HCI 관점에서 어포던스 이론에 근거한 디지털교과서 사용자 인터페이스 개선 연구 A Study about Improvement of Digital Textbook Interface based on Affordance Theory in the Context of HCI원문보기
본 연구의 목적은 학습자가 디지털교과서를 보다 능동적으로 학습하고 자기주도적으로 사용할 수 있도록 사용성과 관련된 어포던스(행동유도성)의 문제점을 파악하고 이를 개선하고자 하는데 있다. 이를 위해 초등학교 4학년 학생 10명이 과업을 통해 관찰 및 면담을 통해 어포던스 문제점을 살펴보고 그에 맞게 실질적으로 인터페이스를 개선하였다. 이러한 개선을 통해 학습자들이 정보를 바로 지각, 이해 할 수 있도록 하여 학습자가 디지털교과서라는 낯선 디지털 환경에서도 학습자들이 적절하게 행동이 유도될 수 있을 것이며 디지털교과서로 어떠한 환경에서도 학습자들이 직접 조작하고 상호작용하는 학습 체험을 경험하고 의미 있는 학습으로 연계될 수 있을 것이다.
본 연구의 목적은 학습자가 디지털교과서를 보다 능동적으로 학습하고 자기주도적으로 사용할 수 있도록 사용성과 관련된 어포던스(행동유도성)의 문제점을 파악하고 이를 개선하고자 하는데 있다. 이를 위해 초등학교 4학년 학생 10명이 과업을 통해 관찰 및 면담을 통해 어포던스 문제점을 살펴보고 그에 맞게 실질적으로 인터페이스를 개선하였다. 이러한 개선을 통해 학습자들이 정보를 바로 지각, 이해 할 수 있도록 하여 학습자가 디지털교과서라는 낯선 디지털 환경에서도 학습자들이 적절하게 행동이 유도될 수 있을 것이며 디지털교과서로 어떠한 환경에서도 학습자들이 직접 조작하고 상호작용하는 학습 체험을 경험하고 의미 있는 학습으로 연계될 수 있을 것이다.
The purpose of this study was to identify problems of usability and to improve an interface in the digital textbook for leaner's leading to self-directed learning. To address those goals, the theory of affordance, which was related to affordance as leading to behavior, was applied for analyzing the ...
The purpose of this study was to identify problems of usability and to improve an interface in the digital textbook for leaner's leading to self-directed learning. To address those goals, the theory of affordance, which was related to affordance as leading to behavior, was applied for analyzing the user interface of digital textbook. Also, 10 students, 4th grade elementary school, were participated in the study. Participants were reported affordance's problems of digital textbook through Human Computer Interaction. As a result, some affordance's problems of the digital textbook were found out as follow; difficulty of page clicking, too small touch button, confusing the button, and, need to specific guidance. Based on the result, some suggestions were recommended to improve usability of digital textbook.
The purpose of this study was to identify problems of usability and to improve an interface in the digital textbook for leaner's leading to self-directed learning. To address those goals, the theory of affordance, which was related to affordance as leading to behavior, was applied for analyzing the user interface of digital textbook. Also, 10 students, 4th grade elementary school, were participated in the study. Participants were reported affordance's problems of digital textbook through Human Computer Interaction. As a result, some affordance's problems of the digital textbook were found out as follow; difficulty of page clicking, too small touch button, confusing the button, and, need to specific guidance. Based on the result, some suggestions were recommended to improve usability of digital textbook.
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문제 정의
선행연구에서는 살펴본 것처럼 디지털교과서의 인터페이스 측면서의 사용성에 관한 연구가 많았으며 효과적으로 학습도구로 받아들여지기 위해서는 지속적인 인터페이스의 개선이 필요할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서도 디지털교과서에서 학습자들이 각 기능들을 편리하고 적절히 사용할 수 있도록 인터페이스 측면에서 어포던스라는 HCI(Human Computer Interface)적 접근을 통해 물리적, 감각적, 인지적 어포던스로 나눠 보다 기존의 연구보다 구체적이고 실제적으로 학습자의 어포던스에 방해가 되는 요소를 찾아 이를 제거하고자 하였다.
