공학교육을 위한 가상현실의 적용 가능성과 노력

한형종,Han, Hyeong-Jong 한국공학교육학회 2020 공학교육동향 Vol.27 No.1

면대면과 실시간 온라인 환경이 통합된 하이브리드 수업의 효과적 운영을 위한 요소 탐색: 초등교사의 경험을 중심으로

한형종,Han, Hyeong Jong 국제문화기술진흥원 2022 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.8 No.6

The purpose of this study was to explore which factors should be considered mainly in operating hybrid learning in which offline and synchronous online environments are integrated in elementary education. Using qualitative data through interview and so on for 8 elementary school teachers with experience in operating hybrid learning, major consideration factors were identified. Before class, it is necessary to increase the level of understanding through concrete guidance or education for what the characteristics of hybrid learning are. The redesign of the environment including hardware and software technology is considered because the foundation was not established properly so that effective operation was difficult. In particular, based on the simultaneity and interactivity between the environments, activities which learners can connect and participate in the two environments should be considered. Further, design strategies to guide the operation of teaching and learning will be developed.

모바일 학습 자료에 대한 학습자 인식 분석

한형종(Hyeong-Jong Han) 한국콘텐츠학회 2020 한국콘텐츠학회논문지 Vol.20 No.3

본 연구는 모바일 테크놀로지를 통해 활용되는 학습 자료에 대해 학습자가 어떻게 인식하는지를 확인하는 목적을 지닌다. 이를 위해 다차원 척도 분석법을 활용하여 학습자가 어떻게 모바일 학습 자료의 유형을 구분하는지에 대한 인식을 탐색하였다. 또한, 의미 변별 척도법을 통해 학습자들이 기존 전통적인 학습 자료와 비교하여 볼 때, 모바일 학습 자료가 어떠한 특성을 지니고 있는지를 확인하였다. 연구 결과, 모바일 테크놀로지를 통해 활용되는 학습 자료의 유형에 대해 학습자는 ‘콘텐츠와의 상호작용성’과 ‘실재감’ 차원으로 구분하는 것으로 나타났다. 학습자들은 모바일 학습 자료가 기존 전통적 학습 자료보다 ‘활동적’, ‘학습자 중심적’, ‘다 감각적’, ‘흥미를 유발하는’ 특성을 지닌 것으로 인식하고 있음을 확인하였다. 본 연구는 다양한 모바일 학습 자료의 특성을 학습자 인식을 통해 경험적이고 종합적으로 확인한 의미를 지닌다. The purpose of this study is to identify how learners perceive mobile technology-based learning materials. For this purpose, two methods were utilized. Using multi-dimensional scale(MDS), it was identified that how learners perceive each type of learning materials using mobile technology. Through semantic differential scale(SDS), learners’ perception of the difference between mobile learning materials and existing traditional learning materials was analyzed. As a result, learning materials using mobile technology were classified into as follows : the dimension of interaction with the content; the sense of presence. Learners perceived that mobile learning materials had characteristics of active, learner-centric, multi-sensory, and stimulating interest. The significance of this study was to empirically and comprehensively investigate learners’ perception for the characteristics of various mobile learning materials.

가상현실(Virtual Reality)의 교육적 활용에 대한 예비교사 인식 분석

한형종(Hyeongjong Han),이가영(Gayoung Lee) 한국컴퓨터교육학회 2020 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.23 No.5

