본 연구에서는 스마트러닝 환경에 맞는 교수 학습 도구로써 3D콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 3D 기반 소프트웨어를 대상으로 교수 학습 적용 방안을 모색하였다. 그리고 그 현장 적용 가능성을 탐색하기 위하여 스마트스쿨에 시범 적용을 실시하였다. 시범 적용 후 학생들을 대상으로 학습만족도 검사를 실시하였으며, 교사를 대상으로 일대일 면담을 통한 현장 적용 가능성 평가를 실시하였다. 그 결과 다양한 교과에서의 교수 매체, 동기유발 자료 제시, 개인 및 모둠별 발표 도구, 학습 부진아 및 영재 교육을 위한 교수매체로써의 활용 가능성에 대해 긍정적인 결과를 도출할 수 있었다.
본 연구에서는 스마트러닝 환경에 맞는 교수 학습 도구로써 3D 콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 3D 기반 소프트웨어를 대상으로 교수 학습 적용 방안을 모색하였다. 그리고 그 현장 적용 가능성을 탐색하기 위하여 스마트스쿨에 시범 적용을 실시하였다. 시범 적용 후 학생들을 대상으로 학습만족도 검사를 실시하였으며, 교사를 대상으로 일대일 면담을 통한 현장 적용 가능성 평가를 실시하였다. 그 결과 다양한 교과에서의 교수 매체, 동기유발 자료 제시, 개인 및 모둠별 발표 도구, 학습 부진아 및 영재 교육을 위한 교수매체로써의 활용 가능성에 대해 긍정적인 결과를 도출할 수 있었다.
We explored the method of teaching and learning of 3D based software which is useful for 3D content's authoring and utilization as a suitable tool of teaching and learning for 'Smart Learning' environments. To investigate the possibility of application in the field, we applied this software to 'Smar...
We explored the method of teaching and learning of 3D based software which is useful for 3D content's authoring and utilization as a suitable tool of teaching and learning for 'Smart Learning' environments. To investigate the possibility of application in the field, we applied this software to 'Smart School' temporally. After that, we conducted a survey of learning satisfaction of students, and assessed the possibility of application in the field via one-on-one talk with teachers. As a result, we drew a positive conclusion for the applications, which are instructional medias in various subject areas, presenting materials for motivation, a tool for individual or cooperative presentation, and instructional medias for underachieving students or gifted students.
We explored the method of teaching and learning of 3D based software which is useful for 3D content's authoring and utilization as a suitable tool of teaching and learning for 'Smart Learning' environments. To investigate the possibility of application in the field, we applied this software to 'Smart School' temporally. After that, we conducted a survey of learning satisfaction of students, and assessed the possibility of application in the field via one-on-one talk with teachers. As a result, we drew a positive conclusion for the applications, which are instructional medias in various subject areas, presenting materials for motivation, a tool for individual or cooperative presentation, and instructional medias for underachieving students or gifted students.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 3D 콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 3D 기반 소프트웨어인 True3DPT를 중심으로 그 특징을 살펴보고 교육적 활용 방안을 모색한 다음, 학교 현장에 이를 시범 적용함으로써 스마트러닝을 위한 교수·학습 도구로써의 그 활용 가능성에 대해 탐색해 보고자 한다.
따라서 본 연구에서는 3D 콘텐츠 제작 및 활용이 편리한 True3DPT를 대상으로 특징 및 기능을 파악하여 교수·학습 적용 방안을 모색한 후, 스마트러닝 환경에 맞는 교수·학습 도구로써의 활용 가능성을 가늠하기 위하여 S시 스마트스쿨에 시범 적용을 실시하였다.
본 연구에서는 스마트러닝 시대의 교수·학습 도구로써 3D 콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 3D 기반 소프 트웨어를 대상으로 교수·학습 적용 방안을 모색한 후, 현장 적용 가능성을 탐색하기 위하여 스마트스쿨에 시범 적용을 실시하였다.
