위성정보 데이터는 지구 관측을 위해 인공위성에서 수집된 다양한

정보를 말한다. 세계 각국의 영토를 모니터링하기 위해 탑재된 위성센서로 획득한 관측 데이터와 가공된 정보 등이 위성정보 데이터 영역에 포함된다. 위성정보 데이터는 시계열적 관점의 도시 계획 및 개발 현황을 파악하고, 산불, 홍수, 지진과 같은 자연 재해를 모니터링하는 분야에서 활용되고 있다.

현재 위성 데이터를 수집하는 센서 기술의 고도화와 위성정보 데이터 분석 기술의 발전을 토대로 위성정보 데이터시장의 산업 생태계가 조성이 빠르게 진전되고 있다. 미국 위성 산업 협회(Satellite IndustryAssociation)에 따르며 2023년 위성산업 시장규모는 약 2,853억 달러로 전년 대비 43억 달러 증가했으며, 전 세계 우주산업 수입의 71%를 차지하고 있다(Tencent News, 2024).

위성정보 데이터 산업의 성장에 따라 위성정보 데이터를 활용한 교육 콘텐츠 영역에도 새로운 바람이 불고 있다. 특히 위성정보 데이터의 공공적 활용을 확대하는 차원에서 지리학 교육 콘텐츠의 수요도 증가할 것으로 예상하고 있다. 글로벌 온라인 학습 플랫폼인 Coursera, edX, Khan Academy에서는 위성정보 데이터를 활용한 지리학 교육 콘텐츠를 유통하고 있다. 지리학 교육 콘텐츠의 강점은 지구환경, 기후변화, 자연 재해 등에 관한 교육적 정보와 지식을 데이터 중심으로 습득할 수 있다는 것이다.

최근 인공지능 시대에 적용 가능한 디지털 교과서를 제작하는 움직임이 활발하게 진행되고 있다. 디지털기술의 활용을 통한 디지털 교육 콘텐츠의 산업 규모가 2022년 약 158억 달러(19조 원)에서 향후 2031년 1253억 달러(162조 5700억 원) 규모의 큰 폭으로 성장했다. 이와 같은 흐름 속에서 지리학 교육 콘텐츠는 Augmented Reality (AR), Virtual Reality (VR), Mixed Reality (MR), Extended Reality (XR) 등의 디지털 미디어 기술을 활용한 교육 콘텐츠로 확산될 것이다. 지리학 교육 콘텐츠 영역은 마이크로 러닝(Microlearning) 확산에 따른 맞춤형 자율교육 혁신 그리고 온디맨드(On demand) 방식의 학습 콘텐츠의 수요 증가로 콘텐츠의 영역이 점차 확장될 것으로 예상된다.

이와 같은 향후 추세를 볼 때 교육 분야에서 위성정보 데이터 활용은 충분한 확장성을 갖고 있다. 초·중·고등학교 교육과정에서 위성 정보 데이터 기반의 지리학 교육 콘텐츠를 활용하여 지리정보, 공간 정보, 생태환경정보를 담은 이미지와 영상을 조사하고 분석하는 능력을 키울 수 있다. 그 외에도 환경, 재난, 도시 문제 등을 종합적으로 분석, 해결하는 능력을 향상시키고, 지리적 사고능력을 갖추는 위성 정보 데이터의 문해력(Literacy) 역량을 배양할 수 있을 것이다.

따라서 본 연구는 실증 사례 연구 차원에서 접근하고자 한다. 위성 정보 데이터 기반으로 제작이 가능한 지리학 교육 콘텐츠의 기획 방법론을 실증 사례를 통해 제시하고자 한다. 연구의 접근 방안은 우선 국내외 문헌 자료, 온라인 자료, 어플리케이션 등 영역에서 지리학 교육 콘텐츠 사례를 조사하여 분석하고자 한다. 사례 분석을 기반으로 4단계로 세분화된 지리학 교육 콘텐츠 기획 방법론을 제안하고, 실증 사례 연구 차원에서 인천과 제주도의 지리학 교육 콘텐츠 기획 방안을 제시하고자 한다.

2.1. 지리학 교육의 전환

지리학 교육은 지리적 지식과 공간 정보를 기반으로 지구환경과 인간 활동의 상호작용을 연구하는 영역이다. 공간 정보와 지리 정보 등을 수집하고 해석하는 지리적 사고를 학습하는 것을 목적으로 삼고 있다. 디지털 지도에 배치된 정보 데이터를 분석하는 역량과 다양한 목적의 지도를 제작하는 역량을 학습하는 것이다. 더 나아가 공간 정보, 지리 정보, 생태환경 정보 등을 활용하여 자연재해와 기후환경 등의 사회적 문제를 해결할 수 있는 통합적인 지리적 사고 능력을 습득하는 것이다. 지리학 교육은 위성 정보기술과 위성정보 데이터 활용을 기반으로 공간 정보, 지리 정보, 생태환경 정보 등을 수집, 탐색, 관리, 분석하는 지리정보시스템 영역과 밀접하게 연결되어 있다. 그래서 국내 지리학 교육은 <한국 지리>, <세계 지리>, <여행 지리>, <지역 이해>, <공간정보융합 서비스>, <인간과 환경> 등으로 세분화하여 교과과정을 운영하고 있다. 하지만 기존의 지리학 교육과정은 텍스트 기반의 이론 중심 교육에 머물려 있어, 디지털 미디어 기술을 활용한 입체적인 교육 콘텐츠의 개발이 시급한 상황이다.

