가상현실 학습환경에서 걷기 동작을 적용한 내비게이션이 가상실재감에 미치는 영향

류지헌,한승연,김선 한국교육방법학회 2019 교육방법연구 Vol.31 No.1

The purpose of this study was to verify whether the effect of the navigation using the walking motion in the virtual reality environment affects the virtual presence. For this purpose, two research objectives were constructed. In order to achieve these objectives, two experiments were carried out. For Experiment I, a difference test was conducted based on the device attributes of joystick and treadmill. For the Experiment 2, the various navigation modes (vehicle driving mode, flight mode, and walking mode) were applied to verify the effect of walking motion on virtual reality. To conduct two different experiments, the researchers created virtual contents of Seokguram and Nakan-eupseong. 24 undergraduates voluntarily participated in the study. The students walked on the treadmill, and explored Seokguram and Nakan-eup castle, wearing Oculus with HMD. In order to measure virtual presence (spatial presence, involvement, and realness), data were collected using a research instrument with 15 items. In the first experiment, joystick and treadmill conditions were higher than those of joystick only regardless of scene in spatial presence, involvement, and realness. In the second experiment, we analyzed the interactions of spatial presence, involvement, and realness of virtual reality by navigation type. As a result of walking method using treadmill method, spatial presence and involvement were found to be higher than realness. In driving and flight mode, involvement was found to be higher than spatial presence and realness. 이 연구의 목적은 가상현실 환경에서 걷기 동작을 적용한 내비게이션의 방법에 따라서 사용자가 지각하는 가상실재감에 영향을 미치는가를 검증하기 위한 것이다. 이를 위하여 두 개의 연구목적을 구성했으며, 연구목적1은 조이스틱과 트레드밀이라는 장치적인 속성에 따른 차이검증을 실시했다. 연구목적2는 단순하게 걷기 동작을 적용하는 것을 넘어서 다양한 내비게이션 모드(차량의 주행모드와 비행모드)를 적용해서 걷기 동작이 가상실재감에 미치는 결과를 검증했다. 이러한 연구목적을 달성하기 위하여 실험(1)과 실험(2)가 실시되었다. 실험(1)에서는 석굴암을 체험할 수 있는 가상현실 콘텐츠를 개발했고, 24명의 대학생이 실험에 참여했다. 실험(2)에서는 25명의 대학생을 대상으로 읍성의 모형을 활용한 가상현실 콘텐츠를 적용했다. 실험참가자들은 HMD를 착용하고 트레드밀에서 실제 걷는 동작을 하며 석굴암과 낙안읍성을 탐색하는 활동을 수행했다. 보행기반 내비게이션을 활용한 가상실재감(공간실재감, 몰입감, 사실성)을 측정하기 위해 7첨척도 15문항으로 개발된 연구도구로 자료수집이 이루어졌다. 첫 번째 실험에서는 가상실재감 요인인 공간실재감, 몰입감, 현실성에서 장면에 관계없이 조이스틱만을 사용한 조건보다는 조이스틱과 트레드밀을 사용한 조건이 높은 것으로 나타났다. 두 번째 실험에서는 내비게이션 유형에 따라 가상실재감의 공간실재감, 몰입감, 사실성 요인의 상호작용을 분석한 결과, 트레드밀 방식을 적용한 걷기 방법에는 공간실재감과 몰입감이 사실성보다 높은 것으로 나타났으며, 조이스틱을 적용한 차량이용 방법과 비행 방법에서는 모두 몰입감이 공간실재감과 사실성보다 높은 것으로 나타났다. 이 연구의 결과는 단순히 보행기능을 활용하는 것만으로 가상실재감이 높아지는 것은 아니며 프로그램의 목적과 사용자의 의도에 적절한 내비게이션 설계가 중요하다는 것을 시사한다.