가상현실은 학습자의 능동적이고 적극적인 학습과 실감 체험을 가능하게 함으로써 학습자 중심 교육이 실현될 수 있도록 돕는다. 하지만 가상현실이 첨단 테크놀로지로서 학교현장에 도입되는 과정에서 가상현실을 활용하는 교사는 여러 어려움을 겪을 수 있다. 본 연구는 가상현실이 학교현장에 원활히 도입되어 운영될 수 있도록 앞으로 가상현실을 교육현장에 적용할 예비교사의 인식을 종합적으로 분석하고자 하였다. 이를 위해 예비교사 47명을 대상으로 기술통계, 의미 변별척도를 활용한 대응 표본 t 검증을 통해 가상현실 활용 교육에 대한 인식을 분석하였다. 연구 결과, 예비교사들은 가상현실 활용 교육이 무엇보다 현실에서 접근하기 어려운 학습 경험을 확장 시켜준다는 점에서 의미를 지니며 창의력과 문제해결력에 도움이 될 것으로 인식하고 있었다. 저해 요소로는 환경적 측면에서 교실에 적합한 기술이나 도구가 마련되지 않은 점과 신체적 건강 문제가 발생할 수 있다는 점을 확인하였다. 본 연구는 가상현실을 학교 현장에서 효과적으로 활용되기 위해 고려해야 할 기초 토대를 마련하였다는 점에서 의의를 지닌다. Virtual reality enables learner-centered education by facilitating active learning and sensory experience. However, in the process of introducing virtual reality into school, teachers who will utilize virtual reality may encounter various difficulties. The purpose of this study was to comprehensively analyze the perception of pre-service teachers who will apply virtual reality to educational field so that virtual reality can be adopted and operated at school. The perception on educational use of virtual reality was analyzed using descriptive analysis and corresponding sample t-test with semantic discrimination scales, targeting 47 pre-service teachers. As a result, it was found that the pre-service teachers recognized the usefulness of virtual reality-applied education because it could expand learning experience beyond reality and improve creativity and problem-solving ability. Regarding the inhibitory factors, they mentioned that there was no technology or tools suitable for the classroom environment. Also, it was identified that physical health risks could occur. This study was significant in that it laid the foundations to be considered in order to effectively utilize virtual reality in the school field.

대학 실시간 온라인 교육에서의 상호작용 요소 탐색과 수준 분석

한형종(Hyeong-Jong Han) 한국콘텐츠학회 2021 한국콘텐츠학회논문지 Vol.21 No.4

본 연구는 대학 교육에 있어서 실시간 온라인 교육의 상호작용 수준을 확인하고 상호작용적 요소가 무엇인지를 탐색하는 목적을 지닌다. 이를 위해 혼합연구 방법을 활용하였다. 연구 결과, 상호작용 수준에 대해 대학의 학습자들은 면대면 교육이 실시간 온라인 교육보다 상호작용이 효과적으로 이루어질 수 있다고 인식하였다. 실시간 온라인 교육은 비실시간 온라인 교육보다 교수자와 학습자, 학습자 간 상호작용이 보다 잘 이루어질 수 있다고 인식하고 있었다. 실시간 온라인 교육에서 상호작용에 영향을 미치는 요소로는 소그룹 활동과 스캐폴딩, 의사소통 통로의 다양화, 학습자 질문을 학습 내용에 통합 반영하는 것으로 나타났다. 실시간 온라인 교육에서 상호작용을 저해하는 요소에는 교수자와 학습자 간 느껴지는 거리감, 학습자 간 낮은 친밀감, 내용이나 지식 전달 중심의 교육, 비언어적 의사소통 정보의 제한, 안정적이지 못한 시스템이나 마이크의 잘못된 사용 등으로 나타났다. 상호작용 촉진을 위한 필요 요소로는 상호작용적 수업 활동 등이 제시되었다. 이상의 결과를 기반으로 상호작용이 보다 효과적으로 이루어지기 위해 어떠한 노력이 필요한지를 교수학습 방법과 활동, 도구 및 시스템, 환경 측면에서 제안하고자 하였다. The purpose of this study is to explore what are the interactive factors of synchronous online education in university and identify the level of interaction. This study used mixed research method. As a result of the interaction level, it was recognized that face-to-face education could be more interactive than synchronous online education. Synchronous online education could have better interactive between instructor and learner, and among learners than asynchronous online education. Factors which influencing the interaction were as follows: small group activities and scaffolding, diversification of communication channels and integration of learners question in learning content. Detrimental elements were distance felt between instructor and learners, low intimacy among learners, content-focused lecture, restrictions on non-verbal communication, unstable systems and misusing microphones. The necessary factors to promote interaction are planning interactive class activities, etc. Based on the results, it was to suggest what kinds of efforts are needed to make interaction more effective in terms of teaching and learning method & activity, tool & system, and environment.

