스마트 패드 기반 학습 프로그램에서 멀티미디어 학습에 관한 인지이론적 원리의 적용가능성 탐색: 멀티미디어 원리와 개인차 원리를 중심으로 Exploring the Applicability of the Cognitive Theory of Multimedia Learning for Smart Pad Based Learning with a Focus on Principles of Multimedia and Individual Differences원문보기
본 연구는 학습을 위한 멀티미디어 활용에 대한 설계 원리 중 멀티미디어 원리와 개인차 원리가 스마트패드 기반 콘텐츠에서도 적용되는지 살펴보았다. 이를 위해 텍스트 기반 콘텐츠와 멀티미디어 원리(텍스트+이미지)를 적용한 콘텐츠를 각각 개발하고, 학습자들을 사전지식이 높은 집단과 낮은 집단으로 분류한 다음, 각 집단을 양분하여 두 종류의 스마트 패드용 콘텐츠를 학습하게 하였다. 각 집단의 인지부하 정도와 학업성취도를 측정한 결과, 멀티미디어 원리와 개인차 원리는 인지부하에 유의한 효과를 가져오지 못하였으나, 학업성취도 차원에서는 모두 유의한 효과를 가져왔다. 이러한 연구결과는 PC 모니터보다 제한된 스마트 패드의 화면 크기, 이미지의 성격, 그리고 학습목표의 성격 등에 기인한 것으로 보여지며, 향후 스마트 패드용 콘텐츠 개발에 있어 시사점을 제공할 수 있다.
본 연구는 학습을 위한 멀티미디어 활용에 대한 설계 원리 중 멀티미디어 원리와 개인차 원리가 스마트패드 기반 콘텐츠에서도 적용되는지 살펴보았다. 이를 위해 텍스트 기반 콘텐츠와 멀티미디어 원리(텍스트+이미지)를 적용한 콘텐츠를 각각 개발하고, 학습자들을 사전지식이 높은 집단과 낮은 집단으로 분류한 다음, 각 집단을 양분하여 두 종류의 스마트 패드용 콘텐츠를 학습하게 하였다. 각 집단의 인지부하 정도와 학업성취도를 측정한 결과, 멀티미디어 원리와 개인차 원리는 인지부하에 유의한 효과를 가져오지 못하였으나, 학업성취도 차원에서는 모두 유의한 효과를 가져왔다. 이러한 연구결과는 PC 모니터보다 제한된 스마트 패드의 화면 크기, 이미지의 성격, 그리고 학습목표의 성격 등에 기인한 것으로 보여지며, 향후 스마트 패드용 콘텐츠 개발에 있어 시사점을 제공할 수 있다.
The purpose of this study is to verify the cognitive theory of Multimedia learning in a Smart Pad environment. Specifically, the viability of the multimedia principle and individual difference principle was tested for this study. To accomplish this, participants were divided into two groups based on...
The purpose of this study is to verify the cognitive theory of Multimedia learning in a Smart Pad environment. Specifically, the viability of the multimedia principle and individual difference principle was tested for this study. To accomplish this, participants were divided into two groups based on their prior knowledge level (high/low), and members of each group were given one of two Smart Pad based programs, one text-based and the other text and image based. Results indicate that the use of images and the interaction between image use and prior knowledge did not have a significant effect on cognitive load levels. However, there were significant effects on learning achievement. This study implies that when developing Smart Pad based learning content, the small screen size compared to PC monitors, types and functions of images, and learning objectives should be considered.
The purpose of this study is to verify the cognitive theory of Multimedia learning in a Smart Pad environment. Specifically, the viability of the multimedia principle and individual difference principle was tested for this study. To accomplish this, participants were divided into two groups based on their prior knowledge level (high/low), and members of each group were given one of two Smart Pad based programs, one text-based and the other text and image based. Results indicate that the use of images and the interaction between image use and prior knowledge did not have a significant effect on cognitive load levels. However, there were significant effects on learning achievement. This study implies that when developing Smart Pad based learning content, the small screen size compared to PC monitors, types and functions of images, and learning objectives should be considered.
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문제 정의
따라서, 본 연구의 목적은 스마트 패드 기반 모바일 기기 학습환경에서 멀티미디어 원리와 사전지식에 따른 개인차 원리의 적용 가능성을 검증하고자 하는 것이며, 구체적 연구문제는 다음과 같다.