본 연구에서는 스마트러닝 환경에 맞는 교수·학습 도구에 관한 현장 중심의 실제적인 연구에 초점을 두고, 3D를 이용한 다양한 소프트웨어 중 교육용 3D 콘텐츠 제작 및 활용이 간편한 True3DPT를 대상으로 연구를 진행하였다.
시범 적용에 사용된 주요 차시는 수학과 6학년 1학기 ‘각기둥과 각뿔’ 단원 중 ‘각기둥의 전개도’이며, 학생들이 각기둥의 전개도를 이해하고 직접 그릴 수 있도록 하는 것이 본 차시의 학습 목표이다.
제안 방법
3D 콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 3D 기반 소프트웨어의 현장 적용 가능성을 탐색하기 위해 학교 현장에 시범 적용을 실시하였다. 적용 대상은 S시 소재 스마트 스쿨 6학년 1개 반이며 남학생 13명, 여학생 7명 총 20명으로 남녀의 비율에 차이가 있었다.
학생을 대상으로 실시한 학습만족도 검사 도구는 전반적인 수업 만족도와 교육적 활용 가능성을 파악하기 위한 문항으로 크게 나누었으며, 3D 콘텐츠 활용과 관련한 학생들의 요구 분석을 추가하여 총 10문항으로 구성하였다. 7문항은 Likert 5단계 척도를 사용하였으며, 요구 분석 3문항은 학생들의 다양한 의견을 수렴하기 위해 개방형 질문을 사용하였다. 검사 도구의 신뢰성을 측정하기 위한 Cronbach's α 계수는 .
교사를 대상으로 한 평가지는 현장 적용 가능성과 교육적 효과성을 측정하기 위한 문항으로 크게 나누어 구성하였으며, Likert 5단계 척도를 사용하였다. 검사도구의 Cronbach's α 계수는 .
또한 True3DPT를 활용한 3D 콘텐츠 제작에 있어 ‘기존 2D 기반의 교수·학습 자료를 재사용하여 수업에 적용하겠다.
또한 스마트스쿨에 근무하는 교사를 대상으로 스마트러닝의 교수·학습 도구로써 3D 콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 소프트웨어의 현장 적용 가능성에 대해 면 담식 평가를 실시하였다.
또한 시범 적용 후 현장의 반응을 구체화하기 위해 학생들을 대상으로 학습만족도 검사를 실시하였으며, 교사를 대상으로 3D 콘텐츠 제작 및 활용에 관하여 일대일 면담을 통한 현장 적용 가능성 평가를 실시하였다. 본 논문의 구체적인 연구 절차는 [그림 1]과 같다.
또한 앞서 제안한 교육적 활용 방안에 대한 현장 적용 가능성을 깊이있게 파악하기 위하여 스마트스쿨에 근무하는 교사들 중 교육경력이 10년 이상인 선생님 10명을 대상으로 일대일 면담식 평가를 실시하였다.
또한 앞에서 True3DPT의 특징적 요소 중의 하나로 첨단 매체의 통합적 활용을 언급하였다. True3DPT는 2D 기반의 멀티미디어 자료부터 3D 기반의 첨단 매체를 활용한 동기유발 자료의 제작이 가능하다.
수업을 시작하기 전에 3D 콘텐츠에 관한 사전 설명과 더불어 안경을 착용했을 때의 어색함을 덜어주기 위해 5학년 2학기 과학 교과의 ‘태양계와 별’ 단원 중 ‘태양계와 행성'에 관한 콘텐츠를 미리 보여줌으로써 안경을 착용했을 때의 어색함이나 불편함을 해소할 수 있도록 유도하였다.
시범 적용 후 트위터를 이용한 학생들의 반응과 더불어 3D 콘텐츠 제작 및 활용에 관한 현장 적용 가능성을 좀 더 세밀하게 알아보기 위하여 학생들을 대상으로 학습만족도 검사를 실시하였다.
연구 내용의 성격상 본 연구에서 사용된 True3DPT 의 간략한 특징 및 기능에 대해 설명을 하고, 궁금한 점에 대해서는 질의응답이 이루어져야 할 필요가 있기 때문에 일대일 면대면 평가 방식으로 진행하였다.
