[논문]자유선택놀이 활동에서 유아 또래관계 탐색을 위한 위치데이터 활용 방안 연구

김정겸; 이상선

doi:10.5762/kais.2020.21.9.466

초록
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본 연구는 자유선택놀이 활동에서 유아의 또래관계 탐색을 위한 위치데이터의 활용 방안을 탐색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 충남 소재 유아교육기관 1개 학급, 14명을 대상으로 웨어러블 디바이스를 활용하여 위치데이터를 수집했다. 수집한 위치데이터의 전처리를 위해 스무딩 기법을 적용하여 수집 과정에서 발생한 결측치를 복구하고 파이썬의 Matplotlib를 활용해 데이터를 시각화했다. 이후 수식을 활용하여 위치데이터에서 이동거리, 유아 간 거리, 유아의 상호작용 유형을 추출했다. 연구결과 시간의 흐름에 따른 1) 이동거리의 변화와 누적값 및 평균값, 2) 유아간 거리 변화와 평균 거리값 3) 상호작용 유형의 변화와 경향성을 도출할 수 있었다. 정보통신기술의 발달은 교육현장에 많은 변화를 야기하고 있으며 특히 최근 교육 현장에서는 학습자의 특성, 요구를 중심으로 다양한 교수-학습적 처방을 통한 맞춤형 교육에 대한 수요가 높아지고 있다. 이러한 연구결과는 교사가 모든 유아를 세밀하게 관찰하기 어려운 상황에서 유아들의 또래집단 형성 과정에 대한 정보를 제공할 수 있으며 이에 따른 교육 프로그램의 설계 및 운영에 유의미한 정보로 활용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to explore how to use location data for peer relations of infants in free-choice play activities. For this study, location data was collected using wearable devices for 14 students in one class at an early childhood education institution in Chungnam. For the pre-processi...

The purpose of this study is to explore how to use location data for peer relations of infants in free-choice play activities. For this study, location data was collected using wearable devices for 14 students in one class at an early childhood education institution in Chungnam. For the pre-processing of the collected location data, a smoothing technique was applied to recover missing values during the collection process, and the data was visualized using Python's Matplotlib. Subsequently, the movement distance, distance between infants, and interaction types of infants were extracted from the location data using the formula. As a result of the study, it was possible to derive 1) change in moving distance, cumulative value, average value, 2) change in distance and average distance value between infants, and 3) change and trend in interaction type according to the passage of time. These results can provide valuable information on the process of forming peer groups for infants in situations where it is difficult for a teacher to closely observe all members, and can be used as meaningful information for the design and operation of educational programs.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Implementation of virtual coordinates for collecting location data
그림 Fig. 2. System of location data collection and storage
그림 Fig. 3. Data Collection tools and experimental scenes
표 Table 1. Characteristics of the research subject
그림 Fig. 4. Accumulated change in distance
표 Table 2. Format of location data
표 Table 3. Format of moving distance (cm)
표 Table 4. Average distance from ID 01 sensor (cm)
그림 Fig. 5. Average of physical distance from ID 01
그림 Fig. 6. Interaction type of infants
표 Table 5. Format of interaction type

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 유아교육 현장에서 운영하는 자유선택놀이 활동에서 유아의 또래관계 탐색을 위한 위치데이터의 활용 방안을 탐색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 웨어러블 디바이스를 활용하여 놀이공간 내 유아의 초단위 위치데이터를 수집한 후 전처리 과정을 통해 또래관계측정을 위한 데이터를 설계했다.
본 연구는 자유선택놀이 활동에서 유아의 또래관계를 파악할 수 있는 객관적인 데이터를 탐색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 웨어러블 디바이스를 활용하여 유아의 실시간 위치데이터를 수집하였으며, 수집한 위치데이터를 활용하여 이동거리, 유아간 거리, 상호작용 유형 정보를 추출했다.

제안 방법

본 연구는 유아교육 현장에서 운영하는 자유선택놀이 활동에서 유아의 또래관계 탐색을 위한 위치데이터의 활용 방안을 탐색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 웨어러블 디바이스를 활용하여 놀이공간 내 유아의 초단위 위치데이터를 수집한 후 전처리 과정을 통해 또래관계측정을 위한 데이터를 설계했다. 이는 향후 교육현장에서 유아 또래관계 관찰 및 교수-학습적 처방을 위한 설계 과정에서 활용할 수 있는 객관성을 지닌 데이터로 활용될 것으로 기대된다.
본 연구는 자유선택놀이 활동에서 유아의 또래관계를 파악할 수 있는 객관적인 데이터를 탐색하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 웨어러블 디바이스를 활용하여 유아의 실시간 위치데이터를 수집하였으며, 수집한 위치데이터를 활용하여 이동거리, 유아간 거리, 상호작용 유형 정보를 추출했다. 본 연구의 결론은 다음과 같다.
데이터 시각화를 위해 자료를 차트나 플롯으로 시각화하는 파이썬(python)의 Matplotlib를 활용했다. 이후 수식을 활용하여 위치데이터에서 이동거리, 유아 간 거리, 유아의 상호작용 거리 값을 추출했다.
자료 수집을 위해 무선통신을 기반으로 거리 오차 10cm 이내의 정밀한 위치와 거리 측위가 가능한 pozyx사의 9축 모션 실내측위 센서(Accurate motion sensor)를 사용하여 1초 단위 좌표값의 변화를 추적했다. 센서에서 수집한 위치 정보는 Fig.