대학 교육에서의 ChatGPT 통합 활용을 위한 수업 설계 전략 개발

한형종 ( Hyeongjong Han ) 인하대학교 교육연구소 2023 교육문화연구 Vol.29 No.4

본 연구는 대학 교육에 있어서 ChatGPT를 통합하여 활용하기 위한 수업 설계 전략을 개발하는 목적을 지닌다. ChatGPT의 교육적 활용에 대한 관심이 증가되고 있다. 하지만 이를 수업에 어떻게 활용하여 운영할 것인지에 대한 구체적인 안내는 미흡하다. 본 연구 목적을 달성하기 위해 설계·개발 연구 방법론을 활용하여 선행연구 고찰, 두 차례의 전문가 검토를 통해 최종적으로 수업 설계 전략을 도출한 후, ‘K’ 대학교 강좌에 적용 및 운영하여 학습자들의 반응을 확인하였다. 연구 결과, 차시 재구성 및 ChatGPT 활용의 주요 특징 안내, ChatGPT의 작동원리에 대한 이해교육, ChatGPT 도구의 활용이 지니는 양면에 대한 포괄적인 관점 형성, 학습지원을 위한 한 가지 도구로 인지 및 활용, ChatGPT 도구 기반의 실제적인 활동 수행을 통한 비판적 사고력이나 문제해결력 증진, ChatGPT 도구와의 효과적인 상호작용을 위한 질문생성, 발생할 수 있는 윤리적 문제에 대해 경각심 형성 총 일곱 개의 설계 전략에 포함되는 스물 아홉 개의 지침을 개발하였다. 본 전략을 적용한 수업에 대한 학습자 반응에 대한 분석 결과, 주요강점으로는 생성형 인공지능에 대한 개념 학습을 통한 도구의 효과적 활용 및 이해 촉진, 아이디어 비교 및 검토기반의 사고 확장, 질문생성 및 윤리적 활용에 대한 중요성 인식 등이 확인되었다. 개선점으로는 다양한 실제적 문제해결 과정을 통한 활동 강화, 창의적 질문생성의 접근 필요, 도구에 대한 의존도를 낮추기 위한 방안 고려 등이 제안되었다. 본 연구는 대학에서 ChatGPT를 어떻게 활용하여 수업을 운영할 것인지를 안내하는 처방적 접근으로서 실천적 의미를 지닌다. This study was to develop instructional design strategies for integrating and utilizing ChatGPT into higher education. Although interest in the educational uses of ChatGPT has continued to grow, specific guidelines on how to effectively utilize ChatGPT in the classroom have been lacking. To achieve the objective, design and development research methodology was employed involving literature analysis and two rounds of expert reviews. These strategies were then applied and implemented in a course at 'K' University, and the learners' responses were analyzed. The findings paved the way for the development of 7 design strategies including 29 guidelines: restructuring of sessions and providing guidance on the main features of ChatGPT usage, educating learners about the functioning principles of ChatGPT, fostering comprehensive perspectives on the nature of ChatGPT tool, perceiving and utilizing ChatGPT as a support tool for learning, enhancing critical thinking or problem-solving skills through practical activities, promoting effective interaction with ChatGPT through question generation, and being mindful of potential ethical issues. The analysis of the learners' responses revealed several strengths, and these include facilitating the understanding and use of tools through concept learning related to generative artificial intelligence, expanding thinking through idea comparison and evaluation, and increasing awareness of the importance of question generation and ethical use. Areas for improvement were identified, including strengthening activities through various authentic problem-solving processes, adopting a creative approach to question generation, and considering measures to reduce reliance on the tool. This study provides meaningful implications for the educational use of ChatGPT through a prescriptive approach to guide its practical implementation in higher education.

