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Youngok Kang, Professor, Department Social Studies, Ewha Womans University. [email protected] (Corresponding author) Nahye Cho, Ph.d Students, Department Social Studies, Ewha Womans University. [email protected]
Aetti Kang, Ph.d Students, Department Social Studies, Ewha Womans University. [email protected] Jiyoung Park, Ph.d Students, Department Social Studies, Ewha Womans University. [email protected]
공간정보의 교육분야 활용을 위한 전략연구
Strategic Plan for Application of Geospatial Information Technology in the Field of Education
강영옥*․ 조나혜**․ 강애띠***․ 박지영****
Youngok Kang․ Nahye Cho ․ Aetti Kang ․ Jiyoung Park
요 약 지오웹의 발전은 공간정보가 과거 일부 전문가만이 사용할 수 있었던 것에 반해 일반인들도 누구나 쉽게 활용 할 수 있는 기반을 만들어 놓았다. 교육현장에서도 이러한 공간정보 기술과 관련 자료들을 보다 쉽게 창의적으로 활용 하는 사례가 증가하고 있다. 외국의 경우 구글을 비롯하여 국가적 차원의 공공기관에서 기 구축한 공간자료들을 교육목 적에 쉽게 활용할 수 있도록 관련 사이트를 구축하고 활용사례를 제시하며, 참여를 유도하기 위한 다양한 전략을 제시 하고 있다. 본 연구에서는 초·중·고등학교 수준에서 공간정보를 교육에 활용하여 융합적이고 창의적이며, 탐구중심의 교육이 이뤄질 수 있도록 그 기반을 마련하고 이를 활성화할 수 있는 전략을 제시하고자 한다.이를 위해 학교현장의 환 경변화와 교육 분야에서 공간정보 활용에 대한 연구들을 조사하고, 해외의 공간정보기반 교육 사이트 분석 및 국내 공 간정보분야 현황분석을 토대로 공간정보기반 교육을 위한 전략을 제시하였다. 전략은 구체적으로 첫째, 수업모듈 구축, 둘째, 학습용 데이터베이스 구축, 셋째, 공간정보기반 수업모듈 저작환경 구축, 넷째, 공간정보기반 교육 활성화를 위한 지원서비스 부분으로 나누어 제시하였다.
키워드：공간정보, 지오웹, 탐구학습, 융합교육, 전략 계획
Abstract As Geoweb is continuously developing, today it is possible for the public to utilize geospatial information technology, whereas only a few experts could apply this technology in the past. The examples that utilize the geospatial information technology creatively in the field of education have been increasing. Google, USGS and NASA, etc.
presented various strategies to attract participation from people as they construct the related web-sites and suggest practical examples so that the existing spatial data in public institutions can be utilized in the field of education. In this study, we presented the strategies that converged education and exploratory learning can be vitalized on the primary, middle and high schools by using geospatial information technology. We took a literature review of researches that geospatial information technology had applied in the field of education according to the changes of schools' environments, analyzed internal and foreign web-sites which applied geospatial information technology to the field of education, and finally presented the strategies for application of geospatial information technology in the field of education. The strategies we presented are divided into four parts: 1) construction of course modules, 2) construction of educational database based on geospatial information technology, 3) construction of authoring environments for course modules, and 4) provision of supporting services for vitalizing the education based on geospatial information technology.
Keywords :Geospatial information technology, Geoweb, Exploratory learning, Converged education, Strategic plan
1. 서 론
인터넷의 발달과 함께 우리생활에는 많은 변화가 일어났다. 특히 그 가운데에서도 Web 2.0의 개념과 발달은 그 이전의 웹과는 또 다른 측면의 발전을 가져 왔다. 사용자의 참여와 협업, 공유를 표방하는 웹의
진화는 공간정보에 있어서도 지오웹(GeoWeb)의 개 념을 가져왔고, 이는 공간정보 콘텐츠 및 서비스에 대 한 검색, 접근, 이용을 가능하게 했다. 가장 대표적인 선발주자라 할 수 있는 구글(Google)은 구글맵(Google Maps)과 구글어스(Google Earth) 서비스를 통해 다양 한 사용자들이 그들이 제작한 사진, 동영상, 기록들을
쉽게 매쉬업(mash-up)할 수 있도록 만들었고, 이는 세 계적인 인터넷 포털 기업들이 지도시장에 진입하여 다양한 서비스를 제공하는 계기를 만들었다.
국내에서도 네이버, 다음 등이 지도서비스를 제공 하며, 국토교통부에서도 브이월드(vworld)라는 3차원 지도서비스를 제공하게 하는 계기가 되었다. 이러한 환경변화는 공간정보가 과거에 일부 전문가만이 사용 할 수 있었던 것에 반해 일반인들도 누구나 쉽게 활용 할 수 있는 기반을 만들어 놓았으며, 일반인들이 자신 이 만든 지도기반 매쉬업을 공유하고 활용하는 사례 들이 증가하고 있다[11].
이와 함께 이러한 공간정보 기술과 관련 자료들을 교육현장에서 활용하려는 사례가 증가하고 있다. 외 국의 경우 구글을 비롯하여 국가적 차원의 공공기관 에서 기 구축한 공간자료들을 교육목적에 쉽게 활용 할 수 있도록 관련 사이트를 구축하고 활용사례를 제 시하며, 참여를 유도하기 위한 다양한 전략을 제시하 고 있다.
