본 연구는 육군 교육훈련 효과를 향상시키기 위해 실장비, 가상현실, 동영상을 이용한 교육효과를 비교하여 어떤 방식의 교육이 우수한지를 검증하는데 있다. 육군은 실전적 훈련환경을 구현하기 위해 많은 노력을 기울였지만 1) 도시화에 따른 훈련장 부지확보의 제한, 2) 민원제기에 따른 대민갈등 심화, 3) 국방예산 확보에 어려움으로 인해 실전적 훈련환경을 제공하는 것은 점차 어려워지고 있다. 가상현실을 활용하면 실제 전장을 간접적으로 체험하고 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 특히, 위험하거나 고가의 무기체계의 경우에는 가상현실을 적용한 훈련이 더욱 요구된다. 본 논문은 가상현실이 실제 무기체계에 비해 얼마나 효과적인지 연구한다. 연구결과, 가상현실 교육은 실장비 교육보다 효과가 다소 낮지만 동영상 교육보다는 효과가 높았다. 앞으로 이번 연구결과를 바탕으로 가상현실 기반의 교육효과 분석을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다.
본 연구는 육군 교육훈련 효과를 향상시키기 위해 실장비, 가상현실, 동영상을 이용한 교육효과를 비교하여 어떤 방식의 교육이 우수한지를 검증하는데 있다. 육군은 실전적 훈련환경을 구현하기 위해 많은 노력을 기울였지만 1) 도시화에 따른 훈련장 부지확보의 제한, 2) 민원제기에 따른 대민갈등 심화, 3) 국방예산 확보에 어려움으로 인해 실전적 훈련환경을 제공하는 것은 점차 어려워지고 있다. 가상현실을 활용하면 실제 전장을 간접적으로 체험하고 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 특히, 위험하거나 고가의 무기체계의 경우에는 가상현실을 적용한 훈련이 더욱 요구된다. 본 논문은 가상현실이 실제 무기체계에 비해 얼마나 효과적인지 연구한다. 연구결과, 가상현실 교육은 실장비 교육보다 효과가 다소 낮지만 동영상 교육보다는 효과가 높았다. 앞으로 이번 연구결과를 바탕으로 가상현실 기반의 교육효과 분석을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다.
This study compares the educational effect using real equipment, virtual reality, and video to improve the educational and training effect of the army and verifies which method of education is excellent. The Army has made a lot of efforts to realize the actual training environment, however, it is in...
This study compares the educational effect using real equipment, virtual reality, and video to improve the educational and training effect of the army and verifies which method of education is excellent. The Army has made a lot of efforts to realize the actual training environment, however, it is increasingly difficult to provide the actual training environment because of 1) restrictions on securing training sites and urbanization, 2) deepening conflicts with the people, and 3) difficulties in acquiring defense budget. To resolve these issues, the use of virtual reality(VR) has the advantage to experience actual battlefield indirectly and could save budget by training in a virtual battlefield environment. In particular, in the case of dangerous or expensive weapons systems, is further required. Hence this paper studies how effective virtual reality is compared to the actual weapons system. virtual reality(VR) education is less effective than actual equipment education, but it is higher than video education. Based on this research result, it will be used as a basic data for the analysis of educational effects based in virtual reality(VR).
This study compares the educational effect using real equipment, virtual reality, and video to improve the educational and training effect of the army and verifies which method of education is excellent. The Army has made a lot of efforts to realize the actual training environment, however, it is increasingly difficult to provide the actual training environment because of 1) restrictions on securing training sites and urbanization, 2) deepening conflicts with the people, and 3) difficulties in acquiring defense budget. To resolve these issues, the use of virtual reality(VR) has the advantage to experience actual battlefield indirectly and could save budget by training in a virtual battlefield environment. In particular, in the case of dangerous or expensive weapons systems, is further required. Hence this paper studies how effective virtual reality is compared to the actual weapons system. virtual reality(VR) education is less effective than actual equipment education, but it is higher than video education. Based on this research result, it will be used as a basic data for the analysis of educational effects based in virtual reality(VR).