본 연구에서는 디지털교과서를 유형별로 구체적으로 살펴보기 위해 Hartson(2003)이 제시한 유형 분류에 근거하여 살펴보고자 하였다. 디지털교과서에 맞게 어포던스의 유형을 <표 3>과 같이 재정의 하였다.
학습자가 디지털 교과서의 특성을 잘 이해하고 이를 적절히 사용할 수 있도록 학습자의 어포던스에 방해가 되는 요소 즉, HCI(Human Computer Interface)적 접근을 통해 어떠한 경로와 과정을 겪는지, 학습을 하면서 어떤 어려움을 겪는지 파악하고자 한다.
학습자가 이러한 디지털교과서를 능동적으로 학습하고 사용할 수 있도록 사용성과 관련된 어포던스(affordance)의 문제점을 파악하고자 한다. 어포던스란 사용자의 행위유발성, 행동유도성을 의미하는 것으로, 사용성(usability)을 통해 객체의 속성이 주체의 행동을 유발시키는 것을 말한다[4].
가설 설정
둘째, 버튼의 혼동을 없앴다. '←‘ 이미지와 'X 버튼' 이 혼동이 있으므로 기존 이전 버튼은 '←‘로 되어 있어서 ’X’ 버튼을 삭제하였다.
제안 방법
감각적 어포던스를 개선하기 위해 도움말 기능을 바로 찾을 수 있도록 처음부터 상단에 위치할 수 있도록 하였다. 기존에는 메뉴들이 숨겨져 있어 학습자들이 도움말 기능이나 메뉴를 처음에 찾기 어려워 많은 시간이 걸렸다.
셋째, 동영상에 대한 단서를 제공하였다. 동영상 단서가 없어 그냥 지나치는 경우를 없애기 위해 바로 밑에 [결과보기] 이미지가 보여주고 관련 동영상이 나와 학습자들이 관찰해서 해볼 수 있는 문구를 삽입하여 동영상으로 잘 확인 할 수있도록 하였다.
둘째, 메뉴와 이미지를 일관성 있게 배치하였다. [해보기]의 메뉴, 이미지를 다른 [탐구활동], [활동]과 같이 왼쪽에 위치한 것처럼 왼쪽으로 배치하고 버튼 이미지를 밖이 아닌 안쪽으로 버튼 위치를 변경한다면 학생들의 혼동을 줄일 수 있다.
디지털교과서의 과업에 관한 어포던스를 살펴보기 위해 과업의 성공 및 실패 여부, 과업을 실행하는 동안 각 단계에 잘못된 행동 횟수, 특별한 행동의 기록 등을 기록할 수 있는 관찰용 체크리스트 양식을 만들었다. 관찰용 코딩 양식은 자신이 보여고 하는 것과 그 과정에 있던 것을 기록하여 아주 중요한 행동이나 상호작용하는 것을 볼 수 있다[14].
디지털교과서의 어포던스를 분석하기 위해 과업은 배울 내용(목표) 확인, 도움말 확인, 하이라이트, 노트, 일부 텍스트 복사, 퀴즈 풀기, 다른 페이지 이동하기, 복사한 내용 커뮤니티(위드랑)에 올리기 등으로 총 8가지로 구성하였다. 처음 디지털교과서를 경험하는 초등학교 4학년은 커뮤니티 기능을 할 수 없으므로 커뮤니티 올리기를 제외하고 7가지 과업으로 정하였다.
관찰용 코딩 양식은 자신이 보여고 하는 것과 그 과정에 있던 것을 기록하여 아주 중요한 행동이나 상호작용하는 것을 볼 수 있다[14]. 또한 과업과정을 녹화하여 녹화한 동영상을 여러 번 반복 청취하여 관찰용 코딩양식에 기록하고 이를 분석하였다.
먼저 아이패드 mini 2를 사용하여 디지털교과서 뷰어를 다운로드받아 사용하였다. 먼저, 교과는 다양한 활동이 있어서 어포던스를 좀 더 많이 활동을 살펴볼 수 있는 과학 교과로 결정을 하였다. 학습자의 흥미 등을 고려하여 실험 당시에 이미 배운 내용보다는 학습자들이 실험 당시에 배우고 있었던 과학 단원 ‘4.