교육현장에서 공간정보의 수요는 교육환경변화와 밀접한 관련이 있다. 최근 정보통신 기술의 발달과 함 께 도래한 지식정보사회에서는 실시간으로 쏟아지는 수많은 양의 정보에서 의미 있는 지식을 획득하고, 급 변하는 사회에서 유연하게 대처할 수 있는 지식의 중 요성이 부각되고 있다. 즉, 정보의 암기보다는 폭발적 으로 증가하는 정보에서 의미있는 지식을 추출하고, 재구성하는 탐구중심 학습과 다양한 교과를 아우르는 학제간 융합 및 통합교육의 중요성이 강조되고 있다 [5, 10, 14, 23]. 이러한 필요성에 대해 정부차원에서도 교육부는 2011년 추진 업무계획(2010)에서 과학과 기 술교육에 인문교육(Arts)을 더한 ‘융합인재교육(Science- Technology-Engineering-Art-Mathematics: STEAM)’
의 중요성을 강조하고 있다. 특히 2009년 제7차 개정 교육과정부터는 자율과 창의에 바탕을 둔 자기 주도 적 학습 역량의 배양을 위해 재량 활동 영역을 확대하 고, 교과학습에서 직접 체험하기 어려운 학습 내용에 대해서는 학교 교육에서 벗어나 현장체험학습을 하도 록 권장하고 있다. 더 나아가 2011년 개정 교육 과정 에 따라 학교별 교육 과정 운영의 자율성이 확대되고, 교사들이 자유롭게 운영할 수 있는 자유탐구 활동이 신설되었으며, 주 5일 학교 운영이 본격화 된 상황에 서 현장체험학습의 중요도가 증가하고 있다. 이러한 변화와 함께 2014년부터 초·중등학교에서 디지털교과 서의 시범사용이 본격화되면서 디지털 교과서에 대한 연구 및 제작가이드라인이 보급되고 있는 실정이다.
이러한 교육현장의 환경변화에 비추어볼 때 공간정
보는 다양한 교과에서 탐구중심의 학습을 가능하게 하는 주요 수단이며, 현장체험학습을 위한 가장 기초 적인 인프라로서 다양한 가능성을 제시하고 있다. 그 러나 국내에서 공간정보 사업이 꽤 오랜시간이 흘렀 고, 국토교통부가 공간정보 오픈플랫폼사업을 적극적 으로 추진하고 있지만 공간정보를 교육에서 활용하는 사례는 매우 미진한 상황이다.
따라서 본 연구는 교육과 공간정보의 융합을 통해 교육의 흥미를 유발하고, 초․중․고교에서 공간정보를 기반으로 창의적이고 융합적인 학습이 가능하도록 하 는 전략계획 수립을 목표로 한다. 이를 위해 학교현장 의 환경변화와 교육 분야에서 공간정보 활용에 대한 연구들을 조사하고, 해외의 공간정보기반 교육 사이 트 및 국내 공간정보분야 현황분석을 토대로 공간정 보기반 교육을 위한 전략을 제시하였다. 마지막으로 결론에서는 공간정보 기반의 교육을 활성화하기 위한 과제를 제안하고자 한다.
2. 관련연구
지오웹을 통한 탐구중심의 교육은 국내외의 여러 연구를 통해 그 가능성이 검증되고 있다. 지오웹은 공 간정보를 능동적으로 생산하고 이를 서비스하기 때문 에 웹GIS에서 새로운 변화를 주도하고 있다[6, 16, 24]. Doering and Veletsianos[4]는 교실환경에서의 웹 지도를 이용한 학습은 학습자의 학습동기를 높여 수 업에 대한 몰입을 높여준다고 제시한 바 있으며, Harris et al.[8]은 지오웹 환경에서의 지도서비스는 생 동감 넘치는 시각자료로 활용이 가능할 뿐만 아니라 공간정보 기술을 활용하여 실제적인 문제들을 다룰 수 있고, 학습자들이 문제해결을 위해 공간정보자료 를 수집하고 조작하는 과정은 학습자의 문제해결 능 력을 향상시키고 지역에 대한 이해를 돕는다고 하였 으며, 지오웹의 활용은 지리개념을 효과적으로 이해 시킬 수 있고 공간적 사고력을 향상시켜 줄 수 있다고 제시하고 있다[2, 3].
최근에 국내에서도 지오웹 기반으로 수업자료를 제 작하거나, 수업모듈을 제작한 후 그 효과성을 검증하 는 연구들이 진행되고 있다. Kang[11]은 웹2.0과 더불 어 지리공간 웹 기술의 교육적 활용 가능성을 기술한 바 있으며, Lee[18]는 초등 사회교과 중 지도학습 단원 에서 교과에 수록된 다양한 주제지도 정보를 구글맵 에 매쉬업하여 나타낸 후 교사와의 인터뷰를 통해 콘 텐츠의 사용가능성을 검증하는 연구를 수행하였고, Lee and Kang[21]은 중학교 사회과의 중부지방 단원
을 사례로 지리교육 사이트를 구축한 바 있으며, Kim [15]은 웹GIS를 구축하여 학생들이 자기주도적인 지 리 학습을 할 수 있도록 웹기반 학습 교재개발을 한 바 있다. Kim[12]은 구글어스를 기반으로 인문지리 및 자연지리 단원의 학습 자료를 제작하고 적용한 바 있 으며, Lee[19]는 구글어스 매쉬업을 통해 지리교육 콘 텐츠를 개발해보고, 교육적으로 유의미한 지리교육 콘텐츠의 개발 가능성을 모색하고자 하였다. 구글에 서 제공하는 서비스 뿐 아니라 Kwon[17]은 네이버
‘항공뷰’기능을 활용하여 국내 지형사진으로 학습콘 텐츠를 구성하는 연구를 수행 한 바 있으며, Han[7]은 수도권 지역 학습을 위해 브이월드를 활용하고 그 가 능성을 검토한 바 있다.