실시간 온라인 교육에서의 상호작용 촉진 설계 전략 탐색

한형종(Hyeongjong Han) 학습자중심교과교육학회 2022 학습자중심교과교육연구 Vol.22 No.8

목적 본 연구는 코로나-19 상황에서 운영되고 있는 실시간 온라인 교육에서의 상호작용을 촉진하는 설계 전략을 탐색하는 목적을 지닌다. 또한, 이를 수업에 적용한 후 학습자의 반응을 분석하고자 하였다. 방법 연구 목적을 위해 설계⋅개발 연구 방법론을 활용하였다. 이는 교수설계 측면에서 원리, 전략, 모형 등을 개발하여 구체적으로 수업을 안내하거나 처방을 하는 특성을 지닌다. 본 연구에서는 설계 전략의 개발과 타당화 과정이 이루어졌다. 선행연구 고찰과 두 차례의 전문가 검토를 통해 종합적인 설계 전략을 도출하고 이를 ‘K’ 대학교 교육대학원 한 강좌에 적용하여 학습자의 반응을 확인하였다. 결과 연구 결과, ‘상호작용적 분위기와 유대감 형성’, ‘기술적 도구를 활용한 현실감 및 실재감 증대’, ‘지속적인 의사소통’, ‘발화의 보조적 수단으로서 텍스트 기반의 상호작용’, ‘그룹 활동을 통한 내용 및 의견 상호 공유’, ‘학습자와 학습 내용, 경험의 연결’ 총 여섯 개의 설계 전략과 이에 포함되는 스물 여섯 개의 지침을 도출하였다. 학습자의 반응 중 주요 강점으로는 질문 등의 활용을 통한 교수자와 학습자, 학습자 간 지속적 의사소통과 상호작용 촉진, 수업 초기 단계에서의 라포 형성을 통한 친밀감 및 긍정적 참여 동기 함양, 학습 내용과 경험에 대한 연계 등이 확인되었다. 주요 개선점으로는 의사소통 통로의 다양화, 동영상 자료 활용 시 사전 제공, 일부 대면 수업을 활용하는 블렌디드 러닝을 통한 유대감 형성 강화 등이 제안되었다. 결론 본 연구는 기존 면대면 교육이나 이러닝과 같은 비실시간 온라인 교육과 달리 화상회의 시스템의 기술적 도구를 활용하는 실시간 온라인 교육에서 상호작용을 촉진하는 방안을 종합적으로 제시하여 처방을 하였다는 점에서 의의를 지닌다. Objectives This study was to explore design strategies that facilitate interaction in synchronous online education operating in COVID-19 pandemic situation. Also, it was to analyze the learner s responses. Methods For the purpose of this study, design and development research methodology was utilized. It has the characteristic of guidance or prescription by developing principles, strategies, and models in terms of instructional design. In this study, the processes including development and validation for design strategies were carried out. Comprehensive design strategies was derived through literature review and experts’ review. After applying them to the class of the graduate school of educaion, the responses of five learners were analyzed. Results There were six design strategies including twenty-six guidelines as follows: ‘Building interactive atmosphere and rapport’, ‘Increasing sense of reality and presence using technical tools’, ‘Continuous communication’, ‘Text-based interaction as an auxiliary means of speech’, ‘Mutual sharing opinions through group activities’, ‘Connection of learner and learning content & reality experience’. The major strengths include promotion of interaction based on continuous communication using questions, fostering positive learning motivation and intimacy through forming rapport in the early stage, integration of the learning contents and experiences. As major improvement, diversifying communication channels, providing video materials including practical knowledge and skill in advance, and strengthening the bond through blended learning including a few face-to-face classes were suggested. Conclusions Unlike the face-to-face or asynchronous online education such as e-learning, this study was significant in that it comprehensively suggested and prescribed ways to promote interaction in synchronous online education using the technical tools of the video conferencing system

