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문제 정의
- 따라서 학습자에 게 보다 자율적 이 며 능동적 인 학습이 가능하도록 자유 탐사를 하며 관심 있는 대상을 스스로 찾아보게 하였다.
- 본 논문에서는 가상환경 에서 학습자 주의도와 학습후남은기억량분석을위한실험 연구 분석 결과를 논하였다. 학습자의 주의 를 끄는 요소 분석을 위하여 총 다섯 가지의 자극과 관련된 이 벤트로 구성된 가상환경 에 피험 자들 17 명 에 게 Guided Search Task방식 과 Exploration Task방식을 임의 순서로 제공하였다.
- 기 억하게 한 것으로 보인다. 본 연구결과를 바탕으로 추후에 가상현실 환경 에서 자기 주도형 학습 후에 학습시키고자 하는 내용을 좀더 강화해줄 수 있는 방법에 대하여 연구를 진행 하고자 한다.
- 최근 생체신호측정을 사용한 감성공학 연구가 활발해지고 있어, 본 연구에서는사용자의 감정 상태나 태도들을 고려한 감성 적 인 가상현실 교육환경 개발을 도와주는 설계지침을 찾고자 하였다. 이를 위하여 해저 생태계를 재현한 가상현실 환경에서 가이드가 제공되거나 또는 자유로운 탐사 교육방식에 따른 학습자들의 주의상태와 학습 후의 기 억 내용을 실제 사용자 17명을 대상으로 실험하였다.
제안 방법
- 가장 기억에 남는 아이템을 순서대로 설명하며 나열, 4. 가상현실 학습 중에 주의를 끌었던 요소에 대한 질문, 5.총5가지 아이템에 대한서식지, 행동유형, 새로 알게 된 정보를 서 술하는 총 다섯 가지 질문으로 구성되었다. 그리고 3번 문제와 5번 문제를 제외하고 모두 5 점 척도 객관식 설문 문항으로 구성되었다.
- 각 실험 후 설문조사에서는 피 험자가 가상환경 에서 본 것 중에 기억에 남는 물고기나 환경요소를 서술하게 하였으며, 자극요소에 따른 주의 상태 등을 측정하는 질문을 했다. 가상현실 학습 후의 설문에서 1.
- 안정상태 후 Guided Search Task 또는 Exploration Task의 가상현실 실험을 하고 난후, 실험 후 설문조사를 하였다. 그리고 다시 휴식상태측정 후, 다른 Guided Search Task 또는 Exploration Task 실험을 하였고 실험 후 설문조사를 진행하였다. 이렇게 하여 각 피험자별로 전체 70분~90분 정도의 실험 시간이 소요되었다.
- 또한 피부저항도 (GSR)는 주의 도와 상관관계가 높은 진폭(Amplitude)과사건단위 흥분 도와 밀접한 관련이 있는 도약점 (Startle)의 개수를 중심으로 분석하였다[8]. 그리고 시선추적을 활용하여 피험자의 시선이 화면의 오랫동안 머물은 정도를 계산하였다. 또한 피험자가 가상환경 내에서 학습 도중에 찍은 사진들 (Snapshots) 과 탐사 경 로 (Navigation trails) 를 파일로 저장하여 학습자가 한 곳에 오랫동안 머무른 정도 (Fixation)나 특정 대상을 사진 찍은 경우를 학습자의 관심도와 학습태도 분석에 사용하였다.
- 하였다. 그리고 탐사 도중에 어두운 심해에서 불을 밝힐 수 있는 조명과, 즉석사진을 찍을 수 있는 사진 기능을 제공하였다. 이 가상환경 해저생태계를 탐사하는 사용자의 행동패턴을 분석하기 위하여 가상환경에서의 시간이나 이 벤트에 따른 사용자 위치를 자동으로 저장한다.
- 사전 설문 조사에서는 피험자의 인적 정보(나이, 성별 등)와 가상현실 친숙도, 해양환경 사전 경험도 및 생체신호측정 경험 등에 대한 질문을 주었다. 그리고 피험자에게 생체신호 장치를 장착하고 초기화하는 작업을 한 후, 안정상태에서 5분간 피 험자의 생체신호상태를 측정하였다. 안정상태 후 Guided Search Task 또는 Exploration Task의 가상현실 실험을 하고 난후, 실험 후 설문조사를 하였다.
- 뇌 파 (EEG)는 주의도와 관련이 큰 SEF50% 지수 [5] 와, 정신적 작업부하도 (Workload) 를 나타내는 Beta/Alpha 지수 [6]를 분석하였다. 작업난이도가 높을 때 증가한다고 하는 심전도 (ECG) HRV (Heart Rate Variability) 와 RRV (R-R Interval Variability) LF/HF 지수 [기를 분석하였다.
- 이를 위하여 해저 생태계를 재현한 가상현실 환경에서 가이드가 제공되거나 또는 자유로운 탐사 교육방식에 따른 학습자들의 주의상태와 학습 후의 기 억 내용을 실제 사용자 17명을 대상으로 실험하였다. 뇌파, 심전도, 피부저항도, 시선추적 등의 다양한 생체신호를 사용하여 가상환경에서 학습자의 주의 분석을 하였으며, 실험 후 설문조사를 통하여기 억하는 내용을 측정하였다.