한편 Kim[13]은 구글어스 KML을 활용한 해외석유 자원개발 지역을 찾는 모듈을 만들어 교육현장에 적 용해 보았다. 교사 인터뷰를 통해 학생들이 구글어스 를 활용한 수업에 호기심과 흥미를 갖는 것을 알 수 있었고, ‘최적입지 선정’ 교수-학습 모듈이 지리적 개 념을 배울 수 있는 학습도구로써의 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 구글어스는 공간적 사고만을 하고 공 간적 사고를 분석하고 종합할 수 없다는 Patterson[22]
의 주장과는 달리 KML을 활용하여 공간적 사고를 분 석하고 종합할 수 있음을 입증하였다. Lee[20]는 구글 어스, AEJEE, GPS, 지오웹 등의 공간정보기술을 활용 하여 풍력발전단지의 입지선정, GPS와 경위도 좌표 를 활용한 보물찾기 등의 문제를 다루는 모듈을 교사 연수에 적용한 바 있는데, 연수에 참여한 교사들은 모 듈의 이해가 쉽고, 학교에서 활용하기에 편리한 방식 으로 개발되었으며, 수업시간에 배우는 내용과 관련 있다고 평가하여 공간정보 기술이 교육에 효율적으로 적용될 수 있음을 입증한 바 있다.
그러나 이러한 다양한 가능성에도 불구하고, 국내 에서 특정 주제를 가지고 진행할 수 있는 교수-학습 모듈이 부족한 실정이며[13], 실제 학교 현장에서 학 생들이 접할 수 있는 교육 자료도 매우 부족한 실정인 것으로 파악되고 있다[19]. 또한 일선 교육현장에 있 는 교사들 가운데 지오웹기반의 교육가능성을 알고 있는 교사도 적을뿐더러 실제 관련교육을 실시하는 여건도 매우 취약한 실정이다.1)
1) 본 저자는 2008년부터 국토교통부가 주관하는 공간정보 거점대학으로 지정되어 일선중등교사를 대상으로 ‘지오 웹기반 수업모듈 만들기 과정’을 운영해 왔으며, 이때 수업을 들은 일선 교사들의 인터뷰에 의한 것이다.
3. 공간정보기반 교육 사이트 구축과 활 용현황
3.1 공간정보기반 교육 사이트 현황분석 앞선 사례연구에서 공간정보를 기반으로 하는 교육 이 탐구중심의 학습, 문제중심 학습에 도움이 된다는 선행 분석사례를 제시하였다. 그러나 이러한 연구를 뒷받침할 수 있게 한 것은 외국의 경우 민간 및 공공부 분의 공간정보기반 교육을 위한 웹사이트 운영 및 다 양한 지원서비스를 통해 가능했다. 구글의 지도서비 스(Google Earth, Google Maps)를 필두로 하여 미국의 USGS(U.S. Geological Survey), NASA(National Aero- nautics and Space Administration), 영국의 OS(Ordnance Survey)등 대량의 공간정보를 가지고 있는 기관들은 보유하고 있는 공간정보 혹은 지오웹 플랫폼의 교육 적 활용가능성을 인지하고 유아·초·중·고등교육에서 공간정보를 이용하여 수업에 활용할 수 있는 다양한 자료와 수업모듈을 제공하고 있다.
예를 들면, 구글은 구글맵과 구글어스를 공간정보 플랫폼으로 활용할 수 있도록 구글맵·구글어스의 활 용매뉴얼, 구글어스 및 구글맵을 기반으로 한 130여개 의 수업모듈을 소개하고 있다(Figure 1). 웹사이트 (http://www.google.com/edu/)는 교사용, 학생용, 비영 리조직용으로 구분하여 필요자료들을 쉽게 검색할 수 있도록 하고 있으며, 수업모듈의 경우 지리, 역사, 수 학, 지구과학, 생물, 문학 등 다양한 분야의 활용사례 를 제공하고, 교사나 학생이 저작한 수업모듈을 쉽게 공유하고 발전시켜 나갈 수 있도록 지원하고 있다. 구 글맵이나 구글어스에 대한 활용매뉴얼은 온라인을 통 한 튜토리얼 뿐 아니라 오프라인 교육도 실시하고 주 기적으로 경진대회도 개최하고 있다.
미국의 USGS는 미국 영토내의 육상 및 해저의 천연 자원, 지형, 자연재해 등을 측정하고, 지형도와 지질도 를 제작하며 관련연구를 수행하는 기관이다. USGS에 서는 기후변화, 생태계, 자연재해 등에 대한 실시간 데이터 및 시뮬레이션 툴을 제공하고, 이와 관련한 데 이터를 교육에 활용할 수 있도록 USGS Education (http://education.usgs.gov)을 통해 자료를 제공하고 있 다. USGS Education의 웹사이트는 크게 초·중·고등교 육으로 구분되며, 학년별 교육내용은 생물, 지리, 지 질, 물과 관련된 하위 카테고리로 구분하여 제공하고 있다 (Figure 1). NASA는 우주계획 및 장기적인 항공 연구를 수행하고 있으며, 과학, 기술, 수학 분야에 대 한 수업모듈을 NASA Education 사이트 (http://www.
Lewis Clark Map 1814 (History, Google in Edu.) Sugar Changed the World (Literatures, Google in Edu.)
Distribution of earthquake(real time) (Science/Geography, USGS)
Digimap for School (GIS, OS)
Climate change
(Science/Geography/Environment, Lehigh Univ.)
Diamond Trade (General sociology/Geography) Figure 1. Examples of lesson plans in various fields
nasa.gov/offices/education)를 통해 제공하고 있으며, My NASA DATA (http://mynasadata.larc.nasa.gov)를 통해 NASA가 보유하고 있는 데이터를 학년별로 어떻 게 교육에 활용할 수 있는 지를 제공하고 있다. 수업에 활용할 수 있는 모듈은 학년 급별로 기후변화, 대기영 향, 허리케인, 지구탐색, 인간의 영향 등으로 구분되 며, 약 100여개의 수업모듈을 제공하고 있다. 각 수업 모듈은 수업의 목적, 수업가능 학년, 소요시간, 학습결 과로 얻어질 내용, 해당과목, 학습방법 및 평가, 향후 학습내용 등으로 구분된다.
