敎育學碩士學位 請求論文

e-learning과 전통적인 수업의 학습효과 비교 연구

2006年 8月

仁荷大學校 敎育大學院

物理敎學專攻

朴 世 璨

敎育學碩士學位 請求論文

e-learning과 전통적인 수업의 학습효과 비교 연구

2006年 8月

指導敎授 李 炳 瓚

이 論文을 碩士學位 論文으로 提出함

仁荷大學校 敎育大學院

物理敎育專攻

朴 世 璨

이 論文을 朴世璨의 碩士學位 論文으로 認定함

2006年 8月

主審 (印)

副審 (印)

委員 (印)

- i -

요 약

정보통신의 발달과 함께 인터넷을 이용한 e-learning 서비스들이 크게

확대되어 가는 추세이다. 이러한 온라인을 통한 e-learning은 학습자의

흥미를 유발시키고, 높은 학습효과를 거둘 수 있을 것이라는 기대를 모으

고 있다. 본 연구에서는 중학교 과학 중 물리 부분에 대해서 각 유형별

e-learning 서비스와 전통적 수업방식과의 학습효과를 비교분석하고자

하였다. 먼저, 과학적 내용에 대한 e-learning 서비스를 제공하는 인터넷

site들을 조사하여 이를 유형별로 분류하였다. 이중 사이버스쿨형의 대표

적 사이트인 인천e스쿨, VOD 유형의 대표적인 서비스인 EBS 교육방송

을 선택하여 전통적인 교실 수업과 비교하였다. 중학교 3학년 세 반을 대

상으로 하여 학습효과를 조사한 결과, 전통적인 수업을 받은 반의 학습효

과가 뚜렷하게 높은 것으로 나타났으며, 인천e스쿨을 사용한 반과 EBS

교육방송 학습을 한 반 사이의 학습 효과는 차이가 없는 것으로 드러났

다. 한편, 학습효과와 더불어 “디자인 효과”, “학습유용성”, “흥미/동기”

의 3가지 주요요인을 바탕으로 한 설문조사를 통하여 학생들의 주관적

느낌을 알아보고자 하였다. 그 결과, e-learning 서비스들은 흥미/동기 부

분에서, 전통적인 수업은 학습유용성에서, 다소 높은 점수를 받았다. 보다

효과적인 e-learning 서비스의 컨텐츠 개발을 위해서는, 장기적인 학습효

과에 대한 연구, 또한 학생들의 주관적인 느낌과 학습효과의 관련성을 찾

아내는 추가적인 연구가 필요하다.

- ii -

Abstract

Recent advances in information technology have given rise to the

boom of e-learning services on the Internet. It is expected that

these services will attract learners' interest, and will lead into

more effective learning. In this study, a comparative analysis of

the learning effect was conducted for the e-learning services and

the traditional teaching regarding physics education of middle

school students. Firstly, e-learning services on the Internet were

surveyed and classified. Among them, Incheon e-school and EBS

were selected as the prototypes of the cyber-school and VOD

services, respectively, to be compared with the traditional

instruction. Three classes in a middle school were chosen, and the

class of the traditional instruction showed the highest learning

effect. On the other hand, there was no learning-effect difference

between the other two classes that took Incheon e-school and EBS

services, respectively. Questionnaires were also given to each

class to check students' opinion about three aspects of the learning

method they took: 'design', 'usefulness for learning', and

'interest/motivation'. While the e-learning services received higher

grade for the 'interest/motivation' factor, the traditional instruction

had better evaluation for 'usefulness for learning'. Additional study

such as a long-term learning effect is needed to improve

e-learning services.

- iii -

1. 서 론 ------------------------- 1

2. 연구 방법

2. 1 연구대상 및 절차 ------------------ 6

2. 2 자료 분석 방법 -------------------- 14

3. 연구 결과

3. 1 학습효과 비교 -------------------- 15

3. 3 설문문항분석 ------------------ 19

4. 결론 및 논의 ------------------------- 25

참고문헌 ------------------------------ 27

부록1. 표본 집단 선정을 위한 형성평가 문항지 -- 28부록2. 학습효과 비교를 위한 형성평가 문항지 --- 32부록3. 전통적 수업방식의 수업지도안 --------- 35부록4. 인천e스쿨의 학습내용 ---------------- 36부록5. EBS의 학습내용 -------------------- 39

▣ 요 약 ------------------------------ ⅰ

▣ Abstract --------------------------- ⅱ

▣ 목차 --------------------------- iii

목 차

- 1 -

1. 서론

최근 들어 캠퍼스와 강의실이 없는 가상대학(virtual university), 원격강

의, 재택수업 등 컴퓨터를 이용한 새로운 형태의 교육방법이 제시되면서,

이를 위한 e-learning 컨텐츠의 개발이 강조되고 있다. 이 뿐 아니라, 교

육개혁의 구체적인 방안으로 e-learning 컨텐츠의 개발과 이것을 이용한

수업이 학습방법과 학습효과에서의 엄청난 향상을 가져 올 것이라는 주장

도 제기되고 있다. 이런 주장들은 현재 학교현장에서 이루어지고 있는 문

서편집, 인터넷 등 컴퓨터 활용 교육이 구체적인 교과활동과 관련이 없다

는 지적에 대한 하나의 새로운 해결책이기도 하다. 특히, 힘들고 재미없

는 교과서 대신에 재미있는 e-learning 컨텐츠는 학생과 교사 모두에게,

또한 교사가 없어도 학생 스스로가 학습할 수 있게 만든다는 주장도 있기

에, 우리 교육문제에 대한 좋은 해결책이라는 목소리가 더 크기도 하다

[1].

이제까지는 학생들을 한 곳에 모아 놓고 보편적인 지식을 획일적으로 전

달하는 공급자 중심의 산업사회형 교육체제가 주류를 이루었다면, 현재부

터는 인터넷, 화상회의, 주문형 비디오(VOD)등의 새로운 미디어를 이용

하여 다양하면서도 풍부한 교육서비스를 제공하는 수요자 중심의 정보사

회형 교육체제들이 활성화될 것이다. 이미 인터넷을 통해 다양한 교육 프

로그램 및 온라인 코스들을 제공하는 사이버학교 등이 구축되어 있으며,

이러한 새로운 체제들은 나름대로의 장점을 살려 특성화되고 전문화된 교

육을 제공하는 데에 초점을 맞추고 있다. 이에 따라 학습자들은 학교교육

외에도 자신의 필요에 맞는 교육 프로그램 및 코스 등을 얼마든지 선택하

여 학습하는 것이 가능해지고 있다. 이제는 첨단 컴퓨터와 정보통신기술

의 융합을 통해 가정, 학교, 지역사회, 사회기관, 세계를 포함한 모든 곳

- 2 -

이 학습의 장이 되며, 학습자는 자신의 필요에 따라 개별화된 맞춤형 교

육서비스를 언제 어디서나 제공받을 수 있다. 다시 말해서, 학습자들은

자신의 필요와 특성에 맞는 교육을 학교를 포함한 다양한 교육기관으로부

터 선택하여 학습하는 이른바 학습자 중심의 개별화된 맞춤형 교육이 현

실화 되고 있다[2].

