증강현실 기반 콘텐츠 활용 수업의 효과성 분석

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

As the study with a purpose of generalizing instruction using contents based on augmented reality to elementary school class lessons, it sought to verify the 'an effect of instruction using contents based on augmented reality.' Accordingly, it sought to provide detailed information on the differences in the aspects of the students' learning concentration level, activeness, requirement variable, lesson atmosphere and interaction by analyzing in depth of the learning activities of the students that utilize contents based on augmented reality breaking away from the existing analysis that centers on teachers. And using these information as the basis, this study sought to analyze the effectiveness being revealed when applying contents based on augmented reality related to the science lessons among the course subjects for elementary school students.
This study was conducted from April to September, 2008 by selecting 10 students each from the two classes that display similar learning levels among the fifth- and sixth-grade classes in A Elementary School in Busan as the experimental group and control group.
To verify the hypothesis set for this study, first, the academic accomplishment test that was conducted by Ministry of Education in March, 2008 was conducted as a pretest to measure the identities of the two groups for the group that will implement the lessons that utilize contents based on augmented reality and the group that will implement traditional lessons, and, after conducting the lessons according to the groups, a self-developed checklist and computer program were used to analyze the learning concentration level, activeness in learning participation, learning activity requirement variable, lesson atmosphere and (definitive, cognitive, meta-cognitive) interactions as the post-test.
The summary of the conclusions revealed through this study is as follow.
First, the learning concentration level was revealed to have no statistically significant differences between the two groups, and the fact that using contents based on augmented reality contributes in increasing the learning concentration level has been found.
Second, the learning participation was revealed to be higher in the group that utilized contents based on augmented reality compared to the traditional group. However, the aspect of behavioral activeness revealed to have high frequency but not statistically significant.
Third, although the learning activity requirement variable revealed to be relatively evenly distributed in the overall learning activities for the group that utilized contents based on augmented reality, the traditional group revealed to have emphasized more than half of the learning activities in teacher led learning activities. Therefore, the fact that utilizing contents based on augmented reality promote various activities for the learner was found.
Fourth, the lesson atmosphere was reveal to have significant difference in the group that utilized contents based on augmented reality in creativity, vitality, accuracy and amiability compared to the traditional group, and, among them, the scored for the area of creativity was revealed to be the highest.
Fifth, the definitive interaction revealed to be actively occurring in the group that utilizes contents based on augmented reality. Therefore, it has been found that definitive interactions actively occur in the group that utilized contents based on augmented reality since active knowledge acquiring activities occur through the self forming and operating of small groups in the learning processes of the learners in the group that utilized contents based on augmented reality compared to the traditional lesson.
Sixth, the cognitive interaction was revealed to be active in both groups, and there was no difference in the frequency between the groups. Therefore, the utilization of contents based on augmented reality did not reveal any differences in the aspect of cognitive interaction compared to the traditional group.
Lastly, the meta-cognitive interaction did not reveal a big difference between the two groups. However, the frequency of proactive presentations of the learners was revealed to be higher in the group that utilized contents based on augmented reality. Therefore, the utilization of the contents based on augmented reality did not reveal any difference in the aspect of meta-cognitive interaction compared to the traditional group.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 증강현실 기반 콘텐츠를 초등학교 교실수업에 일반화하기 위한 연구로서 ‘증강현실 기반 콘텐츠 활용 수업의 효과성’을 검증하고자 하였다. 이를 위해 기존 교사중심의 분석에서 탈피하여 증강현실 기반 콘텐츠를 활용하는 학생의 학습활동을 심층적으로 분석하여 학생의 학습 집중도, 능동성, 소요 변인, 수업분위기, 상호작용 면에서는 어떤 차이가 있는지에 대한 구체적인 정보를 제공하고자 하였다. 그리고 이러한 정보를 기초로 하여 본 연구에서는 초등학교 학생을 대상으로 하는 교과 중 과학수업에 관련해 증강현실 기반 콘텐츠를 적용하였을 때 나타나는 효과성에 대해 분석하고자 하였다.
본 연구는 2008년 4월부터 9월까지 진행되었으며, 부산의 A초등학교 5, 6학년 학급 중 비슷한 학습 수준을 나타내는 두 개 학급에서 각각 10명의 학생을 실험집단과 통제집단으로 나누어 연구를 실시하였다.
