본 논문에서는 발달장애 아동의 교육 및 치료에 있어서 감각, 인지훈련을 효과적으로 할 수 있는 에듀테인먼트 플랫폼을 제시한다. 이를 위해 임베디드 하드웨어를 개발하고 여기서 재생할 콘텐츠를 제작하기 위한 저작도구, 학습 결과를 확인할 수 있는 관리도구, 학습 상황을 실시간으로 모니터링하는 도구를 개발하였다. 발달장애 아동의 특성을 관찰 분석하여 개발한 하드웨어는 주의집중을 위한 감각훈련을 집중적으로 할 수 있도록 시각, 청각, 촉각 등의 자극을 제공한다. 이와 함께 개발한 소프트웨어는 특수교사 이외의 비전문가도 쉽게 교육용 콘텐츠를 만들고 학습 현장이외에서도 학습상황을 볼 수 있도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 학습한 결과를 다음 학습단계로 적용할 수 있도록 이를 보관하고 살펴 볼 수 있는 기능도 제공한다. 이를 통해 시간, 장소의 제한 없이 효과적으로 반복 학습을 수행이 가능하다. 개발한 플랫폼을 직접 교육현장에 적용해봄으로써 주의집중과 학습 능력을 높이는데 효과가 있음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 발달장애 아동의 교육 및 치료에 있어서 감각, 인지훈련을 효과적으로 할 수 있는 에듀테인먼트 플랫폼을 제시한다. 이를 위해 임베디드 하드웨어를 개발하고 여기서 재생할 콘텐츠를 제작하기 위한 저작도구, 학습 결과를 확인할 수 있는 관리도구, 학습 상황을 실시간으로 모니터링하는 도구를 개발하였다. 발달장애 아동의 특성을 관찰 분석하여 개발한 하드웨어는 주의집중을 위한 감각훈련을 집중적으로 할 수 있도록 시각, 청각, 촉각 등의 자극을 제공한다. 이와 함께 개발한 소프트웨어는 특수교사 이외의 비전문가도 쉽게 교육용 콘텐츠를 만들고 학습 현장이외에서도 학습상황을 볼 수 있도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 학습한 결과를 다음 학습단계로 적용할 수 있도록 이를 보관하고 살펴 볼 수 있는 기능도 제공한다. 이를 통해 시간, 장소의 제한 없이 효과적으로 반복 학습을 수행이 가능하다. 개발한 플랫폼을 직접 교육현장에 적용해봄으로써 주의집중과 학습 능력을 높이는데 효과가 있음을 알 수 있었다.
In this paper, we designed and implemented edutainment platform that can be effectively applied to developmental disabilities for their education and treatment of sensibility and intelligence training. We developed embedded hardware and contents authoring tool to make multimedia contents operated on...
In this paper, we designed and implemented edutainment platform that can be effectively applied to developmental disabilities for their education and treatment of sensibility and intelligence training. We developed embedded hardware and contents authoring tool to make multimedia contents operated on the hardware, a management tool to provide result of training, and a real-time monitoring tool for observing the state of study. The hardware is designed by considering the characteristics of developmental disabilities and provides visual, auditory and tactile sense to assist sensibility training for their attention. User-friendly and easy-to-use authoring tool enable teachers and non-specialist to make educational contents. Also the real-time monitoring tool make us to observe user's status even in the outside of classroom. The management tool stores result of training and make us to review the result for further steps. Using this edutainment platform, efficient repetitive training is possible without restriction of time and location. Also when it applied to practical education, we can recognize that our system is effective on improving the ability of attention and studying.
In this paper, we designed and implemented edutainment platform that can be effectively applied to developmental disabilities for their education and treatment of sensibility and intelligence training. We developed embedded hardware and contents authoring tool to make multimedia contents operated on the hardware, a management tool to provide result of training, and a real-time monitoring tool for observing the state of study. The hardware is designed by considering the characteristics of developmental disabilities and provides visual, auditory and tactile sense to assist sensibility training for their attention. User-friendly and easy-to-use authoring tool enable teachers and non-specialist to make educational contents. Also the real-time monitoring tool make us to observe user's status even in the outside of classroom. The management tool stores result of training and make us to review the result for further steps. Using this edutainment platform, efficient repetitive training is possible without restriction of time and location. Also when it applied to practical education, we can recognize that our system is effective on improving the ability of attention and studying.
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문제 정의
또한 발달 장애 아동은 학습속도가 느리고 기억의 폭이 좁기 때문에 반복 학습을 통하여 의미 있는 경험을 갖도록 하며 동일한 학습에 변화를 주어 다양하게 학습하도록 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 발달장애 아동의 감각, 운동, 지각 기능을 개발하기 위해 감각자극을 종합적으로 제공하는 교육용 하드웨어와 이를 활용할 수 있는 콘텐츠 저작 기능, 학습 내용을 실시간으로 모니터링하는 기능 및 감각 훈련에 대한 성취도를 수집하는 기능을 제공하는 에듀테인먼트 플랫폼을 설계하고 개발하였다.