학생을 대상으로 실시한 학습만족도 검사 도구는 전반적인 수업 만족도와 교육적 활용 가능성을 파악하기 위한 문항으로 크게 나누었으며, 3D 콘텐츠 활용과 관련한 학생들의 요구 분석을 추가하여 총 10문항으로 구성하였다. 7문항은 Likert 5단계 척도를 사용하였으며, 요구 분석 3문항은 학생들의 다양한 의견을 수렴하기 위해 개방형 질문을 사용하였다.
현장 적용을 위하여 수학 교과와 과학 교과 중에서 특정 학습 주제를 선정하여 2차시 분량의 3D 콘텐츠를 본 연구에서 제안한 3D 소프트웨어를 이용해서 직접 제작하였다.
대상 데이터
3D 콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 3D 기반 소프트웨어의 현장 적용 가능성을 탐색하기 위해 학교 현장에 시범 적용을 실시하였다. 적용 대상은 S시 소재 스마트 스쿨 6학년 1개 반이며 남학생 13명, 여학생 7명 총 20명으로 남녀의 비율에 차이가 있었다.
성능/효과
3D 콘텐츠 활용 및 제작에 관한 현장 적용 가능성을 파악하기 위해 학교 현장에 시범 적용한 후 학생들을 대상으로 실시한 학습만족도 검사 결과, 전반적인 수업에 대한 만족도는 평균 4.53점, 교육적 활용 가능성은 평균 4.34점으로 높은 점수를 보였다.
그 중 동기유발을 위한 3D 동영상 자료 제시의 흥미도(4.75)가 가장 높은 반응을 보였으며, 이는 3D 콘텐츠가 수업의 동기유발 단계에서 학생들의 흥미를 끌어 모으기에 충분히 매력적인 요소로 작용하였음을 알 수 있다.
넷째, 본 연구에서 제안한 3D 기반 소프트웨어는 학습 부진아와 영재 교육을 위한 교수매체로써 활용이 가능하다는 결론이다. 추상력이 떨어지는 학습부진아에게 3차원적인 입체 자료는 학생들의 이해를 돕는데 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상하였다.
다섯째, 스마트스쿨 교사를 대상으로 실시한 면담과정에서 3D 전자칠판은 있는데 교육용 3D 콘텐츠가 없다는 의견이 상당수 제시되었다. 학교 현장에서 손쉽게 제작 가능한 3D 기반 소프트웨어가 다양하게 개발 및 보급되어야 한다.
더불어 학습부진아를 위한 교수매체로서의 사용 가능성을 묻는 질문에서도 평균 4.50으로 매우 긍정적인 결과를 보였다.
따라서 [표 5]에서 알 수 있듯이 3D 콘텐츠 제작 및 활용에 관한 교사 평가 분석 결과, 앞에서 제안했던 다양한 교과에서의 교수 매체, 동기유발 자료 제시, 개인 및 모둠별 발표 도구, 학습 부진아 및 영재 교육을 위한 교수매체로서의 활용 가능성에 대해 긍정적인 결과를 얻을 수 있었다.
따라서 학습만족도 검사를 바탕으로 한 현장 적용 분석 결과 [표 3]에서 알 수 있듯이 앞에서 제안했던 다양한 교과에서의 교수 매체, 동기유발 자료 제시, 개인 및 모둠별 발표 도구로써의 활용 가능성에 대해 긍정적인 결과를 도출할 수 있었다.
또한 2D 기반의 교수·학습 자료에 3D 입체값을 간단히 부여함으로써 3D 교수·학습 자료로 재사용할 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다.
또한 시범 적용 후 트위터를 이용한 즉각적인 학습자 반응에서도 매우 긍정적인 결과를 엿볼 수 있었으며, 이를 통해 3D 콘텐츠의 활용 가능성 및 학생들의 흥미도 등을 확인할 수 있었다.
셋째, 본 연구에서 제안한 3D 기반 소프트웨어는 간편 제작이 가능하므로 학생들의 개인 및 모둠별 발표 도구로써 활용이 매우 용이하다는 결론이 도출되었다. 그러나 개인별 발표와 모둠별 발표 중에 모둠별 발표를 희망하는 학생들이 다소 많았다.