- 생 체신호 측정 장비를 사용하였다. 뇌파와 심전도 측정을 위하여 락싸사의 QEEG-8 8채널 뇌파 측정장비와 QECG-3 심전도 측정장비를 사용하였다. 피부전도도 GSR 측정 장비 는 MTT 미 디 어 랩 에서 개 발한 HandWave 를 이용했다.
- 또한 피험자가 가상환경 내에서 학습 도중에 찍은 사진들 (Snapshots) 과 탐사 경 로 (Navigation trails) 를 파일로 저장하여 학습자가 한 곳에 오랫동안 머무른 정도 (Fixation)나 특정 대상을 사진 찍은 경우를 학습자의 관심도와 학습태도 분석에 사용하였다. 동시에 실험 시 카메라 2대로 피험자의 상태를녹화한 자료와실험 후 설문 결과의 분석을 통해 피험자의 교안에 대한 기억 정도와 주의 요소 등을 전체적인 피험자의 상태와 학습 결과를 비교분석하였다.
- 또한 사용자는 조이스틱을 이용해서 가상환경 에서 자유롭게 자신의 잠수함을 조정하여 해저 탐사를 할 수 있도록 하였다. 그리고 탐사 도중에 어두운 심해에서 불을 밝힐 수 있는 조명과, 즉석사진을 찍을 수 있는 사진 기능을 제공하였다.
- 본 논문은 실험에서 사용된 가상현실 해저생태계 환경을 먼저 서술하고, 실험설계와 방법을 설명한다. 또한 전체구간 및 이벤트 중심의 10초 단위 구간으로 나누어 심층 분석한 실험 결과를 토론하고 결론을 맺는다.
- Facelabe 기존의 시선 추적 장치들과는 달리 사용자들에게 헬멧이나 렌즈 등 부착 장치를 착용하지 않고 자연스러운 시선추적이 가능하다. 또한 카메라2대로 피험자의 실험 앉은 자세, 움직임, 얼굴 표정 등의 전체적인 상태를 녹화하였으며, 2명의 실험 기록자들이 있으면서 피험자의 상태를 기록하였다.
- 그리고 시선추적을 활용하여 피험자의 시선이 화면의 오랫동안 머물은 정도를 계산하였다. 또한 피험자가 가상환경 내에서 학습 도중에 찍은 사진들 (Snapshots) 과 탐사 경 로 (Navigation trails) 를 파일로 저장하여 학습자가 한 곳에 오랫동안 머무른 정도 (Fixation)나 특정 대상을 사진 찍은 경우를 학습자의 관심도와 학습태도 분석에 사용하였다. 동시에 실험 시 카메라 2대로 피험자의 상태를녹화한 자료와실험 후 설문 결과의 분석을 통해 피험자의 교안에 대한 기억 정도와 주의 요소 등을 전체적인 피험자의 상태와 학습 결과를 비교분석하였다.
- 또한 피험자들이 가상환경의 특정 지역에서 오랫동안 머무른 정도 분석을 위하여 피험자들이 가상환경에서 돌아다닌 경 로를 10초 단위 로 평 균을 내 어 두 지 점 간의 거 리를 비교해 보았다. 그 결과 Guided Search Task에서는 두 지점간의 거리가 30m 이하(즉, 좀 더 멀리 다니지 않고 근처에 머물러 있었던 것을 보여줌)의 빈도수가 Exploration Task에 비해 약 2배 이상 많았다.
- 스크린 양 옆에 스테레오 스피커를 설치하여 가상환경의 배경음악과 이벤트의 발생에 따른 서라운드 음향을 제공하였다. 또한, 가상환경에서 내비게이션 (navigation)과 진동 (vibration) 촉각 피드백을 제공하기 위해 조이스틱을 사용하였다.
- 측정하여 비교분석하였다. 또한5분30초의 실험을 10초 단위의 33 이 벤트 구간으로 나누어서 피 험자의 뇌파, 심전도, 피부저항도, 시선추적 생체신호와 가상환경에서 행동 패턴 (탐색경로와 사진 찍기)을 측정하여 분석하였다.
- 이는 자기 주도적 Exploration Task 방식 에서 관심 을 크게 두지 않았던 내용을 Guided Search Task를 통하여 확실히 주의 를 끌어 기억하게끔 도와준 것으로 보인다. 본 논문은 실험에서 사용된 가상현실 해저생태계 환경을 먼저 서술하고, 실험설계와 방법을 설명한다. 또한 전체구간 및 이벤트 중심의 10초 단위 구간으로 나누어 심층 분석한 실험 결과를 토론하고 결론을 맺는다.
- 본 실험 (즉 Guided Search Task 또는 Exploration Task) 에서 피험자의 생체신호와 가상환경에서 피험자의 행태를 측정하여 비교분석하였다. 또한5분30초의 실험을 10초 단위의 33 이 벤트 구간으로 나누어서 피 험자의 뇌파, 심전도, 피부저항도, 시선추적 생체신호와 가상환경에서 행동 패턴 (탐색경로와 사진 찍기)을 측정하여 분석하였다.