본 연구의 구체적인 절차와 방법은 [그림 1]과 같다. 먼저, 기초조사 및 실험 설계를 통해 실험에서 사용될 적합한 매체를 선택하고 사전조사(Pilot Test)를 통해 과업 및 인터뷰지의 측정도구 개발, 전문가 검토를 통한 과업 확인, 과업 및 인터뷰지의 측정 도구 최종 완성, 현장에서 학습자 과업 실행한 후에 학습자 면담을 실시하여 유형별로 어포던스의 문제점을 분석하였다.
면담지는 학습자들이 7-8가지 과업을 하면서 행동 유도성에 방해가 되는 기능 및 요소, 많이 사용하는 기능, 과업을 하면서 가장 어려웠던 점, 개선사항 및 바라는 점 등으로 질문지를 구성하였다. 반구조화된 인터뷰지를 가지고 학습자들에게 인터뷰를 하였고 인터뷰를 하면서 녹음을 실시하였다.
면담지는 학습자들이 7-8가지 과업을 하면서 행동 유도성에 방해가 되는 기능 및 요소, 많이 사용하는 기능, 과업을 하면서 가장 어려웠던 점, 개선사항 및 바라는 점 등으로 질문지를 구성하였다. 반구조화된 인터뷰지를 가지고 학습자들에게 인터뷰를 하였고 인터뷰를 하면서 녹음을 실시하였다.
셋째, 동영상에 대한 단서를 제공하였다. 동영상 단서가 없어 그냥 지나치는 경우를 없애기 위해 바로 밑에 [결과보기] 이미지가 보여주고 관련 동영상이 나와 학습자들이 관찰해서 해볼 수 있는 문구를 삽입하여 동영상으로 잘 확인 할 수있도록 하였다.
셋째, 페이지 터치 시 의도하는데로 페이지가 넘길 수 있도록 수정하였다. 이전 페이지나 다음 페이지로 넘기기가 빈번히 일어나므로 페이지에 자물쇠 아이콘(잠금 표시)으로 해당 페이지만 볼수 있게 하거나 옵션 기능에 터치 민감도를 조절 할 수 있도록 하다면 학습자들이 페이지 터치 시 빈번하게 페이지 넘기기가 일어나지 않을 것이다.
어포던스의 문제점을 개선하기 위해 파워포인트로 활용하여 1차적인 프로토타입(low-fidelity)을 설계하였다. 1차적인 프로토타입은 3인의 전문가 평가를 받았다.
우리의 지구’를 선택하여 관련 과업(task)을 결정하였다.
Gibson이 사용한 원래의 어포던스는 물리적 어포던스로, Gibson의 어포던스에 대한 지각 정보와 Norman의 지각된 어포던스를 인지적 어포던스라고 하였으며, 보고 듣고 느끼는 것과 같은 감각적인 설계 특징을 감각적 어포던스라 하였다. 인지적, 감각적, 물리적 어포던스로 3가지 어포던스 유형의 설계요소를 보다 구체적으로 제시하였다.
전문가는 3년 이상의 HCI 에 대한 지식(HCI 및 모바일 앱 콘텐츠 개발 경력 3년 이상)을 가지고 있는 전문가로 선정하였다. 전문가는 HCI에 대해 잘 알고 있는 전문가 평가를 위해 물리적, 감각적, 인지적 어포던스로 나눠 각각의 문제점에 대한 피드백을 받고 이를 반영하여 최종적으로 인터페이스를 개선하였다.
첫째, 조작 버튼이나 메뉴에 관한 충분한 도움말(학습 안내)을 위해 도움말 문구를 추가하였다. 선택된 단어나 문장을 하이라이트나 복사하기 위해서는 ‘교과서 본문 텍스트를 블록 지정 하고 길게 터치한 한 후에 [하이라이트] 선택하면 지정된 영역에 형광펜을 표시할 수 있습니다.
