수업시뮬레이션에서 증강현실의 상호작용 방식과 시나리오가 가상실재감에 미치는 영향

김채연 ( Kim¸ Chaeyeon ),김국현 ( Kim¸ Kukhyeon ),류지헌 ( Ryu¸ Jeeheon ) 부산대학교 과학교육연구소 2020 교사교육연구 Vol.59 No.4

이 연구의 목적은 수업시뮬레이션과 같이 상황맥락적인 의사결정을 해야 하는 상황에서 증강현실 기반의 상호작용적인 인터페이스가 가상실재감에 미치는 영향을 검증하기 위한 것이다. 증강현실은 학습자료에 대한 부가정보를 즉각적으로 제공해서 학습내용에 대한 접근성을 높이는 기술이다. 증강현실의 이러한 상호작용적인 특징은 사용자의 흥미와 적극적인 참여를 이끌어낼 수 있으며 가상실재감을 증진시킬 수 있다. 가상실재감은 수업시뮬레이션의 주요 설계 요인 중 하나로, 높은 가상실재감은 학습자의 흥미를 자극하고, 학습 과정에 참여하도록 유도하기 때문에 효과적인 훈련을 할 수 있도록 한다. 수업시뮬레이션에서 주어지는 교실 상황의 정서적인 갈등 수준도 학습자의 가상실재감에 영향을 미치는 핵심 요인이다. 학습자가 가상의 교실 상황에 대해서 높은 스트레스나 위협을 느낄수록 더 많이 몰입하고 상황이 실제적이라고 느낄 수 있다. 이 연구에서는 증강현실 기술을 적용한 모바일 수업시뮬레이션을 개발하고, 시뮬레이션이 제공하는 상호작용 방식과 시나리오에 따라 학습자의 가상실재감이 어떻게 달라지는지를 확인해보았다. 연구대상은 성인 46명(여=27명, 남=19명)으로 평균 나이 25.56세였다. 연구대상자는 증강현실 애플리케이션을 통해 가상학생과 상호작용하는 처치집단(n=23)과 상호작용 과정을 동영상으로 시청하는 통제집단(n=23)으로 무선 할당되어 수업시뮬레이션을 경험하였다. 수업시뮬레이션은 2가지 학생 문제행동 시나리오(수업방해, 학교폭력)로 구성되었다. 수업방해 시나리오는 학생이 책상을 두드려 소음을 내거나 수업과 관련 없는 질문을 하는 등 불필요한 행동으로 수업진행을 방해하는 상황이다. 학교폭력 시나리오는 학생이 협동학습에 참여하기를 거부하며 동료 학생들에 대한 욕설을 하는 등 공격적인 행동을 보이는 상황이다. 학교폭력 시나리오는 수업방해 시나리오보다 상대적으로 높은 수준의 갈등 상황으로 구현하였다. 연구대상자는 각 시나리오를 진행할 때마다 가상실재감(공간실재감, 몰입감, 사실성) 설문에 응답하였다. 분석방법으로는 반복측정 다변량 분산분석이 실시되었으며, 상호작용 방식 (상호작용적 증강현실 조건 vs 동영상 제시조건)을 집단 간 변수로, 시나리오(수업방해 vs 학교폭력)를 집단 내 변수로 설정하여 효과 검정을 실시하였다. 그 결과 다변량 검정에서 시나리오에 따른 가상실재감의 유의한 차이가 있었다. 또한 상호작용 방식에 따른 개체 간 효과 검정 결과 증강현실 집단이 동영상 집단보다 유의미하게 높은 몰입감을 지각했다. 시나리오에 따른 개체 내 효과 검정에서는 학교폭력 시나리오가 수업방해 시나리오보다 3가지 가상실재감 하위 변인 모두에서 유의미하게 높게 지각되었다. 이 연구는 모바일 기반의 증강현실 수업시뮬레이션을 개발하고, 증강현실을 적용한 시뮬레이션의 효과적인 설계원리에 대한 논의를 제시했다는 데에 의의가 있다. The purpose of this study was to identify the effects of using an augmented based interactional interface application and video clips on virtual presence in complex decision-making situation like teaching simulations. Augmented reality is one way to increase the accessibility of learning material by providing immediate additional information. This interactional feature increases the sense of virtual presence and learner’s engagement and interest. This study analyzed the between-subject effects in the control group who simply watched video clips and the intervention group who interacted with virtual avatars in an augmented reality. Forty-six participants (male=19, female=27) were randomly assigned to the control group (n=23) and the intervention group (n=23). Two teaching scenarios used in the simulations were learning interruption (lower emotional interaction) and peer bullying (high emotional interaction). Repeated measures using ANOVA were conducted to analyze virtual presence between-subject effect (video clip vs AR simulation) and within-subject effect (learning interruption vs peer bullying). The result in the within-subject effect (scenarios) shows that the peer bullying scenario had a significantly higher virtual presence than the learning interruption scenario. In addition, in between-subject effect (interaction types), the AR application interaction group shows significantly higher on only immersion variable in virtual presence than video clip group. In the within-subject effect (scenarios), the peer bullying scenario was perceived significantly higher in all three sub-variables of the virtual presence than the learning interruption scenario. The significance of this study is to develop augmented reality based teaching simulation and to present a discussion on the effective design principles of augmented reality-based simulation.