e-learning 은 인터넷을 이용한 학습을 가능하게 하거나 지원하는 교육

적 컨텐츠, 학습서비스 그리고 제공 솔루션 전체를 의미한다. e-learning

은 교수자에 의한 “live”학습 또는 개별학습자들에 의한 “self-paced” 자

기주도 학습이 특징이다. e-learning은 기술기반교육, CD-ROM과 다른

기술전달훈련에 부분으로 포함된다. 기술기반교육은 강사 주도식교육과

교과서 기반교육을 포함하는 전체교육의 부분집합형태이다. “디지털화된

멀티미디어 정보와 그 정보들 간의 네트워크로 형성된 학습 환경에서 이

루어지는 교수-학습의 목적을 위해 공학을 수단으로 제공되는 모든 학습

경험, 활동들”로 보는 견해와 “디지털화된 정보를 매개로 학습주체의 적

극적인 정보수집, 취사선택, 편집 가공 및 평가 판단의 과정을 통해서 자

신에게 필요한 지식으로 전환하고, 이를 다른 학습자와 함께 공유하는 학

습활동”, “웹을 통해 제공되는 학습”등으로 다양하게 정의되었다.

e-learning에 대한 정의가 학자마다 조금씩 차이가 있지만, e-learning에

서 ‘e'가 인터넷 기반 기술을 의미한다는 점, ’learning'은 교수자 중심에

서 학습자 중심으로의 패러다임 변환을 의미한다는 것에 대체적으로 합의

를 보고 있는 듯하다. e-learning은 ‘언제든지’, ‘어디에서든지’, ‘누구나’

사용할 수 있는 교육형태이지만, 현재 다양한 e-learning 서비스 유형에

서 학습자들은 서비스 기술의 특성과 인터넷 응용수준을 고려하여 자신에

게 맞는 적절한 유형을 선택해야 할 것이다. 표1은 e-learning 서비스 유

형을 나타낸다[3].

- 3 -

서비스 유형 내용

사이버 강의/VOD형

VOD는 프로그램을 선택 호출하면 데이터베이스 센터에서 단말기로 전송하는 시스템. 사이버 강의는 이 방식을 통해 교육용 비디오 혹은 강의를 시청할 수 있도록 제작, 그러나 VOD는 강의 내용을 일방적으로 전달할 수밖에 없는 단점이 있다

WBI/HTML

WBI/HTML형은 컴퓨터 네트워크가 면대면 교육이나 원격교육 등에서 하나의 보조적 매체로 이용되는 방식과 컴퓨터 네트워크가 전체 강좌나 강좌의 일부를 가르치는 주된 매체로 활용되는 기법이 채택됨. 컴퓨터 네트워크를 토론의 참여 수단, 온라인 데이터베이스 활용의 수단 또는 세계에 흩어진 전문가들과 정보교환 수단 등으로 이용하는 형태도 있음

학습지/시험

학습지형은 학습 자료를 e메일 학습지 형태로 전송해 주거나 개별 지도해 주는 서비스를 제공함. 모의고사 형식과 같은 시험 문제들을 학생들이 직접 인터넷상에서 풀고 답을 입력한 뒤 이를 채점해 주는 서비스를 제공하는 사이트가 주류

Q&A/자료실인터넷을 통해 학습자들의 질문에 대한 답변을 제공, 교수 내용과 관련한 자료들을 자료실 형태로 나열한 사이트들로 게시판의 형태로 운영되는 경우가 많음

사이버 스쿨

사이버스쿨은 학사과정으로 인터넷상의 가상학교 시스템 컴퓨터와 인터넷을 통해 강의하는 서비스를 제공함. 주로 대학을 중심으로 활성화해 왔으나 최근 들어 고교생을 포함한 더 넓은 범위의 대상 층으로 서비스가 확대되고 있음

포털

교육에 관련된 다양한 종류의 콘텐츠들을 디렉토리 검색 서비스의 형식이나 링크 형식을 기반으로 제공함. 직접 교수 콘텐츠를 보유하기 보다는 교육 콘텐츠의 소재(정보 위치)를 제시해 줌으로써 학습자들이 보다 쉽게 교육 콘텐츠를 찾아 볼 수 있도록 함

표1. e-learning 서비스 유형. 한국 i닷컴(2001. 6. 27)[4] 재구성하였음.

그렇다면 이러한 e-learning을 도입하여 공학적인 접근으로의 교수․학습방법이 추구하는 근본적인 목적은 무엇인가? 첫째로 학습자들에게 학습을

하게끔 북돋우며 학습자들의 동기를 유발시켜 전통적인 수용적 학습 자세

- 4 -

에서 벗어나 학습의 과정에 적극적으로 참여하도록 하는 데 그 목적이 있

다. 둘째로, 학습자에게 경험의 기회를 제공하되, 그것은 그때의 경험을

보다 풍부하고, 보다 깊고, 보다 현실적이며, 보다 유쾌하고 그리고 보다

복잡하게 하는 경험이다. 뿐만 아니라, 그 경험은 학습자마다의 독특한

유일한 경험일 수도 있으며, 더욱 중요한 것은 개개 학습자가 최고의 경

지의 정상경험을 겪도록 도와준다는 데 목적이 있는 것이다. 셋째로, 학

습자에게 새로운 통찰과 이해의 능력을 증진시켜 복잡한 학습 과제에 학

습자들이 효율적으로 대처해 나갈 수 있도록 한다는 데서도 그 유용한 가

치를 찾을 수 있다. 하지만 이러한 교육에서 나타나는 부정적이거나 회의

적인 비판은 인간적인 가치를 평가 절하시키고 있으며, 교육의 비인간화

를 초래하고 있다는 것이다. 또한 잠재적으로 엄청난 역기능을 발휘하고

있으며, 비용과 효과라는 측면에서도 전래의 교수방법만큼 효율적이지 못

하다는 등과 같은 비판이다. 하지만 수업방법을 쇄신한다고 하면, 그것은

곧 시청각 교육방법이나 e-learning을 도입한 교육방법을 사용하는 것으

로 오해하고, 그것을 남용하지 않았는가를 생각해 볼 필요가 있다. 때로

는 교수방법의 전시효과나 치장효과 목적으로 무조건 사용하는 경우도 있

었음을 부인하기 어려운 것이 사실이다. 그리고 시청각 매체나

e-learning 컨텐츠 등의 교수공학적인 방법들이 마치 교수자를 대신해서

가르치고, 따라서 교수자는 필요 없는 것으로 생각하는 경우가 많았다고

하겠다[5].

본 연구에서는 e-learning 서비스를 제공하는 사이트들은 표1에서 정의

한 유형 중에 어떠한 유형에 속하는지 조사하고 학생들에게 각 유형별로

대표적인 컨텐츠를 학습하게 한 뒤 학습효과가 어떻게 나타나는지 파악하

고자 한다. 각 유형별 e-learning 컨텐츠를 이용한 학습이 서로 어떻게

학습효과가 차이 나는지를 비교함과 동시에 기존의 전통적인 교수방법 또

- 5 -

한 어떤 학습효과를 내는지를 비교해 봄으로써 e-learning을 이용하는

수업이 학습효과가 대단히 뛰어나서 교사의 역할을 대신 할 수 있는지를

가늠해 보는 것이 본 연구의 목적이 되겠다. 그리고 본 연구에서는

e-learning 서비스 및 전통적인 수업을 학습 한 후 학생들의 주관적인

느낌이 어떠했는지를 조사하려고 한다. 이러한 설문조사를 토대로 어떤

교수방법이 가장 효과적일 수 있을까를 살펴보려 한다. 단지 학습효과만

을 비교한다면 학습효과가 뚜렷한 방법만으로 학생들을 가르쳐야 한다는

사고를 초래할 수도 있을 것이다.