본 연구에서는 발달장애 아동의 치료와 교육을 지원하기 위해 현재 개발된 교구, 교재의 한계점을 극복하고, 교육 및 치료에 들어가는 시간적, 공간적 비용을 줄이면서 더욱 효과적인 교육이 가능한 교육용 하드웨어와 그 위에서 동작할 콘텐츠 저작 도구 및 관리 도구로 구성된 에듀테인먼트 플랫폼을 개발하였다. 또한 발달장애 아동의 특수성에 바탕을 두고 시각, 청각, 온열감 및 진동 등의 감각 통합 훈련을 통해서 주의 집중을 강화시키고, 발달장애 아동이 직접 하드웨어를 만지도록 하는 유인성을 갖도록 설계하고 개발하였다.
제안 방법
에듀테인먼트 플랫폼을 이용한 학습 과정은 [그림 2]와 같다. 먼저 콘텐츠 저작 도구를 이용하여 제작한 콘텐츠를 무선 네트워크를 통해 하드웨어로 전송하고, 발달장애 아동은 전송된 콘텐츠가 재생되는 하드웨어를 가지고 놀면서 학습한다. 발달장애 아동은 학습의 중압감을 느끼지 않고 감각, 운동, 지각 훈련을 하며[17], 필요한 경우 특수교사나 부모가 실시간 모니터링 도구를 이용하여 아동과 떨어진 공간에서도 학습상황을 살펴볼 수 있다.
표면은 딱딱하면서도 잘 깨지고 않고, 광택이 나는 소재로 구성하였고, 파손의 위험을 감소시킬 수 있도록 탄성소재로 감싸주었다. 또한 하드웨어를 잡았을 때 쉽게 미끄러지지 않도록 엠보싱처리를 하였다.
본 연구에서 개발한 에듀테인먼트 플랫폼의 기능과 효과를 분석하기 위해 발달장애 아동 교육 전문가와 자율학습이 불가능한 아동을 대상으로 실험을 하였다. 장애 정도에 따라 학습이 가능한 아동 2명과 그렇지 못한 아동 4명, 총 6명의 발달장애 아동들에게 수준에 맞는 콘텐츠를 적용하였다. 실험에 사용한 콘텐츠는 교통생활 규범을 배울 수 있는 학습용과 단순히 자극 정보에 따라 하드웨어를 건드리는 동작에서 점차 내용을 인식하여 연관 정보를 매치 하도록 하는 주의집중용을 사용하였다.
장애 정도에 따라 학습이 가능한 아동 2명과 그렇지 못한 아동 4명, 총 6명의 발달장애 아동들에게 수준에 맞는 콘텐츠를 적용하였다. 실험에 사용한 콘텐츠는 교통생활 규범을 배울 수 있는 학습용과 단순히 자극 정보에 따라 하드웨어를 건드리는 동작에서 점차 내용을 인식하여 연관 정보를 매치 하도록 하는 주의집중용을 사용하였다. 두 개의 콘텐츠는 그림-LED불빛-진동-소리에 따른 유도 자극으로 시작한다.
개발한 플랫폼으로 6명의 아동들이 하루에 한번씩, 삼일동안 반복 학습을 하고, 각 아동에 대한 학습시간의 변화량을 살펴보았다 [그림10].
[그림 10] 대상아동의 학습수행시간의 변화, 학생1부터 학생4는 학습수준이 낮은 아동, 학생a, b는 학습 수준이 높은 아동을 의미한다. 각각 주의집중, 교통규범에 관한 콘텐츠를 학습하였다. (단위 : 분)
본 연구에서는 발달장애 아동의 치료와 교육을 지원하기 위해 현재 개발된 교구, 교재의 한계점을 극복하고, 교육 및 치료에 들어가는 시간적, 공간적 비용을 줄이면서 더욱 효과적인 교육이 가능한 교육용 하드웨어와 그 위에서 동작할 콘텐츠 저작 도구 및 관리 도구로 구성된 에듀테인먼트 플랫폼을 개발하였다. 또한 발달장애 아동의 특수성에 바탕을 두고 시각, 청각, 온열감 및 진동 등의 감각 통합 훈련을 통해서 주의 집중을 강화시키고, 발달장애 아동이 직접 하드웨어를 만지도록 하는 유인성을 갖도록 설계하고 개발하였다. 실제 발달장애 아동과 특수교육 전문가들에게 플랫폼을 적용하였을 때, 아동들은 전반적으로 거부반응 없이 이를 사용하였고, 언어 능력이 떨어지는 학생들이 더욱 적극적으로 진동, 소리 자극에 관심을 보였다.
대상 데이터
내부에는 시각, 청각, 온열감 및 진동 장치와 네트워크 및 데이터 입출력을 위한 주변장치, 마지막으로 각 장치를 컨트롤하는 메인 컨트롤러가 들어 있다. 시각 장치로는 그림과 동영상을 출력하고 터치 입력이 가능한 2개의 LCD와 강한 시각 효과를 표현할 6개의 고휘도 LED가 있고, 청각장치로는 스테레오 스피커, 햅틱 장치로는 각각 좌, 우에 위치하는 온열감 표현장치와 진동 모터가 있다. 또한 온열감을 손바닥 전체에서 느낄 수 있도록 열 전도율이 높은 구리판을 온열장치 위에 덧대었다.
