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동적 시각 단서가 인지부하와 학습 성과에 미치는 영향: 공간능력 요인의 조절효과를 중심으로

The effects of dynamic visual cues on cognitive load and learning outcomes with a focus on the moderating effects of spatial ability factors

정겨운|조일현|박혜정
한국교육정보미디어학회 (Korea Association for Educational Information and Media)|2021.12|교육정보미디어연구 (Journal of Korean Association for Educational Information and Media)|제27권 제4호|pp. 1485-1513|DOI 10.15833/KAFEIAM.27.4.1485

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인지부하cognitive load원격학습spatial abilitydistance learning공간능력visual cues시각행동시각적 단서visual behavior
주제분류교육학

초록

오늘날의 교수학습은 영역 일반적 핵심역량 개발을 위한 학습목표의 변화와, 오프라인에서 온라인으로의 전환으로 인해 학습형태의 변화를 겪고 있다. 연구자들은 이 두 가지 변화에 영향을 미칠 수 있는 학습자 특성으로 공간능력에 주목하고 있으며, 공간능력은 학습과정과 성취에 영향을 미칠 수 있는 요인으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 동영상 학습과정에서, 동적 시각 단서 제시여부에 따른 인지부하의 차이를 시각 행동을 통해 분석하였으며, 학습자의 공간능력 요인이 동적 시각 단서와 학습 중의 인지부하 관계에서 상호작용 효과를 나타내는지 분석하였다. 마지막으로 학습자의 공간능력과 인지부하가 학습 성과를 예측하는지 분석하였다. 연구를 위해 총 72명의 데이터를 분석하였고, 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 동적 시각 단서 제시여부에 따른 인지부하의 차이는 부분적으로 확인되었다. 둘째, 동적 시각 단서와 공간작업기억이 인지부하 지표 중 시선도약 빈도에 미치는 주효과 및 상호작용 효과가 유의하게 나타났다. 셋째, 학습 성과를 성취도로 한 경우, 공간작업기억과 평균 시선고정 빈도가 통계적으로 유의하게 예측하는 것으로 나타났다. 또한, 학습 성과를 문제풀이 시간으로 한 경우, 학습자의 시각적 변별과 시선도약 빈도가 통계적으로 유의하게 예측하는 것으로 나타났다. 본 연구는 원격 학습 환경에서 인지부하의 발생 원인을 알 수 있는 유용한 방법론을 제시했다는 점에서 의의가 있으며, 특히 공간능력이 낮은 학습자를 대상으로 원격 학습을 설계할 경우 외재적 인지부하를 유발하는 시각적 요소 관리에 더욱 주의할 것을 제언하였다.

Abstract

Today, the form of teaching and learning is undergoing many changes. The learning goal was changed by emphasizing the development of domain-general core competencies, and it was changed from offline to online. Researchers are focusing on spatial ability as a learner characteristic that can influence these changes. Spatial ability has been reported as a factor that can influence the learning process and achievement. In this study, the difference in cognitive load according to the presentation of dynamic visual cues in the video learning process was analyzed through visual behaviors. In addition, it was analyzed whether the learner’s spatial ability had an interactive effect on the relationship between dynamic visual cues and cognitive load. finally, it was analyzed whether the learner’s spatial ability and cognitive load predict learning performance. The results of analyzing the data of a total of 72 people are as follows. First, the difference in cognitive load according to the presentation of dynamic visual cues was partially significant. Second, the main effects and interaction effects of dynamic visual cues and spatial ability on cognitive load indicators were found to be significant. Third, some of the spatial ability and cognitive load indicators were found to significantly predict learning outcomes. This study is significant in that it presents a useful methodology to determine the cause of cognitive load in a distance learning environment. In particular, when designing distance learning for learners with low spatial ability, it was suggested that more attention should be paid to the management of visual elements.

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