연구를 위해 설정한 가설을 검증하기 위해 우선 증강현실 기반 콘텐츠를 활용한 수업을 수행 할 집단과 전통적 수업을 수행 할 집단을 대상으로 두 집단의 동질성을 측정하기 위한 사전검사를 2008년 3월 교육부에서 실시하는 학업성취도 검사를 사용하여 실시하였으며, 각 집단에 맞게 수행하고자 하는 수업을 실시한 후 사후검사는 학습 집중도, 학습 참여의 능동성, 학습활동 소요 변인, 수업분위기, 상호작용(정의적, 인지적, 초인지적) 분석을 위해 자체 개발된 체크리스트와 컴퓨터 프로그램을 사용하여 실시하였다.
본 연구를 통해 나타난 결론을 요약하면 다음과 같다.
첫째, 학습 집중도는 두 집단 간에 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 밝혀졌으며, 증강현실 기반 콘텐츠의 활용은 학습 집중도를 높이는 데 기여하는 것을 알 수 있었다.
둘째, 학습 참여도는 증강현실 기반 콘텐츠를 활용한 집단이 전통적 집단에 비해 높게 나타났다. 하지만 행동적 능동성의 측면에서는 횟수는 높으나 통계적으로 유의미하지는 않았다.
셋째, 학습활동 소요 변인은 증강현실 기반 콘텐츠를 활용한 집단의 경우 전(全) 학습활동이 비교적 고루 분포되어 있으나, 전통적 집단은 수업의 절반 이상을 교사주도의 학습활동에 편중되어 진행한 것으로 나타났다. 따라서 증강현실 기반 콘텐츠의 활용은 학습자의 다양한 활동을 촉진한다는 것을 알 수 있다.
넷째, 수업분위기는 증강현실 기반 콘텐츠를 활용한 집단에서 창의성, 활기성, 치밀성, 온화성의 전(全) 영역이 전통적 집단에 비해 유의미한 차이가 나타났으며, 그 중 특히 창의성 영역의 점수가 가장 높게 나타났다.
다섯째, 정의적 상호작용은 증강현실 기반 콘텐츠를 활용한 집단에서 활발히 일어난 것으로 나타났다. 따라서 전통적 수업에 비해 증강현실 기반 콘텐츠를 활용한 집단의 경우 학습자들이 학습을 진행함에 있어 모둠을 구성하여 스스로 조작을 하는 활동이 일어나면서 능동적인 지식습득이 이루어지기 때문에 증강현실 기반 콘텐츠를 활용한 집단에서 정의적 상호작용이 활발히 일어난 것을 알 수 있다.
여섯째, 인지적 상호작용은 두 집단에서 활발히 일어났으며, 집단 간 빈도의 차이는 나타나지 않았다. 따라서 증강현실 기반 콘텐츠의 사용은 인지적 상호작용 측면에서 전통적 집단과 차이가 나타나지 않았다.
마지막으로, 초인지적 상호작용은 두 집단 간의 큰 차이가 나타나지 않았다. 하지만 학습자들의 자발적인 발표 횟수는 증강현실 기반 콘텐츠를 활용하는 집단에서 더 많이 관찰되었다. 따라서 증강현실 기반 콘텐츠의 사용은 초인지적 상호작용측면에서 전통적 집단과 차이가 나타나지 않았다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구문제 및 가설설정 4
• 3. 용어의 정의 5
• 4. 연구의 제한점 7
• Ⅱ. 이론적 배경 8
• 1. 증강현실이란 8
• 2. 증강현실 기반 콘텐츠 적용사례 12
• 3. 수업분석 수행 방향 소개 15
• 4. 선행 연구 분석 26
• Ⅲ. 연구 방법 31
• 1. 연구 대상 31
• 2. 실험 설계 31
• 3. 연구 절차 32
• 4. 측정 도구 및 절차 38
• Ⅳ. 연구 결과 44
• 1. 학습 집중도 총괄 분석 44
• 2. 학습 참여의 능동성 분석 44
• 3. 학습활동 소요 변인 분석 45
• 4. 수업분위기 분석 47
• 5. 상호작용 분석 48
• Ⅴ. 결론 및 논의 49
• * 참고문헌 55