교육부는 인공지능 시대에 부응하는 2025년 Artificial Intelligence (AI) 디지털 교과서 도입을 추진하고 있다. 디지털 미디어 기술을 활용한 지리학 교육 콘텐츠 도입은 맞춤형 자율 혁신 교육에 초점을 맞춘 지리학 교육의 변화를 추구할 수 있을 것이다. 위성정보 데이터와 디지털 미디어 기술을 적용한 지리학 교육 콘텐츠의 도입은 현 지리교육의 한계를 극복하는 대안이 될 것이다. 향후 지리학 교육의 방향은 공간정보 기술, 위성정보 데이터, 디지털 미디어 기술을 융합하여 공간정보, 지리정보, 생태환경 정보를 수집, 분석, 해석하는 지리적 사고를 배양하는 콘텐츠 발굴 방안으로 발전해야 할 것이다. 기술과 데이터를 융합하는 입체적인 지리학 교육 콘텐츠를 기획 제작하기 위해서는 2가지 관점에서 접근해야 한다. 첫째 위성정보 데이터와 디지털 기술을 접목한 4가지 역량을 학습하는 차원에서 접근해야 한다. 4가지 역량은 데이터 검색, 지도 제작, 이미지 해독, 데이터 분석 등을 학습하는 것이다.

4가지 역량을 습득하는 지리학 교육 콘텐츠 사례로는 Geographic Information System (GIS) 기반의 가상현실(VR)을 활용해 산맥, 강, 평야 등 다양한 지형의 특징을 직관적으로 관찰하는 콘텐츠이다(Chinaedustar, 2018). 또한 기후 변화 시뮬레이션을 통해 서로 다른 기후 조건에서의 지리정보, 공간정보, 생태 환경정보 등을 체험하고, 상호작용이 가능한 학습 방법을 통해 기후변화의 원리를 습득하고 다양한 기후정보를 비교 분석하는 역량을 습득하는 것이다.

둘째는 지리학 교육 콘텐츠에 게이미피케이션(Gamification) 방법론을 적용하는 것이다. 학습자가 공간 정보, 지리 정보, 생태환경 정보를 흥미롭게 접근할 수 있는 재미 요소와 상호작용 요소를 적용한 콘텐츠이다. 게이미피케이션 기반의 지리학 교육 콘텐츠 기획은 학습자에게 점수, 배지, 보상, 랭킹 시스템 등을 적용하여 동기부여를 강화하고 몰입 효과를 높일 수 있는 맞춤형 자율 학습 콘텐츠를 제공하는 것이다. 특히 학습자가 다양한 위성정보 데이터를 선택하여 지리적 정보를 자연스럽게 습득하도록 유도할 수 있을 것이다.

2.2. 지리학 교육 콘텐츠의 국내외 사례

지리학 교육 콘텐츠 영역에서 위성정보 데이터의 활용성을 높이는 것은GIS와Global Positioning System (GPS)의 기술과 디지털 미디어 기술이다. 국내외 사례 조사의 방향은 지리학 교육 콘텐츠의 교육 내용을 조사하는 것이고, 콘텐츠에 적용된 디지털 미디어 기술과 위성 정보 데이터 기술이 무엇인지 조사 분석하는 것이다. 또한 학습자의 적극적 참여와 몰입을 위한 상호작용이 무엇인지 분석하는 것이다. 사례 조사의 궁극적 목적은 위성정보 데이터의 활용과 디지털 미디어 기술의 적용이 어떻게 이루어지고 있는지 조사 분석하는 것이다. 또한 지리학 교육의 내용이 무엇인지 동향을 파악하는 사례 조사를 실시하였다. 사례 조사를 기반으로 지리학 교육 콘텐츠의 기획 방법론을 모색하고자 한다.

2.2.1. 독일의 지리학 교육 콘텐츠

독일 정부는 교육 영역의 디지털화가 국가의 미래가 달린 중요한 사안으로 규정하고 학교 내 디지털 기반 교육을 위한 <디지털 팍트(Digital Pakt)> 프로젝트를 2019년부터 2024년까지 5년 동안 진행하고 있다(BMBF, 2023). 독일 중학교의 지리학 교육 콘텐츠의 사례는 지구 관측을 위한 디지털 통합 학습환경(Digital Integrated Learning Environments, DILEs)을 수업에 도입하여 복잡한 지구 관측을 조사하고 분석하는 것을 다루고 있다(Hodam et al., 2020). 이러한 디지털 통합 학습환경은 지리학의 배경 지식과 기술적 도구 사용 등에 관한 학습을 지향하고 있다. 또한 원격탐사와 위성정보 데이터에 대한 경험이 없는 학생들에게 전문가들이 사용하는 동일한 도구를 활용하여 다양한 지구 관측 데이터를 조사하고 분석하는 학습 역량을 제공하고 있다.