본 연구는 모바일 학습 플랫폼 중 스마트 패드 환경에서의 멀티미디어 원리와 개인차 원리의 적용 가능성을 조사하였다. 연구 결과, 인지부하에 있어 멀티미디어 원리의 적용, 그리고 멀티미디어 원리 적용과 사전지식 수준 간의 상호작용(개인차 원리)에 의한 유의한 효과가 나타나지 않았다.
본 연구에서는 스마트 패드 기반 학습에서 멀티미디어 원리와 개인차 원리의 효과를 측정하기 위하여 인지부하와 학업성취도를 측정하였다. 인지부하 정도는 설문을 통하여 학습자들이 과제를 수행하면서 느끼는 스트레스를 측정하였으며, 류지헌과 임지현[25]의 인지부하 측정 설문도구를 활용하였다.
가설 설정
둘째, 스마트 패드 기반 모바일 학습환경에서 멀티미디어 사용 여부(멀티미디어 원리)가 학업성취도에 영향을 미치는가?
첫째, 본 연구는 멀티미디어 학습과 관련된 원리로서 반복성 효과, 주의분산 효과 등 다양한 원리들이 존재함에도 불구하고 멀티미디어 원리와 개인차 원리에 연구 초점을 맞추었기 때문에 다양한 학습원리와의 상호작용적 관계를 분석하는 데 한계가 따랐다. 둘째, 콘텐츠의 내용과 학습평가가 주로 지식습득과 개념이해에 한정되어 있어 원리의 적용, 통합적 사고, 창의적 사고 등 고차원적 학습목표를 지향하는 콘텐츠에 본 연구 결과를 적용 하기 어려울 것이다. 마지막으로, 이미지 성격과 간결성·정교성에 따라 다양한 학습효과를 분석하지 못하여 모바일 환경의 특성과 학습자 수준을 고려한 최적의 이미지 제작 방식을 제시하는 데 제약이 있었다.
첫째, 스마트 패드 기반 모바일 학습환경에서 멀티미디어 사용 여부(멀티미디어 원리)가 인지부하에 영향을 미치는가?
제안 방법
독립변인은 멀티미디어 원리(이미지 사용 유무)와 사전지식 수준(높은-낮은 수준)이었고, 종속변인은 인지부하 정도와 학업성취도였다. 독립변인과 종속 변인 간의 관계를 규명하기 위하여 이원변량분석법을 실시하였으며, 멀티미디어 원리의 적용 효과와 멀티미디어 원리와 개인차 원리 간의 상호작용 효과를 분석하였다. 사전지식 수준의 효과는 통계분석을 통하여 도출되기는 하였으나, 독립적인 의미보다 멀티미디어 원리와의 상호작용적 관계 속에서 이해되어야 하기에 개인차 원리의 독립적 효과는 연구결과에서 다루지 않았다.
이후에 각 집단의 구성원을 무선으로 두 개 집단으로 나누어 한 집단에게는 텍스트 기반의 스마트 패드용 콘텐츠를 제공하고, 다른 집단에게는 텍스트와 이미지 기반의 스마트 패드용 콘텐츠를 제공하였다. 마지막으로, 모든 집단을 대상으로 사후 평가와 인지부하 설문을 실시하여 학업성취도와 인지부하 정도를 측정하였다.
본 연구를 위해 마케팅 기본 학습과정 중 브랜드의 개념, 효과, 브랜드 자산 개념, 그리고 브랜드 평가의 내용을 중심으로 30 분 내외의 스마트 패드용 학습 프로그램이 개발되었다. 또한, 실험 참가자들을 사전지식 수준에 따라 분류하기 위하여 사전 평가가 학습 이전에 실시되었다.
본 연구에서 사용된 학습 프로그램은 멀티미디어 원리의 적용 가능성을 실험하기 위해 동일한 내용을 텍스트 기반과 텍스트와 이미지 기반 형태로 제작되었으며, 후자의 경우 장식적, 표상적, 조직적, 그리고 설명적 이미지들이 모두 활용되었다[7]. 멀티미디어 원리가 언어적 정보와 시각적 정보의 개별적, 혹은 동시 사용 여부를 뜻하는 것인데, 구체적으로 본 연구에서 언어적 정보로는 텍스트를, 그리고 시각적 정보로는 이미지를 사용하였다.