영국의 국립지리원격인 OS 웹사이트에서도 국가의
공간정보를 구축하여 다양한 서비스를 제공하고 있 다. 특히, 구축한 공간정보를 학교현장에서 활용할 수 있도록 Education & Research (http://www.ordnancesurvey.
co.uk/education-research/) 분류 하에 Digimap, GIS, Map data와 같은 지도와 관련된 학습 내용 및 수업 시간에 이용 가능한 자료를 제공하고 있다 (Figure 1).
한편, 미국의 르하이 대학(Lehigh University)에서는 환경문제와 관련된 이슈에 대해 중학생을 대상으로 지 오웹에 기반을 둔 탐구중심의 수업을 할 수 있도록 교육 과정을 제공하고 있다 (http://www.ei.lehigh.edu/ eli). 현 재 환경에 영향을 최소화하는 쇼핑몰의 입지선정, 과거
와 현재의 기후변화 탐구, 대체에너지의 입지조건 탐색, 판구조론의 이해 등 4가지 수업 커리큘럼을 제공하고 있다. 각 커리큘럼은 20~40시간에 해당하는 수업자료 로 구성되며, 하나의 주제를 구글어스, 위성사진, 실험, 읽기자료 등 다양한 자료를 분석하고 기록하여 해답을 찾도록 탐구중심 수업으로 구성하고 있다 (Figure 1).
이러한 공간정보를 기반으로 교육에서 활용할 수 있는 수업자료를 제공하는 사이트는 공공기관뿐 만은 아니다. 쥬시지오그래피(http://juicygeography.co.uk/) 는 영국의 중학교 교사가 구글어스 및 다양한 미디어 기반의 학습 자료를 수업모듈로 직접 제작하여 제공 하는 사이트이다. 지리, 일반사회, 역사 등 다양한 단 원에서 활용 가능한 학습 자료를 제작하여 공유하고 있는데 교육 과정과의 적합성과 교육 자료로서의 자 료 활용 가능성이 높다 (Figure 1).
3.2 시사점 분석
해외사이트 분석을 통해 몇가지 시사점을 얻을 수 있었다. 첫째 공간정보를 활용하는 수업모듈이 다양 한 교과에서 다양한 학년수준에 맞게 제공되고 있다 는 점이었다. 앞에서 분석한 6개 해외사이트(Google, NASA, USGS, OS, 르하이대학교, 쥬시지오그래피)에 서 제공되는 수업모듈은 약 1960개가 있었다. 대부분 지리(701)와 과학(985)에서 공간정보를 활용한 수업 모듈이 많았지만, 그 외에도 문학/언어(14), 사회/역사 (10), 수학(233), 미술(3), 기타(14) 교과목에서도 공간 정보를 융합하여 활용하고 있었다. 또한 수업모듈의 유형도 매우 다양하였는데 i) 한 차시 또는 두 차시등 을 기준으로 단원 내용에 따라 수업을 하면서 공간정 보를 활용하는 유형이다. 예를 들면 공정무역 수업단 원을 위한 수업모듈, 지구 판구조론과 관련된 수업모 듈 등이 있으며 가장 많은 부분을 차지하고 있었다.
ii) 배운 내용을 요약하거나 특징적인 부분에 대해 더 세부적으로 학습할 때 도움이 되는 유형으로 지형에 대한 소개나 구글 문학작품 여행의 수업모듈이라 할 수 있다. iii) 하나의 주제에 대한 커리큘럼이 20~40시 간에 해당하는 수업모듈 형태이다. 하나의 주제를 한 학기동안 체계적으로 배울 수 있도록 상세하게 구성 되어 있으며, 구글어스, 위성사진, 실험, 읽기자료 등 다양한 자료를 분석하여 활동지에 기록하고, 학생들 이 자료를 통해 탐색을 하고 대안을 찾도록 구성되어 있다. 가장 대표적 예가 르하이 대학에서 제공하는 4 개의 수업모듈로서 각기 한 학기를 기준으로 학습할 수 있도록 구성되어 있는 특징이 있었다.
해외 웹사이트의 두 번째 특징은 구글과 같이 구글
맵, 구글어스 등 지오웹 플랫폼을 보유하고 있는 기관 은 보유하고 있는 툴에 대한 교육내용이 다양한 것을 알 수 있었으며, 최근 많은 기관에서 보유하고 있는 데이터들이 공개되기 때문에 공개되는 다양한 데이터 를 지오웹과 쉽게 연동할 수 있는 툴의 개발 및 이를 쉽게 학습할 수 있는 다양한 튜토리얼과 활용가이드 를 제공하고 있다는 특징이 있다. 반면 USGS나 NASA와 같은 기관은 툴보다는 기관에서 보유하고 있 는 데이터를 학습에 쉽게 활용할 수 있도록 다양한 수업모듈을 제공하는 특징이 있었으며, 보유데이터에 대해서도 지도를 기반으로 쉽게 검색할 수 있는 지도 뷰어를 제공하고 있었다.
세 번째 특징은 해외 웹사이트들이 공간정보를 기 반으로 하는 별도의 교육사이트를 구축하여 수업모듈 의 제공 및 검색, 기관에서 보유한 데이터에 대한 검 색, 기관이 보유하고 있는 툴에 대한 활용 교육등을 매우 상세하게 제공하고 있다는 점이었다. 특히 학습 모듈이나 저작도구에 대한 사용자 가이드 서비스, 온·
오프라인 교육 프로그램의 제공 및 안내 서비스, 커뮤 니티 서비스등이 매우 잘 제공되고 있다는 점이었다.