각 유형별 e-learning 컨텐츠를 이용한 학습의 효과와 전통적인 방법인

교사가 직접 교과서 중심으로 학생들을 학습을 한 뒤 효과를 알아보기 위

해 각각의 학습을 적용한 뒤 평가를 실시하여 이를 통계적으로 분석하였

다. e-learning 컨텐츠에는 다양한 유형이 복합적으로 존재할 수 있으며

또한 서로의 질적인 차이도 상당할 수 있기 때문에, 본 연구에서는 질적

으로 우수한 e-learning 컨텐츠 두 개와 전통적 수업방식의 세 개의 집

단의 비교로 국한하였다.

- 6 -

e-learning

siteURL

사이

버강

의/VO

D형

WBI

/

HT

ML

형

학습

지/

시험

형

Q&

A/

자료

실형

사이

버스

쿨형

포털

형Description

SCIENCD

CUBE

http://sci

encecube.

com

O

7차 교육과정의 교과영역별

실험 주제를 선별하고 제공되

는 ICT기반의 데이터 수집과

분석 도구로써 활용될 수 있

는 프로그램을 제공하여 이

실험에 적용할 수 있게 한다.

고 종 호 의

가 상 과 학

실험실

http://cyb

erlab.hon

am.ac.kr/j

avap/java.

html

O

Java applet을 이용하여 초,

중고생을 위한 과학 실험을

가상적으로 실행 해 볼 수 있

는 시뮬레이션을 제공한다.

2. 연구방법

2.1 연구대상 및 절차

먼저 과학을 내용으로 하는 e-learning 서비스를 제공하는 site를 조사

하였다. 잘 알려진 16개의 site를 선별하여 표1의 분류체계와 같이

e-learning 서비스 유형별로 정리한 뒤 가장 잘 알려진 e-learning 서비

스를 2개 선별하여 전통적인 수업방식과 더불어 학습이 얼마나 효과적인

가를 연구하였다.

각 e-learning 서비스가 오직 한 개의 유형에 분류되는 것이 아니며 여

러 가지 유형이 복합적이고 유기적으로 혼합되어 서비스를 제공하는 것이

대부분이었다.

- 7 -

인천 e스쿨

http://cyb

er.edu-i.o

rg

O

가정에서 자기가 원하는 시간

에 스스로 학습할 수 있도록

사이버 공간에서 선생님의 개

별적인 도움을 받을 수 있는

학습형태로서 제7차 교육과정

에 맞도록 수준별 맞춤학습으

로 구성, 학생의 수준을 고려

하여 보충, 심화학습이 가능하

며, 형성평가 및 과제를 통한

개인별 지도가 가능하도록 하

였으며 온라인 학습을 기본으

로 학생들의 학습의욕 고취

및 학습동기유발을 위해 학교

선생님들로 구성된 사이버 가

정교사를 통한 학급별 담임

교사제를 실시하고 있는 교육

부에서 전국적으로 실시하고

있는 사이버 가정학습이다.

lg사이언스

랜드

http://ww

w.lg-sl.ne

t

O O

과학정보들을 한곳에서 편리

하게 검색할 수 있도록 설계

된 청소년 대상 과학정보 통

합서비스이며 스포츠와 과학,

생활 속의 과학, 과학게임 등

과학적 원리가 포함된 멀티미

디어 컨텐츠를 제공하고 있다.

ICPR(Infor

m a t i o n

Center for

P h y s i c s

Research)

http://icpr

.snu.ac.krO O O

초, 중, 고교생을 위한 사이트

라기보다는 대학생들이 즐겨

찾을 만한 가치가 있는 곳으

로 일반물리 강의 VOD와 각

종 동영상 자료실, 여러 가지

논문 및 연구자원, 연구 동향

과 같은 것을 찾아 볼 수 있

다.

베스트싸이

언스

http://ww

w.bestsci

ence.co.k

r/

O

중등 경시, 올림피아드, 고등

경시 등 각종 시험 및 입시를

위해 주제별 강좌를 동영상으

로 유료로 제공하고 있다.

- 8 -

ECN넷스쿨http://ecn

net.co.kr/O

중학교 학생들을 위한 교과

내용 동영상 강의 와 학습 평

가를 유료로 제공하고 있다.

educlub

http://ww

w.educlub

.com

O

초, 중학교 학생들을 위한 교

과 내용 동영상 강의 와 학습

평가를 유료로 제공하고 있다.

ASKHOW

창의력교실

http://ww

w.askhow

.co.kr/

O

청소년들의 과학적 사고를 함

양시키기 위한 학습 커뮤니티

로써 일상생활에서의 과학적

현상을 토론하고, 여러 가지

과학적 정보를 공유, 검색 할

수 있는 사이트이다.

과학소년

http://ww

w.science

boy.net

O과학잡지 형식으로 과학기사,

과학지식 등을 제공하고 있다.

동아사이언

스

http://ww

w.dongas

cience.co

m

O과학잡지 형식으로 과학기사,

과학지식 등을 제공하고 있다.

성헌의 과

학교실

http://my.

dreamwiz

.com/sun

ghundai

O여러 가지 과학 지식을 제공

하고 있다.

인터넷 중

학과학

http://ww

w.person.

co.kr/choi

/

O중학교 교과과정의 내용을 제

공하고 있다.

EBS

http://ww

w.ebs.co.

kr

O

교과내용과 교과내용에 없는

시청각 자료 등 다양한 VOD

서비스를 하고 있다.

제 우 스 의

과학산책

http://ww

w.science

114.pe.kr

/

O

7차 교육 교과과정을 바탕으

로 교과 내용, 과학 상식 및

사이버 과학실험(시뮬레이션)

등을 제공하고 있다.

- 9 -

사이언스올

http://ww

w.science

all.com/

O O O O

대표적인 과학교육 포털 사이

트로서 우수하고 많은 양의

정보를 포함하고 있다. 포털

사이트 임에도 불구하고 자체

적으로 컨텐츠를 보유하고 있

다. 사이버 가상 실험실, 다양

한 VOD서비스, 과학기사, 과

학 정보 등의 여러 가지 유형

의 콘텐츠를 보유하고 있다.

표2. e-learning 서비스 유형별 분류

표2의 16개의 e-learning 서비스에 해당하는 각 6개의 유형별 중에서

EBS의 사이버강의/VOD형을 선택하고 인천e스쿨의 사이버스쿨형의 유형

을 선택하여 학습효과에 관한 연구를 진행하기로 하였다. 그 이유는 학생

들이 가장 많이 이용하고 있고 양질의 컨텐츠를 확보하고 있으며 학습내

용이 전문가의 의해 알차게 구성되어 있기 때문이다. 또한 다른 형태의

e-learning 서비스들인 WBI/HTML형, Q&A/자료실형, 학습지/시험형 그

리고, 포털형은 수업의 보조적인 수단으로 사용될 수는 있으나 독자적인

수업을 진행시키기 어렵다고 판단되었기 때문에 배제하였다. 그리고 학습

내용적인 면에 있어서 인천e스쿨과 EBS는 교과내용을 충실히 컨텐츠에

반영하고 있다는 이유가 선택을 한 큰 이유 중 하나였다.