2.2.2. 스페인의 지리학 교육 콘텐츠

스페인은 2010년 스페인 원격탐사 협회(Spanish Remote Sensing Association)는 <원격탐사 및 환경 교육 가이드>를 제작하여 지리학 교육을 수행하는 교사들에게 배포했다. 지리학 교육 가이드는 교사에게 지리적 지식과 환경 정보를 제공하고 설명할 수 있는 양질의 시각적 교육 자료를 제공하고 있다. 지리학 교육 과정에 위성정보 데이터의 범용성과 활용성을 강화하는 콘텐츠를 제공하는 것이다. 사례로 Martínez-Vega et al. (2015)은 NASA & European Space Agency (ESA) 위성 이미지, GIS, 시뮬레이터 등 위성정보 데이터를 활용하여 마드리드(Madrid) 시의 토지 이용 및 토지 피복의 시계열적 변화를 탐색할 수 있는 콘텐츠를 제공하고 있다. 사계열적 관점의 토지 피복 변화와 향후 수십 년 동안 예상할 수 있는 피복 변화 과정을 진단할 수 있는 위성정보 데이터와 분석 방법론을 제공하고 있다. 또한 공간의 신경망 모델에 적용하여 1990년에서 2006년 사이에 기록된 지역의 토지 이용에 관한 시계열적 추세를 기반으로 2025년 토지 이용 및 토지 피복에 대한 예측 시뮬레이션을 진행하고 있다. 이것은 토지 이용 변화의 학습 및 생태환경 보호에 관한 관심을 유도하고 도시화 과정, 환경 보호 의식 등을 향상하는 교육적 효과도 가져오고 있다.

2.2.3. 중국의 지리학 교육 콘텐츠

중국교육부는 ‘2024년 중학교 지리 교과목 표준 교육과정에서 원격탐사, GPS, GIS 지리정보기술과 디지털 미디어 기술 등을 활용할 것을 적극적으로 권장하고 있다(Initial Geography Network, 2023). 이와 같은 방침에 따라 다양한 지리학 교육 플랫폼과 지리학 교육 콘텐츠를 제공하고 있다. 사례로는 Airforce 회사가 독자적으로 개발한 GIS 플랫폼인 ‘KingMapMeta Earth 플랫폼’이다. GIS 플랫폼에서는 지리 공간 기술을 핵심으로 원격탐사와 항공촬영 등을 획득한 위성 정보 데이터를 제공하고 있다. 학습자는 GIS 플랫폼에서 제공하는 위성정보 데이터를 활용하여 다양한 목적과 기능을 갖춘 인터랙티브(Interactive) 지도를 제작할 수 있다. 또한 디지털 미디어 기술인 VR, AR, MR 등을 적용하여 학습자의 몰입을 유도하는 시각화 기능을 지원하고, 사용자 데이터의 액세스와 공유를 제공하고 있다. 구체적으로 국가 지명 데이터베이스 검색, 카메라, 위성궤도 기록, 시공간 영상, 경로 별 360도 파노라마 탐색, 비행 시뮬레이션 게임 등의 기능을 제공하여 사용자에게 새로운 위성정보 데이터와 새로운 체험을 제공하고 있다(Jingtu Information, 2023). KingMap 메타 Earth 플랫폼에서는 교육에 필요한 자료 수집, 측량 제도 수집, 계획 및 설계, 내비게이션, 야외 운동, 레저 게임 등에 활용 가능한 위성정보 데이터를 제공하고 있다.

2.2.4. 일본의 지리학 교육 콘텐츠

2019년 7월 일본 문부과학성(文部科學省)에서는 ‘중학교 학습 지도 요강 해설(中学校学習指導要領)’을 발표하였다(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, 2017). 그중 사회편의 지리학 교과목에서 지리정보시스템(GIS) 교육의 관련성을 언급하면서 교육 현장에서 GIS 활용을 보급하기 위한 위성정보 데이터 제공에 관한 체계를 구축하고 있다. 지리 정보의 인식을 재고하고, 지리 정보기술의 활용 수준을 높이며, 위성정보 데이터를 활용하는 방안을 확장하는 것이다. 이러한 맥락 속에서 일본 우주항공개발기관(JAXA)은 도시구조 가시화 촉진협회와 협력하여 ‘지역 가시화 GIS 지오그래피(地域見える化GIS ジオグラフ)’라는 디지털 교육플랫폼 구축으로 복잡한 도시구조와 지역 데이터를 GIS 등 기술을 통해 지역의 지리정보를 시각화 하여 지역의 도시계획과 지역 개발에 대한 이해도를 높이는 것을 목표로 하고 있다(Teikoku Shoin, 2022). GIS와 Keyhole Markup Language (KML) 형식의 3D 모델링 및 지도를 결합하여 다양한 시점에서 도시 변화를 보여주는 지리학 교육 콘텐츠이다.

이 교육 플랫폼은 직관적인 3D 시각화 지도를 통해 도시의 주야간 인구분포, 대중교통 이용, 상업적 공간 등에 관한 다양한 공간 정보를 제공하고 있다. 학생들은 상호작용의 인터페이스를 통해 관찰 시점을 자유롭게 전환하고 다른 지역과 기간별 데이터도 비교하여 도시 구조의 변화를 심도 있게 이해할 수 있다. 또한 플랫폼은 학습자의 사용자 경험기반으로 설계되어 접근성이 좋을 뿐만 아니라 제한된 수업 시간에 복잡한 도시 정보를 효과적으로 전달할 수 있다. ‘지역 가시화 GIS 지오그래피(Geography)’는 일본 고등학교의 필수 과목인 ‘지리적 통합’ 영역에서 지리학 교육 콘텐츠로 적극적으로 활용되고 있다.

2.2.5 한국의 지리학 교육 콘텐츠

한국 교육부는 2022년 교육 개정을 통해 교육 범위를 확장하고 디지털 대전환 시대 사회와 국가의 수요에 맞는, 미래 사회 발전과 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 역량을 강화할 수 있는 비전을 제시하고 있다. 2022 개정 교육 과정의 핵심 역량은 지식 정보 처리, 창의적 사고, 협력적 소통, 공동체 역량 등과 연계하여 컴퓨팅 사고력, 디지털 문화 소양, 인공지능 소양 등을 학습하는 것으로 제시하고 있다(Kim, 2023).

