디지털교과서 사용자 인터페이스 디자인을 위한 흥미요소 분석 : 학습동기와의 관계를 중심으로 = Analysis on interest factors for user interface design of digital textbook : focused on the relationship with learning motivation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

'The paper book is dead.' This sentence is said by professor Nicholas Negroponte in a conference under the theme of 'Future of Technology' in August, 2010. He expected that the paper age would soon end and newspaper would disappear within next 5 years. Like reflecting such stream of times, Korean government recently declared the introduction of digital textbook in all elementary, middle and high schools in Korea until 2015 as well as the smart-education strategies. However some in the educational filed express some worries about the declaration, because several problems as much as benefits from the smart educational environment are anticipated.
In this time, this study recognized the need of systemic research about digital textbooks, and focused the interest factors in terms of digital textbook user interface. Interesting learning experience improves the learner's learning motive, and influences his/her future learning goals, leading to some educational achievements. This study was conducted through mainly two courses. The first course, the main purpose of this study, was to explore the matter of user interface from the perspective of UX(user experience) design, and to systematically construct the interest factors for the digital textbook user interface design. The second course was to verify the structured interest factors' positive influence on the learner's learning motive, and to investigate the structured interest factors' educational meanings in terms of the user interface design.
For the first course, this study drew out necessary interest factors for a digital textbook through the literature review and the expert Delphi method and conceptualized the factors. This study investigated the concepts and kinds of interest which have been discussed from Herbart's theory, Dewey's theory to the modern interest theory through long history, and based them to set necessary interest factors for the digital textbook user interface. To collect deeper and more various factors in the step drawing out the digital textbook UI interest factor based on the literature review, the investigator intensively discovered interest factors for the digital textbook UL through the interview with expert panels.
Meanwhile, it needs researches to recognize and systematically analyze the strengths and the weaknesses of digital textbook UI currently being utilized in order to raise the digital textbook using learner's safety and the digital textbook's successful establishment. For this purpose, this study compared, analyzed the UI factors(user experience factors) from the operation report of current digital textbook researching school and the data based on the digital textbook UI experts' evaluation. From the comparison and analysis, this study set the draft of interest factors for the digital textbook UI. Based on this draft, the investigator produced a semi-open questionnaire and conducted the expert Delphi survey for 3 times targeting academic experts and practical experts. And the investigator classified the interest factors of digital textbook UI from the survey results into 7 factors: 'empirical interest factor', 'sympathetic interest factor', 'aesthetic interest factor', 'manipulative interest factor', 'cognitive interest factor', 'intellectual interest factor', and 'social interest factor'. And the investigator evaluated the importances of each interest factor and its sub items using the 5-point Lickertis scale. Through the above courses, this study manipulated the interest factors and completed to correct and complement detail items through experts' final check.
Following the first research course modelling the interest factors in the digital textbook, the investigator tried to find out the relationship between the digital textbook users' perceiving interests and the learning motive based on the interest factors drawn out of the second research course. To set the research targets for achieving the purposes of study, the investigator conducted the survey around the elementary schooler group and the middle schooler group who are main user groups of future digital textbooks, and researched about the digital textbook's differences in the both groups and its influences on the both groups' learning motive. ①The investigator researched about what interest factors were differently perceived by learners according to the classification of elementary/middle school grades. ②The investigator researched about what interest factors were differently perceived by learners according to the use or not of current digital textbooks. ③ The investigator verified the digital textbook users' perceived interest's positive influence on the learning motive.
The research questions for this study are summarized as follows.
[Research Question 1] What interest factors are there for the digital textbook user interface, and how must they be manipulated?
[Research Question 2] Is any difference among the interest factors perceived by learners according to their experience or not about current digital textbooks?
[Hypothesis] The interest level perceived by learners who experienced current digital textbooks will be higher than the learners not experiencing such textbooks.
[Research Question 3] According to the difference between elementary and middle school grades, are there any difference among the interest factors perceived by learners.
[Hypothesis] The learners' perceived interest levels in the elementary schooler group will be higher than that of middle schooler group.
[Research Question 4] Does the learner's perceived interest factor positively influence on the learning motive?
[Hypothesis] The learner's perceived interest factor will positively influence on the learning motive.
The research results of above research questions are summarized as follows.
Concerning the [research question 1], as mentioned above, the 7 interesting factors were drawn out from the literature review and the expert Delphi method, and the concepts could be manipulated.