가상현실 기반 교육용 시뮬레이션 설계원리 개발

한형종 ( Hyeongjong Han ),임철일 ( Cheolil Lim ) 한국교육공학회 2020 교육공학연구 Vol.36 No.2

본 연구는 가상현실 기반 교육용 시뮬레이션을 최적의 상태로 구현하기 위한 설계원리를 도출하고 이를 검증하는 목적을 지닌다. 미래 사회에서 요구하는 역량을 보다 효과적으로 향상시키기 위해 현장성을 반영한 교육 필요성이 강조되고 있다. 교육이나 훈련이 필요하지만 위험이나 제약 없이 다양한 맥락에서 사용자의 학습 경험을 확장할 수 있는 방안으로 가상현실을 고려해 볼 수 있다. 하지만 가상현실이 지닌 특성과 요소를 고려하여 보다 효과적인 교육용 시뮬레이션이 구현될 수 있음에도 불구하고 이에 대한 종합적인 안내와 처방을 제시한 연구는 미흡하다. 본 연구 목적을 달성하기 위하여 선행연구 검토, 전문가 면담, 전문가 타당화, 프로토타입의 개발과 이에 대한 사용자 반응을 분석하는 설계·개발 연구 방법을 활용하였다. 연구 결과, ‘맥락적 시나리오’, ‘시뮬레이션 행위 유발성’, ‘실제적 활동 및 반응’ 총 세 가지의 구성요소를 기반으로 현실 문제 부합성의 원리, 가상현실 기술 적합성의 원리, 현실 환경 유사성의 원리, 구조 계획의 원리, 전문가 접근구현의 원리, 활동 전개의 구성 원리, 단순-복잡의 진행 원리, 가상 인식의 원리, 조작 및 선택의 현실성 원리, 정보 제공의 원리, 사고 촉진의 원리, 반성적 성찰의 원리 총 열두개의 설계원리를 도출하였다. 이를 적용한 프로토타입을 개발하고 사용자 반응을 분석한 결과, 주요 강점으로는 ‘사전 훈련 혹은 연습 기회 제공을 통한 내용 체화 촉진’, ‘현실에서 발생하는 상황이나 반응 등의 반영으로 현실과 유사한 경험으로 인식’, ‘시뮬레이션 활동과 제스쳐로 인한 실제적 역동성’ 등이 제시되었다. 약점을 고려한 개선점 측면에서는 ‘제스쳐의 다양화와 표정 변화 반영’, ‘현장에서 발생하는 환경적 소리 반영’ 등이 제안되었다. The purpose of this study was to develop the design principles for optimized design of virtual reality based educational simulation. The educational approaches considering authentic context need to more effectively improve the competency for the future. Virtual reality can be considered as a way to extend the users’ learning experience in various contexts where education or training is required but no risks or little constraints. Although educational simulation can be implemented more effectively in consideration of the characteristics of virtual reality, there is a lack of research on comprehensive prescriptions. Using design and development research method including literature review, analysis of experts’ opinions, and experts’ review, this study derived design principles. After that, a prototype was developed and the responses of five users were analyzed. As a result, the components of contextual scenario, affordance in the simulation, and user activity and response were derived. Based on these components, twelve design principles were as follows: matching authentic problems in reality; judgement suitable for VR technology; similarity to real environment; structural planning; implementing the professional approach; conceptualizing deployment of simulation activity; simple to complex process; virtual recognition; the same operation and selection as reality; providing information; promoting thinking of simulation activity; reflection on the whole simulation. The main strengths were ‘promoting the embodiment’, ‘recognizing the reality-like experience by reflecting the situation or reaction’, ‘increasing the perception of dynamics’. For major improvement, diversification of gestures, reflection of facial expressions and applying ambient sound in the field were suggested.

대학 ChatGPT 활용 교육 운영을 위한 교수자 역할 탐색

한형종(Hyeong-Jong Han) 한국디지털콘텐츠학회 2024 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.25 No.2

3차원 가상현실 환경에서의 감성 유발 화면 구성 요소에 대한 사용자 인식 분석 연구

한형종(Hyeong-Jong Han) 한국콘텐츠학회 2018 한국콘텐츠학회논문지 Vol.18 No.7

다양한 정보통신기술의 발달로 인하여 기존 이러닝 등의 2차원적 학습 콘텐츠 한계를 극복할 수 있는 한 가지 방안으로 3차원적 가상현실 활용 가능성에 대한 모색이 이루어지고 있다. 특히 가상현실에서의 화면 구성은 학습에 직·간접적으로 영향을 미치는 감성을 유발할 수 있는 가능성을 지닌다. 하지만 화면의 어떠한 측면이 감성을 유발하는지에 대한 연구는 미흡하다. 본 연구는 감성을 유발할 수 있는 가상현실 학습 환경에서의 화면 구성 요소에 대한 사용자 인식을 분석하는 목적을 지닌다. 대표적인 가상현실 학습 환경 플랫폼 주요 화면에 대한 사용자의 인식을 확인하기 위해 다차원척도(Multi Dimensional Scaling, MDS)분석법을 활용하였다. 연구 결과, 사용자는 화면에서의 공간의 깊이 차원과 아바타 등의 움직임에 해당하는 역동성 차원에서 감성을 유발할 수 있다는 점을 확인하였다. 본 연구는 가상현실에서의 화면 요소 중 감성을 유발할 수 있는 기술적 변인을 탐색해 보는데 의의를 지닌다. With the development of information and communication technology, the possibility of utilizing 3D virtual reality in education has been sought. Especially, the screen composition in the virtual reality has the possibility of inducing the emotion of the user which may affect the learning. However, there is little research on what aspects of the screen can cause emotions. The purpose of this study is to analyze the users perception of screen components inducing emotion in virtual reality learning environment. Using Multi Dimensional Scaling (MDS), the users perception of the main screen in a representative virtual reality learning environment platform was investigated. As a result, the dimension of depth on the screen and the dynamics of the avatar related to the movement were confirmed. This study is meaningful to explore technical variables that can induce emotions among screen elements in virtual reality contents.