[학위논문]증강 현실 기반 디지털 교과서 설계 및 구현 : 고등학교 수학과 「도형의 방정식」단원을 중심으로 Design and Implementation of Digital Textbook Based on Augmented Reality : Focused on Unit of "Equation of Figures", Mathematics in High School원문보기
본 논문에서는 가상 현실에 비해 현실감이 증가되고 학습 내용을 현실에 쉽게 적용하기 위하여 증강 현실 기반 도형의 방정식 학습 콘텐츠를 구현하였다. 이를 위해, 디지털 교과서의 개념, 특징 및 기능과 증강 현실에 대한 개념 및 증강 현실 기반 기술에 대한 이론적 배경을 살펴보았다. 이후, 고등학교 수학 교과의 한 단원인 “Ⅳ. 도형의 방정식 - 1. 좌표평면”의 내용을 중심으로 멀티미디어 저작 도구인 Director 프로그램과 증강 현실 콘텐츠 개발 툴킷인 MIDAS로 서책형 교과서에서 부족한 자료들을 묶어 디지털 교과서 콘텐츠를 제작하였다. 학습자들은 마커들을 이용하여 학습자에게 필요한 자료들을 모니터에서 볼 수 있도록 디지털 교과서 콘텐츠를 구현하였다. 마지막으로, 현재 시범중인 디지털 교과서와 개발한 디지털 교과서를 비교·분석하였다. 본 연구에서 개발한 증강 현실 기반 도형 방정식 학습을 위한 디지털 교과서 콘텐츠를 통하여 아래와 같은 결과를 도출하였다. · 교사가 해당 수업 시간에 필요한 학습 자료 및 참고 자료들을 직접 제작하여 수업 시간에 사용함으로써 각반의 수준에 맞게 제작하게 된다. 따라서, 학습자들의 수준별 교육이 자연스럽게 이루어질 수 있다. · 교사가 Director 프로그램과 MIDAS로 만든 디지털 교과서 콘텐츠의 기본 틀만 있다면 프로그래밍에 대한 전문적인 지식이 없더라도 자료의 내용만 바꾸어서 사용할 수 있기 때문에, 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠를 손쉽게 제작·활용할 수 있다. · 별도의 고가 장비 필요 없이 컴퓨터와 PC용 ...
본 논문에서는 가상 현실에 비해 현실감이 증가되고 학습 내용을 현실에 쉽게 적용하기 위하여 증강 현실 기반 도형의 방정식 학습 콘텐츠를 구현하였다. 이를 위해, 디지털 교과서의 개념, 특징 및 기능과 증강 현실에 대한 개념 및 증강 현실 기반 기술에 대한 이론적 배경을 살펴보았다. 이후, 고등학교 수학 교과의 한 단원인 “Ⅳ. 도형의 방정식 - 1. 좌표평면”의 내용을 중심으로 멀티미디어 저작 도구인 Director 프로그램과 증강 현실 콘텐츠 개발 툴킷인 MIDAS로 서책형 교과서에서 부족한 자료들을 묶어 디지털 교과서 콘텐츠를 제작하였다. 학습자들은 마커들을 이용하여 학습자에게 필요한 자료들을 모니터에서 볼 수 있도록 디지털 교과서 콘텐츠를 구현하였다. 마지막으로, 현재 시범중인 디지털 교과서와 개발한 디지털 교과서를 비교·분석하였다. 본 연구에서 개발한 증강 현실 기반 도형 방정식 학습을 위한 디지털 교과서 콘텐츠를 통하여 아래와 같은 결과를 도출하였다. · 교사가 해당 수업 시간에 필요한 학습 자료 및 참고 자료들을 직접 제작하여 수업 시간에 사용함으로써 각반의 수준에 맞게 제작하게 된다. 따라서, 학습자들의 수준별 교육이 자연스럽게 이루어질 수 있다. · 교사가 Director 프로그램과 MIDAS로 만든 디지털 교과서 콘텐츠의 기본 틀만 있다면 프로그래밍에 대한 전문적인 지식이 없더라도 자료의 내용만 바꾸어서 사용할 수 있기 때문에, 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠를 손쉽게 제작·활용할 수 있다. · 별도의 고가 장비 필요 없이 컴퓨터와 PC용 USB 카메라만 있으면 수업을 할 수 있기 때문에 비용이 절감된다. · 기존의 서책형 수업이 아닌 디지털 교과서 콘텐츠를 이용한 수업이기 때문에 학습자들의 호기심을 유발하고 학습에 참여하도록 돕고 학습에 재미를 줄 수 있다. · 교사와 학습자들은 수동적 소비자에서 능동적 생산자로 변할 수 있다. 서로의 상호작용을 통해 학습자에게 필요한 자료들로만 구성된 콘텐츠를 만들 수 있다. 또한, 학습자는 PC용 USB 카메라만 있다면 자기주도적 학습도 가능하다. 따라서, 본 연구에서 제안한 형태로 디지털 교과서 콘텐츠를 개발한다면 수업에 필요한 내용만으로 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠를 쉽게 제작하여 유용하게 사용할 수 있을 것이다. 또한, 교수-학습에 적용하면 학습자들의 흥미 및 수업에 대한 몰입도 향상될 것이라 기대된다. 반면, 본 연구에서 제안한 콘텐츠의 저작 도구는 고급 기능의 콘텐츠를 만드는 데에는 한계가 있으며, 컴퓨터 활용에 능력이 부족하거나 증강 현실의 개념을 잘 이해하지 못하면 교사들이 자신의 교과에 맞는 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠 제작에는 어려움이 있으리라 예상한다. 따라서, 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠 제작에 관한 연구가 지속적으로 필요하다고 사료된다. 본 논문의 각 장에 대한 결론은 아래와 같이 요약할 수 있다. 본 논문의 1장에서는 급변하는 사회에 맞춰 교육의 패러다임도 변하기 위한 방안으로 증강 현실 기반 디지털 교과서 콘텐츠를 제안하였다. 