지리학 교육 콘텐츠 사례로는 GIS기반의 스토리텔링 인터랙티브 맵 에디터(지오스토리텔러, Geostoryteller)가 있다. 초등학교 지리교육을 위해 설계된 혁신적인 인터랙티브 지리학 교육 콘텐츠이며 지능형 교실환경을 통해 학생들의 학습 경험과 지리적 인지능력을 향상시키는 데에 초점을 두고 있다(Yoon et al., 2015).

구체적인 내용은 학생들이 시스템에 있는 공간 정보를 기반으로 학교 주변 지도를 만들어 공간 인지력과 지리적 사고를 습득하는 것이다. 또한 지도 제작에서 자신이 선호하는 이모티콘과 개인의 사진을 배치하고, 장소에 관한 자신의 이야기도 기록하도록 설정하였다. 또한 학생들은 지리학 교육 콘텐츠의 수용자 겸 기획자로서 학습 내용에 관한 관심을 유도하고 학습 참여도를 높이고, 학생들이 만든 지도를 서로 평가하는 글을 남기는 댓글 공간을 설정하고 있다. 이러한 커뮤니티 기능은 학생들의 지리적 사고와 소통 능력 및 팀워크 수준을 배양하는 효과를 유도하고 있다.

기존의 지리교육에서는 대체로 교과서와 온라인 지도를 바탕으로 지리정보를 단순하게 전달하는 방식이었으며, 구글 지도를 활용한 교육의 경우도 풍경을 보고 풍경의 위치를 파악하는 것으로 위성정보 데이터의 활용이 제한적이라는 한계를 갖고 있다. 이에 반해 지리학 교육 콘텐츠는 학습자가 위성정보 데이터의 문해력, 의미론적 영상 분할, 모니터링 역량 등을 동시에 학습하고 적극적인 참여와 상호작용이 작동하는 교육 방식을 추구하고 있다. 이와 같은 교육적 효과를 도출하기 위해 다음과 같은 지리학 교육 콘텐츠의 4단계 기획 방법론을 제안하고자 한다.

3.1. 1단계 - 컨셉 설계단계

컨셉 설계단계에서는 학습자에게 제공하고자 하는 주제를 선정하고, 주제와 연관된 위성정보 데이터를 선별하는 것이다. 예컨대 도시환경, 생태환경 등과 연관된 지도와 공간 정보 데이터를 제공할 수 있는 방안을 기획하는 것이다. 미션과 보상 기반의 게이미피케이션이 작동하는 콘텐츠를 기획하는 방향으로 설정한다. 퀴즈, 미션, 보상 시스템을 통해 재미 요소와 교육적 요소를 통해 학습자에게 지리적 사고 능력을 향상시킬 수 있는 컨셉을 설계하는 단계이다.

3.2. 2단계 - 콘텐츠 시나리오의 구조화 단계

콘텐츠 시나리오의 구조화 단계에서는 지리학 교육 콘텐츠의 시나리오를 작성하는 단계이다. 학습자가 위성정보 데이터의 교육적 정보를 자연스럽게 습득할 수 있는 시나리오의 구조화 과정이다. 콘텐츠 시나리오는 학습자의 몰입과 능동적인 참여를 유도할 수 있는 게이미피케이션 기반의 시나리오 작성이다. 미션과 보상 시스템이 작동하는 시나리오 구성이다. 구체적으로 2D와 3D 지도에 배치된 공간 정보와 지리 정보 등을 해석하는 미션을 수행하면서 자기 주도형의 능동적 학습을 유도하는 것이다.

3.3. 3단계 - 콘텐츠 시각화 및 FGT

지리학 교육 콘텐츠의 시각화 및 FocusGroup Test (FGT) 과정이 필요하다. 시각화는 지도에 배치된 위성정보 데이터를 직관적으로 식별하고 해석하는 기능을 수행하다. 지도에 배치된 건물, 도로, 문화유적, 문화, 병원, 학교, 지하철 등의 도시환경 요소와 공원, 숲, 산, 수종, 저수지, 호수 등의 생태환경 요소 등을 식별하는 픽토그램(Pictogram)을 제작하는 과정이다. 자동차 네비게이션에 적용하고 있는 픽토그램과 차별화되는 위성정보 데이터의 속성을 보여주는 픽토그램 제작이 필요하다. 학습자의 흥미와 몰입을 유도하는 시각화로 위성정보 데이터를 분석하고 해독하는 역량을 배양하는 인터페이스를 구축하는 단계이다.

FGT는 학습자를 대상으로 기획 제작한 프로토타입의 콘텐츠를 평가하고 검증하는 단계이다. 실제로 제작된 지리학 교육 콘텐츠의 User Interface (UI) 및 User Experience (UX)의 테스트 평가와 콘텐츠의 재미 및 교육 효과 등을 평가하는 과정이다. 위성정보 데이터의 시각화 효과를 평가하고, 지리학 교육 콘텐츠의 재미 요소를 평가하는 것이다. 평가 결과에 따라 지리학 교육 콘텐츠의 수정 및 보안을 실행하는 것이다.

