본 논문은 스마트 기기의 터치 인터페이스를 활용하여 학습자가 직접 입체 학습 콘텐츠를 제어함으로써 보다 실감적인 교육 환경을 구축하고자 한다. 또한 기존의 입체 학습 콘텐츠는 제작의 어려움으로 인해 콘텐츠 확보와 제공에 한계가 있어 교사 및 학습자가 직접 콘텐츠를 제작하고 공유할 수 있도록 프레임워크를 설계하였다. 프레임워크는 직관적인 XML 언어로 구성되고 안드로이드가 탑재된 기기에서 재생 및 저작이 가능하도록 어플리케이션을 구현하였으며 콘텐츠 공유를 위한 서버 환경도 구축하였다. 제안한 프레임워크는 전문가 평가를 통해 타당성을 검증한 결과 새로운 학습 콘텐츠 활용 가능성 면에서 긍정적으로 분석되었다.
초등학교 수학과 입체도형 학습은 구체물을 활용한 구체적 조작을 통해서 추상적인 입체도형을 직관적으로 이해하도록 돕는 다양한 활동이 필요하다. 입체도형 학습에 있어 구체물의 활용은 효과적이지만, 구체물에서는 확인이 어려운 전개도나 다양한 형태의 입체도형 등은 컴퓨터의 반구체물을 활용하는 것이 효과적이다. 또한 컴퓨터를 활용하게 되면 방과 후에도 같은 학습 자료를 학생들이 활용할 수 있어서 구체물을 활용한 학습의 한계를 보완할 수 있다. 본 연구에서는 플렉스와 플래시를 개발도구로 사용하여 초등학생 수준에서 쉽게 조작하고 사용할 수 있도록 학습 어플리케이션을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 입체도형 학습 어플리케이션 활용을 통해 학생들의 직관적이고 자유로운 탐색 및 구체물의 보완, 학습 흥미유발 등의 효과가 기대된다.
최근 급속히 발전하고 있는 콘텐츠 제작 기술을 활용하여 가상현실 콘텐츠를 제작하고 학습 도구로 활용하는 사례가 증가하고 있다. 학습 자료로써 사진이나 동영상과 같은 정적인 콘텐츠의 의존에서 벗어나, 상호작용적인 가상현실 콘텐츠를 학습에 활용하는 연구의 중요도가 높아지고 있다. 학습자가 기상 현상과 같이 입체적이고도 동적으로 변화하는 소재를 가상현실에서 능동적으로 체험한다면, 학습효과가 높아질 것으로 예상한다. 최신 실시간 컴퓨터 그래픽스 기술과 그래픽스 하드웨어는 기상 현상을 사실적으로 재현할 수 있는 수준으로 이미 발전해 있다. 이러한 최신 기술이 컴퓨터를 활용한 기상학 교육에서 활용할 수 있다. 본 연구에서는 실시간 볼륨 구름 시뮬레이션을 구현하여 상용 게임 엔진에 탑재하고, 이를 기반으로 기상학 학습용 가상현실 콘텐츠를 제작하는 방법에 대해서 논한다.
3D 입체공간에서 재미와 학습요소가 가미된 해양생물 문화콘텐츠를 개발하고, 도서해양 생물자원의 증강현실 콘텐츠 개발과 체험학습의 활용 방안을 제안한다. 증강현실 저작도구는 위지윅(WYSIWYG) 기반의 저작도구로 Node 구조와 Drag & Drop을 통해 저작도구를 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 해양생물 문화콘텐츠는 marker를 통한 애니메이션 효과, 모델링 데이터의 변화 등의 이벤트 요소를 추가하고, 해양생물 내레이션(narration)으로 실감 체험학습을 지원한다. 해양생물 AR Book은 50여종의 해양생물 증강현실 콘텐츠를 바탕으로 초등학교 수업 교재로 활용이 가능하며, 증강현실을 활용한 3D 입체영상 교육으로 실재적 관찰, 다양한 사고, 최대의 몰입감을 부여하여 학습효과를 높여준다.
IT와 인프라는 BT, NT, CT 등의 분야와 융 복합을 통해 새로운 산업 및 수요 창출에 대한 관심이 고조되고 있으며, 정보기술의 융합화 및 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing)의 확산으로 정보기술 서비스 환경이 변화되고 있다. 교육 분야에서도 다양한 IT 기술을 접목한 융 복합 콘텐츠의 출현이 가속화되고 있으며, 교육용 학습기기가 PC 위주에서 모바일 미디어 플랫폼으로 확장됨에 따라 시간 장소 기기의 제약이없는 학습이 가능해 지고 있다. 스마트 교육에 필요한 콘텐츠는 가상현실 기술과 체감형 시뮬레이션 기술, 3D입체 기술 등을 활용한 연구개발과 다양한 콘텐츠 제작이 진행되고 있다. 본 연구에서는 해양 생물 및 환경에 대해 다양한 형태의 콘텐츠로 제작하고, 흥미 유발을 통한 학업 성취도를 높이고 개별화된 맞춤형 학습을 위한 교육용 해양 콘텐츠의 활용 및 서비스 방안에 대해 제시하고자 한다.