Concerning the [research question 2], the investigator conducted the t-test on independent samples, and found the result that current digital textbook experiencing learner's interest factor levels were generally higher than those of non-experiencers. As seen in the above theoretical background, this result can be interpreted as that the interest is created from the relationship between individual and an object and specific contact with digital textbooks influences on learner's direct interest, that is the user's perceived interest.
To verify the [research question 3], the investigator also conducted the t-test on independent samples, and found the result that elementary schooler group's interest factor levels were higher than those of middle schooler group, so there was some significant difference between the both groups. It can be interpreted that these results support Dewey' interest theory that interest types have their unique development stages according to a man's growth steps. Teenager period is the period that social and theoretical interests become higher due to altruistic, intellectual demands. Child period which is immature in the interest development stage shows higher interest in instrumental interest enabling to manipulate by hand. From the perspective seeing the digital textbook as a kind instrument for learning, it may be interpreted that the elementary schooler group show high interest in manipulating instruments.
To find out the digital textbook-using learner's perceived interest factors' influence on the learning motive suggested by [research question 4], the investigator conducted the hierarchical regression analysis which controlled subjects' individual characteristics. As the result of analysis, as the computer use time was lower, the learning motive was higher, and the male students' learning motive was higher than that of female students. Among the sub factors of learning motive, the attention factor was higher in students with better academic scores and in higher grade (middle schoolers> elementary schoolers). The relevance was also higher than higher-grade students. Concerning the interest factors' influence on learning motive, the main issue of [research question 4], it was found that the 4 interest factors among the all 7 factors drawn from this study positively (+) influenced on the learning motive. The 4 influencing factors are the cognitive interest factor, the sympathetic interest factor, the aesthetic interest factor, and the intellectual interest factor. Over 4 factors of the all drawn interest factors were found to influence on the learning motive, so the hypothesis of [research question 4] insisting that learner's perceived interest factor in the digital textbook user interface would influence on the learning motive was selected. These results have significant meaning in that the educational values of interest factors drawn from this study were identified.
By doing so, this study's research questions and each hypothesis were verified.
What the investigator insists through this study is about dealing more fundamental aspect in the user interface design, and about focusing on the matter of user's experience in the user interface filed which emphasized the usability. Bonsipe(2003, p. 56) expressed that a design is a special-shaped innovation activity focusing on the user group's matter, and the design seen from the conceptual aspect of concerns about the users is the point meeting with a kind of ethics. Sympathizing his opinion that positioning the design in the inside of man's effective behavior field instead the traditional interpretation regulating the design as 'shape', 'function', and 'style', the investigator also tries not to stay the interface design's role in visual borders like decoration, stimulants and cosmetic techniques. That is, the investigator tries to understand the matter of interface design as the course of thought and cognition dealing with the user group's experience matter going out of the attitude paying attention on only the usability aspect or aesthetic aspect like appearance or shape.
In dealing with the matter of digital textbook user interface design, this study tried to draw out the results through the most systematic, scientific research methods like the users' experiences, the experts' opinions, and the connection with previous studies. This study course is meaningful in that it suggests a fundamental, basic frame in an aspect of UX design by constructing the interest factors in terms of digital textbook user interface design. And this study has an educational meaning in that the drawn interest factors' positive influences on the learning motive could predict meaningful influence on future school achievement.
The digital textbook interface is both the channel for learners to approach to the textbook contents and relevant materials and the communication space where the learners and the teachers meet. Designing some interesting interfaces at designing the digital textbook interfaces is important because such designs should effective deliver the educational contents and should consider their educational meaning of learning filed where teachers and students meet and exchange their opinions.

국문 초록 (Abstract)

‘종이책은 죽었다’ 이 말은 2010년 8월 ‘테크놀러지의 미래’를 주제로 한 컨퍼런스에서 니콜라스 네그로폰테 교수가 한 말이다. 그는 종이 시대가 곧 막을 내릴 것이고 종이 신문도 5년 안에 곧 사라질 것으로 전망하였다. 이러한 시대적 흐름을 반영이라도 하듯 정부는 최근 스마트 교육 추진전략과 함께 2015년까지 전국의 초‧중‧고교에 디지털교과서를 도입하겠다고 발표하였다. 그러나 이러한 발표에 대하여 교육계 일부에서는 우려를 표명하고 있다. 스마트 환경의 혜택 못지않게 여러 문제점들이 예상되기 때문이다.