3.4. 4단계 - Marketing Public Relations 전략과 Business Model 구축

지리학 교육 콘텐츠의 Marketing Public Relations (MPR) 전략은 콘텐츠를 학습자에게 홍보하는 전략을 수립하는 것이다. 홍보 마케팅 전략의 수립은 카드 뉴스 및 인스타에 적용할 교육 내용을 소개하는 것이다. 특히 카드 뉴스는 위성정보 데이터의 교육적 가치와 효과 등을 스토리텔링 형식으로 홍보하는 전략을 구축하는 것이다. 지리 교육 콘텐츠의 BusinessModel (BM) 구축은 지자체의 교육기관, 공공기관 등과 연계하는 수익 모델을 창출할 수 있다. 특히 정부의 디지털 교과서 개편 차원에서 지리 교육, 사회교육 등의 영역에 디지털 미디어 기술을 적용한 지리 교육 콘텐츠를 활용하는 방안을 모색할 수 있다. 지리학 교육 콘텐츠의 BM구축은 지리학 교육 콘텐츠의 지속적인 운영과 확장을 도모하는 방안을 모색하는 것이다. 위성정보 데이터를 활용한 지리학 교육 콘텐츠의 지속적인 개발로 사용자, 기업, 지자체가 참여하는 교육 콘텐츠의 생태계를 조성해 위성정보 데이터의 범용성과 활용성을 높이는 방안을 모색하는 전략적 접근이 필요하다.

본 연구는 위성정보 데이터를 활용한 국내외 지리학 교육 콘텐츠의 활용 사례 고찰과 기획 방법론 제시를 바탕으로 다음과 같은 실증적 연구를 실천하였다. 인천과 제주도를 사례로 위성정보 데이터를 활용한 지리학 교육 콘텐츠의 기획과 제작 과정을 학술적 관점에서 접근한다. 콘텐츠 UX와 UI 관점에서 학습자가 살고 있는 도시 환경과 생태환경을 탐구하고, 다양한 지리정보를 담고 있는 위성정보 데이터를 식별하고, 해석하는 역량을 습득하는 콘텐츠를 기획하는 것이다. 또한 학습자가 지도에 배치된 위성정보 데이터를 자율적으로 선택하여, 스스로 자기학습을 실천하는 콘텐츠를 제공하는 것이다. 게이미피케이션, 가상현실, 증강현실 등의 디지털 기술을 적용하여 지역의 지리정보와 지식을 습득할 수 있는 콘텐츠를 기획하고 제작하는 방안을 탐색하고자 한다. 위성정보 데이터를 활용한 지리학 교육 콘텐츠의 기획은 3가지 방향에서 접근해야 할 것이다.

첫 번째는 게이미피케이션 기반의 지리학 교육 콘텐츠를 기획하는 것이다. 지도와 위성영상에 배치된 위성정보 데이터를 식별하고 해독하는 능동적인 학습 시스템일 구축해야 한다. 학습자의 동기 유발과 자율적 학습은 콘텐츠의 미션과 보상 시스템에서 작동한다. 인천과 제주시의 랜드마크, 역사정보, 지리정보, 교통정보, 관광정보 등을 지도에서 탐색하고 식별하는 지각인지 역량을 강화하는 미션을 수행하는 기획으로 접근해야 한다. 구체적으로 <우리동네 지리 탐험대>라는 주제로 지도에 표시된 도시의 랜드마크, 역사문화 유적지, 지리정보, 교통정보 등을 식별하는 미션을 수행하는 게임이다. 인천의 상징적 문화유적인 강화도 고인돌, 차이나타운, 월미도, 개항장 거리 등을 지도 화면에 배치된 유적지의 아이콘과 위성영상에서 표시된 지역과 매칭시키는 방식으로 미션을 수행하는 것이다. 학습자가 지도와 위성영상에 배치된 아이콘을 정확하게 매칭하면 유적지에 대한 역사적 지식을 텍스트로 제시하여 자연스럽게 학습하는 교육적 효과를 유도하는 것이다. 또한 인천시의 지하철과 버스 등 대중교통 노선을 지도와 위성영상에 표시하여 학습자가 이용하고 있는 노선의 행로를 자발적으로 탐색하고 인지하는 정보 해석 역량을 습득하는 것이다. 그리고 학습자가 생활하고 있는 지역을 중심으로 주변에 분포되어 있는 의료시설, 편의시설, 문화시설, 교통시설 등을 지도와 위성영상에서 탐색하는 미션을 공기관의 시설 정보를 학습하는 교육적 효과를 창출하는 것이다. 지도와 위성영상에 배치된 아이콘을 매칭하는 게임을 진행하는 과정에서 위성정보 데이터에 관한 문해력을 향상시키는 자기 주도 학습 역량을 강화하는 것이다. 더 나아가 학습자가 살고 있는 도시의 확장, 교통 체계의 변화, 생태 환경의 변화 등을 위성정보 데이터를 기반으로 이해하는 역량을 습득하는 콘텐츠 기획이 필요하다.

두 번째 장르는 캐릭터 기반의 지리학 교육 콘텐츠이다. 인천과 제주도를 상징하는 핵심 캐릭터 ‘꼬마하루방’과 ‘제돌이’를 활용하여 위성정보 데이터를 학습하는 콘텐츠이다. 인천과 제주도에서 사라진 문화유적을 캐릭터 꼬마하루방과 제돌이가 추적하여, 지역의 유물을 찾아오는 시나리오로 구성하는 것이다. 학습자는 도시의 캐리터를 선택하여 사라진 문화유적을 추적하는 미션을 수행하면서 지역의 장소와 문화유적에 관한 정보와 지식을 자연스럽게 학습하는 것이다. 미션을 수행하는 과정에서 학생들의 적극적인 참여와 능동적인 탐색을 유도하여 도시 공간의 지리적 사고를 학습하는 교육적 효과를 획득할 수 있다.