- 본 실험에서 학습자의 주의집중상태를 측정하기 위하여 그림 3에 보이는 뇌파, 심전도, 피부전도도, 시선추적 생 체신호 측정 장비를 사용하였다. 뇌파와 심전도 측정을 위하여 락싸사의 QEEG-8 8채널 뇌파 측정장비와 QECG-3 심전도 측정장비를 사용하였다.
- 본 실험에서는 모든 피험자들에게 임의적으로 순서를 바꿔 가면서 Guided Search Task와 Exploration Task 과제가 주어졌다. 전체 피험자 17명 중 8명은 Exploration Task 후 Guided Search Task 순서 로, 그리고 나머지 9명 은 Guided Search Task 후 Exploration Task 순서로 가상현실교육 실험에 참여하였다.
- 본 연구에서는 가상환경에서 학습자의 주의를 끌 수 있는 요소를 분석하기 위하여 다섯 가지 자극과 관련된 이벤트로 구성되어 있으면서, 가이드가 제공되는 Guided Search Task방식과 자유로운 탐사인 Exploration Task방식으로 학습자에게 제공하였다. 실험 결과는 Guided Search Task방식이 이 벤트와 관련하여 학습자의 주의 를 끌고 기 억 을 높인 반면 Exploration Task방식 에 서는 이벤트 외적인 부분에 더 주의를 기울이게 하고 보다 광범위한 내용을 기억한 것으로 나타났다.
- 본실험을위해 엔젤피쉬 서식지인산호초지역 등의 특정 이 벤트들과, 심 해 열수구에서 김 이 나는 장면, 해저 바다 거 미 와 바다가제 의 움직 임 에 따른 소리 등 보다 많은 흥미 요소들을 추가하였다 (그림 1 참고).
- 그림 2에서 보이는 이 가상현실 시스템은 리눅스 기반의 PC에 NVidia Qadro급 그래픽스 카드를 사용하여 왼쪽과 오른쪽 눈에 해당하는 이 미지 를 2개의 DLP 프로젝터와 편광필터를 통해 투사하여, 사용자가 편광 안경을 쓰고 입체영상을 체험할 수 있게 했다. 스크린 양 옆에 스테레오 스피커를 설치하여 가상환경의 배경음악과 이벤트의 발생에 따른 서라운드 음향을 제공하였다. 또한, 가상환경에서 내비게이션 (navigation)과 진동 (vibration) 촉각 피드백을 제공하기 위해 조이스틱을 사용하였다.
- 학습자의 주의 를 끄는 요소 분석을 위하여 총 다섯 가지의 자극과 관련된 이 벤트로 구성된 가상환경 에 피험 자들 17 명 에 게 Guided Search Task방식 과 Exploration Task방식을 임의 순서로 제공하였다. 실험 시 생체신호를 이용하여 피 험자의 주의측정을 하였고 실험 후 설문조사를 통하여 기억하는 내용을 기록하였다. Guided Search Task에서 는 이 벤트에 대한 명 시 적 이 며 구체 적 인 목표를 사진과 음성 설명 이 함께 질문으로 제공하면서 이 벤트 지역 으로 강제 이 동시 킨 반면, Exploration Task 방식에서는 학습자가 구체적이며 명시적 목표 없이 자유 탐사를 통해 자신의 관심분야를 학습하게 하였다.
- 그리고 피험자에게 생체신호 장치를 장착하고 초기화하는 작업을 한 후, 안정상태에서 5분간 피 험자의 생체신호상태를 측정하였다. 안정상태 후 Guided Search Task 또는 Exploration Task의 가상현실 실험을 하고 난후, 실험 후 설문조사를 하였다. 그리고 다시 휴식상태측정 후, 다른 Guided Search Task 또는 Exploration Task 실험을 하였고 실험 후 설문조사를 진행하였다.
- 학습자의 이 벤트 단위별 주의도 분석을 위해 가상현실 해저생태계 환경에 그림 1에서 보이는 다섯 가지 물고기에 각각의 특정 행동 및 자극을 가진 이벤트를 1분단 위로 순차적으로 제공하였다. 실험 시작 후 안개가 걷히 면서 움직 이 는물고기 가보이고 1분 후선명 한 색상을 가진 엔젤피쉬가 사용자의 눈 앞 왼쪽에서 나타나 오른쪽으로 움직 였다.
- 학습자의 주의 를 끄는 요소 분석을 위하여 총 다섯 가지의 자극과 관련된 이 벤트로 구성된 가상환경 에 피험 자들 17 명 에 게 Guided Search Task방식 과 Exploration Task방식을 임의 순서로 제공하였다. 실험 시 생체신호를 이용하여 피 험자의 주의측정을 하였고 실험 후 설문조사를 통하여 기억하는 내용을 기록하였다.