이것은 기존 디지털 교과서에 증강 현실의 개념을 도입한 것으로 학습자들의 흥미를 유발시키고자 한 것이다. 2장에서는 디지털 교과서의 개념과 특징 및 속성, 기능에 대해 알아보았고, 디지털 교과서 콘텐츠에 이용하게 되는 증강 현실에서는 그 개념과 증강 현실을 기반으로 한 기술 및 교육에 이용되는 분야에 대해 살펴보았다. 이를 통하여, 디지털 교과서와 증강 현실에 대한 개념을 이해하고 이용 분야를 통해 우리나라의 실정에 맞는 디지털 교과서를 구현해야 할 것이다. 3장은 증강 현실 기반 디지털 교과서 콘텐츠에 관한 것으로 현재 시범 적용 및 개발 중인 디지털 교과서에 대해 언급하고, 이러한 디지털 교과서의 문제점과 고등학교 수학 교과 교과서의 문제점을 보완하기 위한 방안으로서 도형의 방정식 단원 중심으로 증강 현실 기반 디지털 교과서 콘텐츠를 구현하였다. 4장에서는 개발한 디지털 교과서 콘텐츠와 기존의 디지털 교과서를 비교 및 분석하였다. 본 연구에서 제시한 디지털 교과서 콘텐츠는 쉬운 제작 및 학생들의 수업 참여를 높일 수 있은 콘텐츠로 수학 교과뿐만 아니라 타교과 수업에도 자료 제공 및 여러 분야에 다양하게 활용 가능할 것이다.
본 논문에서는 가상 현실에 비해 현실감이 증가되고 학습 내용을 현실에 쉽게 적용하기 위하여 증강 현실 기반 도형의 방정식 학습 콘텐츠를 구현하였다. 이를 위해, 디지털 교과서의 개념, 특징 및 기능과 증강 현실에 대한 개념 및 증강 현실 기반 기술에 대한 이론적 배경을 살펴보았다. 이후, 고등학교 수학 교과의 한 단원인 “Ⅳ. 도형의 방정식 - 1. 좌표평면”의 내용을 중심으로 멀티미디어 저작 도구인 Director 프로그램과 증강 현실 콘텐츠 개발 툴킷인 MIDAS로 서책형 교과서에서 부족한 자료들을 묶어 디지털 교과서 콘텐츠를 제작하였다. 학습자들은 마커들을 이용하여 학습자에게 필요한 자료들을 모니터에서 볼 수 있도록 디지털 교과서 콘텐츠를 구현하였다. 마지막으로, 현재 시범중인 디지털 교과서와 개발한 디지털 교과서를 비교·분석하였다. 본 연구에서 개발한 증강 현실 기반 도형 방정식 학습을 위한 디지털 교과서 콘텐츠를 통하여 아래와 같은 결과를 도출하였다. · 교사가 해당 수업 시간에 필요한 학습 자료 및 참고 자료들을 직접 제작하여 수업 시간에 사용함으로써 각반의 수준에 맞게 제작하게 된다. 따라서, 학습자들의 수준별 교육이 자연스럽게 이루어질 수 있다. · 교사가 Director 프로그램과 MIDAS로 만든 디지털 교과서 콘텐츠의 기본 틀만 있다면 프로그래밍에 대한 전문적인 지식이 없더라도 자료의 내용만 바꾸어서 사용할 수 있기 때문에, 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠를 손쉽게 제작·활용할 수 있다. · 별도의 고가 장비 필요 없이 컴퓨터와 PC용 USB 카메라만 있으면 수업을 할 수 있기 때문에 비용이 절감된다. · 기존의 서책형 수업이 아닌 디지털 교과서 콘텐츠를 이용한 수업이기 때문에 학습자들의 호기심을 유발하고 학습에 참여하도록 돕고 학습에 재미를 줄 수 있다. · 교사와 학습자들은 수동적 소비자에서 능동적 생산자로 변할 수 있다. 서로의 상호작용을 통해 학습자에게 필요한 자료들로만 구성된 콘텐츠를 만들 수 있다. 또한, 학습자는 PC용 USB 카메라만 있다면 자기주도적 학습도 가능하다. 따라서, 본 연구에서 제안한 형태로 디지털 교과서 콘텐츠를 개발한다면 수업에 필요한 내용만으로 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠를 쉽게 제작하여 유용하게 사용할 수 있을 것이다. 또한, 교수-학습에 적용하면 학습자들의 흥미 및 수업에 대한 몰입도 향상될 것이라 기대된다. 반면, 본 연구에서 제안한 콘텐츠의 저작 도구는 고급 기능의 콘텐츠를 만드는 데에는 한계가 있으며, 컴퓨터 활용에 능력이 부족하거나 증강 현실의 개념을 잘 이해하지 못하면 교사들이 자신의 교과에 맞는 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠 제작에는 어려움이 있으리라 예상한다. 따라서, 증강 현실 기반의 디지털 교과서 콘텐츠 제작에 관한 연구가 지속적으로 필요하다고 사료된다. 본 논문의 각 장에 대한 결론은 아래와 같이 요약할 수 있다. 본 논문의 1장에서는 급변하는 사회에 맞춰 교육의 패러다임도 변하기 위한 방안으로 증강 현실 기반 디지털 교과서 콘텐츠를 제안하였다. 이것은 기존 디지털 교과서에 증강 현실의 개념을 도입한 것으로 학습자들의 흥미를 유발시키고자 한 것이다. 2장에서는 디지털 교과서의 개념과 특징 및 속성, 기능에 대해 알아보았고, 디지털 교과서 콘텐츠에 이용하게 되는 증강 현실에서는 그 개념과 증강 현실을 기반으로 한 기술 및 교육에 이용되는 분야에 대해 살펴보았다. 이를 통하여, 디지털 교과서와 증강 현실에 대한 개념을 이해하고 이용 분야를 통해 우리나라의 실정에 맞는 디지털 교과서를 구현해야 할 것이다. 3장은 증강 현실 기반 디지털 교과서 콘텐츠에 관한 것으로 현재 시범 적용 및 개발 중인 디지털 교과서에 대해 언급하고, 이러한 디지털 교과서의 문제점과 고등학교 수학 교과 교과서의 문제점을 보완하기 위한 방안으로서 도형의 방정식 단원 중심으로 증강 현실 기반 디지털 교과서 콘텐츠를 구현하였다. 4장에서는 개발한 디지털 교과서 콘텐츠와 기존의 디지털 교과서를 비교 및 분석하였다. 본 연구에서 제시한 디지털 교과서 콘텐츠는 쉬운 제작 및 학생들의 수업 참여를 높일 수 있은 콘텐츠로 수학 교과뿐만 아니라 타교과 수업에도 자료 제공 및 여러 분야에 다양하게 활용 가능할 것이다.