이는 다양한 수업모듈을 저작하고 공유하며 활용하게 하는 기반이 되는 것으로 판단되었다.
4. 공간정보기반 교육 사이트 구축 전략
4.1 기본방향
우리나라의 경우 최근 들어 정부 3.0의 추진과 함께 공공기관에서의 정보공개도 점점 더 많아지고 있는 추세이며, 국토교통부도 브이월드 서비스를 통해 3차 원 공간정보를 쉽게 활용할 수 있도록 개방하고 있다.
브이월드 위에 다양한 주제도 정보의 서비스가 확대 되는 추세이기는 하나 교육적 활용을 위한 서비스는 아주 미흡한 상태이다.
따라서 공간정보 기반 교육융합 활용을 위해서는 국가에서 구축한 공간정보 및 공간정보 오픈 플랫폼 이 초, 중, 고등학교 수준에서 잘 활용될 수 있도록 공간정보 서비스를 확대하고, 초, 중, 고등학교 수준에 서의 공간정보기반 창의 융합교육을 지원할 필요가 있다. 이를 위해 첫째, 국가 및 관련기관에서 공개하는 다양한 공간 데이터의 교육적 활용기반을 구축하고, 둘째, 브이월드기반 공간정보 수업모듈 저작환경을 구축하며, 공간정보기반의 융합교육이 활성화될 수 있도록 지원서비스를 제공할 필요가 있다. 이를 위한 구체적 추진전략은 수업모듈 구축, 교육용 공간데이 터베이스 구축, 공간정보 수업모듈 저작환경 구축, 지
Table 1. Course topics and subjects by lesson plan type
Type Topic Subject
Teaching ① guide
GIS learning Geography
The importance of Dokdo Geography, History, General Sociology, Science Landslides, urban management
and roleplay
Geography, General Sociology, Science Analyzes of animal habitat
corridors on the map to select
location Geography, Science
Using GPS Learning Geography Modeling of sea-level change at
the east coast Geography, Science Location Selection of wind power Geography King Kwanggaeto’s policy about northern advancement History Sphere of life and culture varies
with watershed Geography
Melting glaciers in the Arctic
due to global warming Geography, Science Southern Oscillation and the El
Nino Geography, Science
Koppen’s climate classification Geography, Science
Food Miles Geography
Fair Trade Geography, General Sociology
② Teaching tool
Natural environment/terrain Geography, Science Atlas of social study
(elementary school)
Geography, History, General Sociology
Atlas of social study
(middle/high school) Geography, General Sociology Atlas of history
(middle/high school) History Structure and crustal material of
earth Science
③ Applica- tion to creative education
Literature Language arts
Art Appreciation Art
Our neighborhood safety guidance Geography Mapping our hometown Geography
Energy Geography, Science
Climate change Geography, Science Natural disasters Geography, Science World conflict Geography, History
원서비스 제공으로 구분하여 제시하고자 한다.
4.2 부문별 추진전략 4.2.1 수업모듈 구축전략
수업모듈이란, 공간정보와 다양한 교과목을 융합하 여 한 차시 당 활용할 수 있는 콘텐츠를 의미한다. 수 업모듈 구축의 목적은 향후 교사나 학생, 그 외 사용자 들이 기 구축된 수업모듈을 수업시간에 활용하는 것 뿐 아니라 사용자들이 수업모듈을 개발하여 수업에 사용할 수 있도록 예시를 보여주고자 함에도 목적이 있다. 이러한 배경하에 수업모듈 부분의 전략은 첫째, 수업에서 공간정보가 활용되는 유형별로 가장 효과성 이 높을 것으로 예견되는 주제를 도출하여 수업모듈로 연차적으로 구축하고, 둘째, 해외 수업모듈을 소개하 며, 셋째, 현장학습에도 공간정보가 활용될 수 있도록 몇 개 사례지역에 대해 공간정보기반 현장학습용 어플 리케이션 구축을 내용으로 한다. 첫째, 구체적인 수업 모듈의 구축은 우리나라 교육과정에 맞게 ‘창의성/독 창성’, ‘수준별 확대가능성’,‘수업적용가능성’, ‘융합교 육가능성’등을 고려하여 주제를 선별하였다. 또한 수 업모듈의 활용이 수업지도안형2), 수업도구형3), 창의 적 체험활동형4)등 다양하기 때문에 수업유형별로 구 축될 수 있도록 전략을 도출하였다. 수업지도안형 14 개, 수업도구형 5개, 창의적 체험활동형 8개의 주제를 도출하였다(Table 1). 이렇게 추출된 주제들을 국내 교 육과정에 맞게 구체적으로 수업모듈로 설계하고 구축 하여 웹사이트를 통해 공유하도록 하며, 수업모듈의 구축은 4차년도에 걸쳐 연차별로 구축하도록 한다.
둘째, 해외 수업모듈 소개 및 번역작업은 해외에서 얼마나 다양한 분야의 다양한 내용들이 수업에 활용 되고 있는지를 참고할 수 있도록 하며, 궁극적으로는 공간정보의 활용에 대한 아이디어를 얻을 수 있도록 하는데 목적이 있다. 앞선 사이트 분석에서 소개한 바 와 같이 현재 6개 사이트에서 약 1960여개의 수업모 듈이 제공되고 있는데 전체적으로는 주제 및 내용에
2) 수업지도안형: 수업의 전체 흐름에 따라 순차적으로 구 성되어 있으며, 공간정보를 활용한 도구나 자료에 대한 안내도 포함이 된 형태이다.
3) 수업도구형 : 수업 중 또는 수업 후 배운 내용을 요약하 거나 특징적인 부분에 더 자세하게 학습할 때 도움이 되 는 형태이다.