대상 데이터
- 본 실험 에는 한국정보통신 대 학교 디지 털미 디어 연구소의 학생들이 자발적으로 참여하였다. 총 25명이 참여하여 4 명은사전 예비실험을실시하였고본실험 참여 자중 최종 17명의 피험자들의 자료를 확보하였다.
- 본 실험 환경은 100인치 스크린과 듀얼 빔 프로젝터를 사용한 편광방식 가상현실 디스플레 이를 사용하였다. 그림 2에서 보이는 이 가상현실 시스템은 리눅스 기반의 PC에 NVidia Qadro급 그래픽스 카드를 사용하여 왼쪽과 오른쪽 눈에 해당하는 이 미지 를 2개의 DLP 프로젝터와 편광필터를 통해 투사하여, 사용자가 편광 안경을 쓰고 입체영상을 체험할 수 있게 했다.
- 설계지침을 찾고자 하였다. 이를 위하여 해저 생태계를 재현한 가상현실 환경에서 가이드가 제공되거나 또는 자유로운 탐사 교육방식에 따른 학습자들의 주의상태와 학습 후의 기 억 내용을 실제 사용자 17명을 대상으로 실험하였다. 뇌파, 심전도, 피부저항도, 시선추적 등의 다양한 생체신호를 사용하여 가상환경에서 학습자의 주의 분석을 하였으며, 실험 후 설문조사를 통하여기 억하는 내용을 측정하였다.
- 주어졌다. 전체 피험자 17명 중 8명은 Exploration Task 후 Guided Search Task 순서 로, 그리고 나머지 9명 은 Guided Search Task 후 Exploration Task 순서로 가상현실교육 실험에 참여하였다.
- 학생들이 자발적으로 참여하였다. 총 25명이 참여하여 4 명은사전 예비실험을실시하였고본실험 참여 자중 최종 17명의 피험자들의 자료를 확보하였다. 17명의 피험자들 평균나이는 24.
이론/모형
- HandWave는 감성공학연구를 위해 개발된 무선 피부전도도 장치로 30Hz로 실시간 데이터를 측정한다. 시선추적 측정에는 Seeing Machine 사의 FacelabVersion 4를 사용하였다. Facelabe 기존의 시선 추적 장치들과는 달리 사용자들에게 헬멧이나 렌즈 등 부착 장치를 착용하지 않고 자연스러운 시선추적이 가능하다.
- 이 가상현실 해저생태계 환경의 제작은 가상현실 저작도구 YggMil(YG)를 사용해서 만들어졌다. YG는 CAVElib VR libra고와 SGI사의 Performer Graphic Library 를 바탕으로 한 기본적인 그래픽 모듈 (모델 불러오기, 애니메이션, 네비게이션 등)과 Bergen 사운드 모듈 (사운드 서 버 와 가상환경 사운드 이 벤트 트리 거 둥)을 제공한다.
성능/효과
- 10초 단위 33 구간 분석에서는 뇌파, 심전도, 피부 전도도 및 시선추적을 확인해 본 결과, Guided Search Task 에서 질문과 VR 이 벤트와 관련하여 뇌 파 SEF50%지 수와 피부저항도 도약수가 눈에 띄게 많은 반응을 보였으며, Exploration Task에서는 이 벤트 외적 부분에서 약간 높은 반응을 보였다.
- 10초 단위 33 구간의 Beta/Alpha 지수와 VR 이 벤트와 관련한 분석 결과는 Beta/Alpha 지수가 SEF50%와 비슷한 패 턴을 보였다. 특히 , Guided Search Task에서 는 질문이 주어진 시점과 이벤트가 있었던 구간에서 확연히 높은 Beta/Alpha 지수를 보였다.
- 75로 Guided Search Task에서 좀 더 높게 나타났다 (표 2 참고). 10초 단위 33 구간의 SEF50% 지 수와 VR 이 벤트와 관련한 분석 결과에서 피험자들은 Guided Search Task 에서 Exploration Task 보다 좀 더 확실하게 이 벤트 중심 으로 SEF50%가 높게 나타났다. 그림 4에서 보이는 전체 피험
- 10초 단위 구간 분석을 통하여 Guided Search Task에서는 이벤트와 질문이 나타나는 구간에서 주의집중과 관련 있는 뇌 파 SEF50% 지수와 피 부저 항도(GSR)의 도약 수가 높게 나타난 것을 알 수 있었다. 또한 피험자들 시선의 머물음이나 가상환경에서 탐사경로 움직임과 즉석 사진 내용 그리고 학습 후 기 억하는 내용 모두 VR 이벤트를 중심으로 나타난 것을 알 수 있었다.
- 10초 단위 분석에서는 Guided Search Task와 Exploration Task 모든 경우 시선의 머물음 횟수가 가자미 이 벤트 전후와 대왕오징어 이 벤트에서 다른 구간보다 상대적으로 높게 나타났다. 특히 대왕오징 어 이 벤트에서 피 험자의 왼쪽에서 갑자기 오징어가 나타나서 먹물을 뿌리고 오른쪽 바위 뒤로 재빨리 도망가는 상황을 보여주었는데 Guided Search Task나 Exploration Task 모두 실험 시 관찰자들이 보았을 때 대부분의 피험자들이 이 도망가는 대왕오징어를 잡으려고 안간힘을 썼던 것을 보았으며, 시선추적 시점 패턴 결과가 오징어를 따라가고 있는 모습이나 머무른 정도가 가장 높았던 것과 일치 함을 보여준다.
