본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

예비교사를 위한 HMD기반의 수업 시뮬레이션의 개발: 시나리오 유용성 및 가상실재감 지각의 차이

Development of Virtual Reality Based Teaching Simulation with HMD for Pre-service Teachers: Usefulness of Teaching Scenarios and Virtual Presence

류지헌|유승범
과학교육연구소 (Science Education Research Institute)|2017.09|교사교육연구 (Teacher Education Research)|제56권 제3호|pp. 309-323|DOI 10.15812/ter.56.3.201709.309

0

조회

0

다운로드

20

인용

0

참고문헌

키워드

시뮬레이션가상현실Virtual Reality교사교육SimulationTeacher EducationHead Mounted Display수업문제행동착용형디스플레이Classroom Behavior

초록

이 연구는 수업 중 문제행동 대처를 위해 가상현실을적용한 수업 시뮬레이션 개발에 대한 것이다. 현행 교원양성과정에는 수업 중 학생의 문제행동에 대해 어떻게대처해야하는지 가르치는 내용이 미흡하다. 이러한 문제점을 보완하기 위한 하나의 방법으로써 학생문제행동 대처를 위한 수업 시뮬레이션을 개발하였다. 이 연구는 수업 시뮬레이션의 설계, 개발, 사용성 평가의 세 단계로구성되었다. 수업 시뮬레이션의 설계 단계는 세 단계로구분하였다. 1) 학생의 문제행동을 분류하고, 2) 수업 시나리오를 구성하였으며, 3) 교실환경과 전체 시스템의 구성이 이루어졌다. 개발 단계에서는 학생문제행동을 심각도 수준에 따라 1) 수업을 방해하는 행동, 2) 교사의 권위에 도전하는 행동, 3) 공격적 행동의 세 가지로 구분하였다. 학생 아바타의 형상과 제스처를 모델링하기 위하여CrazyTalk8과 iClone6라는 저작 소프트웨어를 사용해서개발하였다. 상호작용 인터페이스를 구현하기 위하여Unity3D 게임엔진을 적용하고, Oculus Rift CV1을 활용하여 몰입형 가상현실 시스템을 개발하였다. 마지막으로수업 시뮬레이션이 사용자에게 사실적으로 지각되는 수준과 시나리오 자체의 유용성 정도를 확인하기 위하여사용성 평가를 실시하였다. 24명의 대학생이 사용성 평가에 참여했으며, 세 가지 수업시나리오에 대하여 반복측정을 실시했다. 평가결과에 따르면 수업 시뮬레이션의 시나리오 유용성에 대해 긍정적으로 사용자들이 지각하고 있었다. 학생아바타의 문제행동유발에 대한 지각에서도 긍정적으로 인식하고 있었다. 이 연구에서는 교실환경의 구성, 학생 아바타의 제스처와 나레이션, 상호작용 인터페이스의 적용을 통해 높은 사실성 수준으로 수업 시뮬레이션을 구현하였다. 따라서 개발된 수업 시뮬레이션이 예비교사가 현행 교원양성과정에서 획득하기에 부족한 학생문제행동 대처 경험을 간접적으로 가능하게 할 수 있다는 점에서 그 의의를 가진다. 이러한 수업 시뮬레이션의 개발은 예비교사를 대상으로 학생의 수업 중 문제행동을 경험할 수 있도록 하여 예비교사의 수업관리 능력의 향상에 긍정적으로 작용할 수 있을 것이다. 또한 수업시뮬레이션은 경력교사에 비해 수업경험이 부족한 초임교사 혹은 예비교사의 수업관리 역량강화를 위한 교원연수 프로그램의 보완재로서의 역할을 수행할 수 있을 것이다.

Abstract

The purpose of this study was to develop a teaching simulation for teacher training. Specifically, this study set out to identify how the simulation impacts the users’perception on the usefulness of scenarios and virtual reality presence. This study consisted of three parts: 1) simulation design, 2) simulation development, and 3) usability test. The simulation was designed to include different scenarios including student classroom behavior, virtual classroom, virtual student avatars, and a simulation system. In the development phase, students’behavior was divided into three scenarios depending upon the degrees of problem: 1) a minor scenario, 2) a serious scenario, and 3) avery serious scenario. The minor scenario was based on student’s behavior distracting instruction by asking irrelevant questions. The serious scenario was based on student’s behavior using very rude behavior towards the teacher. Finally, the very serious scenario was based on representing student’s behavior showing emotional aggressiveness in the middle of instruction. The simulation was developed by applying Unity3D to HMD and virtual simulation. CrazyTalk8 and iClone6 were used to make a 3D model for the student avatars. The teaching simulation of this study was developed with HMD to increase the immersive perception. For the usability test, 24 college students participated. The result showed that the serious and very serious scenarios showed significantly higher perception of usefulness comparing to the minor scenario. For the virtual presence, the study revealed that the virtual presence significantly increased as the scenarios progressed from the minor scenario to the very serious scenario. Among the factors of virtual presence, the immersiveness was the highest perception factor to the spatial perception and realness of the virtual presence.