얼마나 학습효과가 발생했는지에 대한 평가는 학습 후에 형성평가를 실

시하는 것으로 하였으며, 또한 형성평가 후에 설문을 조사하였다. 설문문

항은 8문항으로 구성되었으며 이 설문문항으로 학생들이 e-learning 서

비스 및 전통적인 수업방식을 통해 학습하고 주관적인 느낌, 경험을 평가

할 수 있도록 하였다.

본 연구에 참가하여 각 e-learning 서비스 유형과 전통적인 수업방식을

평가한 학생들은 인천 간석여자중학교 3학년생으로 사전에 준비한 평가

- 10 -

인원 평균 표준편차 중앙값 유의확률

1반 32 6.03 1.53 60.6713반 32 6.03 1.87 6

5반 32 5.69 1.89 5

자료를 통해서 과학 학습에 대한 실력이 비슷한 3개의 반(1반, 3반, 5반)

학생들 96명이 참가하였다. 이러한 표본 집단을 선정한 방법으로는 인천

간석여자중학교 3학년을 대상으로 이미 학교에서 학습한 내용인 “일과

일의 원리”에 관한 형성평가를 실시하였고, 1반, 3반, 5반이 선정되었다.

분석도구로 One-Way ANOVA분석을 이용하였다. 표3에서 보여 지듯이

세 반의 평균이 5반은 다른 두 개의 반과 다르지만 유의확률이 0.671로

써 유의수준 0.05보다 크기 때문에 세 개의 반이 통계적으로 평균이 같

다고 볼 수 있다. 여기서 P-Value와 유의수준에 따른 통계적 분석방법에

대한 설명은 2.2 자료분석 방법에서 다루고 있다. 표본 집단 선정을 위한

각 반의 형성 평가의 점수 분포를 볼 수 있는 히스토그램은 그림1, 그림

2, 그림3에서 볼 수 있다. 그림1은 1반의 점수분포, 그림2는 3반의 점수

분포, 그림3은 5반의 점수분포를 나타낸다.

표3. One-way ANOVA를 이용한 세 개의 반의 평균치 비교 결과

그림4에서는 표본 집단 간 평균치 비교를 위한 Boxplot을 나타내고 있

다. Boxplot에 대한 그래프 분석 방법은 2.2 자료 분석 방법에서 자세히

다루고 있다.

- 11 -

표본집단 선정을 위한 1반 형성평가 결과

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

점수

학생

수

그림1. 표본 집단 선정을 위한 1반 형성평가 점수 분포 그래프

표본집단 선정을 위한 3반 형성평가 결과

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

점수

학생

수

그림2. 표본 집단 선정을 위한 3반 형성평가 점수 분포 그래프

표본집단 선정을 위한 5반 형성평가 결과

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

점수

학생

수

그림3. 표본 집단 선정을 위한 5반 형성평가 점수 분포 그래프

- 12 -

그림4. 표본 집단 간 평균치 비교를 위한 Boxplot

e-learning 서비스 유형의 학습효과를 연구할 1반, 3반 각각 32명의 학

생들은 모두 PC, 인터넷에 익숙한 학생들이었다. 연구에 참여한 1반 학

생 32명은 VOD유형의 대표적인 서비스인 EBS교육방송을 18분간 시청

하고 학습효과를 알아보았고, 3반 학생 32명은 사이버스쿨 유형의 대표

적인 서비스인 인천e스쿨을 20분간 학습하고 그 효과를 알아보았으며, 5

반 학생 32명은 선생님의 전통적인 강의를 20분간 듣고 그 효과를 알아

보았다. 효과를 비교하는데 형성평가는 모두 같은 내용으로 10분간 진행

했으며 그 후 각각 설문조사를 실시하였다.

학습한 내용은 학교 학습내용 진도에 맞추어 운동에너지 부분으로 결정

하였다. 첫째로 전통적 수업 방식의 학습내용에 대한 수업 지도안은 부록

3에서 찾아볼 수 있다. 수업의 도입부에서 자동차의 속력이 증가할수록

제동거리가 대단히 크게 증가한다는 등의 일상적인 예시를 통해서 학생들

의 흥미를 이끌어 낸 후에 운동에너지의 정의를 설명하고 운동에너지와

질량 및 속력과의 관계를 그래프를 이용하여 지도하였다. 그리고 운동에

너지의 공식을 설명하고 간단한 문제풀이로 공식의 사용법을 지도 했으며

운동에너지를 가진 물체는 다른 물체에 대해 일을 할 수 있으며 또한 물

- 13 -

체가 일을 받으면 운동에너지의 형태로 물체에 나타날 수 있다는 일-에

너지 정리를 설명하였다. 학생들과의 질의응답 및 요약정리를 통해 학습

활동을 마무리 하였다. 둘째로 인천e스쿨에 대한 몇 가지 내용의 화면을

부록4에 소개하였다. 인천e스쿨에서는 먼저 육상선수들이 트랙을 달리는

생활 속의 예를 통해서 오늘 학습할 내용의 흥미를 유발 하고 운동에너지

의 개념을 정리하였다. 그리고 운동에너지를 가지는 물체, 운동에너지를

가지지 않는 물체를 예를 들며 설명하고 있다. 운동에너지와 질량과의 관

계와 운동에너지와 속력과의 관계를 가상실험을 통해서 설명하고 있으며,

운동에너지 구하는 공식을 소개하며 연습문제를 제공하고 있다. 일-에너

지 정리에 관해서는 학습활동이 끝난 후에 평가하기를 통해 설명하고 있

으며 이러한 평가하기를 통해서 자신의 실력을 가늠할 수 있게 되어 있으

며 평가 후 받은 점수를 기준으로 심화/보충학습을 시행하고 있다. 심화

학습은 롤러코스터를 예를 들어 역학적 에너지 전환에 대해 설명하고 있

으며 보충학습은 앞의 학습활동과 같은 내용을 복습하는데 주안점을 두고

있다. 그리고 정리하기를 통해서 학습을 마무리하고 있다. 마지막으로

EBS의 몇 가지 학습내용에 대한 화면을 부록5에 소개하였다. EBS에서는

먼저 운동에너지의 정의와 당구, 윈드서핑, 풍력 발전 등의 예를 들며 운

동에너지의 이용에 대해 알아보았다. 수레의 속력이 일정한 경우 수레의

질량과 운동에너지 관계와 수레의 질량이 일정한 경우 수레의 속력과 운

동에너지의 관계를 나타낼 수 있는 실험 방법을 설명하였다. 그 후 이 두

가지 실험 결과를 표와 그래프로 나타내어 속력과 운동 에너지의 관계와

질량과 운동에너지의 관계 그리고 일-에너지 정리에 관해 설명하고 있다.