- 10초 단위 분석에서는 RRV LF/H頂지수가 개인 편차가 심하여 VR 이 벤트와 동조하는 뚜렷한 결과를 보이지 않았다. 그러나 Guided Search Task에서 는 VR환경 에 서처음 안개가 걷히면서 산호초 지역에 움직이는 물고기가 나타나는 시 점 에서 가장 높은 RRV LF/HF 지 수 평 균값 이 나타났으며 , Exploration Task에서 는 심 해 에 떨 어 진 후에 가장 높은 RRV LF/HF 지수 평균값을 보였다.
- 피험자들이 찍은 사진의 내용을 Guided Search Task 에서만보았더니, 제일 많이 찍은순서대로 나열했을 때가 오리, 가자미, 엔젤피쉬, 흐!]마, 초롱아귀, 바다뱀장어, 오징 어 , 경 치 , 산호초, 바다거 미 로 나타났다. Exploration Task 만에서 는 제 일 많이 찍 은 순서 대 로 나열 했을 때 가오리, 초롱아귀, 바다거미, 엔젤피쉬, 경치, 가자미, 바다뱀 장어, 심해경치, 산호초, 해마, 오징어로 나타났다. 따라서 전체적으로 보았을 때 즉석사진에 찍힌 대상물로 가오리, 엔젤피쉬, 초롱아귀, 가자미, 해마가 상위권에 순위 되었다.
- 보였다. Exploration Task 후 Guided Search Task 학습순서 를 가진 피험자들은 전체 53개 기억한 것 중 이벤트33개, 이벤트 외적인 내용20개로 이벤트에 대해 더 기억하는 모습을 보였다. 그와는 달리, Guided Search Task 후 Exploration Task 학습순서 를 가진 피 험 자들은 총 49개 중 이 벤트 외적인 내용27개, 이벤트22개로 이벤트 외적인 내용을 좀 더 기억하게 했다.
- Guided Search Task에서 는 질문 시 도약수가 가장 많았고, 그 뒤로 가오리, 엔젤피쉬가 높았으며, 안개 걷히기와 시점변화, 초롱 아귀, 그리고 대왕오징어와 가자미 순서로 높게 나타났다. Exploration Task에서는 가오리에서 도약수가 가장 많았고, 그 다음으로 시점변화, 가자미 순서로 나타났으며, 전반적으로 이벤트 외적인 다양한 시점 (즉, 엔젤피쉬후, 가자미 후, 대왕오징 어 후 등)에서 높게 나타났다.
- Guided Search Task와 Exploration Task를 합친 전체의 경우 GSR 도약수가 가오리와 촉각피드백에서 가장 높았고, 그 다음으로 심해로 내려가기 시점변화, 엔젤피쉬, 가자미, 초롱아귀, 대왕오징 어 순서로 나타났다. Guided Search Task에서 는 질문 시 도약수가 가장 많았고, 그 뒤로 가오리, 엔젤피쉬가 높았으며, 안개 걷히기와 시점변화, 초롱 아귀, 그리고 대왕오징어와 가자미 순서로 높게 나타났다. Exploration Task에서는 가오리에서 도약수가 가장 많았고, 그 다음으로 시점변화, 가자미 순서로 나타났으며, 전반적으로 이벤트 외적인 다양한 시점 (즉, 엔젤피쉬후, 가자미 후, 대왕오징 어 후 등)에서 높게 나타났다.
- 수 결과를 보여주고 있다. Guided Search Task와 Exploration Task를 합친 전체의 경우 GSR 도약수가 가오리와 촉각피드백에서 가장 높았고, 그 다음으로 심해로 내려가기 시점변화, 엔젤피쉬, 가자미, 초롱아귀, 대왕오징 어 순서로 나타났다. Guided Search Task에서 는 질문 시 도약수가 가장 많았고, 그 뒤로 가오리, 엔젤피쉬가 높았으며, 안개 걷히기와 시점변화, 초롱 아귀, 그리고 대왕오징어와 가자미 순서로 높게 나타났다.
- 가상현실 해양생물 생태계 체험학습 실험 후 설문조사에서 기억한 내용을 전체적으로 분석해 본 결과, 가장 기억에 남는 장면부터 순서대로 적으라는 질문에 전체 17명 이 2번의 설문조사 답변한 것 중 가오리와 대왕오징어 가 가장 높은 순위 로 각각 16번 언급되었다. 그 다음으로 초롱아귀 가 11 번, 해마가 9번, 엔젤피 쉬 와 가자미 가각각6번씩 언급되었다.