키토산과 천연색소를 이용한 Eco-Printing(제2보)

김채연(Chaeyeon Kim),신윤숙(Younsook Shin) 한국염색가공학회 2011 韓國染色加工學會誌 Vol.23 No.3

키토산과 천연색소를 이용한 Eco-Printing(제1보)

김채연(Chaeyeon Kim),신윤숙(Younsook Shin) 한국염색가공학회 2011 韓國染色加工學會誌 Vol.23 No.2

염축가공에 의한 견직물 천연염색의 새로운 표면 디자인 구현기법 개발

김채연(Chaeyeon Kim),유동일(Dong Il Yoo),신윤숙(Younsook Shin) 한국염색가공학회 2016 韓國染色加工學會誌 Vol.28 No.3

지구단위계획 결정조서 DB의 공간정보 기반 구현수준 분석 - 국내 지구단위계획 정보제공시스템 구축 사례를 중심으로 -

김채연(Kim, Chaeyeon),김경태(Kim, Kyungtae),장채은(Jang, Chaeeun),김수영(Kim, Suyoung) 대한건축학회 2023 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.43 No.1

Currently, the district unit plan is being announced in the form of decision documents and topographic maps. During the announcement process of this information, there is a problem that the low intuitive understanding of two-dimensional decision maps requires a high level of understanding and interpretation from the residents, complainants, or business managers of the target area. Recently, there have been studies and cases that aim to provide the key information of the district unit plan based on spatial information or present the content on decision reports in three dimensions. Therefore, in this study, we investigated examples of urban planning information systems built and provided by public and private sectors to confirm the level of implementation of information on decision maps in the district unit plan.

의사소통 훈련을 위한 소아치과용 가상현실 시뮬레이션에서 숙련수준이 사용자의 평가에 미치는 영향

김채연 ( Chaeyeon Kim ),김국현 ( Kukhyeon Kim ),류지헌 ( Jeeheon Ryu ) 한국교육정보미디어학회(구 한국교육정보방송학회) 2020 교육정보미디어연구 Vol.26 No.3

이 연구는 언어적 상호작용 훈련을 위한 가상현실 시뮬레이션을 개발하고 이에 대한 사용자 평가 및 초점집단 면담을 통해 가상현실 시뮬레이션 설계 원리를 제안하기 위한 것이다. 가상소아환자의 개발을 위해 효과적인 가상환자 설계 요소를 고려하였으며, 실제 소아환자의 외양과 언어적, 비언어적 특징을 반영하였다. 가상소아환자는 4단계의 문진절차(인사 → 인적사항 확인 → 개시질문 → 치아관찰)에 따라 사용자에게 실시간 음성기반 상호작용을 제공할 수 있도록 개발되었다. 전체적인 설계 및 개발 과정에서 소아치과 전문의와 지속적인 협의를 거쳤다. 사용자평가는 임상경험 유무에 따른 차이를 확인하기 위해 치의학 전문대학원 3, 4학년 40명(여학생=17명, 남학생=23명)을 대상으로 실시되었다. 이들은 모두 광역시 소재 4년제 국립대학의 치의학전문대학원에 재학 중이었다. 3학년은 28명(70.0%)이었으며, 4학년은 12명(30.0%)이었다. 4학년은 12개월간의 임상실습 거쳤으며, 이 과정에서 소아치과환자를 다룬 경험을 갖고 있었다. 실험참가자의 평균연령은 29.45세(SD=3.15)였다. 이 연구의 측정변수는 사용유용성, 사용만족도, 가상환자실재감이었으며, 분석방법은 다변량분석 후 개체간 효과검증이었다. 또한 사용경험에 대한 심층적 분석을 위해 참여자 중 4명을 편의표집하여 초점집단 면담을 실시하였다. 연구결과 4학년 학생들이 3학년 학생들에 비하여 가상소아환자의 사용유용성과 사용만족도를 높게 인식했다. 그러나 가상환자실재감에서는 임상 경험 유무에 따른 차이가 발생하지 않았는데, 초점집단 면담을 통해 사용자 평가에 영향을 미치는 요인이 가상환자실재감보다는 기능적 유용성과 상호작용의 맥락성이기 때문이라는 것을 확인할 수 있었다. 이 연구는 소아환자와의 언어적 상호작용을 훈련할 수 있는 가상현실 시뮬레이션을 개발했다는 것에 의의가 있으며, 이를 통해 언어적 상호작용을 위한 시뮬레이션 교육의 지평을 넓힐 수 있을 것으로 기대된다. The purpose of this study is to develop virtual reality simulation for verbal interaction training and to propose the principles of virtual reality simulation design and development. In this virtual simulation, a virtual child patient was developed in consideration of the effective design factors of virtual patients and the characteristics of actual child patients such as appearance and verbal and non-verbal characteristics. The virtual child patient was designed to make a verbal conversation with the users. The virtual child patient was named as DANVI, which stands for Dental Avatar for Narrative Verbal Interaction. It was to emphasize the verbal function to communicate with the users. DANVI can demonstrate facial expression and various gestures enabling emotional conversation during the clinical review. It consists of 4 steps as greeting → personal information check → opening question → dental observation. For the user evaluation of the developed virtual reality simulation, forty dental students (female=17 and male=23) participated. They enrolled in a graduate studies of dentistries at a public university. The numbers of participants were twenty-eight (70.0%) and twelve (30.0%) for junior and senior respectively. The seniors had a clinical experience so that they had a clinical practice to treat child patients during the practicum for twelve months. The average age was 29.45 (SD=3.15). The independent variable was usefulness, satisfaction, virtual patient presence questionnaires. The results were analyzed with multi-variate analysis of variance. In addition, a focus group interview with four participants was conducted for an in-depth understanding of the survey results. As a result, senior students with pre-clinical experience were significantly more likely to recognize the usefulness and satisfaction of the virtual avatar than junior students with no pre-clinical experience. However, there were no differences in a virtual avatar presence between the two groups. This means that differences in perception on usefulness or satisfaction were not caused by the presence of the virtual patient, but by functional usability and the context of interaction. This study is expected to broaden the horizons of simulation education for verbal interaction.

