멀티미디어 학습 자료의 특성에 따른 대학생의 주의집중과 학습성과 분석 : 시선추적 기법의 활용을 중심으로 = Effects of Multimedia Learning Materials on Undergraduate Students’ Attention and Learning Outcomes: Using Eye Tracking Method|RISS 상세보기

국문 초록 (Abstract)

학습은 새로운 정보를 기존 지식 구조와 통합하여 정교화하는 고차원적 인지 과정이며, 주의집중은 정보의 조직 및 통합을 가능하게 하는 핵심 요소이다. 그러나 교육 현장에서는 학습 전후에 이루어지는 평가에 의존하는 경향이 있으며, 수업 중 발생하는 학습자의 미세한 주의 변화나 탐색 과정을 실시간으로 파악하기는 어려웠다. 특히 대학 교육 현장에서 원격 강의가 보편화됨에 따라 학습자의 실제적인 인지 과정을 정밀하게 파악할 수 있는 객관적 분석의 필요성에도 불구하고 학습 중 나타나는 주의집중 흐름과 정보처리 과정을 직접적으로 보여주는 데 한계가 있었다.
최근 디지털 계측 기술의 하나인 시선추적 기법은 학습자의 주의집중 흐름, 정보 탐색 방식, 인지적 부담을 비침습적으로 실시간 측정할 수 있는 방법으로 주목받고 있다. 특히 다양한 멀티미디어 학습 자료가 활용되는 대학교 원격 강의 맥락에서 시선추적 기법은 학습자가 어떤 학습 자료에 어느 정도 집중했는지를 정량적으로 파악할 수 있게 되었다. 해외에서는 시선추적 기법을 적용한 교수·학습 설계나 평가 연구가 다수 있으나, 국내에서는 일반 대학생을 대상으로 그 유용성과 실효성을 체계적으로 검증한 실험 연구가 미흡한 실정이다.
따라서 이 연구는 시선추적을 통해 인지부하 수준별 멀티미디어 학습 자료가 대학생의 주의집중에 미치는 영향을 경험적으로 검증하고자 하였다. 특히 정량적 데이터와 심층 인터뷰를 결합한 혼합설계를 적용하여, 수치적 지표에 따른 특징을 심층적으로 분석하고자 하였다. 주요 연구문제는 다음과 같다.

첫째, 멀티미디어 학습 자료의 특성에 따라 대학생의 주의집중에는
차이가 있는가?
둘째, 멀티미디어 학습 자료의 특성에 따라 대학생의 학습성과에는 차이가 있는가?
셋째, 주의집중과 학습성과 수준에 따라 대학생의 인지 처리 방식과 학습 전략은 어떠한가?

주요 연구 방법 및 절차는 다음과 같다. 먼저 연구대상은 사전 지식의 전이효과를 통제하기 위하여 회계학 수강 경험이 없는 수도권 4년제 대학교 학부 과정 재학생 및 최근 졸업자 101명이었으며, 실험은 2025년 5월 한 달 동안 실시되었다. 실험은 이질집단 사후검사 실험설계로 진행되었다. 그리고 멀티미디어 학습 자료는 멀티미디어 학습 이론의 인지부하 원리에 따라 고부하, 중부하, 저부하의 세 조건으로 구조화하여 제작되었다. 각 피험자들에 대한 인구통계학적 정보 등을 확인하였으며, 이들은 학습 자료 특성에 따른 세 집단으로 무선할당되었다. 피험자들은 컴퓨터 화면을 통해 약 50분 동안 학습을 하였으며, 학습하는 과정에서 비침습적으로 시선추적 기법을 통해 주의집중 수준이 측정되었고, 학습 이후 약 1시간 동안 23개 문항으로 구성된 학습성과 시험에 응하였다. 아울러 약 1개월 이후 주의집중과 학습성과의 유형에 따라 피험자 중 총 21명을 대상으로 사후 초점집단 인터뷰를 진행하였다. 주요 연구 결과는 다음과 같다.
첫째, 멀티미디어 학습 자료의 특성에 따라 대학생의 주의집중 수준에는 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 집단 간 비교 결과, 고부하 집단과 중부하 집단 간에는 유의한 차이가 없었으나, 두 집단 모두 저부하 집단에 비해 유의하게 높은 주의집중 수준을 보였다(p<.01). 이는 강의자가 등장하는 고부하 집단과 중부하 집단이 강의자가 등장하지 않는 저부하 집단보다 더 높은 주의집중을 유발했음을 의미한다.
둘째, 멀티미디어 학습 자료의 특성에 따라 대학생의 학습성과에도 유의한 차이가 나타났다. 분석 결과, 고부하-중부하 집단 간, 고부하-저부하 집단 간에는 학습성과의 차이가 없었으나, 중부하 집단이 저부하 집단보다 학습성과가 유의하게 높았다. 이는 인지부하가 지나치게 높거나 낮은 멀티미디어 학습 자료보다, 적정 수준의 인지부하를 반영한 중부하 멀티미디어 학습 자료가 학습에 더 효과적임을 시사한다.
셋째, 초점집단 인터뷰 결과, 주의집중과 학습성과 유형에 따라 멀티미디어 자료에 대한 인식이 다른 것으로 나타났다. 예컨대 저집중-고성과 집단은 중복되는 자막을 주의집중 방해요인으로 인식하였다. 그리고 고집중-저성과 집단은 개념 이해 이전에 제시되는 시각적 단서가 도움이 되기보다 오히려 부담이 된다고 응답하였다. 한편 강의자의 등장은 고집중-고성과 집단에서만 정서적 안정과 동기 유발 요인으로 평가되었으며, 다른 집단에서는 효과가 미미하거나 상반된 의견이 나타났다. 아울러 대부분의 피험자가 노트필기를 포함하여 여러 가지 효과적인 주의집중 전략을 사용하고 있었으나, 저집중-저성과 집단에서 상대적으로 비효과적인 다양한 주의집중 전략을 활용하고 있었다. 그리고 모든 피험자들은 시선추적 기법의 교육 현장 활용에 대해 전반적으로 긍정적인 의견을 제시하였다.
요컨대, 이 연구는 시선추적 기법을 활용하여 멀티미디어 학습 자료의 특성이 대학생의 주의집중에 미치는 영향을 실증적으로 검증하였다는 데 의의가 있다. 다만 이 연구에서 사용한 실험설계가 단일 시점의 초기 반응만을 측정하였으므로 대학교에서의 실제 원격 수업 맥락을 완전히 반영하기에는 제한점이 있었다. 따라서 향후 연구에서는 학습 시간 경과에 따른 주의집중 변화 양상을 체계적으로 분석할 수 있는 다중 시점 기반의 연구가 필요하다.

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학습은 새로운 정보를 기존 지식 구조와 통합하여 정교화하는 고차원적 인지 과정이며, 주의집중은 정보의 조직 및 통합을 가능하게 하는 핵심 요소이다. 그러나 교육 현장에서는 학습 전후...