멀티미디어 원리의 효과와 멀티미디어와 사전지식 수준 간 상호작용의 유의한 효과가 나타나지 않은 또 다른 이유로 측정도구의 성격을 들 수 있다. 본 연구에서 사용한 인지부하 설문도구는 사용자가 느끼는 주관적 인지부하 정도를 간접적으로 측정하는 것이었다. 주관적 판단에 기반한 설문 결과는 학습자의 정서적 상태, 과제 난이도와 내용의 성격에 대한 학습자 태도 등 다양한 요인에 의하여 좌우될 수 있어[29] 순수하게 인지부하 정도를 정확하게 측정하는 데 한계가 따를 수 있다.
본 연구에서 실험은 2×2 요인설계 방식에 따라 진행되었다.
81)으로 구분되었다. 사전지식에 따른 집단 구분은 중앙값을 중심으로 상위와 하위 집단으로 구분하는 방법을 사용하였다.
학업성취도는 학습내용의 습득 정도를 평가하는 사후 평가를 실시함으로써 측정하였다. 사후 평가지는 총 5개 문항으로 구성되었으며, 학습 프로그램의 핵심적인 학습목표 달성 여부를 측정하였다. 각 문항에 정답을 맞힐 경우 1점으로 계산되어 총 5점까지 획득할 수 있었다.
이후에 각 집단의 구성원을 무선으로 두 개 집단으로 나누어 한 집단에게는 텍스트 기반의 스마트 패드용 콘텐츠를 제공하고, 다른 집단에게는 텍스트와 이미지 기반의 스마트 패드용 콘텐츠를 제공하였다. 마지막으로, 모든 집단을 대상으로 사후 평가와 인지부하 설문을 실시하여 학업성취도와 인지부하 정도를 측정하였다.
학업성취도는 학습내용의 습득 정도를 평가하는 사후 평가를 실시함으로써 측정하였다. 사후 평가지는 총 5개 문항으로 구성되었으며, 학습 프로그램의 핵심적인 학습목표 달성 여부를 측정하였다.
대상 데이터
본 연구는 대학교 재학 이상의 성인 90명을 대상으로 실시되었다. 실험 참가자들은 대학생(56.
화면 크기 외에도, 학습자의 사전지식 유무에 따라 사용된 이미지가 서로 다른 영향을 끼쳤을 수 있다. 본 연구에서 사용된 이미지는 장식적 이미지, 표상적 이미지, 조직적 이미지, 그리고 설명적 이미지이다. 이 중 조직적 이미지와 설명적 이미지는 학습내용의 구조와 내용간의 추상적 관계를 보여줌으로써 인지적 구조망(스키마, schema) 형성에 기여하는 이미지이다.
본 연구는 대학교 재학 이상의 성인 90명을 대상으로 실시되었다. 실험 참가자들은 대학생(56.57%)과 직장인(43.33%)으로 구성되었으며, 남성(53.33%)의 비율이 다소 높았다. 연령을 보면 21-30세(63.
이론/모형
본 연구에서는 스마트 패드 기반 학습에서 멀티미디어 원리와 개인차 원리의 효과를 측정하기 위하여 인지부하와 학업성취도를 측정하였다. 인지부하 정도는 설문을 통하여 학습자들이 과제를 수행하면서 느끼는 스트레스를 측정하였으며, 류지헌과 임지현[25]의 인지부하 측정 설문도구를 활용하였다. 이 도구는 신체적 노력(학습과제 수행에 수반된 신체적 피로나 활동의 양), 정신적 노력(문제 이해와 해결에 투입했다고 지각한 정신활동의 양), 과제 난이도(학습내용에 대한 이해 수준의 정도), 자기평가(문제해결 후에 느끼는 성취감 정도), 그리고 자료 설계의 적절성(학습 자료 설계가 학습자의 이해에 미치는 영향 정도)의 5 개 요인으로 구성되었으며, 7점 척도로(‘전혀 아니다’ 1점-‘매우 그렇다’ 7점) 학습자의 인지부하 정도를 측정할 수 있도록 개발되었다.