대상 데이터

위치데이터의 수집을 위해 충남 소재 A유아교육기관의 1개 학급에 재학 중인 만 4세~5세 유아 14명을 연구대상으로 선정하였다. 연구대상의 특성은 Table 1.
이를 위해 연구대상은 9축 모션 실내측위 센서가 부착된 조끼형 디바이스를 착용하고 자유선택놀이 활동에 참가했으며 데이터 수집 장면은 Fig. 3.과 같다.

이론/모형

스무딩기법은 결측치가 존재하는 일정한 필터 폭 내에서 원시데이터를 평균값으로 평활화된 보다 작은 필터 폭으로 축소하는 기법을 의미한다. 데이터 시각화를 위해 자료를 차트나 플롯으로 시각화하는 파이썬(python)의 Matplotlib를 활용했다. 이후 수식을 활용하여 위치데이터에서 이동거리, 유아 간 거리, 유아의 상호작용 거리 값을 추출했다.
수집한 원시데이터(위치데이터)는 데이터 클리닝과 시각화 과정을 필요로 한다. 수집 과정에서 발생한 노이즈를 처리하고 결측치를 복구하기 위해 잡음(noisy)이 있는 원시데이터를 평활화된 데이터 배열로 처리하기 위해 스무딩 기법(smoothing method)을 적용했다. 스무딩기법은 결측치가 존재하는 일정한 필터 폭 내에서 원시데이터를 평균값으로 평활화된 보다 작은 필터 폭으로 축소하는 기법을 의미한다.

성능/효과

6%로 다른 유아와 상호작용하기 보다는 혼자 놀이하는 성향이 강한 것을 알 수 있다. 반대로 ID 02 유아는 Isolate 가 14.1%, Carrier가 78.4%, Ordinary가 7.5%로 전체 놀이활동 시간에서 약 20%를 제외한 나머지 시간은 1:1로 상호작용하는 성향이 강한 것을 확인할 수 있다. 자유선택놀이 활동 시간에서 각 유아의 상호작용 유형을 그래프로 나타내면 Fig.
셋째, 유아의 상호작용 유형의 변화와 총합 데이터는 유아의 또래관계 형성 특성에 대한 중요한 정보를 제공한다. 유아의 또래관계는 사회성 발달을 예측하는 주요 변인 중 하나일 뿐만 아니라 유아의 전반적인 발달에 많은 영향을 미치는 요인이다[16].
유아 개인별로 상호작용 유형을 살펴보면, ID 13 유아의 경우 자유선택놀이 활동 시간 중 Isolate 가 45.9%, Carrier가 36.4%, Ordinary가 17.6%로 다른 유아와 상호작용하기 보다는 혼자 놀이하는 성향이 강한 것을 알 수 있다. 반대로 ID 02 유아는 Isolate 가 14.
또래관계란 관계성을 중심으로 사회적으로 동일시되는 대등한 지위에서 매일 함께 시간을 보내는 신체적·정신적 발달 행동이 유사한 대상과의 관계를 의미한다[3]. 유아기에 경험하는 긍정적 또래관계는 향후 대인관계 형성과 사회적응에 바람직한 영향을 미칠 수 있으며 반대로 부정적인 또래관계 형성 경험은 상대적으로 낮은 수준의 사회적 기술 습득으로 인해 학교나 사회 부적응을 초래할 수 있다. 때문에 유아의 또래관계를 측정하기 위해 다양한 시도들이 수행되고 있으며 최근에는 웨어러블 디바이스 등 테크놀로지를 활용한 학습활동 관련 데이터수집 및 분석이 시도되고 있다.
유아의 위치데이터 수집을 위해 한 달 동안에 10일 간격으로 총 3회 자유선택놀이 활동 시간에 유아의 위치데이터를 수집했으며 유아의 능동적인 활동 계획 수립 및 수행을 위해 교사의 개입은 최소화했다. 자유선택놀이 활동에서 위치데이터 수집을 위해 기존 놀이 영역 가로x세로 10m²에 0~10000까지 가상의 좌표값을 부여했다.
전체적으로 볼 때, 자유선택놀이 활동에서 유아들은 Carrier 43.6%,로 가장 높았으며, Ordinary 31.8%, Isolate 24.3% 순으로 나타났다. 이는 이 학급의 경우 1:1 상호작용이 가장 높다는 것을 의미한다.
첫째, 자유선택놀이 활동 시간에 수집하는 유아의 이동거리 데이터는 유아의 신체활동량에 대한 유의미한 정보를 제공할 수 있다. [14]의 연구에서 밝힌 것과 같이 유아의 활동량은 유아의 건강과 발달에 중요한 영향을 미치며 기본생활습관과 운동능력 발달에도 중요한 지표이다.