이러한 실험 결과로부터 운동에너지 공식을 이끌어 내고 있으며 문제풀이

를 통해서 학습내용을 정리하고 있다.

- 14 -

2.2 자료 분석 방법

실험 자료의 분석에 사용되는 분산분석법 등에서 등장하는 통계용어에 대

하여 간단히 알아보자. 어떤 검정통계량을 이용하여 해당하는 변수의 효과

가 유의한지 유의하지 않은지를 판단하고자 한다. 이를 위하여 해당 변수마

다 계산되는 검정통계량의 유의확률을 미리 정한 유의수준과 비교해본다. 이

때, 유의수준이란 통계적 판단을 내릴 때 오류를 범할 수 있는 확률로써, 분

석 전에 미리 정해두는 값이다. 많은 경우 이 값은 0.1, 0.05, 0.01 등의 값이

사용되지만, 분석자에 따라 달라질 수 있다. 본 연구에서는 0.05로 결정하였

다. 자료를 분석하여 얻어지는 검정통계량의 유의확률이 미리 정한 유의수준

보다 작으면 우리는 이 통계량이 유의하다고 이야기하는데, 이것은 해당하는

변수가 통계적으로 중요하다는 것을 뜻한다. 즉, 주어진 음향변수의 범위 내

에서 이 변수 값의 변화에 따라 평가가 의미 있게 달라진다는 뜻이다. 반대로

유의확률이 유의수준보다 크면 얻어진 검정통계량이나 해당하는 변수가 유

의하지 않다 또는 중요하지 않다고 결론짓는다. 즉, 주어진 음향변수의 범위

내에서 이 변수 값의 변화에 따른 평가의 변동이 별로 없다고 생각할 수 있

다. 분산분석법과 던컨의 다중비교법은 SPSS를 사용하여 분석하였다. 그

림5는 Boxplot의 활용을 나타내고 있다.

**

Q1 Q3

최대값최소값 Extremeoutliers

Extremeoutliers

4)1(33

4)1(22

4)1(1

%)75(

)(

%)25(

+

+

+

=

=

=

n

n

n

XQ

XMedianQ

XQ

중앙값(Q2)

그림5. Boxplot의 활용

- 15 -

학습 전 형성평가 학습 후 형성평가

인원 평균 표준편차 중앙값 평균 표준편차 중앙값

1반(EBS) 32 6.03 1.53 6 4.91 2.07 53반(인천e스쿨) 32 6.03 1.87 6 4.50 1.39 45반(전통수업) 32 5.69 1.891 6 6.00 1.98 6.5

3. 연구결과

3.1 학습효과 비교

같은 날에 학습효과에 대한 연구를 실시하였으며, 모두 다른 장소 다른

시간에 실시하였다. 우선 1반 학생 32명을 대상으로 EBS에서 제공하는

EBS TV 중학교 3학년 과학 제 9강 역학적 에너지(2)의 운동에너지 부

분을 청취하게 하였으며 약 18분 분량의 청취를 마치고 형성평가를 실시

하였다. 형성평가의 내용은 EBS에서 강의한 대부분의 내용을 평가하도록

만들었으며 또한 다른 e-learning 서비스인 인천e스쿨을 학습한 학생집

단과 전통적 수업방식으로 학습한 학생집단에도 같은 내용의 형성평가를

실시하였다. 다음으로 3반 학생 32명을 대상으로 인천e스쿨에서 제공하

는 컨텐츠 중 중학교 3학년 과학 18차시 운동에너지를 학습하게 한 뒤 1

반에서 실시한 같은 내용의 형성평가를 실시하였다. 마지막으로 5반 학생

32명을 대상으로 학교 교실에서 선생님들이 주로 사용하는 교과서 위주

의 칠판과 분필로 수업하는 전통적인 수업방식으로 운동에너지 부분을 강

의한 다음 위의 학습효과 측정과 마찬가지로 같은 내용의 형성평가를 실

시하였다.

표4. 1반(EBS)과 3반(인천e스쿨), 5반(전통수업)의 형성평가 평균치 비교

- 16 -

소스제 III 유형

제곱합자유도 평균제곱 F 유의확률

클래스 38.521 2 19.260 5.691 .005

오차 314.719 93 3.384

합계 2885.000 96

표5. 학습 후 형성평가 점수에 대한 분산분석표

학습비교 결과 1반 점수분포

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 5 6 7 8

점수

학생

수

그림6. 형성평가 1반(EBS) 점수분포

학 습 비 교 결 과 3반 점 수 분 포

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8

점 수

학생

수

그림7. 형성평가 3반(인천e스쿨) 점수분포

- 17 -

학 습 비 교 결 과 5반 점 수 분 포

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8

점 수

학생

수

그림8. 형성평가 5반(전통수업) 점수분포

그림9. 1반(EBS), 3반(인천e스쿨), 5반(전통수업)의 학습효과를 비교한

Box-Plot

세 개의 반의 학습 후 형성평가 점수를 비교하자. 표4에서 1반(EBS)은

평균이 4.91점이고 3반(인천e스쿨)은 4.50점이며 5반(전통수업)은 6.00점

으로 결과가 나왔다. 단순 비교 했을 때 서로의 평균 점수는 모두 다르

다. 5반(전통수업)의 형성평가 점수가 가장 높았고 3반(인천e스쿨)의 점

- 18 -

수가 가장 낮았다. 그리고 표6에서 보듯이 세 개의 반 모두를 비교한 유

의확률이 0.005로 나와 유의수준인 0.05보다 작으므로 세 개의 반 평균

이 통계적으로 같지 않으며 이들 중 적어도 하나의 반의 평균이 다르다는

것을 알 수 있다. 그림6, 7, 8은 각각 1반(EBS), 3반(인천e스쿨), 5반(전

통수업)의 학습 후 형성평가 결과 점수 분포를 나타내고 있다.

우선 1반(EBS)과 3반(인천e스쿨)을 비교해 보면 표4에서 보여 지듯이

학습효과를 측정하기 위한 형성평가에서 1반(EBS, 사이버강의/VOD형)의

평균은 4.91이며 3반(인천e스쿨, 사이버스쿨형)의 평균은 4.50이다. 그림

9의 Box-Plot에서 보는 것처럼 약간의 평균차이를 느낄 수 있으며 1반

(EBS)이 3반(인천e스쿨)보다도 점수 분포가 크다는 것을 알 수 있다. 그

리고 1반(EBS, 사이버강의/VOD형)과 5반(전통적 수업방식)의 학습효과

를 비교해 보았다. 학습효과를 측정하기 위한 형성평가에서 1반(EBS, 사

이버강의/VOD형)의 평균은 이전에도 보았듯이 4.91이며 5반(전통적 수업

방식)의 평균은 6.00이다. 그림9의 Box-Plot에서 보는 것처럼 3반과 5반

사이의 평균차이를 이전과는 달리 크게 느낄 수 있으며 5반(전통수업)이

높은 점수대의 학생들이 더 많이 분포한다는 것도 알 수 있다. 마지막으

로 3반(인천e스쿨, 사이버스쿨)과 5반(전통적 수업방식)의 학습효과를 비

교해 보았다. 학습효과를 측정하기 위한 형성평가에서 3반(인천e스쿨, 사

이버스쿨형)의 평균은 4.50이며 5반(전통적 수업방식)의 평균은 6.00이

다. 그림9의 Box-Plot에서 보는 것처럼 상당한 평균차이를 느낄 수 있

다. 어느 집단 사이에서 통계적으로 평균 차이가 나타났는지 알아보기 위

하여 던컨의 다중비교법을 사용하여 알아보았다. 그 결과 3반(인천e스쿨)

과 1반(EBS) 사이에는 유의한 평균차이가 없었으나 5반(전통수업)의 평

균은 3반(인천e스쿨)과 1반(EBS)과의 평균과 비교했을 때 유의하게 높게

나왔다.