본 연구는 기존 교육방법인 실장비 교육, 동영상 교육과 가상현실을 이용한 교육효과를 분석하여 어떤 방식의 교육이 우수한지를 제시하였다. 기존 연구에서는 현재 사용하고 있는 교육장비와 비교시 설문결과에 대한 점수만 가지고 비교를 하였으나, 본 연구에서는 설문결과에 대해 통계적으로 유의미한 차이가 있는지를 검정하였다.
본 연구에서는 육군 교육훈련 효과를 향상시키기 위해 가상현실을 이용한 교육효과와 기존 실장비와 동영상을 이용한 교육효과를 비교하여 어떤 방식의 교육이 우수한지를 분석한다.
본 연구의 목적은 육군의 대공무기를 교육하는 학교의 교육생을 대상으로 가상현실 기술을 이용한 교육 효과와 기존 교육방식인 실제 장비와 동영상 기반 교육 중에서 어떤 방식의 교육이 우수한지를 검증한다. 연구 목적의 달성을 위해 설정한 연구문제는 다음과 같다.
제안 방법
3개 과목중에서 사격 및 상황조치 교육에 대해 실험을 진행하여 실장비 교육, 동영상 교육, 가상현실 교육을 실시한다. 연구도구는 [그림 4]처럼 3가지를 이용하였다.
가상현실을 이용한 교육효과에 대한 선행연구를 고찰하여 가상현실의 교육효과 측정 방법과 측정 도구로 사용할 척도와 국방분야 적용방안을 확인한다.
교육효과는 학습 흥미도, 학습몰입도, 학습이해도의 3가지 척도를 이용하여 측정하였다. 교육효과 측정을 위한 조사 문항은 가상현실을 이용한 교육효과 선행연구에서 측정한 문항으로 구성하였다.
교육효과는 학습 흥미도, 학습몰입도, 학습이해도의 3가지 척도를 이용하여 측정하였다. 교육효과 측정을 위한 조사 문항은 가상현실을 이용한 교육효과 선행연구에서 측정한 문항으로 구성하였다.
구성된 문항은 학교의 교관에게 검증을 거쳐 최종 문항을 완성하여 사전검사를 실시하여 측정 도구를 보완하였다. 각 문항은 리커트식 5점 척도로 구분하여 측정하고 총 100점 만점으로 점수를 표준화하였다.
기존의 교육방법은 실습교육을 한가지 방법으로 교육하지 않고, 실장비, 가상현실, 동영상을 돌아가면서 교육을 실시하였다. 그러나 이번 연구에서는 각 연구도 구별 교육효과를 검증하기 위해 한 가지 도구만 사용하도록 교육방법을 통제하였다.
본 연구는 기존 교육방법인 실장비 교육, 동영상 교육과 가상현실을 이용한 교육효과를 분석하여 어떤 방식의 교육이 우수한지를 제시하였다. 기존 연구에서는 현재 사용하고 있는 교육장비와 비교시 설문결과에 대한 점수만 가지고 비교를 하였으나, 본 연구에서는 설문결과에 대해 통계적으로 유의미한 차이가 있는지를 검정하였다. 또한 설문과 실습평가의 2가지 방법을 이용하여 결과를 비교하여 분석하였다.
불합격시, 총 3번의 실습과 평가 기회가 주어지며 교육을 종료한다. 기존의 교육방법은 실습교육을 한가지 방법으로 교육하지 않고, 실장비, 가상현실, 동영상을 돌아가면서 교육을 실시하였다. 그러나 이번 연구에서는 각 연구도 구별 교육효과를 검증하기 위해 한 가지 도구만 사용하도록 교육방법을 통제하였다.