후속연구

물론 본 연구에서 수행한 것과 같이 위치데이터 분석을 통해 추출한 데이터만으로 유아 또래관계를 파악하는 것은 한계가 있으며 교수자이자 관찰자 입장에서의 질적 접근 역시 요구된다. 그러나 활동량과 교우관계의 변화 등 학습자에 대한 정보 수집은 시시각각 변화하는 유아교육 현장에서 교사가 객관적인 데이터를 통해 유아의 현재와 변화되어 가는 과정을 탐색함으로써 향후 교수-학습 처방과 맞춤형 교육으로 나아갈 수 있는 기반이 될 수 있을 것으로 기대된다.
둘째, 유아 간 평균 거리는 유아의 친밀도, 인기도, 특정 또래와의 관계 변화를 추정할 수 있는 유의미한 정보를 제공할 수 있다. [6]의 연구에서 밝힌 것과 같이 유아의 인기도가 높은 유아의 경우 자기조절능력, 정서인식능력과 건강에 유의미한 차이를 나타낼 수 있으며 이는 유아의 우호적인 성향, 높은 적응성과 성취동기와도 관련되어 있다.
개별 학습자에게 적합한 교육을 실시하기 위해서는 무엇보다 학습자가 지닌 특성과 현재의 상태, 변화에 대한 정보를 바탕으로 적절한 교수학습적 처방을 내릴 수 있어야 한다. 물론 본 연구에서 수행한 것과 같이 위치데이터 분석을 통해 추출한 데이터만으로 유아 또래관계를 파악하는 것은 한계가 있으며 교수자이자 관찰자 입장에서의 질적 접근 역시 요구된다. 그러나 활동량과 교우관계의 변화 등 학습자에 대한 정보 수집은 시시각각 변화하는 유아교육 현장에서 교사가 객관적인 데이터를 통해 유아의 현재와 변화되어 가는 과정을 탐색함으로써 향후 교수-학습 처방과 맞춤형 교육으로 나아갈 수 있는 기반이 될 수 있을 것으로 기대된다.
이를 위해 웨어러블 디바이스를 활용하여 놀이공간 내 유아의 초단위 위치데이터를 수집한 후 전처리 과정을 통해 또래관계측정을 위한 데이터를 설계했다. 이는 향후 교육현장에서 유아 또래관계 관찰 및 교수-학습적 처방을 위한 설계 과정에서 활용할 수 있는 객관성을 지닌 데이터로 활용될 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유아교육에서 자유선택놀이 활동은 어떤 역할을 수행하는가?	유아교육에서 자유선택놀이 활동은 유아가 정해진 규범 내에서 자신의 상상력을 통해 주도적으로 놀이 활동을 수행함으로써 장기적으로 건강, 정신적 성숙, 신체적 문해력(physical literacy)의 발달을 지원하는 역할을 수행한다. 이러한 과정에서 유아는 동료 유아, 교사, 환경과 상호작용을 통해 자신의 생각을 표현하고 타인의 의견을 수용하는 사고, 윤리, 반성을 경험하며 사회적 행동(social behavior)을 체화하게 된다[1, 2].
	유아의 사회적 행동 특성에 영향을 미치는 요인은?	유아의 사회적 행동 특성에 영향을 미치는 요인은 개인 특성(신체적 발달, 연령, 자아성숙도 등), 환경 요인(가정 특성, 부모의 양육방식, 사회/문화적 특성 등) 등 다양하지만 가장 큰 영향을 미치는 요인은 많은 시간 활동과 생각을 공유하는 동료와의 또래관계(peer relationship)이다. 또래관계란 관계성을 중심으로 사회적으로 동일시되는 대등한 지위에서 매일 함께 시간을 보내는 신체적·정신적 발달 행동이 유사한 대상과의 관계를 의미한다[3].
	자유선택놀이 활동 괒어에서 유아는 무엇을 체화하게 되는가?	유아교육에서 자유선택놀이 활동은 유아가 정해진 규범 내에서 자신의 상상력을 통해 주도적으로 놀이 활동을 수행함으로써 장기적으로 건강, 정신적 성숙, 신체적 문해력(physical literacy)의 발달을 지원하는 역할을 수행한다. 이러한 과정에서 유아는 동료 유아, 교사, 환경과 상호작용을 통해 자신의 생각을 표현하고 타인의 의견을 수용하는 사고, 윤리, 반성을 경험하며 사회적 행동(social behavior)을 체화하게 된다[1, 2].

참고문헌 (16)

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