스마트러닝 환경에 맞는 교수·학습 도구로써 3D 기반 소프트웨어의 현장 적용 가능성을 파악하기 위해 스마트스쿨에 근무하는 교사를 대상으로 일대일 면담식 평가를 실시한 결과, 교육적 활용 가능성은 평균 4.25점, 교육적 효과성은 평균 4.60점으로 높은 점수를 보였다.
둘째, 본 연구에서 제안한 3D 기반 소프트웨어는 3D 콘텐츠를 활용한 동기유발 자료로써의 활용 가능성이 매우 높다. 학생들을 대상으로 한 학습만족도 검사 결과와 교사를 대상으로 한 평가에서 그 활용 가능성에 대해 평균 4.70점 이상의 높은 응답을 보였으며, 최근에는 3D 사진 및 3D 동영상 촬영이 가능한 3D 스마트폰이 출시됨에 따라 동기유발 자료로써의 활용 가능성은 매우 높을 것으로 예상된다.
한편 학생들의 발표 도구로써 True3DPT의 교육적 활용 가능성에 대해서도 평균 4.40점으로 긍정적인 반응을 보였다. 단, ‘개인별 발표와 모둠별 발표 중 어느 쪽을 더 희망하는가?’ 라는 질문에 있어서는 모둠별 발표(11명, 55%)를 다소 희망하는 것으로 나타났다.
후속연구
둘째, 다양한 대상과 교과에서 활용할 수 있는 3D 콘텐츠가 개발되어야하며 그 교육적 가치를 검증할 수 있는 연구가 필요하다.
둘째, 본 연구에서 제안한 3D 기반 소프트웨어는 3D 콘텐츠를 활용한 동기유발 자료로써의 활용 가능성이 매우 높다. 학생들을 대상으로 한 학습만족도 검사 결과와 교사를 대상으로 한 평가에서 그 활용 가능성에 대해 평균 4.
따라서 2D 기반의 제시형 소프트웨어가 가지고 있는 한계에서 벗어나 교육적 효과를 높일 수 있는 3D를 포함한 첨단 매체의 통합적인 활용을 제공해준다.
셋째, 스마트러닝 환경에 맞는 교수·학습 도구로써 3D 콘텐츠에 관한 연구가 체계를 잡기 위해서는 교수·학습 이론을 바탕으로 한 3D 콘텐츠 설계 원리에 대한 연구가 별도로 필요하다.
그러나 영재 교육에 있어서는 비교적 낮은 평가 결과가 나왔다. 이는 학습 부진아를 위한 교수 매체로서는 적합하나, 영재 교육을 위해서는 좀 더 깊이 있는 연구가 필요함을 시사한다.
이는 향후 개선되어야 할 기술적 문제로, 영화 ‘아바타 (Avatar)’가 참신한 스토리텔링과 더불어 자연스러운 3D 입체 영상을 만들어 냈기 때문에 성공한 것처럼[31], 현장 적용을 위해서는 학생들의 눈을 편하게 할 수 있는 교육용 3D 콘텐츠 제작에 관한 기술적 연구가 필요하다.
최근에는 3D 스마트폰이 출시됨에 따라 3D 사진 및 3D 동영상 촬영도 간편하게 이루어질 전망이다. 이러한 점을 고려할 때 3D 기반 소프트웨어를 이용한 첨단 매체의 활용 가능성은 매우 높을 것으로 기대된다.
즉, 파워포인트로 제작된 파일을 True3DPT에서 그대로 불러들인 다음, 본 차시에 맞게 재구성하여 3D 자료로 활용할 수 있다. 이는 이미 2D 기반으로 제작된 많은 교수·학습 자료를 재사용할 수 있다는 것을 의미하므로 교사들이 새롭게 콘텐츠를 개발해야한다는 부담감에서 벗어날 수 있어 매우 유용하다.
첫째, 본 연구에서 제안한 3D 기반 소프트웨어는 3차원 입체 자료가 요구되는 다양한 교과에서의 교수 매체로 활용 가능하다. 또한 2D 기반의 교수·학습 자료에 3D 입체값을 간단히 부여함으로써 3D 교수·학습 자료로 재사용할 가능성이 매우 높은 것으로 나타났다.