셋째는 탄소중립을 실천하는 지리학 교육 콘텐츠이다. 온라인과 오프라인에서 탄소중립을 실천할 수 있는 지리학 교육 콘텐츠를 기획하는 것이다. 학생들에게 자신이 살고 있는 도시의 생태 환경문제에 관심을 유도하고, 탄소중립을 실천하는 방안을 제시하는 콘텐츠를 기획하는 것이다. 실생활 속에서 탄소중립을 실천하는 산책, 달리기, 운동, 자전거, 대중교통 이용, 여행, 분리수거 등 개개인의 실천을 통하여 축적한 탄소 에너지를 온라인에서 활용하는 형식이다. 오프라인에서 축적한 탄소중립 에너지를 인천과 제주도의 산과 숲을 육성하는 시뮬레이션 게임 콘텐츠를 기획한다. 인천과 제주도의 생태환경 변화를 탐구하도록 미션을 주고, 탄소중립을 유도하는 것이다. 또한 학생들이 실생활 속에서 저탄소 환경 보호를 실천하고, 온라인에서 홍보하는 탄소중립 캠페인을 유도한다. 우선 탄소발자국(Carbon footprint)을 활용한 지리학 교육 콘텐츠는 탄소발자국에 관한 기본 개념과 탄소배출이 일상생활에 어떤 영향을 미치는지에 대해 이해하는 단계로부터 시작한다. 다음은 실천 단계로 위성정보 데이터에 기반하여 생활환경 주변 지역에 탄소 배출량을 추적하고 그 지역에서 탄소배출을 줄이는 방안을 제공하는 것이다. 예를 들어 가구당 가정에서 전기 절약을 실천했을 때, 특정 지역에서 나무를 심거나 공장의 오염원을 줄이거나 친환경 대중교통수단을 이용했을 때 해당 지역의 에너지 소비와 탄소배출에 미치는 영향을 확인한다. 이와 같은 게임 내 활동을 통해 그 지역의 탄소배출을 실시간으로 감소시키는 방식으로 향후 변화될 환경에 대해 시뮬레이션으로 결과를 보여주는 것이다. 마지막 보상 시스템에서 전단계에서 선택한 탄소배출을 줄이는 방안이 나중에 초래하게 될 결과에 대해 피드백을 제공하고 더 최적화된 방안이 있는지에 대해 고민하게 한다. 그리고 시뮬레이션 결과에 따라 일정한 포상을 진행하는 방식으로 탄소중립을 위한 지속적인 동기부여를 이끌 수 있다.

다음으로는 기후변화시나리오 기반의 지리학 교육 콘텐츠이다. 사용자에게 기후 변화의 심각성을 인식시키고, 이를 완화하거나 막기 위한 다양한 방안을 제시한다. 기후 변화에 영향을 주는 나무 심기, 재활용, 에너지 절약 등의 미션을 수행하고 보상을 받는 콘텐츠이다. 기후변화에 대응하는 미션을 수행하고, 위성정보 데이터를 통해 각 지역의 탄소 배출량과 환경개선 결과를 비교하는 등 서로의 성과를 공유하는 시스템을 구축하는 콘텐츠로 활용할 수도 있다.

탄소중립을 위한 위성정보 데이터 기반의 지리학 교육 콘텐츠는 세계의 환경문제를 체감하고, 이를 해결하는 과정을 게임 형식 또는 미션 수행의 형식으로 학습할 수 있는 콘텐츠로 기획할 수 있다. 더불어 실시간 데이터 반영, 환경 복원, 탄소배출 저감 등의 요소를 통해 탄소중립의 중요성을 교육하면서도 실제상황과 동일한 상황을 구현할 수 있는 게임 콘텐츠를 제공하여, 현실 생활에서 더 나은 환경을 만들기 위한 실천을 유도할 수 있다. 인천과 제주도의 지리학 교육 콘텐츠 사례는 콘텐츠의 4단계 기획 방법론 관점에서 접근하는 방안을 모색했다. 결과적으로 컨셉 설계, 시나리오의 구조화, 콘텐츠의 시각화 과정에 관한 구체적 접근 방안과 내용을 구성했다. 게임성 기반의 학습자의 교육적 효과를 유도하는 위성정보 데이터의 활용성을 보여주었다. 하지만 마지막 단계인 콘텐츠의 수익화 모델을 제시하지는 못했다. 그 이유는 공익적 차원의 지리학 교육 콘텐츠의 활용성이 높기 때문이다. 콘텐츠의 활용성에 따라 콘텐츠의 수익화 모델 구축에 관한 전략적 접근이 필요하다. 공익적 가치가 높은 콘텐츠와 상업적 가치가 높은 콘텐츠의 성격에 따라 수익화 모델을 접근하는 선택적 전략이 필요하다. 또한 인천과 제주도의 지리학 교육 콘텐츠 사례는 4단계 기획 방법론의 효용성과 유용성을 보여주고 있다. 단계별 접근 방법론은 지리적 사고 역량을 배양하는 교육적 효과를 유도하는 방안을 제시하고 있다. 위성정보 데이터가 함축하고 있는 공간정보와 지리정보를 해독하는 지리적 문해력을을 학습하는 기획 방법론을 보여주고 있다.

