초등 과학과 교수학습과정에서 학습자 유형에 따른 시각자료 선택의 신경과학적 중요성과 교육적 제언: “지구와 우주” 영역을 중심으로 = Neuroscientific importance and educational suggestions for selecting visual materials according to learner type in the science teaching and learning process: Focusing on the “Earth and Universe” Units

국문 초록 (Abstract)

목적 본 연구에서는 초등학교 과학과 “지구와 우주” 영역을 중심으로 과학 교수학습과정에서 학습자 유형에 따른 시각자료 선택의 신경과학적 중요성을 확인하고, 그에 대한 교육적 제언을 확인하려 하였다.
방법 이를 위해 지구과학 시각자료 과제를 개발하고, 영재, 일반, 특수교육대상아의 세 개 그룹(총 29명, 12.1±0.3세)을 선정하여 MEG와 EEG의 다중모드 시스템(multimodal system)의 측정 및 분석을 실시하였다.
결과 TANOVA 분석 결과, 학습자 유형에 따라 103.5~113.3ms 구간에서의 통계적으로 유의한 차이를 확인하였다. 이는 학습자 유형별 시각적 자료를 지각하고, 인지하는 시점의 차이와 담당하는 두뇌 영역 차이로 인해 관찰의 정도와 앞으로 이루어질 학업 성취도에서의 차이가 나타날 수 있음을 보여준다. 이후 학습자 그룹별 ERF/Ps 활성차가 발생한 P100 구간에 대해 전류원 복원(current source reconstruction)을 하여 피질 중심의 두뇌 활성 경향을 확인한 결과, 영재의 경우 BA 21에서, 일반아의 경우 BA 29에서, 특수교육대상아의 경우 BA 18에서 주된 두뇌 활성의 차이점이 관찰되었다.
결론 본 연구 결과는 초등 과학과 교수학습과정에서 학습자의 발달 정도나 이해 수준 등에 따라 시각자료의 지각과 이해, 적용의 과정이 신경과학적으로 매우 상이할 수 있음을 나타낸다. 즉, 학습자 유형에 따른 계획적 시각자료의 제시는 후속 지식생성 과정에 기여할 수도 있지만, 그렇지 않을 경우, 자칫 무의미한 교수학습 자료가 될 수도 있음을 의미한다. 본 연구는 학교 현장에서 사용되는 시각자료의 선별과 제시 방법에 대한 신경과학적 근거를 마련했다는 데 의의가 있다.