참고문헌 (38)

  1. 김갑성, "학생 관점에서 바라본 사범대학 교육과정의 실제 분석", 한국교육문제연구, 29(2), pp.1~22 (2011), 한국교육문제연구소
  2. 김보경, "교수 시뮬레이션 개발의 방향 모색: 미국의 사례 분석을 통하여", 교육공학연구, 24(3), pp.209~240 (2008), 한국교육공학회
  3. 김세웅, "2D와 3D기반 콘텐츠 몰입도에 대한 상관관계 연구", 디자인지식저널, (29), pp.31~40 (2014), 한국디자인지식학회[DOI]
  4. 노기영, "3D 입체영상 게임의 사용자경험 실험연구: 실재감, 각성, 기억, 뇌 활동패턴", 사이버커뮤니케이션학보, 31(2), pp.45~83 (2014), 사이버커뮤니케이션학회
  5. 류지헌, "가상현실 기반 수업 시뮬레이션의 시나리오 내용이 예비교사의 교사효능감과 가상실재감에 미치는 효과", 교육정보미디어연구, 22(3), pp.661~680 (2016), 한국교육정보미디어학회[DOI]
  6. 문은경, "중등예비교사들의 교원 핵심역량에 대한 인식 분석", 한국교육학연구, 22(1), pp.183~209 (2016), 안암교육학회
  7. 박성열, "정보기술수용모델을 적용한 대학생 모바일러닝 사용의도와 영향요인 간 구조적 관계 분석", 교육정보미디어연구, 18(1), pp.51~75 (2012), 한국교육정보미디어학회
  8. 이상철, "학생의 수업시간 문제행동 예방과 대응을 위한 중학교 교사의 교실관리 매뉴얼 개발", 교육혁신연구, 26(2), pp.1~23 (2016), 교육발전연구소[DOI]
  9. 이상철, "학생의 학급생활 문제행동에 대한 예비교사의 인식 연구 : 심각도와 준비도를 중심으로", 교육행정학연구, 31(1), pp.85~108 (2013), 한국교육행정학회
  10. 조대훈, "중등학교 교육실습 운영 현황 분석 - 교육실습 개선을 위한 시사점 -", 교육연구, 57, pp.151~173 (2013), 교육문제연구소[DOI]
  11. 최진오, "중, 고등학교 교사들의 문제행동 중재방법", 특수교육저널:이론과 실천, 10(4), pp.179~202 (2009), 한국특수교육문제연구소
  12. 한정선, "교수-학습 과정에서 가상현실의 구현을 위한 이론적 고찰", 교육공학연구, 17(3), pp.133~163 (2001)
  13. 허종렬, "교사의 학교폭력 대처 능력과 교원양성대학의 과제-법교육의 관점을 포함하여-", 법과인권교육연구, 5(2), pp.109~127 (2012), 한국 법과인권교육학회
  14. Alessi, S., "Multimedia for learing" (2001), Alyn and Bacon
  15. Aldrich, C., "Virtual worlds, simulations, and games for education : A unifying view", Innovate : Journal of Online Education, 5(5), pp.1~4 (2009)
  16. Beattie, N., "Taking the LEAP with the Oculus HMD and CAD-Plucking at thin Air?", Procedia Technology, 20, pp.149~154 (2015)
  17. Cheong, D., "The effects of practice teaching sessions in second life on the change in pre-service teachers’ teaching efficacy", Computers & Education, 55(2), pp.868~880 (2010)
  18. Clunies‐Ross, P., "Self‐reported and actual use of proactive and reactive classroom management strategies and their relationship with teacher stress and student behaviour", Educational Psychology, 28(6), pp.693~710 (2008)
  19. Dieker, L., "Implications of mixed reality and simulation technologies on special education and teacher preparation", Focus on Exceptional Children, 40(6), pp.1~20 (2008)
  20. Eisenreich, H., "The influence of TeachLivE on anxiety levels in preservice and inservice mathematics teachers", Proceedings from Ludic Convergence, 19 (2014)
  21. Emmer, E. T., "Classroom management for secondary teachers" (1989), Prentice-Hall
  22. Fominykh, M., "Increasing immersiveness into a 3D virtual world : motion-tracking and natural navigation in vAcademia", IERI Procedia, 7, pp.35~41 (2014)
  23. Grabowski, A., "Virtual Reality-based pilot training for underground coal miners", Safety Science, 72, pp.310~314 (2015)
  24. Gredler, M. E., "Handbook of research for educational communications and technology", pp.571~581 (2004)
  25. Ingram,K.W., "Simulations as Authentic Learning Strategies: Bridging the Gap Between Theory and Practice in Performance Technology", In Association for educational communications and technology(AECT) 2004 International Conference (2004)
  26. Jamaludin, A., "Fostering argumentative knowledge construction through enactive role play in Second Life", Computers & Education, 53(2), pp.317~329 (2009)
  27. Judge, S., "The use of visual-based simulated environments in teacher preparation", Journal of Education and Training Studies, 1(1), pp.88~97 (2013)
  28. Pantelidis, V. S., "Reasons to use virtual reality in education and training courses and a model to determine when to use virtual reality", Themes in Science and Technology Education, 2(1-2), pp.59~70 (2010)
  29. Podgórski, D., "The use of tacit knowledge in occupational safety and health management systems", International Journal of Occupational Safety and Ergonomics, 16(3), pp.283~310 (2010)
  30. Reinke, W. M., "Illustrating the multiple facets and levels of fidelity of implementation to a teacher classroom management intervention", Administration and Policy in Mental Health and Mental Health Services Research, 40(6), pp.494~506 (2013)
  31. Ruitenberg, L., "Simulating the complexity of the classroom: helping student teachers creating an effective and positive learning environment in the classroom", Master, pp.2014
  32. Sanogo, K., "Sim School© : Preservice teachers’ experiences with a virtual school", In Society for Information Technology & Teacher Education International Conference, 2003(1), pp.1781~1785 (2003)
  33. Schrader, C., "The influence of virtual presence : Effects on experienced cognitive load and learning outcomes in educational computer games", Computers in Human Behavior, 28(2), pp.648~658 (2012)
  34. Stavroulia, K., "Using simulations as a tool to enhance classroom management practice", In Proceedings of the International Conference on Information Communication Technologies in Education (2014)
  35. van Lehn, K., "Applications of simulated students : An exploration", Journal of Interactive Learning Research, 5(2), pp.135~ (1994)
  36. Whitworth. J., "Capitalizing on leadership in rural special education: Making a difference for children and families", American Council on Rural Special Education Conference Proceedings (2000)
  37. Witmer, B. G., "Measuring presence in virtual environments : A presence questionnaire", Presence : Teleoperators and Virtual Environments, 17(3), pp.225~240 (1998)
  38. Zhang, H., "A new Virtual Reality training system for underground coal mines", In 3rd International Symposium on Mine Safety Science and Engineering, pp.341~345 (2016)