키토산이 한지의 색상과 문양 형성에 미치는 효과: 양파껍질 색소를 중심으로

김채연 ( Chaeyeon Kim ),류동일 ( Dong Il Yoo ),신윤숙 ( Younsook Shin ) 한국키틴키토산학회 2014 한국키틴키토산학회지 Vol.19 No.1

The purpose of this study is to develop the technique for imparting pattern effect on Hanji paper with high quality using mordanting and chitosan printing. For dyeing, onion skin was re-utilized. The effect of chitosan printing on color and pattern formation were investigated. Also, colorfastness to light was evaluated for practical application of end products such as wall papers, package materials, paper crafts, etc. The results suggested that chitosan printing with onion skin dyeing was effective to pattern formation. Although dye uptake was not increased by chitosan printing treatment, there was sufficient color difference (ΔE*) so that patterns were clearly distinguished to have tone on tone color effect. Chitosan printing treatment increased the light fastness of dyed Hanji wall paper. It was confirmed the possibility to develop high quality Hanji wall papers with various color tones and patterns by applying chitosan printing and natural dyeing.

연속적으로 공변하는 두 양에 대한 추론의 차이가 문제 해결에 미치는 영향

김채연 ( Chaeyeon Kim ),신재홍 ( Jaehong Shin ) 한국수학교육학회 2016 수학교육 Vol.55 No.3

There are many studies on ‘how’ students solve mathematical problems, but few of them sufficiently explained ‘why’ they have to solve the problems in their own different ways. As quantitative reasoning is the basis for algebraic reasoning, to scrutinize a student‘s way of dealing with quantities in a problem situation is critical for understanding why the student has to solve it in such a way. From our teaching experiments with two ninth-grade students, we found that emergences of a certain level of covariational reasoning were highly consistent across different types of problems within each participating student. They conceived the given problem situations at different levels of covariation and constructed their own quantity structures. It led them to solve the problems with the resources accessible to their structures only, and never reconciled with the other’s solving strategies even after having reflection and discussion on their solutions. It indicates that their own structure of quantities constrained the whole process of problem solving and they could not discard the structures. Based on the results, we argue that teachers, in order to provide practical supports for students’ problem solving, need to focus on the students’ way of covariational reasoning of problem situations.

EQPS 모델링과 통계분석을 이용한 미생물 고정화 담체 공정의 최적화 연구

김채연(Chaeyeon Kim),박정빈(Jeongbeen Park),박철휘(Chulhwi Park) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.11

비행 금지 구역 제약 조건에서의 무인항공기 기반 소포 배송 시간 최소화

김채연(Kim Chaeyeon),이기송(Lee Kisong) 한국통신학회 2023 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.6