최근 교육의 학습 효과에 도움을 제공하기 위해 실감 콘텐츠 환경에서 상호작용을 제공하는 시스템이 널리 활용되고 있다. 특히, 증강현실(Augmented reality) 기술은 실제 학습 환경에 가상의 물체를 합성하여 정보를 직관적으로 이해하는데 도움을 제공할 수 있다. 본 논문에서는 기하와 관련된 입체도형에 대한 수학개념을 3차원의 공간 정보를 이용하여 학습하는 증강현실 도구를 개발하였다. 이를 위해 수학 교육 과정 중 각기둥과 각뿔에 관한 교과서에 증강현실 합성 기술을 적용하여 공간적인 학습 효과를 보다 높일 수 있도록 하였다. 또한, 카메라와 마커 사이의 위치 관계에 의해 정합이 되도록 가상의 도형을 표현하였고, 공간에 대한 지각 효과를 높이기 위해 평면도, 전개도 등 도형 형태의 다양화, wireframe 가시화 모드 선택 기능 등이 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제시한 증강현실 기반 학습도구를 통해 수업에 관한 학업성취도 및 흥미도에 관한 효과성을 평가한 결과 통계적으로 유의한 결과를 얻을 수 있었다. 본 논문에서 제안한 방법을 통하여 입체도형 학습 뿐 아니라 다양한 수업에서 교육적 효과를 높일 수 있을 것으로 전망한다.
본 논문에서는 유·아동의 독서활동을 돕고자 기존에 있는 동화책과 가상현실 기술을 결합한 몰입형 동화 콘텐츠를 제안한다. VR 환경은 3D 입체 환경을 통한 중다감각적 상호작용을 가능하게 하여 학습자로부터 동기를 유발시킨다. 프로그램이 시작되면 컨트롤러가 활성화되며 동화보기, 미니게임 등 동화에 직접적으로 참여하여 즐길 수 있는 콘텐츠로, 향후 유·아동의 교육적인 면에서도 더욱 효과적일 것으로 기대된다.
인체 장기의 내부 구조를 학습하기 위해 많은 3 차원 인체영상관련 콘텐츠들이 소개되어 왔다. 하지만, 이러한 학습 콘텐츠들은 사실적인 색상을 표현하기 어려울 뿐만 아니라 사용자가 조작할 때 현실감이 떨어지기 때문에 해부도감과 같은 2 차원 학습 콘텐츠와 차별성이 적다. 본 논문에서는 사실적인 인체 색 정보를 가지고 있는 컬러 인체 데이터와 사용자의 동작을 인식하는 센서를 활용하여 몰입감 높은 체험형 가상 내시경 모의 훈련 시스템을 제안한다. 컬러 인체 데이터를 양안시 볼륨렌더링 하여 입체감을 높이고 동작인식 센서를 이용하여 사용자의 손동작으로 직접 가상 내시경 카메라를 조작하여 항행하도록 하였다. 제안한 시스템을 이용하여 다양한 인체 장기의 내부 구조를 사실적으로 표현할 수 있으며 이를 통해 의학정보 학습에 도움을 줄 수 있다.
단어 카드나 그림을 통한 낱말 교육은 집중력과 주의력을 오래 유지하는 것이 어렵다. 유아들은 사물을 심상 혹은 이미지로 인식하는 성향이 있으므로 개념을 무리하게 주입시키기 보다는 감각적이고 입체적인 교육이 필요하다. 본 논문에서는 홀로렌즈와 객체 인식 기능을 이용한 낱말 학습 시스템 개발에 대해 설명한다. 이 시스템을 통해 사용자는 실제 객체와의 상호작용을 통해 낱말 학습이 가능하며, 한국어를 제외한 언어에도 적용하여 외국어 교육에도 효과적일 것으로 기대한다.
본 논문은 기존의 강압적인 형태의 한글 교육 선행 학습이 아닌 창의적이고 입체적인 에듀테이먼트 교구인 블록 퍼즐과 아두이노를 이용한 명령 센서, 카메라 반사경을 통한 영상 입력을 통해 ICT 융합형 블록 퍼즐기반의 에듀테인먼트 교구를 설계하고자 한다. 즉, 모바일 콘텐츠를 통해 유아에게 교육을 제시하고 유아는 모바일 콘텐츠와 블록 퍼즐 교구, 명령 센서를 통해 입력 영상을 인식하게 한다. 이러한 블록 퍼즐 기반의 에듀테인먼트 교구를 통해서 한글 학습을 놀이 과정 속에서 창의력과 문제 해결 능력을 키울 뿐 만 아니라 스스로 학습을 이끌어가는 자기주도적 학습 능력을 키울 수 있을 것으로 기대한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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