본 연구는 이러한 시점에서 체계화된 디지털교과서 연구의 필요성을 느끼고 디지털교과서 사용자 인터페이스에 있어 흥미요소에 집중하였다. 흥미 있는 학습경험은 학습자의 학습동기를 향상시키고 향후 학습목표에도 영향을 주어 교육적 성과를 거둘 수 있기 때문이다. 본 연구는 크게 두 가지 과정을 거쳐 진행되었다. 첫 번째 과정은 본 연구의 주된 목적으로 사용자 인터페이스의 문제를 경험디자인의 관점에서 조명하고자 하는 것으로서 디지털교과서 사용자 인터페이스 디자인을 위한 흥미요소를 체계적으로 구조화 하는데 있다. 두 번째 과정은 구조화된 흥미요소가 학습자의 학습동기에 미치는 긍정적 영향에 대하여 검증하고자 하는 것으로 사용자 인터페이스 디자인에 있어 구조화된 흥미요소의 교육적 의의를 살피고자 하는데 있다.
첫 번째 연구단계를 위하여 본 연구에서는 문헌연구와 전문가델파이 방법을 통하여 디지털교과서에 필요한 흥미요소를 도출하고 개념화하였다. 헤르바르트와 듀이로부터 현대의 흥미 이론에 이르기까지 오랜 역사를 통해 논의되어왔던 흥미에 대한 개념과 유형을 파악하여 디지털교과서 사용자 인터페이스에 필요한 흥미의 요소를 마련하는데 기초로 삼았다. 문헌연구들을 바탕으로 디지털교과서 UI 흥미요소를 도출하는 과정에서 보다 심도 있고 다양한 요소들을 수집하기 위하여 전문가위원들과의 면접을 실시하여 디지털교과서 UI를 위한 흥미요소 전반을 심층적으로 발굴하였다.
한편 디지털교과서를 사용하는 학습자들의 만족감을 높이고 성공적인 정착을 이루기 위해서는 현재 활용 중인 디지털교과서 UI의 장단점을 파악하고 체계적으로 분석하는 연구가 필요하다. 이에 현행 디지털교과서 연구학교 운영보고서에서 추출한 사용자 경험요소와 디지털교과서 UI 전문가 평가준거자료를 비교·분석하여 디지털교과서 UI를 위한 흥미요소 초안을 마련하였다. 이 초안을 바탕으로 반개방형 설문지를 작성하여 학계전문가와 실무전문가를 중심으로 3회에 거쳐 전문가델파이 설문을 실시하였다. 이 과정을 통하여 디지털교과서 UI에서의 흥미요소를 ‘경험적 요소’, ‘공감적 요소’, ‘심미적 요소’, ‘조작적 요소’, ‘인지적 요소’, ‘탐구적 요소’, ‘사회적 요소’의 7가지 요소로 분류하였고 각 흥미요소와 하위문항에 대하여 5점 리커트 척도를 사용하여 중요도를 평정하였다. 이상의 과정을 통하여 본 연구에서는 디지털교과서 UI를 위한 흥미요소를 조작화하고 전문가들의 최종 점검을 거쳐 세부 항목의 수정과 보완 작업을 마쳤다.
디지털교과서에서 흥미요소를 모델화하는 첫 번째 연구과정에 이어 두 번째 연구 단계에서는 도출된 흥미요소를 바탕으로 디지털교과서 사용자들의 지각된 흥미와 학습동기와의 관계를 밝히고자 하였다. 연구목적 달성을 위한 연구대상 선정에 있어 미래의 디지털교과서 주 사용자층인 초등학생 집단과 중학생 집단을 중심으로 설문조사를 실시하였고 다음과 같이 집단 간 차이와 학습동기에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. ①초/중학생 학년구분에 따라 학습자가 다르게 지각하는 흥미요소에 대하여 살펴보았다. ②현행 디지털교과서의 이용경험 여부에 따라 학습자들이 다르게 지각하는 흥미요소에 대하여 조사하였다. ③디지털교과서 사용자들의 지각된 흥미가 학습동기에 미치는 긍정적 영향에 대하여 검증하였다.

본 연구를 위한 연구문제는 다음과 같이 정리된다.
[연구문제 1] 디지털교과서 사용자 인터페이스를 위한 흥미의 구성요소는 무엇이며 어떻게 조작화해야 하는가?
[연구문제 2] 현행 디지털교과서 경험여부에 따라 학습자의 지각된 흥미의 요소 간 차이가 발생하는가?
[가설] 현행 디지털교과서를 경험한 학습자의 지각된 흥미가 경험하지 않은 학습자 보다 높게 나타날 것이다.
[연구문제 3] 초등학교와 중학교 학년 간 차이에 따라 학습자의 지각된 흥미의 요소 간에는 차이가 발생하는가?
[가설] 초등학생 집단이 중학생 집단에 비하여 학습자의 지각된 흥미가 높게 나타날 것이다.