연구에서 설정된 교육효과를 검증하기 위해 [표 1]과 같이 실험집단과 통제집단을 비교하여 효과를 검증하는 무선집단 사후검사 통제집단 설계(Randomized post test-only control group design)를 적용하였다. 사전검사가 실험결과에 영향을 미칠 것으로 예상되어 사전검사를 실시하지 않고 무작위로 실험집단과 통제집단을 배치하여 실험을 하였다. 인원을 3개 집단으로 무작위로 편성하고 각각의 교육방법별로 교육을 실시한 후에 사후검사를 실시하였다.
학습성취도를 검증하기 위한 연구 대상자가 교육효과 대상자보다 적은 이유는 실습평가를 통해 검증하기 때문에 시간이 많이 소요되고 불합격자가 많이 발생하게 되면 추가적인 교육이 필요할 수도 있다. 이로 인하여 학교교육에 지장을 초래할 수 있다는 교관의 의견을 반영하여 최소한의 인원을 편성하고 실습평가를 통해 학습성취도를 분석하였다.
먼저 전인원에 대해 이론교육을 실시한다. 이후 실습교육은 실장비와, 가상현실, 동영상으로 집단을 나누어 교육 후에 교육효과 검증을 위한 설문을 실시한다. 그 다음에는 실장비를 사용하여 실습평가를 측정하고 불합격한 인원은 다시 실습교육을 받는다.
사전검사가 실험결과에 영향을 미칠 것으로 예상되어 사전검사를 실시하지 않고 무작위로 실험집단과 통제집단을 배치하여 실험을 하였다. 인원을 3개 집단으로 무작위로 편성하고 각각의 교육방법별로 교육을 실시한 후에 사후검사를 실시하였다.
학습성취도는 3개 집단이 실습 후에 실습평가를 실시하고 집단별 합격률을 분석하였다. 전체적인 실험 절차는 [그림 3]과 같다.
대상 데이터
기존 교육방식인 실제 장비로 교육을 받은 교육생 36명(통제집단 Ⅰ), 동영상 교육을 받은 교육생 36명(통제집단 Ⅱ), 가상현실을 이용하여 교육을 받은 교육생(실험집단) 36명이다. 교육생은 육군훈련소를 수료한 20대 초․중반의 대공무기 운용절차를 교육받고 있는 병사이다.
교육효과를 검증하기 위한 연구 대상자는 총 108명이다. 기존 교육방식인 실제 장비로 교육을 받은 교육생 36명(통제집단 Ⅰ), 동영상 교육을 받은 교육생 36명(통제집단 Ⅱ), 가상현실을 이용하여 교육을 받은 교육생(실험집단) 36명이다.
교육효과를 검증하기 위한 연구 대상자는 총 108명이다. 기존 교육방식인 실제 장비로 교육을 받은 교육생 36명(통제집단 Ⅰ), 동영상 교육을 받은 교육생 36명(통제집단 Ⅱ), 가상현실을 이용하여 교육을 받은 교육생(실험집단) 36명이다. 교육생은 육군훈련소를 수료한 20대 초․중반의 대공무기 운용절차를 교육받고 있는 병사이다.
본 연구는 육군의 대공무기 가운데 하나인 발칸을 교육하는 학교의 교육생을 대상으로 실시한다. 발칸은 20 ㎜ 구경의 대공포로 중·저고도로 침투 및 공격하는 적항공기에 대한 대공방어용 무기이다.
학습성취도를 검증하기 위한 연구 대상자는 총 36명으로, 실제 장비를 이용한 교육을 받은 교육생 12명(통제집단 Ⅰ), 동영상 교육을 받은 교육생 12명(통제집단 Ⅱ), 가상현실을 이용한 교육을 받은 교육생(실험집단) 12명이다. 학습성취도를 검증하기 위한 연구 대상자가 교육효과 대상자보다 적은 이유는 실습평가를 통해 검증하기 때문에 시간이 많이 소요되고 불합격자가 많이 발생하게 되면 추가적인 교육이 필요할 수도 있다.