정부는 AI 디지털 교과서 추진 방안에 따라 2025년 AI 디지털 교과서를 수학, 영어, 정보, 국어 과목에 우선 도입하고, 2028년까지 국어, 사회, 과학 등 전 과목 도입을 목표로 단계적 확대를 추진한다고 발표하였다(Ministry of Education, 2023). 이와 같은 흐름에 따라 위성 정보 데이터를 활용한 지리학 교육 콘텐츠는 지리적 사고를 함양하는 미래인재 육성에 이바지할 것으로 보인다. 초·중·고등학교 교육과정에서 지리학 교육은 미래 사회에 적응할 수 있는 역량을 키워줄 수 있는 교과목으로 공간 정보, 지리 정보, 생태환경 정보 등을 해석하고 분석하는 역량을 배양할 것이다. 위성정보 데이터와 디지털 미디어 기술 등을 활용한 지리학 교육 콘텐츠는 학습자가 자유롭게 지리적 지식을 습득할 수 있는 교육적 효과를 제공하는 콘텐츠로서 자리매김할 것이다.

본 연구는 위성정보 데이터를 활용하여 지리학 교육 콘텐츠를 기획하고 제작하는 방법론을 고찰한 학제적 연구이다. 다양한 국내외 사례 분석을 통해 위성정보 데이터를 기반으로 GPS, GIS, 디지털 미디어 기술 등을 적용한 콘텐츠를 조사하여 분석하였다. 이를 기반으로 4단계로 구성된 지리학 교육 콘텐츠 기획 방법론을 제시하였다. 4단계의 방법론을 중심으로 위성정보 데이터를 활용한 지리학 교육 콘텐츠, 캐릭터 기반의 게임 콘텐츠, 기후변화시나리오 기반의 지리학 교육 콘텐츠를 기획하였다. 이와 같은 지리학 교육 콘텐츠는 학생들의 지리학적 사고능력 등을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있으며 더 나아가 현실 문제를 해결할 수 있는 능력 양성에 초점을 두고 있다.

본 연구의 기대효과는 위성정보 데이터를 활용한 콘텐츠 기획의 학제적 접근 방법론에 관한 융합 연구의 중요성을 제기하고 있다는 것이다. 기술중심주의 관점의 위성정보 데이터의 활용성은 국토를 모니터링하는 영역에 집중하고 있다. 모니터링 영역은 일반인과 학생들의 접근이 어려운 전문적이 내용들이 있다. 위성정보 데이터의 영상과 이미지에 담긴 내용들을 해석하는 전문지식이 필요하기 때문이다. 반면에 교육 영역에 적용한 지리학 교육 콘텐츠는 위성정보 활용의 범용성과 유용성을 보여주는 사례이다. 학습자가 자기주도 학습으로 데이터의 공간정보, 지리정보 등을 자연스럽게 습득하면서 지리적 사고 역량을 배양하는 것이다. 지리학 교육 콘텐츠는 교육의 미션과 보상이 작동하는 게임성 기반의 학습자 동기와 상호작용이 작동하는 관점에서 설계하였다. 따라서 지리학 교육 콘텐츠는 지리학, 공학, 콘텐츠학, 디자인학 등의 학제적 융합 연구로 도출된 결과물이다. 본 연구를 토대로 위성정보 데이터와 디지털 미디어 기술을 접목한 지리학 교육 콘텐츠의 학제적 연구가 활발하게 이루어지길 바란다.

Figure 1. The use of GIS and VR in AI geography education. (a) Applications of GIS technology-assisted geography education (source: https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404059059924927365). (b) Huanyu VR geography lecture system (source: https://www.sohu.com/a/243628334_100177154).

Figure 2. ILES Project. (a) Different setups of available tools. A: Minimal setup, B: Threshold classification, C: Tools for bitwise pixel manipulation and histogram stretching, D: NDVI Timeline Analysis. (b) The “Multiple Representations Principle” in practice. A: Presents a screenshot from the learning module “Floods,” featuring an interactive segment on developing a digital terrain model, where text and interactive elements support each other, B: Provide an example from the module “Forests—A Climate Saver?” where an interactive feature, paired with explanatory text, illustrates how infrared is represented in an image (Hodam et al., 2020).

Figure 3. Land use and land cover map of the Madrid region: (a) in 2006 and (b) land use forecast for 2025 in the region of Madrid (Martínez-Vega et al., 2015).

Figure 4. KingMap MetaEarth: (a) KingMap MetaEarth Visualisation platform and (b) City 3DMap (source: https://news.sohu.com/a/716805859_121117463).

Figure 5. Geo-visualized GIS geography: (a) regional visualization GIS geographies homepage and (b) theme selection: choose the theme you want to ‘visualize’ (source: www.geograph.teikokushoin.co.jp).

Figure 6. Geostoryteller map (GIS-based storytelling interactive map editor): (a) regional visualization GIS geographies homepage and (b) making my own map (Yun et al., 2015).

Figure 7. BM model of digital education content.

Figure 8. Digital education content based on gamification - . The game content based on the (a) Incheon satellite map and (b) Jeju satellite map.

Figure 9. Geostoryteller map (GIS-based storytelling interactive map editor). (a) Regional visualization GIS geographies homepage. (b) Making my own map.

Figure 10. Design of carbon-neutral practical training content based on satellite information data. (a) Tree-planting game. (b) Air pollution monitoring map. (c) Data table of regional total carbon emission reduction.