- 각 피험자별 시점 패턴을분석해본결과 대부분 피험자들의 시 선 이 Guided Search Task 경우 VR 이 벤트 시 점에서 물고기의 움직임과 함께 시선이 머물러 있음을 알 수 있었다. 특히, 가오리의 경우 화면의 가운데 먼 곳에서 나타나 피 험자들을 향해 다가온 후에 촉각 피드백을 주는 장면을 연출하였는데 이때 대부분의 피험자들은 화면의 가운데만 응시하고 있는 모습을 보여주었다.
- 거 리를 비교해 보았다. 그 결과 Guided Search Task에서는 두 지점간의 거리가 30m 이하(즉, 좀 더 멀리 다니지 않고 근처에 머물러 있었던 것을 보여줌)의 빈도수가 Exploration Task에 비해 약 2배 이상 많았다. 그와는 달리 Exploration Task에서는 두 지점간의 거리가 150m~200m (즉, 좀 더 멀리 다니고 있는 모습을 보여줌) 의 빈도수가GuidedSsarchTask에 비해 약 1.
- 비교분석은 [9] 논문에서 소개되었다. 그 결과는 Guided Search Task에서 피 험 자들의 뇌 파 SEF50% 지 수값이 Exploration Task보다 더 높게 나타났고 그 외 에 뇌파의 Beta/Alpha 작업 부하도 지 수나 심 전도 HRV나 RRV LH/HF, 피부전도도의 도약점 개수와 진폭, 시선 움직 임의 양에서 도 Guided Search Task에서 Exploration Task보다 좀 더 높게 나타났으나 통계적으로 유의미하진 않았다.
- 그 외 에 도, Exploration Task에서 는 Guided Search Task 보다 피 험자들이 사진 찍 은 개수가 월등히 많았고 가상환경을 보다 많이 돌아다녔으며, 실험 후기억에 남는 아이템 설문조사에서도 이벤트와 관련된 아이템보다는 그 외적인 것을더 많이 기억한것으로 나타났다.
- 그러나 Guided Search Task에서 는 VR환경 에 서처음 안개가 걷히면서 산호초 지역에 움직이는 물고기가 나타나는 시 점 에서 가장 높은 RRV LF/HF 지 수 평 균값 이 나타났으며 , Exploration Task에서 는 심 해 에 떨 어 진 후에 가장 높은 RRV LF/HF 지수 평균값을 보였다.
- 그리고 처음 Exploration Task 후에 만 기 억 한 (즉, Guided Search Task 후에는 언급되지 않은) 내용은 14개로 전부 이벤트 외적인 것에서 나타났다. 또한, Exploration Task 후에는 언급되지 않았다가 Guided Search Task 후에 추가로 언급된 내용은 13개(이 중 이 벤트와 관련된 것 9개)였다.
- 전반적으로 질문에서 좀 더 높은 SEF5O% 지수를 보였으며, 가오리와 오징어에서는 이벤트에서 좀 더 높은 도약이 나타났다. 그와는 달리, Exploration Task에서 는 Guided Search Task 보다 전반적으로 낮은 SEF50% 지수를 보였으며, VR 이벤트가 있었던 시점 전후로 약간의 도약이 있었다.
- 반면 Exploration Task 는 이벤트와 이벤트 외적인 것 모두를 비교적 광범위하게 기억한 것으로 나타났다. 더욱 흥미로운 결과는 Exploration Task 방식 을 Guided Search Task 방식 보다 앞서 진행한 경우에 먼저 한자기 주도적 학습이 사전 예비학습효과를 가져와서 나중에 가이드를 통하여 집중적이며 효율적인 학습을 유도하여 전반적으로 학습자들의 주의가 높아지고 학습 후 기 억내용도 많았고 학습시키고자 하는 이벤트 내용을 더 많이 기억한 것으로 나타났다.
- 특히 , Guided Search Task에서 는 질문이 주어진 시점과 이벤트가 있었던 구간에서 확연히 높은 Beta/Alpha 지수를 보였다. 두 지수 간의 상관분석에서 Guided Search Task는 0.86, 그■리 고 Exploration Task에서 는 0.6으로 약간 높은 상관관계를 보였다.
- 따라서 Exploration Task 후 Guided Search Task로 학습할 때 학습자들이 이 벤트 내용에 좀 더 관심을 갖도록 만든 것으로 보이 며, 특히 Exploration Task 후 기 억 했던 내용은 Guided Search Task 후에도 많이 기억했으며, Exploration Task에서 미처 놓쳤던 이벤트 관련 내용을 Guided Seamh Task 후에 확실히 기 억하게 만들었다. 그와는 반대 로 Guided Search Task 후 Exploration Task로 학습할 때는 결국 이벤트 외적인 내용을더 기억하게 만들었다.
- Exploration Task 만에서 는 제 일 많이 찍 은 순서 대 로 나열 했을 때 가오리, 초롱아귀, 바다거미, 엔젤피쉬, 경치, 가자미, 바다뱀 장어, 심해경치, 산호초, 해마, 오징어로 나타났다. 따라서 전체적으로 보았을 때 즉석사진에 찍힌 대상물로 가오리, 엔젤피쉬, 초롱아귀, 가자미, 해마가 상위권에 순위 되었다.