4) 창의적 체험활동형 : 하나의 주제에 대한 커리큘럼이 20~40시간 해당하며, 한 학기 동안 체계적으로 주제를 학습할 수 있도록 구성되어있다. 창의적 체험활동과 같 은 형태의 시간에 활용 가능하다.
대해 간단히 소개하고 하이퍼링크를 통해 정보를 탐 색할 수 있도록 하는 것이 필요하다. 그리고 일부 활용 가능성이 높고 내용이 풍부한 수업모듈에 대해서는 번역 및 소개 작업이 필요한 것으로 판단되었다. 소개 작업에는 총 56개의 수업모듈이 선정되었으며, 번역 작업에는 48개가 선정되었다.
셋째는 모바일 현장학습용 수업모듈을 구축하는 것 이다. 최근 학교수업에 있어 현장학습의 중요성이 강 조되면서 현장체험학습을 지원하는 모바일 어플리케 이션들이 다수 출시되고 있다. 그러나 대부분 학습적 내용은 빈약한 상태에서 현장의 전시물이나 유물 등 을 읽어주는 형태이기 때문에 현장학습도 보다 탐구 적으로 할 수 있도록 변화가 필요하다. 특히 이 부분은 현장학습으로 수행할 활동을 기획하는 내용이 매우 중요하기 때문에 현장에서 어떤 내용을 어떻게 학습 하도록 할 것인가에 대한 내용기획이 매우 중요한 부
Table 2. Annual plan for construction of educatonal database
Primary year Secondary year Tertiary year Quanternary
year
Base
Topographic maps, satellite images, administrative district, statistical areas, land registration, road name address, sigungu boundary, dogyeong boundary, world continental boundary, national boundaries, latitude, longitude
Landsat imagery
History Distribution of artifacts, distribution maps by historical events, national distribution of historical era, historical era movement, administrative district maps of historical era Topography World macro-morphology distribution, contour
Geology Plate boundaries, soil maps, seismic amplitude ratio World istribution of earthquakes, tsunamis, volcanoes
Climate Precipitation, temperature distribution
The world's climate and weather, wind power density distribution, climate and weather South Korea , climate change information
World istribution of precipitation, temperature
Hydrology Drainage pattern, flood coverage, flood control center, water
management map Groundwater
Natural
diasaster Volcano hazard maps, seismic hazard maps
World disaster Information, world distribution of forest fire
Vegetation Forest type map, vegetation index Forest density Ocean Undersea topography, nautical charts
Population Population, income distribution, population density Sightseeing Distribution of tourism resources, the world heritage
distribution City,
Urban Planning Building, housing, land use, comprehensive national
territorial plans Facility Branch, urban
plans Primary industry Production of world resources, the world resources move,
specialty distribution, primary industry production Consumption and production
of coffee by country Food production Manufactur
ing industy Regional distribution of industrial,manufacturing production
Service industy Production of services, shops Coffee prices by country
Energy Energy statistics
Traffic and
communication Traffic, traffic condition, road network power transmission network
Health and
welfare Crime information, distribution of 119 security center, police district, hospital
Politics World conflict
Figure 2. Adding location information to the educational multimedia material
분이기도 한다. 모바일 현장체험학습 모듈도 궁극적으 로는 교사들이 필요에 따라 모바일 현장학습 프로그램 을 제작할 수 있도록 도와주는 것을 목적으로 하며, 본 연구에서 제시하는 것은 그 가능성과 이러한 현장체험 학습 프로그램을 교사의 요구에 따라 어떻게 쉽게 제작 할 수 있는지를 예시적으로 보여주는 것에 목적이 있 다. 모바일 현장체험학습 모듈의 대상지역 및 주제는 현장체험학습에 용이하고, 공간정보를 기반으로 하며, 교과 융합의 성격이 강한 5개를 선별하였다. 선별된 주제는 ‘창덕궁의 입지적 특성과 풍수지리’, ‘한탄강 의 지형특성’, ‘인천 차이나타운과 다문화’,‘창녕 우 포늪의 생태적 특성’,‘전주한옥마을’등이었다.
4.2.2 학습용 데이터베이스 구축 전략
최근 정부의 공공정보 공개방침에 따라 다양한 데 이터들이 제공되고 있으며, 공간데이터 역시 예외는 아니다. 그러나 이러한 데이터들이 초, 중, 고등학교 교육현장에서 쉽게 활용되기 위해서는 공간데이터를
교육에 맞게 쉽게 활용할 수 있는 기반마련이 필요하 다. 이를 위해서 교육에 활용가능하도록 공간데이터 를 가공하여 제공할 필요가 있는데, 막연하게 교육용 으로 공간데이터를 가공토록 하는 것은 그 범위에 있 어 문제가 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 앞서 수 업모듈 구축에서 필요로 하는 공간데이터를 전략적으 로 먼저 가공하도록 계획을 수립하였다. 이 가운데에
Figure 3. A conceptual diagram of authoring environments on course modules based on geospatial information technology
서도 수업모듈에서 공통적으로 활용되는 공간데이터 를 먼저 가공하도록 하며, 수업모듈 구축계획에 맞춰 연차별로 가공하여 제공하도록 한다 (Table 2).