첫째, 본 연구에서 제안한 각각의 교수·학습 적용 방안에 대하여 장기적이고 실제적인 검증 과정이 필요하다.
최근 출시된 3D 전용 캠코더 및 3D 스마트폰을 활용 한다면 동영상도 3차원 입체 영상으로의 제작이 가능하므로, True3DPT를 활용한 동기유발 자료 제시의 활용 가능성 및 효과성은 더욱 높아질 것이다.
따라서 3D 기술을 기반으로 한 True3DPT는 추상력이 떨어지는 학습 부진아를 위한 교수․학습 자료로 활용 가능하며, 영재 학생들에게는 더욱 심화된 내용을 학습하기 위한 교수·학습 도구로써의 역할을 수행할 수 있을 것으로 예상된다. 향후 이러한 연구를 입증할 수 있는 구체적인 연구가 지속적으로 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
True3DPT의 장점은?
3D 콘텐츠 제작 및 활용이 가능한 3D 기반 소프트웨어로, True3DPT는 2D 기반의 평면 이미지를 다양한 입체 콘텐츠로 제작할 수 있으며 누구나 쉽게 3차원적인 입체감(Stereoscopic)을 표현할 수 있다는 장점을 가지고 있다.
스마트러닝의 실현을 위한 필수조건은 무엇인가?
이처럼 스마트러닝 환경에 맞는 최신 기술을 바탕으로 한 풍부한 교수·학습 자료의 활용은 스마트러닝의 실현을 위한 필수조건이라 할 수 있다.
파워포인트로 제작된 파일을 True3DPT에서 그대로 불러들인 다음, 재구성하여 3D 자료로 활용할 수 있다는 것은 무엇을 의미하는가?
즉, 파워포인트로 제작된 파일을 True3DPT에서 그대로 불러들인 다음, 본 차시에 맞게 재구성하여 3D 자료로 활용할 수 있다. 이는 이미 2D 기반으로 제작된 많은 교수·학습 자료를 재사용할 수 있다는 것을 의미하므로 교사들이 새롭게 콘텐츠를 개발해야한다는 부담감에서 벗어날 수 있어 매우 유용하다.
스마트러닝에 대해 아직 공인된 개념 정의는 없으나 임걸[2]은 스마트환경에 맞는 풍부한 학습 자원의 활용을 스마트러닝을 지원하는 주요한 원리 중의 하나로 강조하였으며, 노규성 외 2[3]는 스마트러닝의 구현 조건에 관한 연구에서 3차원 영상 기술을 포함한 콘텐츠 개발 기술을 스마트러닝 구현 기술로 선정하였다.
노규성, 주성환, 정진택, "스마트러닝의 개념 및 구현 조건에 관한 탐색적 연구", 디지털정책연구, 제9권, 제2호, pp.79-88, 2011.
스마트러닝에 대해 아직 공인된 개념 정의는 없으나 임걸[2]은 스마트환경에 맞는 풍부한 학습 자원의 활용을 스마트러닝을 지원하는 주요한 원리 중의 하나로 강조하였으며, 노규성 외 2[3]는 스마트러닝의 구현 조건에 관한 연구에서 3차원 영상 기술을 포함한 콘텐츠 개발 기술을 스마트러닝 구현 기술로 선정하였다.
노규성 외 2[3]는 급변하는 기술적 변화와 시대적 요구에 부응하는 스마트러닝을 구현하기 위해서 교수자와 학습자가 필요한 콘텐츠를 직접 개발하고 제작·보급할 수 있는 시장이 열려야 한다고 주장하였으며, 홍기칠[4]은 교수 매체의 효과성 연구와 관련하여 실천가들이 필요로 하는 매체를 직접 제작·활용하는 현장 지향적인 교수매체 연구가 강화되어야한다고 제언하였다.