- 37으로 Guided Search Task에서 좀 더 높게 나타났다 (표 1 참고). 또한 정신적 작업부하도 (Workload) 를 나타내는 Beta/시pha 지수에서 도 Guided Search Task 에서 평균 3.119, Exploration Task에서 평균 2.75로 Guided Search Task에서 좀 더 높게 나타났다 (표 2 참고). 10초 단위 33 구간의 SEF50% 지 수와 VR 이 벤트와 관련한 분석 결과에서 피험자들은 Guided Search Task 에서 Exploration Task 보다 좀 더 확실하게 이 벤트 중심 으로 SEF50%가 높게 나타났다.
- 높게 나타난 것을 알 수 있었다. 또한 피험자들 시선의 머물음이나 가상환경에서 탐사경로 움직임과 즉석 사진 내용 그리고 학습 후 기 억하는 내용 모두 VR 이벤트를 중심으로 나타난 것을 알 수 있었다. 반면 Exploration Task에서 는 뇌 파 SEF50% 지 수, 심 전도 RRV LF/HF, 피부저항도 도약수가 비교적 낮게 나타났으며, 피 험자들이 상당히 넓은 가상환경을 두루 두루 살펴보면서 즉석사진도 많이 찍었으며 이벤트 외적인 내용도 상당히 많이 기 억 한 것을 알 수 있었다.
- 또한 피험자들 시선의 머물음이나 가상환경에서 탐사경로 움직임과 즉석 사진 내용 그리고 학습 후 기 억하는 내용 모두 VR 이벤트를 중심으로 나타난 것을 알 수 있었다. 반면 Exploration Task에서 는 뇌 파 SEF50% 지 수, 심 전도 RRV LF/HF, 피부저항도 도약수가 비교적 낮게 나타났으며, 피 험자들이 상당히 넓은 가상환경을 두루 두루 살펴보면서 즉석사진도 많이 찍었으며 이벤트 외적인 내용도 상당히 많이 기 억 한 것을 알 수 있었다.
- 학습자에게 제공하였다. 실험 결과는 Guided Search Task방식이 이 벤트와 관련하여 학습자의 주의 를 끌고 기 억 을 높인 반면 Exploration Task방식 에 서는 이벤트 외적인 부분에 더 주의를 기울이게 하고 보다 광범위한 내용을 기억한 것으로 나타났다.
- Guided Search Task에서 는 이 벤트에 대한 명 시 적 이 며 구체 적 인 목표를 사진과 음성 설명 이 함께 질문으로 제공하면서 이 벤트 지역 으로 강제 이 동시 킨 반면, Exploration Task 방식에서는 학습자가 구체적이며 명시적 목표 없이 자유 탐사를 통해 자신의 관심분야를 학습하게 하였다. 실험결과 분석을 통하여 Guided Search Task와 Exploration Task 방식 간의 차이와 이 두 방식 을 합쳐 서 학습방식의 순서를 달리 했을 때 학습효과에 차이가 있음을 밝혀 냈다. Guided Search Task는 교육시 키 고자 하는 이벤트로 학습자의 주의를 끄는데 효율적 이었고 이벤트 내용을 많이 기 억 하게 했다.
- 전 구간에 대한 심 전도 RRV LF/HF 지 수의 통합적 인비교 분석 결과는 Guided Search Task에서 평균 2.146, Exploration Task에서 평균 1.6으로 Guided Search Task에서 좀 더 높eRRVLF/HF 지수를 보였다. 표 3에서 보이듯 이 Exploration Task 후에 Guided Search Task를 참여 한집 단의 RRV LF/HF 지수 평 균값이 Guided Search Task 후에 Exploration Task를 참여 한 집 단에 비하여 약 2배 높게 나타나 피 험 자가 Guided Search Task에서 보다 더 많은 긴장했음을 보여준다.
- 전 구간에 대한 통합적 인 비교분석 에서 피 험자들의주의도와 각성 상태를 보여주는 뇌파 SEF50% 지수가 Guided Search Task에서 평균 17.953, Exploration Task에서 평균 15.37으로 Guided Search Task에서 좀 더 높게 나타났다 (표 1 참고). 또한 정신적 작업부하도 (Workload) 를 나타내는 Beta/시pha 지수에서 도 Guided Search Task 에서 평균 3.
- 특히 높은 값을 보이고 있다. 전반적으로 질문에서 좀 더 높은 SEF5O% 지수를 보였으며, 가오리와 오징어에서는 이벤트에서 좀 더 높은 도약이 나타났다. 그와는 달리, Exploration Task에서 는 Guided Search Task 보다 전반적으로 낮은 SEF50% 지수를 보였으며, VR 이벤트가 있었던 시점 전후로 약간의 도약이 있었다.