국가에서 기 구축한 공간데이터들을 교육에 활용할 수 있도록 가공하여 제공하는 전략과 함께 교육용 멀 티미디어 요소자료의 공간자료화가 필요하다 (Figure 2). 수업모듈에는 수업에 활용되는 다양한 동영상자 료, 멀티미디어자료, 모식도 및 사진자료 등이 존재한 다. 예를 들면 초중등학교에서 활용되는 멀티미디어 자료는 에듀넷에서 관리 및 제공하고 있고, 고등학교 의 경우 출판사별로 멀티미디어 요소 자료들을 관리 하고 교사들에게 제공하고 있다. 실제 수업모듈 구축 에는 이러한 자료들이 필수적으로 포함되어야 할 필 요가 있다. 또한 이들 자료들은 메터데이터로 관리하 면서 수업내용 및 단원별로 검색할 수 있도록 되어 있 는데 이를 수업모듈 제작시 활용할 수 있도록 연계하 며, 이들 멀티미디어 자료에 위치정보를 추가하여 공 간정보 기반 수업모듈 제작시 활용될 수 있도록 한다.
4.2.3 공간정보기반 수업모듈 저작환경 구축전략 공간정보기반 수업모듈 저작환경이란, 공간정보기 반 융합 수업모듈을 쉽게 저작할 수 있도록 도와주는 일종의 콘텐츠 저작 환경을 가리킨다. 공간정보기반 수업모듈 저작 환경 목표는 학습내용과 공간정보가 융합된 수업모듈의 쉬운 저작 환경을 제공하고, 수업 모듈 저작을 위한 간편한 사용자 인터페이스(UI; User
Interface) 및 기능을 제공하는 것이다. 즉 교사 및 교재 전문가들이 본 저작환경을 통해 다양한 기능과 데이터 를 연계하여 쉽게 수업모듈을 저작할 수 있도록 한다.
공간정보 융합 수업모듈 저작 환경의 주요기능은 수업모듈 저작을 위한 간편한 방식의 화면 구성요소 배치, 수업모듈에 필요한 각종 학습 데이터 및 공간정 보 연계 기능 제공, 수업모듈 실행에 필요한 각종 융합 기능의 블록(Block) 형태로의 제공, 단위 블록의 배열 및 조합을 통하여 완성된 수업모듈을 생성하고, 유선 웹 페이지 및 모바일 웹앱(WebApp) 형태로 수업모듈 보기 기능을 제공하는 것이다.
공간정보 융합 수업모듈 저작 환경은 크게 학습 데 이터 연계 블록, 수업모듈 생성 블록, 수업모듈 저작 사용자 인터페이스 환경, 수업모듈 뷰어로 구성하였 다 (Figure 3). 공간정보 융합 수업모듈 저작 환경은 외부 공간정보 플랫폼의 공간정보 기능을 활용하고, 학습자료 저장소에 등록된 각종 데이터를 활용하여 수업모듈을 생성하고 수업모듈 저장소에 수업모듈 및 수업모듈 메타데이터를 저장하며, 이를 공간정보 기 반 교육 웹 사이트를 통해 등록 및 배포하는 형태를 취하도록 한다.
4.2.4 지원 서비스 구축 전략
지원 서비스란 공간정보기반의 교육을 활성화하기 위해 필요한 기타 서비스를 말한다. 앞서 해외의 공간 정보기반 교육사이트에서도 분석되었듯이 공간정보
Figure 4. An annual strategic plans for the application of convergence education based on geospatial information 기반 교육의 활성화를 위해서는 수업모듈의 구축이
나, 교육을 위한 공간데이터의 가공, 저작환경의 구축 외에도 다양한 지원이 필요한 것으로 판단되었다. 공 간정보기반의 교육 활성화를 위해서는 크게 네 개 분 야의 지원서비스가 필요할 것으로 도출되었다. 첫째 는 공간정보기반 교육의 활성화를 위해 별도의 웹사 이트를 구축할 필요가 있다. 공간정보기반 교육용 웹 사이트는 일반 사용자에게는 수업모듈, 학습자료 등 의 콘텐츠를 쉽게 활용할 수 있는 장이 되며, 서비스 관리자에게는 사이트 관리의 편의를 제공하는 것을 목적으로 한다. 공간정보 기반 교육 웹 사이트의 주요 기능은 수업모듈 뷰어를 통해 각종 공간정보 융합 수 업모듈 자료를 제공하고, 수업모듈 제작에 필요한 각 종 학습자료 및 공간정보 데이터를 제공하며, 수업모 듈활용, 데이터활용, 수업모듈 저작에 대한 각종 튜토 리얼을 제공하고, 온라인 및 오프라인 교육에 대한 안 내를 제공하는 관문역할을 한다.
두번째는 수업모듈에 대한 활용 설명서, 툴(tool)에 관한 설명서, 데이터 활용 설명서등의 정보를 제공하는 튜토리얼을 제작하여 제공하도록 한다. 수업모듈 제작 을 위한 툴에 관한 설명서, 그리고 수업모듈을 제작하 는데 필요한 데이터 활용법에 대한 설명서를 제공함으 로써 사용자의 참여를 활성화 할 수 있고, 다양하고 개 성이 있는 수업모듈을 만들 수 있는 기반이 될 수 있다.
셋째, 온라인 및 오프라인 교육에 대한 안내를 제공
하도록 한다. 온라인 교육은 수업모듈에 대한 교육 및 사용자가 활용하기 어려운 툴에 관한 교육, 데이터 활 용법에 관한 교육을 실시한다. 그리고 오프라인 교육 은 교사와 학생을 대상으로 별도의 교육을 실시하도 록 한다. 예를 들면 교사 대상 오프라인 교육의 경우, 연 2회 방학기간을 이용하여 교육을 시행하고, 컨퍼런 스 및 경진대회를 개최하여 참여를 촉진하도록 한다.
학생을 대상으로 하는 프로그램도 교육을 위한 프로 그램과 경진대회 등으로 나누어 개최하도록 하며, 시 상과 장학금을 지급함으로써 사용자 참여를 더욱 활 성화 시킬 수 있다.