- 19 -

소스제 III 유형

제곱합자유도 평균제곱 F 유의확률

클래스 60.062 2 30.031 6.907 .002

오차 404.344 93 4.348

합계 523.000 96

표6. 학습전후 성적 차이에 대한 분산분석표

이제 표6을 보자. 표6은 학습전후의 성적 차이에 대한 분산분석표를 나

타내고 있다. 여기서 유의확률이 0.002로 유의수준 0.05보다 작으므로

세 집단 사이의 차이가 있다. 즉 학습전후의 성적변화가 반별로 다르게

나타났다고 볼 수 있다. 구체적으로 어느 반들 사이에서 유의한 평균차이

가 나타났는지 알아보기 위하여 던컨의 다중비교법을 사용하여 알아보았

다. 그 결과 3반(인천e스쿨)과 1반(EBS) 사이에는 유의한 평균차이가 없

었으나, 5반(전통수업)의 평균은 3반과 1반의 평균과 유의하게 높게 나타

났다. 즉 5반(전통수업)의 경우 학습전후 점수 변화가 다른 반들에 비해

상대적으로 높게 나타났다.

결론적으로 EBS의 사이버강의/VOD형과 인천e스쿨의 사이버스쿨형의

학습효과는 비록 형성평가의 평균치에서 EBS가 제공하는 사이버강의

/VOD형이 0.41점 높은 것으로 나타났지만 통계적 분석결과 차이가 없는

것으로 나타났다. 그러나 이 두 가지 유형의 e-learning 서비스 보다 전

통적인 수업방식에서의 학습효과가 뛰어나다는 결과를 보았다.

3.2 설문 문항 분석

모두 3가지 요인의 8개의 설문문항을 만들었다. 이번 학습효과의 설문에

사용된 3가지 요인은 “디자인 효과”, “학습유용성”, “흥미/동기” 요인으

로 정의하고, “디자인 효과” 2문항, “학습유용성” 3문항, “흥미/동기” 3

- 20 -

문항으로 구성하였다. 디자인 효과는 e-learning 서비스의 그래픽 디자인

과 소리 및 애니메이션 등과 관련된 요인들이었으며, 학습유용성은 사용

자가 e-learning혹은 전통적 수업방식의 내용이나 학습효과와 관련된 소

감을 언급한 것으로 학습자가 지각하는 학습정도였으며 구체적인 학습효

과를 직접적으로 측정하는 것은 아니었다. 흥미/동기 요인은 사용자가 얼

마나 재미있게 느꼈으며, 얼마나 더 하고 싶어 하는 지와 관련된 내용이

었다.

설문요인1: 디자인효과

1. 각 화면의 내용과 소리, 애니메이션 효과들이 서로 잘 조화를 이루었

다.

① 매우 그렇다. ② 그렇다. ③ 보통이다. ④ 아니다. ⑤ 매우 아니다.

2. 영상이나 애니메이션이 많아 흥미가 있었다.

① 매우 그렇다. ② 그렇다. ③ 보통이다. ④ 아니다. ⑤ 매우 아니다.

설문요인2: 학습유용성

3. 프로그램(또는 수업)을 다 끝낸 후에, 무엇인가 새로운 것을 배웠다는

느낌이 들었다.

① 매우 그렇다. ② 그렇다. ③ 보통이다. ④ 아니다. ⑤ 매우 아니다.

4. 프로그램(또는 수업)을 계속하면 할수록 내가 무엇인가를 배운다는 느

낌이 들었다.

① 매우 그렇다. ② 그렇다. ③ 보통이다. ④ 아니다. ⑤ 매우 아니다.

- 21 -

5. 매일 조금씩 사용(또는 수업을 들으면)하면, 분명한 것을 배울 수 있을

것 같았다.

① 매우 그렇다. ② 그렇다. ③ 보통이다. ④ 아니다. ⑤ 매우 아니다.

설문요인3: 흥미/동기

6. 다음번에도 이 프로그램(또는 수업)을 다시 해보고(듣고) 싶은 생각이

들었다.

① 매우 그렇다. ② 그렇다. ③ 보통이다. ④ 아니다. ⑤ 매우 아니다.

7. 시간이 허락한다면(또는 기회가 주어진다면), 몇 번이고 계속 해보고

(듣고) 싶었다.

① 매우 그렇다. ② 그렇다. ③ 보통이다. ④ 아니다. ⑤ 매우 아니다.

8. 여러 번 반복해도(또는 반복적으로 들어도) 재미있을 것 같다.

① 매우 그렇다. ② 그렇다. ③ 보통이다. ④ 아니다. ⑤ 매우 아니다.

이와 같은 문항으로 설문을 실시하였으며 전통적 수업방식에서는 디자인

효과에 대한 설문이 의미가 없기 때문에 디자인효과 요인을 설문하지 않

았다. 서로 다른 학습 - 사이버강의/VOD형(EBS), 사이버스쿨형(인천e스

쿨), 전통적 수업을 학습한 대상 학생들에게 설문을 해서 각 설문문항에

대해 “매우 아니다(1점)”에서 “매우 그렇다(5점)”의 기준을 통해 각 문항

별 그리고 각 요인별 점수를 합산해 보았다. 그 결과가 표7, 표8, 표9에

나와 있다. 그리고 각 문항별 합산 점수 결과를 그림10에서 그래프로 비

교해 보았다.

- 22 -

문항번호 1 2 3 4 5 6 7 8

매우 그렇다 3 4 4 7 9 8 5 3

그렇다 14 16 26 12 15 15 13 7

보통이다 11 11 2 12 8 8 14 11

아니다 4 1 0 1 0 1 0 11

매우 아니다 0 0 0 0 0 0 0 0

합계 112 119 130 121 129 126 119 98

요인별 합계 231 380 343

문항번호 1 2 3 4 5 6 7 8

매우 그렇다 11 7 3 5 5 6 4 2

그렇다 15 19 18 12 20 18 15 12

보통이다 5 4 11 15 6 6 11 12

아니다 0 2 0 0 1 2 2 4

매우 아니다 1 0 0 0 0 0 0 2

합계 131 127 120 118 125 124 117 104

요인별 합계 258 363 345

문항번호 1 2 3 4 5 6 7 8

매우 그렇다 0 0 10 6 4 7 5 2

그렇다 0 0 19 21 19 12 11 10

보통이다 0 0 2 5 9 11 12 12

아니다 0 0 1 0 0 2 4 7

매우 아니다 0 0 0 0 0 0 0 1

합계 0 0 134 129 123 120 113 101

요인별 합계 0 386 334

표7. EBS를 학습한 학생들의 설문 점수 합계

표8. 인천e스쿨을 학습한 학생들의 설문 점수 합계

표9. 전통적 수업을 학습한 학생들의 설문 점수 합계

- 23 -

설문항목별 점수

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 6 7 8설문항목번호

점수

1반(EBS)

