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화학 결합에서 모바일 증강현실을 이용한 과정기반 안내탐구학습이 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기, 학습 몰입감에 미치는 영향

The Effect of Process Oriented Guided Inquiry Learning Using Mobile Augmented Reality on Science Achievement, Science Learning Motivation, and Learning Flow in Chemical bond

홍훈기|전영은|지준용
한국과학교육학회 (The Korean Association for Science Education)|2022.06|한국과학교육학회지 (Journal of the Korean Association for Science Education)|제42권 제3호|pp. 357-370

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과학 학습 동기과학 학업 성취도Science achievementMobile augmented reality모바일 증강현실Science learning motivation학습 몰입감과정기반 안내탐구학습화학 결합Process oriented guided inquiry learningChemical bondLearning flo
주제분류교육학

초록

본 연구에서는 화학 결합 학습에 적합한 모바일 증강현실 학습 도구를 개발하고 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습(POGIL-MAR)을 제안하여 이 교수학습 방법이 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기 및 학습 몰입감에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 연구 참여자는 경기도 소재의 남녀 공학 고등학교 1학년 학생 139명으로, 이를 통제집단(TL), 실험집단 1(POGIL), 실험집단 2(POGIL-MAR)로 무선 배치하였다. 학생들은 4차시에 걸쳐 화학 결합과 관련된 학습을 하였다. 이원 공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단은 과학 학업 성취도, 과학 학습 동기, 학습 몰입감 검사에서 사전 성취 수준에 관계없이 다른 집단에 비해 유의미하게 높았다. 또한, 하위 집단의 경우, POGIL-MAR 집단이 TL과 POGIL 집단보다 통계 적으로 유의미한 학업 성취도 향상이 있었다. 과학 학습 동기의 하위 요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 학습 동기의 하위 요인인 내재 동기, 직업 동기, 자아 효능, 점수 동기, 자기 의지에서 유의미하게 높았다. 특히, 내재 동기에서 교수학습 방법과 사전 성취 수준 사이의 상호작용 효과가 유의미하게 나타났다. 한편, 학습 몰입감의 하위 요인에 대한 이원 중다공변량 분석 결과, POGIL-MAR 집단이 분명한 목표, 분명한 피드백, 행위-인식 일체감, 학습 통제감, 자기만족적 경험에서 유의미하게 높았다. 이러한 결과를 바탕으로 모바일 증강현실을 활용한 과정기반 안내탐구학습의 교육적 시사점을 논의하였다.

Abstract

In this paper, we developed an augmented reality learning tool suitable for chemical bond learning and proposed a process-oriented guided inquiry learning using mobile augmented reality (POGIL-MAR) to find out how it affects science achievement, science learning motivation and learning flow. Participants were 139 10 th -grade students from a coeducational high school in Gyeonggi-do, and they were randomly assigned to the control group (TL), the treatment group 1 (POGIL), and the treatment group 2 (POGIL-MAR). They learned the concept of the chemical bond from the Integrated Science subject for four class periods. Results of two-way ANCOVA revealed that the POGIL-MAR group scored significantly higher than the other groups in a science achievement test, science learning motivation test, and learning flow test, regardless of their prior science achievement. In addition, in the case of the low-level group, the POGIL-MAR group showed a statistically significant improvement in achievement compared to the TL and POGIL groups. The MANCOVA analysis for sub-factors of science learning motivation show that the POGIL-MAR group had significantly higher scores in intrinsic motivation, career motivation, self-determination, self-efficacy, and grade motivation. In particular, the interaction effect between the teaching and learning method and the level of prior achievement was significant in the intrinsic motivation. Meanwhile, the MANCOVA analysis for sub-factors of learning flow show that the POGIL-MAR group had significantly higher scores in clear goals, unambiguous feedback, action-awareness merging, sense of control, and autotelic experience. Based on the results, educational implications for effective teaching and learning strategy using mobile augmented reality are discussed.

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