이론/모형
연구에서 설정된 교육효과를 검증하기 위해 [표 1]과 같이 실험집단과 통제집단을 비교하여 효과를 검증하는 무선집단 사후검사 통제집단 설계(Randomized post test-only control group design)를 적용하였다. 사전검사가 실험결과에 영향을 미칠 것으로 예상되어 사전검사를 실시하지 않고 무작위로 실험집단과 통제집단을 배치하여 실험을 하였다.
성능/효과
둘째, 이론과 실습교육 후에 실습평가를 실시한 결과에서도 실 장비 교육이 가장 합격률이 높으며, 그 다음으로 가상현실 교육, 동영상 교육으로 나타났다. 교육효과와 학습 성취도의 결과와 비교하면 실장비, 가상현실, 동영상 교육 순으로 동일하게 교육효과가 나타났다. 비용문제와 장비 생산 문제 등으로 인해 실장비를 추가적으로 도입할 수 없는 학교의 여건을 고려할 때, 가상현실을 이용한 교육은 실장비의 보조수단으로 활용이 가능하다.
앞으로의 가상현실 기술발전 추세와 여러명이 동시에 교육을 실시하는 학교 교육의 특성을 고려 시 HMD를 활용한 가상현실 교육이 증가할 것으로 예상되며, 향후 지속적으로 가상현실 교육효과를 연구할 필요가 있다. 둘째, HMD를 착용한 일부 교육생 중에서 어지러움과 멀미증상이 나타났다. 가상현실 장 비를 착용시 불편함을 고려한 추가적인 연구가 필요하다.
첫째, 가상현실 교육은 실장비 교육보다 효과가 다소 낮지만 동영상 교육보다 높다는 점을 확인할 수 있었다. 둘째, 이론과 실습교육 후에 실습평가를 실시한 결과에서도 실 장비 교육이 가장 합격률이 높으며, 그 다음으로 가상현실 교육, 동영상 교육으로 나타났다. 교육효과와 학습 성취도의 결과와 비교하면 실장비, 가상현실, 동영상 교육 순으로 동일하게 교육효과가 나타났다.
교육효과와 학습 성취도의 결과와 비교하면 실장비, 가상현실, 동영상 교육 순으로 동일하게 교육효과가 나타났다. 비용문제와 장비 생산 문제 등으로 인해 실장비를 추가적으로 도입할 수 없는 학교의 여건을 고려할 때, 가상현실을 이용한 교육은 실장비의 보조수단으로 활용이 가능하다.
본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 가상현실 교육은 실장비 교육보다 효과가 다소 낮지만 동영상 교육보다 높다는 점을 확인할 수 있었다. 둘째, 이론과 실습교육 후에 실습평가를 실시한 결과에서도 실 장비 교육이 가장 합격률이 높으며, 그 다음으로 가상현실 교육, 동영상 교육으로 나타났다.
이번 연구에서는 다음과 같은 한계점을 지니고 있다. 첫째, 방공학교를 대상으로 연구한 결과가 육군 전체를 대표할 수 없다는 점이다. 그동안 육군에서는 실제 장비와 유사한 가상현실을 주로 도입하여 사용하였으나 HMD를 착용한 가상현실을 도입하여 학교에서 교육하는 사례는 처음이다.
후속연구
넷째, 가상현실 장비 유형별로 비용대 교육효과에 대해 분석이 필요하다. 4차 산업혁명시대에 미래기술 동향을 고려하여 어떤 유형의 가상현실 장비가 교육효과를 높이는데 효과적인지 연구할 필요가 있다.
둘째, HMD를 착용한 일부 교육생 중에서 어지러움과 멀미증상이 나타났다. 가상현실 장 비를 착용시 불편함을 고려한 추가적인 연구가 필요하다. 셋째 교육생을 대상으로 연구가 진행되었으나, 실제 교육을 주관하는 교관의 의견이 누락되어 추가적인 연구가 필요하다.