노규성 외 2[3]는 급변하는 기술적 변화와 시대적 요구에 부응하는 스마트러닝을 구현하기 위해서 교수자와 학습자가 필요한 콘텐츠를 직접 개발하고 제작·보급할 수 있는 시장이 열려야 한다고 주장하였으며, 홍기칠[4]은 교수 매체의 효과성 연구와 관련하여 실천가들이 필요로 하는 매체를 직접 제작·활용하는 현장 지향적인 교수매체 연구가 강화되어야한다고 제언하였다.
Bruner에 의하면 초등학생은 영상적 표현에 해당되는 단계로, 효과적인 시청각 교수 매체의 활용은 학습에 중요한 영향을 미치게 된다[4].
이승현, "3D 콘텐츠 제작 및 편집기술", 방송공학회지, 제15권, 제2호, pp.188-2009, 2010.
3D 콘텐츠 제작 방법에는 2대의 카메라를 이용한 실사촬영방식, CG(Computer Graphic) 렌더링 방식, 2D/3D 변환 방식, CG와 실사를 결합한 방식 등이 있으며[5], 이러한 제작 관련 기술적 특성을 바탕으로 공학 분야에 관련된 연구가 상당 부분을 차지하고 있다[6].
김정현, "3D 컴퓨터 그래픽을 이용한 입체 애니메이션 콘텐츠 제작기법 연구", 한국콘텐츠학회논문지, 제12권, 제1호, pp.112-124, 2012.
3D 콘텐츠 제작 방법에는 2대의 카메라를 이용한 실사촬영방식, CG(Computer Graphic) 렌더링 방식, 2D/3D 변환 방식, CG와 실사를 결합한 방식 등이 있으며[5], 이러한 제작 관련 기술적 특성을 바탕으로 공학 분야에 관련된 연구가 상당 부분을 차지하고 있다[6].
이재인, 최종수, "증강현실 기반의 초등과학교육 콘텐츠 제작", 한국콘텐츠학회논문지, 제11권, 제11호, pp.514-520, 2011.
한편 나재준 외 2[13]는 3D 천문 프로그램(Starry Night pro 6.0)을 이용하여 과학과 콘텐츠를 개발 및 적용한 바 있으며, 양기열·이의진[14]은 수학과 입체도형 및 다면체 등을 3차원으로 모델링하여 구성해주는 Cabri 3D를 활용하여 이차곡면의 그래프를 그리는데 활용하였다.
한편 나재준 외 2[13]는 3D 천문 프로그램(Starry Night pro 6.0)을 이용하여 과학과 콘텐츠를 개발 및 적용한 바 있으며, 양기열·이의진[14]은 수학과 입체도형 및 다면체 등을 3차원으로 모델링하여 구성해주는 Cabri 3D를 활용하여 이차곡면의 그래프를 그리는데 활용하였다.
이미 영재 교육에 그래핑 계산기, Cabri 3D 등과 같은 다양한 테크놀로지를 활용한 연구1)가 시행되고 있으며[14][30], 이는 영재 교육에 있어 최신 테크놀로지 기술을 바탕으로 한 True3DPT의 적용 가능성을 예견하게 한다.
임철일, "제시용 소프트웨어의 상호작용적 활용을 위한 교수설계 전략의 형성적 연구", 교육정보방송연구, 제7권, 제1호, pp.29-57, 2001.
3D 기술은 학생들로 하여금 흥미와 몰입감 등을 제공하기 때문에 효과적으로 학습목표를 달성할 수 있다는 장점을 가지고 있다[22][23].
Curtis J. Bonk, "YouTube Anchors and Enders: The Use of Shared Online Video Content as a Macrocontext for Learning," Asia-Pacific Collaborative Education Journal, Vol.7, No.1, pp.13-24, 2011.
이는 향후 개선되어야 할 기술적 문제로, 영화 ‘아바타 (Avatar)’가 참신한 스토리텔링과 더불어 자연스러운 3D 입체 영상을 만들어 냈기 때문에 성공한 것처럼[31], 현장 적용을 위해서는 학생들의 눈을 편하게 할 수 있는 교육용 3D 콘텐츠 제작에 관한 기술적 연구가 필요하다.
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