성능/효과
넷째, 스마트 패드 기반 모바일 학습환경에서 사전지식 정도와 멀티미디어 사용 여부 간의 상호작용(개인차 원리)이 학업성취도에 영항을 미치는가?
본 연구에서 실험은 2×2 요인설계 방식에 따라 진행되었다. 독립변인은 멀티미디어 원리(이미지 사용 유무)와 사전지식 수준(높은-낮은 수준)이었고, 종속변인은 인지부하 정도와 학업성취도였다. 독립변인과 종속 변인 간의 관계를 규명하기 위하여 이원변량분석법을 실시하였으며, 멀티미디어 원리의 적용 효과와 멀티미디어 원리와 개인차 원리 간의 상호작용 효과를 분석하였다.
물론 다운로드 지연시간은 기술의 발달과 요금제도의 변화에 따라 개선될 것으로 보여지나, 아직은 이미지의 종류와 수, 그리고 사용 빈도를 정하는 데 있어 고려 대상이 된다. 둘째, 모바일 기기의 이동성은 학습자가 한 번에 큰 덩어리의 글을 읽기에 매우 불편한 환경을 조성한다. 즉, 잦은 스크롤링, 혹은 페이지 네비게이션으로 인하여 발생한 추가적인 신체적·인지적 노력이 내용을 이해하는 데 방해가 될 수 있다.
연구 결과, 인지부하에 있어 멀티미디어 원리의 적용, 그리고 멀티미디어 원리 적용과 사전지식 수준 간의 상호작용(개인차 원리)에 의한 유의한 효과가 나타나지 않았다. 반면, 학업성취도에 있어서는 멀티미디어 원리의 적용, 그리고 멀티미디어 원리 적용과 사전지식 간 상호작용의 유의한 효과를 발견할 수 있었다. 스마트 패드 환경에서의 멀티미디어 원리의 적용 가능성과 학습자 사전지식 수준의 영향을 인지부하와 학업성취 차원에서 다음과 같이 논의할 수 있다.
사전 평가 약 2-7일 후 실험 참가자들이 프로그램을 학습한 다음 사후 평가를 실시하였으며, 사전·사후 평가, 그리고 학습 프로그램은 모두 관련 분야 전문가의 검증과정을 통하여 그 타당성이 검증되었다.
셋째, 스마트 패드 기반 모바일 학습환경에서 사전지식 정도와 멀티미디어 사용 여부 간의 상호작용(개인차 원리)이 인지부하에 영항을 미치는가?
실험 참가자들은 사전 평가를 통하여 사전지식 수준을 평가받은 후, 사전지식이 높은 집단(M=3.69, SD=1.07)과 낮은 집단(M=.98, SD=.81)으로 구분되었다. 사전지식에 따른 집단 구분은 중앙값을 중심으로 상위와 하위 집단으로 구분하는 방법을 사용하였다.
33%)의 순으로 참가하였다. 실험 참가자들의 스마트기기 사용 시간은 주로 일 평균 1시간 미만(50%)이었으며, 주 사용 목적은 인터넷 검색(47.78%) 및 타인과의 대화 (26.67%)인 반면, 학습 목적(3.33%)으로는 거의 사용되고 있지 않은 것으로 나타났다.
본 연구는 모바일 학습 플랫폼 중 스마트 패드 환경에서의 멀티미디어 원리와 개인차 원리의 적용 가능성을 조사하였다. 연구 결과, 인지부하에 있어 멀티미디어 원리의 적용, 그리고 멀티미디어 원리 적용과 사전지식 수준 간의 상호작용(개인차 원리)에 의한 유의한 효과가 나타나지 않았다. 반면, 학업성취도에 있어서는 멀티미디어 원리의 적용, 그리고 멀티미디어 원리 적용과 사전지식 간 상호작용의 유의한 효과를 발견할 수 있었다.
연구의 시사점으로, 첫째, 적절한 이미지 사용이 대체로 사전지식 수준이 낮은 학습자에게 유리하겠으나, 스마트 패드 환경에서 인지부하를 증가시킬 가능성이 있다는 것이다. 스마트 패드는 화면 크기에 제약이 있을 뿐만 아니라, 교통수단을 통한 이동 과정, 야외 환경 등 소음과 주의분산 요소가 많은 환경에서 주로 사용되기 때문에 이미지 내용을 파악하는 데 PC 환경에서보다 더 많은 인지적 노력을 들일 필요가 있을 것이다.