[연구문제 4] 학습자의 지각된 흥미요소는 학습동기에 어떤 영향을 미치는가?
[가설] 학습자의 지각된 흥미요소가 학습동기에 긍정적 영향을 미칠 것이다.

각 연구문제에 대한 연구결과는 다음과 같이 정리되었다.
[연구문제 1]은 앞서 첫 번째 단계에서 기술한 바와 같이 문헌연구와 전문가델파이 기법을 통해 7가지 흥미의 요소를 도출하였고 그 개념들을 조작화 할 수 있었다.
[연구문제 2]는 독립표본 t-검정을 실시하여 결과를 도출하였고 그 결과 현행 디지털교과서 경험자의 흥미요소가 비경험자의 흥미요소에 비하여 대체로 높게 나타나는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 이론적 배경에서 살펴본 바와 같이 흥미의 발생이 개인과 대상과의 관계에서 비롯되며 디지털교과서의 구체적 접촉이 많은 학습자의 경우 직접적 흥미에 영향을 주어 사용자의 지각된 흥미에 영향을 미쳤다고 해석할 수 있다.
[연구문제 3]의 검증에 있어서도 독립표본 t-검정을 실시하였고, 그 결과 초등학생 집단의 흥미요소가 중학생 집단의 흥미요소보다 높게 나타나 집단 간 유의미한 차이를 보이는 것으로 조사되었다. 이러한 결과는 인간의 성장과정에 따라 흥미 유형이 특징적인 발달단계를 보인다는 듀이의 흥미 이론을 뒷받침하는 결과라고 해석할 수 있다. 청소년기는 이타적·지적 요구에서 비롯되는 사회적·이론적 흥미가 높아지는 시기이고 흥미 발달단계에 있어 아직 미성숙한 아동기는 손으로 조작이 가능한 도구적 흥미에 보다 높은 관심을 나타내는 것으로 볼 수 있다. 디지털교과서를 학습을 위한 일종의 도구라는 관점에서 보았을 때 발달 단계에 있어 초등학생 집단에서 도구의 조작에 보다 높은 흥미를 나타내는 것으로 해석할 수 있다.
[연구문제 4]의 디지털교과서를 이용한 학습자의 지각된 흥미의 요소가 학습동기에 미치는 영향을 알아보기 위해 조사대상자의 개인적 특성을 통제한 위계적 회귀분석을 실시하였다. 그 결과 컴퓨터 이용시간이 낮을수록 학습동기가 높으며, 남학생이 여학생보다 학습동기가 더 높다는 것을 알 수 있었다. 학습동기의 하위 요인 중 주의력 요인에 있어서는 성적이 높고 학년 구분이 높을수록(중학생이 초등학생보다) 높게 나타났고, 관련성에 있어서도 학년 구분이 높을수록 관련성이 높은 것으로 나타났다.
[연구문제 4]의 주된 문제인 흥미요소가 학습동기에 미치는 영향에 있어서는 본 연구를 통해 도출된 7가지 흥미요소 중에서 4가지가 학습동기에 정(+)의 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 4개의 영향요인은 각각 인지적 요소, 공감적 요소, 심미적 요소, 탐구적 요소이다. 도출된 흥미요소의 절반 이상이 학습동기에 영향을 미치는 것으로 나타나 디지털교과서 사용자 인터페이스에서 학습자의 지각된 흥미요소가 학습동기에 영향을 미칠 것이라는 [연구문제 4]의 가설이 채택되었다. 이러한 결과는 연구과정을 통해 도출한 흥미요소의 교육적 가치를 확인하였다는 점에서 큰 의의를 갖는다. 이로써 두 가지 과정에서 진행된 본 연구의 연구문제와 가설을 모두 검증하였다.

이러한 연구과정을 통하여 주장하고자 하는 바는 사용자 인터페이스 디자인의 문제에 있어서 사용성이 우선시되어 왔던 사용자 인터페이스 분야에 있어 보다 근원적인 측면으로써 사용자 경험에 관한 문제에 초점을 모으고자 하는데 있다. 기 본지페(Gui Bonsipe)는 디자인은 사용자 집단의 문제에 주목하는 특수한 형태의 혁신 행위이며, 사용자에 대한 배려(concerns)라는 개념의 측면에서 디자인은 일종의 윤리학과 만나는 지점이라고 표현하였다. 디자인을 ‘형태’, ‘기능’, ‘스타일’이라고 규정하는 전통적인 해석 대신 디자인을 인간의 효과적 행위의 영역 내부에 위치시키는 편이 더 유리할 것이라는 그의 설득력 있는 주장에 공감하며 본 연구에서도 인터페이스 디자인의 역할이 치장, 자극제, 화장술과 같이 시각적인 테두리 안에 머무르는 것을 경계하고자 한다. 즉, 인터페이스 디자인의 문제를 외관이나 형태와 같은 미적 측면에서만 다루거나 혹은 사용성의 측면에서만 관심을 갖는 태도에서 벗어나 사용자 집단의 경험의 문제를 다루는 사유와 인식의 과정으로 이해하고자 한다.