본 연구에서 개발한 에듀테인먼트 플랫폼의 기능과 효과를 분석하기 위해 발달장애 아동 교육 전문가와 자율학습이 불가능한 아동을 대상으로 실험을 하였다. 장애 정도에 따라 학습이 가능한 아동 2명과 그렇지 못한 아동 4명, 총 6명의 발달장애 아동들에게 수준에 맞는 콘텐츠를 적용하였다.
성능/효과
대체로 처음으로 학습했을 때에 비해 마지막으로 학습했을 때의 학습시간이 줄어들었음을 알 수 있었다. 발달장애 아동은 보통 아동들에 비해 집중력이 현저히 떨어지기 때문에, 학습에 걸리는 시간이 짧을수록 그 만큼 집중력이 흐트러지지 않고 학습에 몰입하였음을 나타낸다.
각 콘텐츠의 평균 학습 시간을 비교하여 보면, 지속된 학습을 통해 학습시간, 곧 주의집중에 걸리는 시간이 짧아졌음을 알 수 있다 [그림 11]. 이것은 제안하는 플랫폼이 주의집중에 효과가 있고, 특수교육 목적에 적절함을 보여준다.
또한 대부분 특수교사의 도움 없이 아동 스스로 하드웨어를 만지고 노는 것을 볼 수 있었다. 이를 통해, 본 연구에서 개발한 하드웨어는 학습자를 능동적으로 학습에 끌어들임으로써 혼자서 집중하지 못하는 발달장애 아동을 자발적으로 학습에 참여할 수 있도록 유도하였다는 점에서 큰 의의가 있다.
기능적 측면에서는 개발한 플랫폼에서 개별화 교육이 가능하며, 부모님이나 보조교사를 통해서도 효율적으로 사용이 가능함을 확인 할 수 있었다. 특수교육에서는 아동의 개개인의 편차가 크고, 개인의 특성에 따른 교육이 중요하므로 저작도구를 통해 아동에 따라 선호하는 자극으로 손쉽게 콘텐츠를 구성, 변경 할 수 있다.
후속연구
본 논문에서 제안한 에듀테인먼트 플랫폼이 제공하는 하드웨어의 감각 제시장치와 저작도구 및 관리 도구를 활용하면 특수교사나 치료사 이외의 비전문가들도 쉽게 발달장애 아동의 교육을 수행할 수 있다. 또한 발달장애 뿐만 아니라 유아 및 노인 교육, 정서장애 치료를 위한 감정해소, 의사소통의 기구로도 다양하게 활용될 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
발달장애는 어떤 질병인가?
발달장애(developmental disabilities)는 아동의 정상적인 발달이 지연 또는 지체되는 것을 말하며 정신적, 신체적 결함으로 인하여 22세 이전에 나타나고 평생 지속될 수 있는 질병이다[1]. 발달장애 아동의 증가는 장애 아동이 상호작용하는 가족 및 사회 체제에도 큰 영향을 끼치므로 발달장애 아동에 대한 교육은 국가나 사회의 적극적인 지원이나 관심이 필요하다.
발달장애 아동의 인지 발달을 돕기 위해 제시된 이론 중 대표적인 것은 무엇인가?
발달장애 아동은 뇌에서 감각자극이 처리될 때 이상 현상을 보이며, 이로 인해 모든 인지 발달이 전반적으로 지체되어 있어서 학습, 사회 적응과 같은 생활 전반에 어려움을 겪게 되므로 발달초기에 적절한 자극과 환경이 중요하다[4]. 이런 장애의 상태를 극복하기 위한 이론들이 제시되고 있는데, 대표적으로 아동의 즐거움에 초점을 맞춰 정서문제의 완화와 해소를 위한 놀이치료[5]와 반응을 유발시키고 감각 처리 과정을 향상시키는 감각통합 훈련[3]이 있다.
발달장애 아동에 대한 교육이 필요한 이유는 무엇인가?
발달장애(developmental disabilities)는 아동의 정상적인 발달이 지연 또는 지체되는 것을 말하며 정신적, 신체적 결함으로 인하여 22세 이전에 나타나고 평생 지속될 수 있는 질병이다[1]. 발달장애 아동의 증가는 장애 아동이 상호작용하는 가족 및 사회 체제에도 큰 영향을 끼치므로 발달장애 아동에 대한 교육은 국가나 사회의 적극적인 지원이나 관심이 필요하다. 발달장애 아동의 치료는 대부분 치료사와 1:1로 이루어져야 하나, 비용과 시간, 공간적인 측면에서 상당한 제약이 있으며, 전문지식을 갖춘 특수교사가 부족하여 현실적으로 큰 문제가 된다.
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