교관은 가상현실에 대해 교육생보다 먼저 확인하고 효과에 대해 누구보다 잘 아는 인원으로 교관의 의견 반영이 요구된다. 넷째, 가상현실 장비 유형별로 비용대 교육효과에 대해 분석이 필요하다. 4차 산업혁명시대에 미래기술 동향을 고려하여 어떤 유형의 가상현실 장비가 교육효과를 높이는데 효과적인지 연구할 필요가 있다.
앞으로 이번 연구결과를 바탕으로 가상현실 기반의 교육효과 분석을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다. 또한 가상현실 기술이 발전이 되어 전장상황을 실제와 같이 체험할 수 있을 것이라 기대한다.
가상현실 장 비를 착용시 불편함을 고려한 추가적인 연구가 필요하다. 셋째 교육생을 대상으로 연구가 진행되었으나, 실제 교육을 주관하는 교관의 의견이 누락되어 추가적인 연구가 필요하다. 교관은 가상현실에 대해 교육생보다 먼저 확인하고 효과에 대해 누구보다 잘 아는 인원으로 교관의 의견 반영이 요구된다.
앞으로 이번 연구결과를 바탕으로 가상현실 기반의 교육효과 분석을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다. 또한 가상현실 기술이 발전이 되어 전장상황을 실제와 같이 체험할 수 있을 것이라 기대한다.
그동안 육군에서는 실제 장비와 유사한 가상현실을 주로 도입하여 사용하였으나 HMD를 착용한 가상현실을 도입하여 학교에서 교육하는 사례는 처음이다. 앞으로의 가상현실 기술발전 추세와 여러명이 동시에 교육을 실시하는 학교 교육의 특성을 고려 시 HMD를 활용한 가상현실 교육이 증가할 것으로 예상되며, 향후 지속적으로 가상현실 교육효과를 연구할 필요가 있다. 둘째, HMD를 착용한 일부 교육생 중에서 어지러움과 멀미증상이 나타났다.
참고문헌 (19)
육군본부, 과학화훈련(LVCG) 체계 중.장기종합발전계획, 육군본부, 2017.
국방부, 2018 국방백서, 국방부, 2018.
https://ko.wikipedia.org/wiki
안희두, 서만호, 이순천, 정회경, "VR 교육 콘텐츠의 실재감과 상호작용 효과 연구," 한국HCI학회지, 제2018-1호, pp.903-906, 2018.
정은경, 최성수, 정지연, "시뮬레이션 교육 전 가상현실 교육과 동영상 교육의 교육 흥미도, 만족도, 성취도 비교 분석," 한국응급구조학회논문지, 제22권, 제2호, pp.93-102, 2018.
이지수, 심현애, 김경연, 이강성, "증강현실 기반 학습프로그램이 학습동기 및 학업성취도에 미치는 영향," 교육의 이론과 실천학회논문지, 제15권, 제1호, pp.99-121, 2010.
노경희, 지형근, 임석현, "증강현실 콘텐츠 기반 수업이 학업성취, 학습흥미, 몰입에 미치는 효과," 한국콘텐츠학회논문지, 제10권, 제2호, pp.1-13, 2010.
Paul Milgram and Kishino, Fumio, "Taxonomy of mixed reality visual displays," Inst of Electronics, pp.2-52, 1994.
B. Gorski and B. Parrish, Military Equipment Framework, MITRE Corporation, 2017.
https://www.oecd.org/pisa/test/
Susan G. Straus, Matthew W. Lewis, Kathryn Connor, Rick Eden, Matthew E. Boyer, Timothy Marler, Christopher M. Carson, and Geoffrey E. Grimm, Heather Smigowski, Collective Simulation-Based training in the US Army, RAND corporation, 2019.
L. W. Anderson, D. Krathwohl, P. Airasian, and K. A. Cruikshank, "A Taxonomy for Learning, Teaching, and Assessing: A Revision of Bloom's Taxonomy of Educational Objectives," JSTOR Journals, Vol.83, No.3, pp.154-159, 2005.
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