본 연구는 디지털교과서 사용자 인터페이스 디자인의 문제를 다루는데 있어 사용자 경험과 전문가의 의견, 선행연구와의 접목 등을 통해 최대한 체계적이고 과학적인 연구방법을 거쳐 결과를 도출하고자 하였다. 이러한 과정은 디지털교과서 사용자 인터페이스 디자인에 있어 흥미요소를 구조화함으로써 경험디자인의 한 측면에서 근본적이고도 기초적인 틀을 제시하는 데 의의가 있다. 또한 도출된 흥미요소가 학습동기에 미치는 긍정적 결과는 향후 학업성취에 미칠 유의미한 영향을 예측할 수 있다는 점에서 교육적인 의의를 가질 수 있다.
디지털교과서 인터페이스는 학습자가 교과내용과 자원들에 접근하기 위한 통로이며 학습자와 교수자가 만나는 소통의 공간이다. 이에 디지털교과서 인터페이스 디자인에 있어서 흥미 있는 인터페이스 디자인을 통해 교육내용을 효과적으로 전달하여야 하는 것은 물론이고 교사와 학생이 만나고 교류하는 학습의 장이라는 교육적 의의까지도 염두에 두고 디자인하는 것이 중요하다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 제 1절 문제제기 1
• 1. 연구배경 및 목적 1
• 2. 논문의 구성 3
• 제 2절 선행연구의 검토 5
• 1. 디지털교과서 사용자 인터페이스 디자인 관련 연구 5
• 2. 흥미와 학습동기 관련 연구 8
• 3. 미디어와 흥미, 학습효과 관련 연구 12
• 4. 선행연구의 특징과 한계 14
• 제 2 장 이론적 배경 16
• 제 1절 디지털교과서 관련 이론 16
• 1. 디지털교과서의 개념과 현황 16
• 2. 디지털교과서 해외 동향 28
• 3. 미디어와 교육의 관계 36
• 4. 교육과 흥미의 결합 43
• 제 2절 흥미 관련 이론 47
• 1. 흥미의 개념 47
• 2. 헤르바르트와 듀이의 흥미 51
• 3. 개인적 흥미와 상황적 흥미 61
• 4. 흥미의 교육적 의의 65
• 제 3절 디지털교과서 사용자 인터페이스 디자인 69
• 1. 사용자 인터페이스 디자인 개요 69
• 2. 사용성과 어포던스 70
• 3. 경험디자인 75
• 4. 사용자 인터페이스 설계원리 80
• 5. 디지털교과서 사용자 인터페이스 디자인 요소 86
• 6. 현행 디지털교과서 UI 검토 92
• 제 4절 학습동기 관련 이론 103
• 1. 학습동기 이론 개요 103
• 2. 켈러의 학습동기 이론 112
• 제 3 장 흥미요소 도출을 위한 전문가 델파이 117
• 제 1절 흥미요소를 위한 초안 제작 119
• 1. 문헌연구 검토 119
• 2. 전문가 면접 조사 120
• 3. 흥미요소 도출을 위한 초안 제작 122
• 제 2절 흥미요소 도출을 위한 전문가 델파이 135
• 1. 전문가 설문조사 135
• 2. 전문가 설문조사 내용 분석 138
• 제 4 장 연구방법 150
• 제 1절 연구모형과 연구문제 150
• 1. 연구모형 150
• 2. 연구문제와 가설 153
• 제 2절 연구 절차 157
• 1. 변수의 조작화 157
• 2. 연구 대상 163
• 3. 설문지 측정 도구 164
• 4. 설문조사 167
• 5. 자료 분석 169
• 제 5장 연구결과 및 논의 171
• 제 1절 주요 변인에 대한 기술 분석 171
• 제 2절 검증 결과 및 논의 181
• 제 6장 요약 및 결론 197
• 제 1절 연구의 요약 197
• 제 2절 연구문제에 대한 결론 199
• 제 3절 연구결과에 대한 종합적 논의 212
• 제 4절 제언 215
• 참 고 문 헌 218
• 부 록 235
• Abstract 263