력도 발달하게 되는데 파일관리 나 지리적 데이터의 가공, 데이터베이스 조작, 그래픽 툴 사용뿐만 아니라, 위성자료나 항공사진과 같은 전문적인 자료도 처리할 수 있게 되며 인터넷
을 통한 자료의 공유도 가능하게 된다.
④ 학생들의 공간 인식 및 활용 기능 증대 효과
GIS를 이용하는 학생들은 실질적인 경관과 상징적인 그래픽적 표현에서 공간적인 패턴을 파악할 수 있게 되며, 그러한 공간 패턴을 설명하고 기술 하기 위한 질문도 생각하게 된다.
(3) 지리수업에서 GIS의 역할
Palladino(1994)는 미국 지리교육지침(Guidelines for Geographic Education, (1982)에서 제시한 5가지 주제를 가르치기 위해 GIS의 효용성을 아래와 같 이 정리한 바 있다.13)
‘위치’는 GIS 디스플레이를 통해서 만으로도 위치를 효과적으로 보여줄 수 있다. 상대적 위치를 다양한 규모에서 보여 주면서 화면에 보여주는 영 상들을 달리할 수 있다. 그리고 다양한 시각적 효과를 통해 3차원, 사각(斜 角), 정사(正寫), 수치지도 등의 표현이 가능하다. GIS는 절대적 위치를 표현 하기 위한 다양한 위치참조 체계의 중요성을 인식시킬 수 있다. 거리, 면적 계산, 좌표체계와 같은 위치 관계의 중요성이 GIS 분석 기능을 통해 보여진 수 있다.
‘장소’는 GIS를 사용하여 특정한 위치가 여러 레이어에서 다양하게 나타 나는 특성들을 보여줄 수 있다. 또한 장소의 본질을 결정하는 요소를 레이 어의 조합으로 관찰할 수 있다. 레이어를 통해 학생들은 각각의 위치에 어 떤 특징이 있는지를 파악할 수 있고 장소가 어떻게 다른 지를 알 수 있다.
13) 김종근, 2000, “GIS를 활용한 고등학교 지리수업 모형 개발에 관한 연구”, 서울대학 교대학원, pp. 6-7.
[표 2] 미국 지리교육지침 주제에 따른 GIS의 효용
주제 GIS의 효용
위치
· 지표상의 위치를 GIS로 디스플레이하기
· 확대, 축소 → 다양한 스케일에서의 상대적 위치 파악하기 · 다양한 시각화 → 3D, 사각(斜角), 정사(正寫)
· 거리, 면적, 좌표체계 등 위치 참조 체계의 중요성 인식
장소
· 레이어 조합 → 장소의 특성 파악하기 · 레이어 중첩 → 특정 위치의 특성 파악하기
예)아프리카 인구, 정치, 자연, 기후를 각각 또는 조합 장소
내에서의 관계
· 모델을 통해 시각화 가능
예)농업 활동 조건 찾기 : 토양, 수문, 강수 등의 레이어 조합
이동 · 이동의 흐름 표시 가능
예) 항공망, 도시 교통 패턴, 계절별 노동력 이동
지역
· GIS의 면 자료 이용 : 동일한 속성
· 경계 개념 : 다양한 속성 레이어 증첩 → 행정경계와 불일치 · 퍼지 경계 → 연속적인 변화와 불연속적인 변화
‘GIS’를 통해 장소 내에서 인간과 환경과의 상호작용을 살필 수 있는 핵 심 정보를 표시함으로써 ‘장소 내에서의 상호 관계’를 교수할 수 있다. GIS 를 더욱 정교하게 사용한다면 한 지역이 인간 활동에 이득을 주는지 방해를 주는지 그 잠재성을 분석할 수 있다. 예를 들어 레이어를 조합하여 토양의 잠재적 비옥도를 모델을 통해 산출해낼 수 있다. 여러 가지 농업활동을 위 해 필요한 조건들을 살펴보면서 인간이 환경에 영향을 받고 있다는 것을 강 조할 수 있다.
‘이동’은 GIS를 통해 다양한 이동의 양상과 관련된 주제들을 보여줄 수
있다. 도시 교통 패턴, 이동 노동자의 계절별 흐름 등과 같은 주제들이 예가 될 수 있다.
GIS에서 ‘지역’은 면14)으로 표현된다. 단순히 하나의 변수나 특성을 가진 지역이 표시될 수 있으며, 다양한 지역이 새로운 지역을 표시하기 위해 중 첩될 수 있다. 전통적인 지구 규모나 국가 규모의 지역이 표시될 수 동 있 으나, GIS 교육에서 분석 능력과 유용한 정보의 빠른 갱신을 생각한다면 학 생들은 지역 범위에서 자료를 조작할 수 있을 것이다.
[표 3] 미국 ESRI社가 제시한 GIS의 교육적 효용
주제 GIS의 효용
공간 인식 · 패턴 발견, 패턴 기술, 다양한 규모의 자료 통합 교육방법의 혁신 · 적극적인 학생 참여, 다양한 평가 방법
정보의 시각적 인식 기능
· 정보의 홍수 속에 필요한 정보를 시각적으로 선별, 인식, 표현 가능
다양한 지능 개발 · 분석, 종합, 평가를 통한 비판적 사고력과 도해능력, 상징 사용 등
정보 발견과
조작 능력 개발 · 다양한 자료원, 다양한 형태 자료 취득 및 가공 컴퓨터 관련 기술
습득 · 데이터베이스 관리, 위성자료, 인터넷 이용 직업 교육의 도구 · 컴퓨터 사용 능력, GIS 산업 발전
한편, 세계적으로 대표적인 GIS 소프트웨어 개발사인 미국의 ESRI는 [표 3]과 같이 주로 기능적인 측면에서 GIS의 효용성을 강조하였다.15) 즉, GIS는 14) GIS에서 공간 속성 정보를 표시하는 기초 단위는 점(point), 선(line), 면(polygon)으
로 구분한다.
15) ESRI, 1998, 『GIS in K-12 Education』의 내용을 요약한 것임.