이와 같은 현상을 ‘전문성 역전 현상’(Expertise reversal effect)이라고 부르며[20], PC 환경보다 화면크기와 이미지 제시에 제한이 따르는 환경에서도 적용가능하다는 것을 본 연구를 통하여 알 수 있었다.
인지부하 측정 도구의 신뢰도 계수(Cronbach α)를 측정한 결과, 양호한 것으로 평가되었다(범주별: .76-.92, 전체: .81).
집단별 인지부하 및 학업성취도의 평균(표준편차)이 표 3에 제시되어 있다. 인지부하를 가장 많이 느낀 집단은 사전지식이 높고 멀티미디어 원리를 적용하지 않은(텍스트) 콘텐츠로 학습한 집단(M=4.44)이었고, 학습 이후 가장 높은 학업성취도를 보인 집단은 사전지식 수준이 높고 멀티미디어 원리를 적용한(텍스트+이미지) 콘텐츠로 학습한 집단(M=3.73)이었다.
인지부하 측정도구의 세부 영역별 평균값은 다음과 같다[표 4]. 전체적으로 자료설계에 대한 인지부하 정도가 다소 높았으며, 신체적 노력에 의한 인지부하량은 상대적으로 적은 것으로 드러났다.
학습자의 사전지식 정도와 멀티미디어 원리간의 상호작용이 학업성취도에 미치는 영향을 표로 제시하면 다음과 같다[그림 1]. 텍스트와 이미지를 동시에 제시하는 것이 사전지식 정도가 높은 집단보다 사전지식 정도가 낮은 집단의 학업성취도 향상에 있어 더 큰 영향을 끼쳤음을 알 수 있다.
학습자 사전지식 수준과 멀티미디어 적용 간의 상호작용 효과는 [그림 1]에서 볼 수 있듯이, 사전지식 수준이 낮은 학습자들에게 이미지 제시가 큰 영향을 미쳤던 반면, 사전지식 수준이 높은 학습자들에게는 효과가 거의 없었던 것으로 드러났다. 즉, 이미지 사용이 사전지식 수준이 낮은 학습자들의 지식 습득과 개념 이해에는 도움이 되지만, 사전지식 수준이 높은 학습자들에게 이미지 사용은 불필요한 것일 수 있다.
후속연구
모바일 기기는 휴대성과 기기의 보편적 확산, 그리고 비교적 낮은 기기 비용 등의 요인으로 인하여 학습에 매우 유용하게 활용될 가능성이 있다. 그러나, 앞서 살펴본 바와 같이 화면 크기의 제한과 이동성으로 인하여 텍스트와 이미지의 균형된 활용방식을 설계하는 데 있어 지속적 연구가 필요하다.
둘째, 사전지식 수준이 높은 학습자들에게 일어날 가능성이 있는 전문성 역전 현상을 방지하기 위하여 이미지 제시를 선택 사항으로 제공하거나, 필요한 경우에 한하여 해당 이미지를 쉽게 보게 하는 도구를 프로그램에 포함시킬 필요가 있다.
마지막으로, 이미지 성격과 간결성·정교성에 따라 다양한 학습효과를 분석하지 못하여 모바일 환경의 특성과 학습자 수준을 고려한 최적의 이미지 제작 방식을 제시하는 데 제약이 있었다. 따라서 향후 연구는 다양한 멀티미디어 관련 학습이론, 학습목표, 그리고 이미지 유형을 반영하여 모바일 학습환경에서의 멀티미디어 활용에 관한 이론 발전에 기여할 필요가 있을 것이다.
PC 환경보다 작은 화면 크기로 인하여 이미지 내용을 파악하는 데 투입되는 인지적 노력이 커지기는 하였으나, 간결하게 제작된 이미지들이 사실적 지식 습득과 간단한 개념 이해에 긍정적 영향을 끼쳤을 것으로 보인다[30]. 또한, 본 연구에서 사후 평가도구로 사용된 학업성취도 검사지 역시 지식 습득과 개념 이해에 초점이 맞추어져 있어, 이미지가 포함된 콘텐츠를 사용한 학습자들에게 유리하게 작용한 측면이 있었을 것이다.