Table 1 . The four competencies of AI geographic education.

영역	역량	내용
현장 조사 연구 및 데이터 검색	데이터 추출 및 분석	현장 데이터수집 및 검증 과정. 지리적 현상과 환경 변화를 분석하고 해석하는 능력.
지리 공간 분석 및 지도 제작	지도 제작	토지 이용도 식생/분포도/지형도 등 다양한 주제의 지도를 제작하는 역량
원격 탐지 기술과 이미지 해독	이미지와 영상 해석 및 처리	국토환경변화분석, 자연재해 모니터링, 자원조사로 획득한 이미지 및 영상 처리 능력
GIS 및 공간 데이터 분석	GIS 데이터 분석	공간 분석, 데이터 모델링, 시각화 기능 학습 및 실제 지리 문제 해결하는 능력

Table 2 . Geography educational content planning steps.

단계	단계명	내용
1	컨셉 설계	위성정보 데이터의 활용 영역 선택. 타겟 맞춤형 지리정보와 공간정보의 내용 선정.
2	콘텐츠 시나리오의 구조화	게이미피케이션 기반의 시나리오 설계. 학습자인 유저의 미션과 보상 시스템.
3	콘텐츠의 시각화 및 FGT	지도, 픽토그램, 캐릭터 등의 시각화. 콘텐츠 UI 및 UX 테스트 평가. 콘텐츠의 재미 및 교육적 효과평가.
4	콘텐츠 MPR 전략 및 BM 구축	콘텐츠 홍보를 위한 SNS 카드 뉴스 및 인스타 콘텐츠 제작. 수익모델 구축을 위한 접근 방안 모색.

Table 3 . Visualization elements of geography educational content.

시각화 요소	지도	픽토그램	캐릭터
시각화 요소의 역할	지리적 정보의 효과적인 전달.	복잡한 정보 단순화. 지도의 가독성 높임.	흥미 유발, 상호작용성 및 몰입도 향상.
시각화 요소의 기능	동적 표시(Dynamic markers). 정보의 가독성과 시각적 위계. 사용자 경험과 상호작용성. 지도 확대/축소 기능의 상호작용 설계. 지도 정밀도 및 현실감 강화.	디자인의 간결성과 일관성. 디자인의 일관성. 의미 해석 가능성. 상호작용성 강화. 다문화적 배경 고려(대중성).	캐릭터의 개성이나 스토리와의 일관성 고려. 개인화된 학습 경험. 인터랙티브 디자인 (예: 대화 및 피드백 기능). 사용자 경험 최적화.

Table 4 . UI and UX evaluation factors for AI geography educational content.

대분류	중분류	소분류	평가항목
콘텐츠UI	지도 사용성	확대/축소 및 내비게이션	지도의 확대/축소 및 내비게이션이 직관적이고 원활한가?
		해상도	다양한 확대/축소 수준에서 지도의 세부 사항(예: 도로, 표지)이 명확한가?
		구동	지도 확대/축소 시 지도 로딩 속도는 어떤가? 콘텐츠가 원활하게 작동되고 있는가?
	픽토그램	선명도	픽토그램이 다른 기기(스마트폰, 태블릿, 데스크탑)에서 선명한가?
		이미지 인식	픽토그램의 각 이미지나 요소는 식별하기 쉽게 인식 가능한가?
		정보	픽토그램이 적절하게 정보전달 기능을 수행하는가?
		문화	픽토그램이 일정한 의미를 가지고 있으며 글로벌 문화적 배경에 부합하는가?
	캐릭터	가독성	캐릭터의 디자인이 충분히 명확하여 학습자가 캐릭터의 기능과 정체성을 빠르게 이해할 수 있도록 돕는가?
		시각적 인식도	캐릭터 디자인 요소의 차별성이 명확한가?
		상호작용성	캐릭터가 콘텐츠와 사용자 간의 연결을 수행할 수 있는가? 상호작용은 매끄러운가?
		가독성	캐릭터의 디자인이 충분히 명확하여 학습자가 캐릭터의 기능과 정체성을 빠르게 이해할 수 있도록 돕는가?
	명시성	색상	색상이 합리적인가?
		눈의 편안함	장시간 사용 중에 인터페이스, 가독성과 시각적 편안함이 효과적으로 보장될 수 있는가?
UI테스트		독창성	기존에 비해 콘텐츠가 매력적인가?
		사용성	전반적으로 콘텐츠의 사용이 편리한가?
		가치	콘텐츠가 상업적으로 성공할 수 있는 요소들을 지니고 있는가?

Table 5 . Factors for evaluating the fun and educational effectiveness of AI geography educational content.

대분류	소분류	평가항목
콘텐츠의 재미성	재미 요소	사용자는 콘텐츠의 어떤 재미 요소에 만족하는가?
	인터랙션성	사용자가 인터랙션성에 참여할 기회와 효과에 만족하는가?
	혁신성	콘텐츠가 신선한 표현 방식을 가지고 있는가?
교육적 효과	정보전달 명확성	사용자가 주요 교육 정보를 이해할 수 있는가?
	지식 확장성	사용자가 추가 학습을 촉진할 수 있는가?
	실용성	콘텐츠가 실제 적용에서 얼마나 도움이 되는가?
	학습 효과	사용자의 지식 습득 및 이해 깊이는 어떤가?

본 논문은 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행되었음(과제번호 RS-202200155763).

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.