3반(인천e스쿨)

5반(전통적 수업)

그림10. 수업을 학습한 설문항목별 점수

요인별 점수

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

디자인효과 학습유용성요인 흥미/동기

요인

점수

1반(EBS)

3반(인천e스쿨)

5반(전통적 수업)

그림11. 설문 요인별 점수

설문 점수 합계에서 요인별로 분석해 보면 그림11에서 보듯이 디자인 효

- 24 -

과 요인에서는 인천e스쿨을 학습한 학생들이 만족도가 가장 높았고 학습

유용성 부분에서는 전통적 수업을 학습한 학생들이 가장 높았으며 그 다

음으로 EBS를 학습한 학생들이 비슷한 수치를 보였으며 인천e스쿨을 학

습한 학생들이 가장 낮은 수치를 보였다. 흥미/동기 요인에서는 인천e스

쿨을 학습한 학생들이 가장 높았으며 그 다음으로 EBS를 학습한 학생들

이 거의 비슷한 수치를 나타내었고, 전통적 수업을 학습한 학생들의 수치

가 가장 낮았다.

- 25 -

4. 결론 및 논의

e-learning 서비스들을 유형별로 분류하고 가장 많이 이용하는 유형인

사이버강의/VOD형과 사이버스쿨형인 인천e스쿨을 학습하고, 학교 교실에

서 선생님들이 교과서와 칠판, 분필을 이용하여 시행하는 전통적 수업방

식을 학습하여 각각의 학습효과를 연구해 보았다. 또한 “디자인 효과”,

“학습유용성”, “흥미/동기”의 3가지 요인에 대한 설문문항을 총 8문항 만

들어서 학생들의 주관적인 느낌을 알아보았다.

연구 결과, 일반적으로 생각되었던 것과는 달리 전통적 수업방식의 학습

효과가 e-learning의 학습효과보다 뛰어나다는 것을 알 수 있었다. 교재

의 내용구성이나 매체의 사용, 흥미를 끌기 위한 여러 가지 그래픽 도구

들을 제공하는 지능적인 컴퓨터나 e-learning 서비스들은 교사를 대신하

여 학생을 가르칠 수 있다는 기술 만능주의적 사고가 꼭 옳지 않다는 사

실을 설명한다. 연구 대상인 e-learning 서비스가 일반적으로 보편화 되

어 있으며 많은 돈의 투자로 디자인 효과가 뛰어나서 학생들의 흥미를 돋

울 수 있어 그만큼 학습효과가 뛰어날 것이라는 예상을 벗어난 것이다.

본 연구에서 설문조사를 실시한 것은 각각 다른 학습을 실시한 학생들에

게서 그 학습에 대한 주관적 느낌을 조사하기 위해서였다. 전통적 수업방

식에서 학습유용성이 상대적으로 가장 높다는 설문결과를 볼 수 있었고

흥미/동기부분에서는 e-learning 서비스보다는 낮게 나왔다. 반면에 EBS

와 인천e스쿨을 학습한 학생들이 느끼는 주관적 느낌은 흥미/동기부분에

서 전통적 수업방식을 받은 학생들보다 상대적으로 높은 점수를 받았다.

그리고 디자인 효과 부분에서는 EBS를 학습한 학생들보다는 인천e스쿨

을 학습한 학생의 만족도가 높다고 조사되었다.

e-learning이 교사의 역할에 근접하기 위해서는 학습효과가 직접적으로

- 26 -

학습유용성에 관련이 있는 것인지 아니면 다른 요인들과 관련된 것인지에

대한 연구가 필요하다.

본 연구의 제한점은 학습효과 결과가 오랜 기간 학습에 대한 효과가 아

니라는 점에 있다. 여러 학습내용을 많은 실험을 통해 학습효과를 고찰해

야 하는 필요성이 제기된다. 왜냐하면 학습내용에 따라서 e-learning 서

비스의 사이버강의/VOD형이 더욱 학습효과를 낼 수도 있고 전통적 수업

방식이 더욱 학습효과를 낼 수도 있기 때문이다. 이 사실이 본 연구 결과

의 한계가 될 수 있다. 후속 연구에서는 좀 더 교사에 가까워 질 수 있도

록 e-learning 서비스의 컨텐츠를 개발하기 위해 설문요인을 확대 시켜

서 이들 사이의 관련성을 알아내고 또한 이것들이 학습효과에 얼마나 영

향을 미치느냐에 대한 연구 방법의 발전이 필요할 것이다.

- 27 -

참고문헌

[1] 황상민, 김성일, 김소영, 변은희, 이재호, 조광수, 최상섭, 이정모, 멀

티미디어 매체의 특성과 학습 효과에 대한 탐색적 연구, 교육공학회지 1

호, 1998

[2] 강숙희, 인터넷과 수업, 교육과학사, 2001

[3] 배수진, 소프트웨어 및 인터넷콘텐츠편 : e-learning, 한국소프트웨

어진흥원 연구보고서, 2002

[4] 한국i닷컴, e교육 어떻게 이뤄지나, 2001.6.27

[5] 이성호, 교수방법론, 학지사, 1999

[6] 백영균, 웹 기반 학습의 설계, 양서원, 1999

- 28 -

부록1. 표본집단 선정을 위한 형성평가 문항지

1. 다음 중 과학에서 말하는 일을 한 사람은 누구인가?

① 철수: 하루에 3시간씩 열심히 공부를 하였다.

② 영희: 무거운 가방을 들고 버스를 10분간 기다렸다.

③ 민석: 질량 2kg의 돌을 들고 수평 방향으로 10m걸어갔다.

④ 창호: 깊이 5m의 웅덩이에 있던 돌을 줄로 매어 들어 올렸다.

⑤ 영수: 20kg의 돌을 옮기기 위해 10분 동안 300N의 힘을 가했으나

돌이 움직이지 않았다.

2. 다음 그림과 같이 질량이 10kg인 물체를 수평면 위에 놓고 용수철

저울을 연결하여 3m 만큼 끌어 당겼다. 이때 용수철 저울의 눈금이 5N

이었다면 물체에 한일의 양은?

① 30J ② 20J ③ 15J

④ 10J ⑤ 50J

3. 마루 위에 있는 물체를 끌어당겨서 5m 움직이는 데 100J의 일을 하

였다. 물체와 마루 사이의 마찰력은 몇 N인가?

4. 다음 그림과 같이 바닥에 놓여 있던 무게 10N의 물체를 1m들어 올려

수평으로 10m 걸어가서 높이 1m의 탁자 위에 올려놓았다. 이 사람이 한

일의 양은 몇 J인가?

- 29 -

5. 다음 그림과 같이 지레의 한쪽 끝에 10N의 힘을 작용하여 물체를

20cm 위로 들어올렸다. 이 때 사람이 지레에 한 일은 몇 J인가? (단, 지

레의 무게는 무시한다. )

① 2J ② 4J ③ 6J

④ 8J ⑤ 10J

6. 다음 그림의 지레에서 B쪽을 손으로 0.5m 눌러서 돌을 들어 올렸다.