대상 데이터
본 연구에서는 디지털교과서를 사용하고 있는 초등학교 3-4학년 대상 중에 어느 정도 기기를 다룰 수 있는 초등학교 4학년으로 결정하였다. 디지털 교과서를 경험 유무에 상관없이 보편적으로 어포던스에 문제가 되는 것을 찾아보기 위해 초등학교 4학년 학생 10명(처음 경험해보는 학생 5명, 현재 연구학교에서 사용해본 경험이 있는 학생 5명)으로 구성하였다. 디지털 교과서를 사용해본 경험이 없는 학습자들은 경기도 Y지역의 학교의 학부모 커뮤니티를 이용하여 섭외하였고 디지털 교과서를 경험해 본 학생들은 연구 초등학교에 요청하여 섭외하였다.
본 연구에서는 디지털교과서를 사용하고 있는 초등학교 3-4학년 대상 중에 어느 정도 기기를 다룰 수 있는 초등학교 4학년으로 결정하였다. 디지털 교과서를 경험 유무에 상관없이 보편적으로 어포던스에 문제가 되는 것을 찾아보기 위해 초등학교 4학년 학생 10명(처음 경험해보는 학생 5명, 현재 연구학교에서 사용해본 경험이 있는 학생 5명)으로 구성하였다.
Nielsen에 의하면 전문가 평가는 무조건 많은 전문가 평가보다는 3인에서 5인이 비용대비 가장 적절하다고 하여 디지털교과서에 대해 잘 알고 있는 UI관련 HCI 전문가 3명에게 평가를 받았다[14]. 전문가는 3년 이상의 HCI 에 대한 지식(HCI 및 모바일 앱 콘텐츠 개발 경력 3년 이상)을 가지고 있는 전문가로 선정하였다. 전문가는 HCI에 대해 잘 알고 있는 전문가 평가를 위해 물리적, 감각적, 인지적 어포던스로 나눠 각각의 문제점에 대한 피드백을 받고 이를 반영하여 최종적으로 인터페이스를 개선하였다.
성능/효과
도움말 기능이 숨어 있어 대부분 도움말 기능이 어디 있는지 몰라서 여러 번의 다양한 곳을 터치해서 도움말 기능을 확인할 수 있었다. 관찰된 기록을 보면, 처음 사용해본 학습자의 경우, 1명의 학습자를 제외하고 4명의 학습자는 2-3번의 오른쪽 상단을 터치하고 나서야 도움말 기능을 확인할 수 있었다. 시각적인 관점에서 메뉴의 발견하기 쉽도록 제공해야 한다.
임철일 외(2009)는 학생과 교사에게 디지털교과서의 사용성에 대한 설문조사를 진행하였는데, 교사와 학생 모두 비교적 인터페이스 영역에서 사용성이 편리하다고 하였고, 교수-학습지원 영역에서는 비교적 사용성이 낮은 것으로 응답하였다. 구체적으로 인터페이스 영역 중에 메뉴와 버튼 기능 이해에 대해 높은 편의성을 보였고, 사용자의 필요에 따른 적응성을 묻는 문항에 대해서는 비교적 낮은 사용편의성을 보였다. 낮은 사용성을 나타낸 교수-학습 영역에서는 오류나 학습에 대한 도움말 제공, 학습 속도, 순서, 분량 통제 및 관리가 낮은 사용성을 보였다[10].
넷째, 페이지 넘기기를 터치 시 객체 조작의 어려움이 있었다. 학습자들이 디지털교과서 페이지를 살짝 터치했을 때도 이전 페이지나 다음 페이지로 이동하는 경우가 많아 어포던스에 방해가 되었다.
처음 경험해 보는 학습자들은 5명 모두 도움말을 바로 찾지 못했다. 도움말 기능이 숨어 있어 대부분 도움말 기능이 어디 있는지 몰라서 여러 번의 다양한 곳을 터치해서 도움말 기능을 확인할 수 있었다. 관찰된 기록을 보면, 처음 사용해본 학습자의 경우, 1명의 학습자를 제외하고 4명의 학습자는 2-3번의 오른쪽 상단을 터치하고 나서야 도움말 기능을 확인할 수 있었다.