In the present society, we require the education system which brings up the talented person who can make new and creative knowledge with original ideas and can have abilities to accept information what they need. To satisfy these requirements, the education systems admit a new technology and as the ...
In the present society, we require the education system which brings up the talented person who can make new and creative knowledge with original ideas and can have abilities to accept information what they need. To satisfy these requirements, the education systems admit a new technology and as the results, digital textbooks have been developed and used instead of the existing paper textbooks. However, these digital textbooks do not consider the students' level and diversification. In this thesis, we implement the contents for digital textbooks which teachers themselves collect and use materials according to the students’ levels. The purpose of this thesis is to improve interactions between teachers and students and to increase the effectiveness of students’ studying activities. It also strives to increase the students' participation and/or interest by making various contents based on augmented reality. This research will help to increase literacy of class which uses digital textbook contents and we expect that the system can be applied to real education environment through elaborating improvement.
In the present society, we require the education system which brings up the talented person who can make new and creative knowledge with original ideas and can have abilities to accept information what they need. To satisfy these requirements, the education systems admit a new technology and as the results, digital textbooks have been developed and used instead of the existing paper textbooks. However, these digital textbooks do not consider the students' level and diversification. In this thesis, we implement the contents for digital textbooks which teachers themselves collect and use materials according to the students’ levels. The purpose of this thesis is to improve interactions between teachers and students and to increase the effectiveness of students’ studying activities. It also strives to increase the students' participation and/or interest by making various contents based on augmented reality. This research will help to increase literacy of class which uses digital textbook contents and we expect that the system can be applied to real education environment through elaborating improvement.
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