마지막으로, 이미지 성격과 간결성·정교성에 따라 다양한 학습효과를 분석하지 못하여 모바일 환경의 특성과 학습자 수준을 고려한 최적의 이미지 제작 방식을 제시하는 데 제약이 있었다.
셋째, 인지부하 정도에 대한 학습자들의 인식은 실제 학업성취도와 상반된 양상을 띌 수 있으므로, 콘텐츠에 대한 학습자 만족도 실시 등의 설문결과가 부정적인 것으로 드러나도 학업성취도를 함께 분석함으로써 실질적 학습효과성을 파악할 필요가 있다. 학습자가 콘텐츠에 대하여 느끼는 인지부하 정도가 학습효과성과 무관한 것은 아니며, 교수설계자가 이러한 학습자 반응을 존중해야겠으나, 학업성취도와 비교하여 향후 수정 방향을 조정해 나갈 필요는 있을 것이다.
마지막으로 연구의 제한점은 다음과 같다. 첫째, 본 연구는 멀티미디어 학습과 관련된 원리로서 반복성 효과, 주의분산 효과 등 다양한 원리들이 존재함에도 불구하고 멀티미디어 원리와 개인차 원리에 연구 초점을 맞추었기 때문에 다양한 학습원리와의 상호작용적 관계를 분석하는 데 한계가 따랐다. 둘째, 콘텐츠의 내용과 학습평가가 주로 지식습득과 개념이해에 한정되어 있어 원리의 적용, 통합적 사고, 창의적 사고 등 고차원적 학습목표를 지향하는 콘텐츠에 본 연구 결과를 적용 하기 어려울 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
아이패드는 2011년에 몇 대가 판대될 것으로 예상하는가?
정보화 기술의 급속한 발달로 스마트 기기가 급속히 보급되고 있다. 모바일 성능을 갖춘 스마트 기기 중 하나인 아이패드는 발매 2개월 만에 327만 개가 판매되었 으며, 2011년에는 2천8백만 개가 판매될 것으로 예상된다[1].이와 같은 추세 속에서 스마트 기기를 이용한 모바일 러닝이 주된 학습 방법으로 이용될 가능성이 매우커졌으며, 미국 등지에서는 이미 교과서의 보조도구로써 아이패드(iPad)를 비롯한 스마트 기기의 이용이 꾸준히 증가하고 있다[2].
모바일 러닝으로 인한 문제점은?
그런데, 변화하는 첨단 매체에 적응해 나가기 위해 새로운 콘텐츠를 개발할 경우, 학습 원리에 기반한 개발보다 첨단 기기의 기능에 중점을 둔 ‘기술 중심적’ 개발이 이루어질 가능성이 크다는 것이 문제점으로 대두 되고 있다[3][4]. 기술 중심적 개발이란, 매체 특유의 속성, 학습자 특성, 학습내용, 그리고 학습이론을 바탕으로 학습효과를 극대화하기보다, 새로운 매체의 첨단 기능을 활용하거나 매체의 사용 자체에 목적을 둔 콘텐츠 개발 방식을 뜻한다.
기술 중심적 개발이란 무엇인가?
그런데, 변화하는 첨단 매체에 적응해 나가기 위해 새로운 콘텐츠를 개발할 경우, 학습 원리에 기반한 개발보다 첨단 기기의 기능에 중점을 둔 ‘기술 중심적’ 개발이 이루어질 가능성이 크다는 것이 문제점으로 대두 되고 있다[3][4]. 기술 중심적 개발이란, 매체 특유의 속성, 학습자 특성, 학습내용, 그리고 학습이론을 바탕으로 학습효과를 극대화하기보다, 새로운 매체의 첨단 기능을 활용하거나 매체의 사용 자체에 목적을 둔 콘텐츠 개발 방식을 뜻한다. 기존 매체의 콘텐츠를 새로운 매체로 그대로 옮기는 식의 기술 중심적 접근은 학습효과에 부정적 영향을 끼칠 가능성이 매우 크다.
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