돌이 올라간 높이와 B점에 주어진 힘을 구하여라.

① 0.25m, 50N ② 0.5m, 50N

③ 1m, 50N ④ 0.25m, 100N

⑤ 0.5m, 100N

7. 고정도르래를 사용하여 질량 10kg인 물체를 10cm 높이까지 들어 올

- 30 -

릴 때 옳은 것 두 가지를 고르면? (단, 도르래의 무게와 마찰은 무시)

① 힘의 이득을 볼 수 있다.

② 사람이 도르래에 한 일의 양은 9.8J이다.

③ 고정도르래를 사용하면 일의 이득을 볼 수 있 다.

④ 용수철 저울의 눈금은 98N이다.

⑤ 용수철 저울을 당겨 주어야 할 거리는 20cm 이다.

8. 다음 그림과 같이 도르래를 장치하고 무게 200N인 물체를 끌어올렸

다. 이 물체를 끌어올리는데 필요한 최소의 힘 F의 크기는? (단, 도르래

의 무게는 무시한다. )

① 50N ② 100N ③ 200N

④ 300N ⑤ 400N

9. 다음 그림과 같이 질량 20kg인 물체를 빗면을 따라 끌어올렸다. 빗면

을 따라 물체를 끄는 힘 F는 몇 N인가? (단, 모든 마찰은 무시한다. )

- 31 -

① 10N ② 49N ③ 98N

④ 200N ⑤ 400N

10. 다음 그림과 같이 마찰이 없는 빗면에서 각도를 변화시키며 질량이

같은 물체를 O지점까지 끌어올리는 실험을 하였다. 그 결과로 옳지 않은

것은?

① 한 일의 양이 모두 같다.

② 힘이 가장 적게 드는 경우는 A이다.

③ D에서 이동 거리가 가장 짧았다.

④ 끌어올리는 힘의 크기 모두 같다.

⑤ D에서 물체를 들 때 힘의 크기는 물체의 무게와 같다.

- 32 -

부록2. 학습효과 비교를 위한 형성평가 문항지

1. 다음 중 운동에너지를 가지고 있는 것은?

① 흐르는 시냇물

② 옥상 위의 화분

③ 댐 안의 고인 물

④ 주차장에 주차되어 있는 차

⑤ 교탁 위의 출석부

2. 질량이 2kg이고 속력이 10m/s인 어떤 물체가 가지는 운동에너지는

몇 J인가?

① 100 ② 200 ③ 300

④ 400 ⑤ 500

3. 다음 그래프 중 옳지 않은 것은?

4. 다음 그림은 자동차를 운전할 때 자동차 속력에 의한 제동 거리를 나

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타낸 것이다. 고속도로에서와 같이 빠른 속력으로 주행하는 경우 차간 거

리를 시내 도로보다 훨씬 길게 해야 하는 까닭이 여기에 있다. 이것을 뒷

받침하는 사실은 다음 중 어느 것인가?

① 위치 에너지는 질량에 비례한다.

② 역학적 에너지는 어디서나 항상 일정하다.

③ 운동 에너지는 속력의 제곱에 비례한다.

④ 운동 에너지는 질량에 비례한다.

⑤ 위치 에너지는 높이에 비례한다.

5. 달리던 트럭에 짐을 실어 전체 질량이 처음의 두 배가되었으며 속력도

두 배로 증가되었다면 트럭의 운동에너지는 처음 몇 배로 증가했을까?

① 2배 ② 4배 ③ 8배

④ 16배 ⑤ 32배

6. 마찰이 없는 수평면 위에 정지해 있던 질량이 20Kg인 수레에 수평방

향으로 50N의 힘으로 5m를 밀었을 때 수레의 속력은 얼마인가?

7. 물체 A는 B보다 질량이 2배이고 속력도 2배가 더 크다. 그렇다면 물

체 A의 운동에너지는 B의 운동에너지보다 몇 배가 더 큰가?

① 2배 ② 4배 ③ 8배

④ 16배 ⑤ 32배

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8. 수평면 위에 정지해 있는 나무도막에 질량 2kg의 수레가 충돌하여 나

무도막이 2. 5m 이동하였다. 나무도막과 수평면 사이의 마찰력이 10N이

라면, 수레가 나무도막에 충돌하는 순간의 속력은 몇 m/s인가? (단, 수레

의 마찰력은 무시한다. )

① 5m/s ② 10m/s ③ 25m/s

④ 40m/s ⑤ 50m/s

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운동 에너지

(1) 다른 물체에 힘을 작용하여 이동시키는 일을 할 수 있다. 따라서 운동하는

물체는 에너지를 갖는다. 이 에너지를 운동 에너지라고 한다.

(2) 물체의 운동 에너지는 물체의 질량이 클수록, 물체의 속력이 빠를수록 크

다.

(3) 운동 에너지는 물체의 질량과 속력의 제곱에 비례한다.

EK =12m v

2

※ 힘을 통하여 한 일이 0보다 크면 운동 에너지는 증가한다. 힘이 물체가 움

직이는 방향으로 작용한다면 물체에 생기는 가속도의 방향이 속도의 방향과

동일하기 때문에 물체는 점점 더 빨리 움직이게 될 것이다.

※ 물체가 일을 받으면 그 일이 꼭 운동 에너지의 형태로 물체에 나타나는 것

은 아니다. 에너지에는 여러 가지 형태가 있으며 그 중에서 어느 형태의 에

너지로 나타나더라도 상관없다. 자유롭게 움직일 수 있는 물체에 일을 가하

면 일은 운동 에너지의 형태로 나타나는데 질량이 m인 물체가 속력 v로 움

직이면 이 물체의 운동 에너지는 EK= 12m v

2이다.

(4) 자동차의 속력이 조금만 빨라져도 자동차의 제동 거리는 대단히 크게 증가

한다. 또, 자동차가 빠른 속력으로 달릴 때에는 운전자가 상황을 판단하여

브레이크를 밟을 때까지 자동차가 이동하는 거리도 증가하므로, 안전한 운

전을 하기 위해서는 과속을 하지 않고 앞차와의 거리를 넉넉히 유지하는

것이 필요하다.

※ 물체의 속도는 물체에 작용하는 합력에 의해 바뀌게 된다. 물체에 작용하는

힘의 방향이 물체가 원래 움직이는 속도의 방향과 반대 방향으로 작용한다

면 속도는 점점 더 느려질 것이다. 따라서 운동 에너지는 감소한다.

부록3. 전통적 수업방식의 수업지도안

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부록4. 인천e스쿨의 학습내용

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부록5. EBS의 학습내용

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목차1. 서론2. 연구방법2.1 연구대상 및 절차2.2 자료 분석 방법

3.연구 결과3.1학습효과 비교3.2설문문항분석

4.결론 및 논의참고문헌

목차1. 서론 12. 연구방법 6 2.1 연구대상 및 절차 6 2.2 자료 분석 방법 143.연구 결과 15 3.1학습효과 비교 15 3.2설문문항분석 194.결론 및 논의 25참고문헌 27