둘째, 메뉴와 이미지가 일관성 있지 않아 조작의 어려움이 있었다. 학습자들이 [해보기] 과업을 했을 때, 학습자들은 오른쪽 책모양의 아이콘을 터치를 해야 하지만 5명 학습자 모두 책모양의 아이콘을 터치하지 않고 [해보기] 이미지를 바로 터치하였다.
디지털교과서의 어포던스를 분석한 결과, 물리적 어포던스에서는 페이지를 넘기는 객체 조작의 어려움, 터치하기에 작은 버튼의 크기가 있었으며 감각적 어포던스에서는 버튼의 이미지 배치의 일관성 문제가 있었다. 인지적 어포던스는 구체적인 도움말 설명 필요, 버튼의 혼동, 버튼의 정보제시(단서)에 학습자의 어려움이 있었다.
셋째, 디지털교과서는 기존의 서책형교과서가 가지고 있는 기능들을 모두 포함하고 있어 학습의 주자료의 기능을 하며, 디지털교과서 본문에 필기를 하거나 메모, 하이라이트, 책갈피 등을 할수 있다. 넷째, 디지털교과서에는 형성평가, 총괄평가의 성격을 가진 다양한 유형들의 문제들이 포함되어 있어 학습자가 학습한 내용을 확인할 수 있도록 하며, 수준별 문제를 제공하고 있다.
셋째, 터치하기에 작은 아이콘이 있었다. 북마크를 하기 위해서는 오른쪽 상단의 책갈피 모양의 아이콘을 터치해야 한다.
셋째, 학습자들이 학습내용을 확인하기 위해 동영상 버튼을 터치해야 하지만 그냥 지나치는 문제가 있었다. 동영상을 봐야한다는 단서를 제공해야하지만 아무런 설명 없어 그냥 지나치는 경우가 있었다.
첫째, 메뉴 조작의 어려움이 있었다. 학습자가 상단 메뉴나 하단 메뉴가 나타나 있을 때 닫기 위해서는 메뉴에 해당하는 부분을 터치해야 메뉴가 사라진다.
첫째, 학습자들이 상단 메뉴와 하단 메뉴를 닫기 위해서 빈 공간을 터치할 때나 상단으로 드래그 할 때 모두 메뉴가 사라질 수 있도록 메뉴 조작의 어려움을 개선하였다. 또한 실험에서 학습자들에 따라 드래그를 하는 경우가 있으므로 터치와 상단으로 드래그 시 메뉴가 닫혀 진다면 학습자들이 메뉴 조작에 어려움이 줄어들 것이다.
임희준 외(2014)는 디지털교과서에 대한 학습자의 사용편의성에 대해 설문을 실시한 결과, 사용자 기대, 사용자 통제, 학습 지원에서 비교적 긍정적 응답을 얻었고, 기술적 안정성에서 비교적 낮은 사용편의성을 확인하였다. 특히 사용자가 기대 영역의 버튼과 아이콘의 발견 용이성, 쉬운 사용성, 정확한 명칭에 대한 사용편의성이 가장 높게 나타났다. 또한 에러 발생 시에 도움말이 제공되지 않고, 처음 사용 시 도움말 기능이 제공되지 않았다는 도움말과 관련된 부분에서 불만족스러운 인식을 보였으며, 기술적인 안정의 측면에서 매우 낮은 사용편의성을 보였다[11].
후속연구
차후 전국적으로 디지털교과서가 보급되기 전에 디지털교과의 어포던스 평가를 통해 학습자들이 디지털교과서를 사용하면서 실질적으로 어떤 어려움을 겪는지 파악하고 이를 개선하여 학습자들이 디지털교과서를 능동적으로 학습하고 사용할 수 있는 학습자 중심의 디지털교과서로 개발되어야 한다. 또한 지각적인 장애를 가지고 있는 사용자나 특별한 제한 사항을 고려해야 한다.