마지막으로 사용자 참여 활성화를 위한 기타 지원 서비스로 다양한 기술, 교육, 예산 지원이 필요하며, 개인 자료 공유를 위해 사용자 개인이 보유하고 있는 사진이나 동영상, 데이터 등을 공유할 수 있도록 지원 해주는 서비스가 필요하다. 개인이 자신의 자료를 기증 한 경우, 홈페이지 내에서 사용가능한 교육 포인트를 제공할 수도 있으며, 사용자가 제작한 자료를 공유할 수 있는 장과 평가 서비스를 제공하는 것이 필요하다.
4.3 연차별 추진계획
앞서 도출된 분야별 추진전략 및 내용은 한 개 연도 에 추진할 수 는 없을 것으로 판단된다. 공간정보와 교육 융합 활용 기본계획은 수업모듈 구축, 수업모듈
구축에 필요한 공간데이터베이스 구축, 수업모듈 구 축을 지원하기 위한 공간정보기반 수업모듈 저작환경 구축, 그리고 이들을 지원하기 위한 지원서비스로 구 분하여 연차적으로 추진하도록 한다 (Figure 4).
기본계획은 4차년도에 걸쳐 추진함을 기본으로 하 였으며, 이들 기본계획을 연차별로 추진함에 있어 가 장 근간이 되는 것은 수업모듈의 구축으로 하였다. 수 업모듈을 구축하는 것은 수업모듈 뿐 아니라 수업모 듈 구축에 필요한 공간데이터의 가공작업이 필요하 며, 수업모듈 구축과 함께 튜토리얼이나 온라인 교육 교재 등이 함께 제작되어야 하기 때문이다.
5. 결론 및 향후과제
교육현장에서 공간정보기술의 활용은 지극히 어렵 고 거의 불가능한 환경이었다. 그러나 지오웹의 발달 은 교육현장에서 또 다른 변화의 가능성을 제시하고 있다. 이미 지오웹 서비스를 시작하고 대규모의 공간 정보를 보유하고 있는 외국의 기관들은 보유하고 있 는 공간정보 플랫폼이나 공간정보를 교육현장에서 쉽 게 활용할 수 있도록 다양한 서비스를 제공하고 있다.
그러나 우리의 교육현장에서는 일부 연구논문으로 지 오웹기반 수업모듈을 제작하거나 그 효과성을 검증하 는 연구가 진행되는 실정이며 국가적 차원이나 기관 차원에서의 투자는 거의 없는 실정이다.
본 연구에서는 초 · 중 · 고등학교 수준에서 공간정 보를 교육에 활용하여 융합적이고 창의적이며, 탐구 중심의 교육이 이뤄질 수 있도록 그 기반을 마련하고 이를 활성화할 수 있는 전략을 제시데 목적이 있다.
공간정보기반 교육 활성화를 위한 전략은 크게 수업 모듈 구축 전략, 학습용 데이터베이스 구축 전략, 공간 정보기반 수업모듈 저작 환경 구축 전략, 지원서비스 제공 전략으로 나누어 제시하였다. 수업모듈 구축전 략은 가장 효과
성이 높을 것으로 예견되는 부분의 수업모듈을 예 시적으로 구축하여 제공하며, 해외 수업모듈을 소개 하고, 현장학습용 수업모듈을 구축 및 제공하여 현장 학습에도 공간정보가 활용될 수 있는 기반을 만들도 록 한다. 학습용 데이터베이스 구축전략은 국가에서 기 구축한 공간데이터를 교육에서 쉽게 활용할 수 있 도록 가공하여 제공하도록 하며, 교육용 멀티미디어 요소자료도 공간정보와 함께 활용할 수 있도록 멀티 미디어 요소자료에 공간정보를 추가하도록 한다. 공 간정보기반 수업모듈 저작환경은 학습내용과 공간정
보가 융합된 수업모듈의 쉬운 저작 환경을 제공하고, 수업모듈 저작을 위한 간편한 사용자 인터페이스 및 기능을 제공하도록 한다. 마지막으로 공간정보기반의 교육 활성화를 위해서는 공간정보기반 교육을 위한 웹사이트 구축, 수업모듈/데이터/저작환경 등에 대한 튜토리얼 제공, 온라인 및 오프라인 교육, 기타 참여활 성화를 위한 경진대회 및 컨퍼런스 개최 등이 필요한 것으로 도출되었다.
국가적 차원에서 공간정보는 1995년 이래 국토교통 부를 중심으로 추진되어 왔으며, 공공 부분을 중심으 로 그 활용이 제한되어 있었고, 공간정보 인력양성도 대학교와 대학원생이 중심을 이루었다. 그러나 공간 정보기술의 발전과 함께 초, 중, 고등학교에서 공간정 보가 활용될 수 있는 기반과 여건이 만들어 지고 있으 며, 교육분야에서도 탐구중심의 학습을 할 수 있는 컨 텐츠가 필요한 상황이다.
공간정보기반의 융합교육 활성화를 위해서는 공간 정보를 담당하는 국토교통부, 교육을 담당하는 교육 부, 그리고 두 기관을 중심으로 관련 기술 개발 업체, 교재 제작업체, 학생/교사/연구자 등 여러 기관들의 협 업체계가 필요하다. 이와 함께 현재 국토교통부에서 공간정보관련 법 및 시행령, 시행규칙에서 제정하고 있는 공간정보관련 인력양성 및 지원의 범위를 초, 중, 고등학교 인력양성 및 이에 필요한 연구개발이 포함 될 수 있도록 확대할 필요가 있다. 즉 공간정보 분야의 인재양성이 꼭 대학중심이 아니라 초, 중, 고등학교 수준에서부터 쉽게 접근되고 활용될 수 있도록 정부 차원의 적극적인 지원이 필요하다.
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논문접수：2014.02.27 수 정 일：2014.04.21 심사완료：2014.04.22