관련 논문AI추천

가상현실 기반 수업 시뮬레이션의 시나리오 내용이 예비교사의 교사효능감과 가상실재감에 미치는 효과류지헌, 유승범한국교육정보미디어학회 · 교육정보미디어연구2016 · 제22권 제3호수업시뮬레이션에서 현직교사와 예비교사의 시나리오 유용성, 가상실재감, 흥미발달에 대한 비교 연구김국현, 류지헌, 양은별한국교육정보미디어학회 · 교육정보미디어연구2021 · 제27권 제3호학급관리 수업시뮬레이션에서 시나리오와 대응교육이 예비교사의 수업효능감에 미치는 영향류지헌, 양은별한국교육정보미디어학회 · 교육정보미디어연구2022 · 제28권 제2호문제학생 수업 시뮬레이션에 대한 예비교사와 현직교사의 정서 반응의 차이분석김채연, 류지헌대한사고개발학회 · 사고개발2022 · 제18권 제1호수업시뮬레이션에서 증강현실의 상호작용 방식과 시나리오가 가상실재감에 미치는 영향김국현, 김채연, 류지헌과학교육연구소 · 교사교육연구2020 · 제59권 제4호예비교사의 가상현실(VR) 활용 교육 인식에 관한 연구고유정, 신원석한국교육방법학회 · 교육방법연구2024 · 제36권 제4호

이 간행물의 다른 논문 (8건)

플립드 러닝을 기반으로 한 대학수학 클리닉 수업의 효과 분석황인아pp. 227-246한국사 수업에서 또래 멘토링 학습이 학업성취도와 흥미에 미치는 영향: 순차적 설명설계의 적용황경모, 유진은pp. 247-262보호관찰을 받고 있는 한 학업 중단자의 수학 학습 회복 과정에 대한 질적 탐구전영국, 김찬미, 신향근pp. 263-278한국어 교사 교육 프로그램 개발을 위한 요구 조사: 신임 한국어 교사의 초점집단면접을 중심으로원해영, 손주희pp. 279-291인성교육을 위한 고소설 교육내용 연구정보배pp. 292-308
원문 보기