문화적 차이가 있는 학습자, 시각, 청각 또는 운동장애 뿐만 아니라 그밖에 다른 장애를 가진 다양한 학습자가 존재하고 있으므로 이러한 다양한 학습자 특성을 고려한 디지털 교과서의 개발이 필요하다. 차후에 디지털교과서에서 이러한 학습자의 개별적 특징과 차이를 수용함으로써 다양한 요구를 인지하고 이를 반영할 수 있는 연구가 진행되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
디지털교과서의 활용을 추진하면서, 초창기 디지털 교과서의 한계는 무엇이었으며 최근의 디지털 교과서는 이와 어떤 점에서 달라졌는가?
초창기 디지털 교과서는 일반 교과서를 페이지 그대로 전자책에 옮기고 필요한 곳에 멀티미디어 콘텐츠가 삽입 되는 방식의 사용자 인터페이지를 가짐으로써 제대로 된 디지털 교과서로서의 가능성을 제대로 담아내지 못했으나[2] 최근의 디지털 교과서는 스마트 기기용이 상용화 되어 다양한 기능이 부가된 교육용 콘텐츠를 제공하고 있다. ‘스마트교육 추진 전략 실행 계획’에서 디지털 교과서의 문제점으로 사용자 편의 등을 고려한 디지털교과서의 개발이 미흡하다고 하여 향후 사용자의 편의성 및 활용성을 고려한 디지털교과서의 개발이 필요하다고 보았다[3].
어포던스란 무엇인가?
학습자가 이러한 디지털교과서를 능동적으로 학습하고 사용할 수 있도록 사용성과 관련된 어포던스(affordance)의 문제점을 파악하고자 한다. 어포던스란 사용자의 행위유발성, 행동유도성을 의미하는 것으로, 사용성(usability)을 통해 객체의 속성이 주체의 행동을 유발시키는 것을 말한다[4]. 이 용어는 행동유도성, 행동유인력, 유발성, 제공성 등으로 번역되어 활용되거나 원어의 우리말 표기인 ‘어포던스’ 그대로 활용되고 있다.
교육부에서 2011년 '스마트교육 추진 전략 실행 계획'을 발표한 것은 어떤 기대효과 때문인가?
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 스마트기기의 보급은 사회 전반에 영향을 미치고 있으며, 교육현장에서도 스마트기기를 이용한 디지털교과서의 활용 교육과 같은 스마트교육 환경의 확산이 이루어지고 있다. 교육부에서는 2011년 10월에 발표한 ‘스마트교육 추진 전략 실행 계획’을 발표 하여 학생들이서책형교과서와 연계하여 디지털교과서와 다양한 교수학습 자료를 활용하게 되면 교실수업에서는 학생의 흥미와 참여를 높일 수 있고, 학생들은 자기주도적 학습 능력을 키울 수 있다고 밝혔다[1].
참고문헌 (16)
교육과학기술부(2011). 인재대국으로 가는 길 스마트교육 추진 전략 실행계획. 세종: 교육과학기술부.
김현정(2012). 스마트 교육을 위한 디지털 교과서의 콘텐츠 & UI 디자인 전략 - e-교과서와 애플 디지털교과서의 비교분석을 중심으로. 디지털디자인학연구, 13(1), 161- 171
교육부, 한국교육학술정보원(2014). 초등학교 교사를 위한 디지털교과서 활용가이드. 세종: 교육과학기술부.
황윤자, 안리미 (2014). 박물관 교육 모바일 애플리케이션 개선을 위한 어포던스 이론 적용 인터페이스 연구. 컴퓨터교육학회논문지, 17(5), 25-43.
한국콘텐츠진흥원(2012). 문화기술 (CT) 심층 리포트 이달의 이슈. 디지털 교과서의 진화, 최근 동향과 전망. 1-42.
송해덕, 박형주 (2009). 어포던스 관점에서 디지털 교과서 사용편의성에 영향을 미치는 요인분석 연구. 교육공학연구, 25(3), 135-155.
Raudaskoski, S. (2003). The affordance of mobile applications. Cost Action, 269, 1-15.
Hartson, H. R. (2003). Cognitive, physical, sensory, and functional affordances in interaction design. Behaviour &Information Technology, 22(5), 315-338
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