- Lesson Itemse VR 이벤트와 관련된 물고기이고, Other Iteme 그 외적인 것이 다 . 전체 적 인 기 억 량에서 는 Exploration Task에 서 52번과 Guided Search Task에서 50번으로 두 방식 간의 큰 차이를 보이지 않았으나, Guided Search Task 후에 VR 이벤트와 관련된 물고기를 34번 집중적으로 기억한 반면, Exploration Task 후에 이 벤트 외 적 인 경 치 나 산호초와 같은 주변 환경을 31번 더 기 억 하였다.
- 전체 피험자의 시선추적에서 피험자의 시선이 얼마나 오랫동안 머물고 있는지를 비교분석한결과, 실험 중시선 추적기에서 발생한 에러를 제외하고 Guided Search Task에서 평균 201번, Exploration Task에서 평균 205번으로 이 둘 간 큰 차이가 없었다.
- 즉석사진에 대한 통합적인 비교분석 결과에서 즉석 사진 찍 은 횟수는 Guided Search Task에서 피 험 자들 전체 합계 66번과 평균 3.88번으로 나타났으며, Exploration Task에서 합계 113번과 평균 6.64번으로 나타났다. 따라서 피 험 자들이 Guided Search Task보다 Exploration Task 에서 즉석사진을 더 많이 찍은 것을 알 수 있었다.
- 패 턴을 보였다. 특히 , Guided Search Task에서 는 질문이 주어진 시점과 이벤트가 있었던 구간에서 확연히 높은 Beta/Alpha 지수를 보였다. 두 지수 간의 상관분석에서 Guided Search Task는 0.
- 특히 Exploration Task 후 Guided Search Task으로 학습순서 를 가진 경우 Exploration Task 때 자유롭게 가상환경을 탐사하면서 사진도 많이 찍었는데 Guided Search Task 때 VR 이벤트에 좀 더 집중하여, 결론적으로 두 번의 가상현실학습 후 교안의 내용인 VR 이 벤트를 좀 더 많이 기 억하게 한 것으로 보인다. 본 연구결과를 바탕으로 추후에 가상현실 환경 에서 자기 주도형 학습 후에 학습시키고자 하는 내용을 좀더 강화해줄 수 있는 방법에 대하여 연구를 진행 하고자 한다.
- 상대적으로 높게 나타났다. 특히 대왕오징 어 이 벤트에서 피 험자의 왼쪽에서 갑자기 오징어가 나타나서 먹물을 뿌리고 오른쪽 바위 뒤로 재빨리 도망가는 상황을 보여주었는데 Guided Search Task나 Exploration Task 모두 실험 시 관찰자들이 보았을 때 대부분의 피험자들이 이 도망가는 대왕오징어를 잡으려고 안간힘을 썼던 것을 보았으며, 시선추적 시점 패턴 결과가 오징어를 따라가고 있는 모습이나 머무른 정도가 가장 높았던 것과 일치 함을 보여준다.
- 특히 학습 기억량에 있어서, Exploration Task후 Guided Search Task를 한 경우에서 그 반대 의 경 우보다 훨씬 더 많아진 결과를 보였다. 이는 자기 주도적 Exploration Task 방식 에서 관심 을 크게 두지 않았던 내용을 Guided Search Task를 통하여 확실히 주의 를 끌어 기억하게끔 도와준 것으로 보인다.
- 6으로 Guided Search Task에서 좀 더 높eRRVLF/HF 지수를 보였다. 표 3에서 보이듯 이 Exploration Task 후에 Guided Search Task를 참여 한집 단의 RRV LF/HF 지수 평 균값이 Guided Search Task 후에 Exploration Task를 참여 한 집 단에 비하여 약 2배 높게 나타나 피 험 자가 Guided Search Task에서 보다 더 많은 긴장했음을 보여준다.
- 표 5에서 보이듯이 학습순서에 따라서 찍은 사진의 양이 달라졌는데 특히 Exploration Task -f- Guided Search Task 학습한 경우 Exploration Task에서 평균 8.25번 즉석 사진을 찍었던 반면, Guided Search Task에서는 평균 3.38번 찍어서 그 횟수가 급감한 것을 알 수 있다. 반면 Guided Search Task 후 Exploration Task를 학습한 경우 Guided Search Task에서 평균 4.
- 피 험자들의 3차원 게 임 이나 가상현실에 대한 사전 경험 도와 생체신호 측정에 대한사전 경험도 등에 대한 설문 결과에서 모든 피험자가 컴퓨터 환경에 친숙했고 대부분의 피험자가 3차원 게임과 3차원 입체영상관을 통해 가상환경을 경험해본 것으로 나타났다. 그러나 모든 피 험자는 본 실험에서 사용한 가상현실 해 양생 태 계 환경 The Oceam을 경 험하지 않았으며 뇌파, 심전도, 피부 전도도, 시선추적 생체신호 측정장치를 사용해 본 경험이 없었다.
- 학습순서에 따른 비교 분석한 결과에서는 기 억 량에는 차이가 없으나 기억한 내용에서 큰 차이를 보였다. Exploration Task 후 Guided Search Task 학습순서 를 가진 피험자들은 전체 53개 기억한 것 중 이벤트33개, 이벤트 외적인 내용20개로 이벤트에 대해 더 기억하는 모습을 보였다.
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