소대전술 교수를 위한 하이퍼텍스트 설계에 대한 연구

류지헌 陸軍士官學校 1995 한국군사학논집 Vol.49 No.-

This study is an attempt to design and develop the courseware that is based on structured hypertext technique. Courseware development in Korea has been developed after PLATO project performed by KIST in 1981. But courseware implementation is not active in the reason that use of the machine(computer) is not proper to the educational situation. The negative opinion on the application of computer in learning environment is related to the functional limitation of courseware. Also this point of view means that the courseware has a limitation to promote the acquisition of advanced knowledge. But hypertext is a new learning system which allows the learner to access a large body of information and to acquire an advanced knowledge. Hypertext is based on the constructivism, especially cognitive flexibility theory. The learner of a hypertext can modigy learning process according to their interest, motivation and cognitive style. This learner control permitted by the informational navigation makes the learner to construct their knowledge. The courseware designed in this study in named [PLATOON TACTICS]. In this courseware, main function of the general hypertext theory is compiled. And hypertext shell is developed to append item and modify data of learning content.

오큘러스를 사용한 3D기반 가상교실 개발 사례

류지헌,유승범,이형주,전별,이지연 한국교육공학회 2015 한국교육공학회 학술대회발표자료집 Vol.2015 No.1

이 발표는 몰입형 가상환경을 만들기 위하여 오큘러스를 적용한 개발절차 및 방법을 소개하기 위한 것이다. 몰입형 가상환경을 구축하기 위해서는 감각적 몰입이 가능하도록 해야 하는데, 사실적인 표현이나 움직임을 구현하는 것이 중요하다. 그러나 몰입감을 높이는 가 장 중요한 요인 중의 하나는 상호작용성이다. 시각적으로 표현된 가상환경 요인과 즉각적인 상호작용을 경험함으로써 감각적 몰입을 높일 수 있기 때문이다. 이 연구에서는 오큘 러스라는 head mounted device를 적용한 3D기반의 가상교실 개발과정을 보고하기 위한 것이다. 오큘러스 장비에서 3D 그래픽을 운영하기 위해서 유니티 게임엔진을 사용해서 그래픽 전환작업을 진행했다. 가상교실을 구현하기 위해서 우선 3D모델링 과정이 진행되었고, 교실장면을 그래픽으로 구성하기 위해서 아이클론이라는 그래픽 에디터를 적용했다. 또한 교사자문 및 수업관찰을 토대로 수업장면 모델링 작업이 진행되었다. 오큘러스를 구성하기 위한 기술적인 방법 등에 대해서 논의할 것이다.

학회참관기 : PBFC 2009를 다녀와서

류지헌 한국화학공학회 2009 NICE Vol.27 No.5

중간온도형 고체 산화물 연료전지의 양극재료로서 Gd0.8Ca0.2Co1-xFexO3 의 전기화학적 특성 연구

류지헌,이희영,오승모 한국공업화학회 1998 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.1994 No.1

동영상의 화면크기와 아바타의 제스처 유형이 학습자의 실재감 지각에 미치는 영향

류지헌,양은별 한국교육방법학회 2019 교육방법연구 Vol.31 No.4

The purpose of this study was to examine the effect of screen size and avatar's gesture in the instructional video on the virtual presence. A large-screen and a small-screen condition were implemented as one of the independent variables. The screen was large as much as it can display an avatar as a human-like size for the large-screen condition. However, the small-screen condition was approximately 18% of the large-screen. The avatar had three types of gestures: deictic, conversational, and no-gesture. Seventy-two college students participated in the study, with 38 females (52.8%) and 34 males (47.2%). All of the participants were randomly assigned to the study groups. The dependent variable was a virtual presence with two sub-categories: situational and realistic presences. The experimental design of this study was a two-way factorial analysis with multiple dependent variables. The experiment revealed that there were no main-effects by the screen-size and avatar's gesture. However, significant interaction effects were found in two dependent variables. The situational presence showed the highest scores on the large-screen condition while it revealed the lowest score on the small-screen condition. For the realistic, presence, the large-screen size did not have an impact. Instead, the small screen increased the realistic presence combined with the no-gesture condition. The result supported that the avatar's gesture may distract the user's attention on the avatar. 이 연구는 학습용 동영상의 화면크기와 아바타의 제스처 유형이 가상실재감에 미치는 영향을 검증하기 위한 것이다. 선행연구에 따르면 화면크기가 커지면 동영상에 나타나는 아바타에 대한 실재감이 높아질 것으로 기대된다. 이 연구의 목적은 화면크기를 키울 경우에 아바타가 어떤 유형의 제스처를 사용하는 것이 더 효과적이고 학습자와의 상호작용을 높일 수 있는가를 알아보기 위한 것이다. 실험참가자는 대학생 72명이었으며, 남성 34명(47.2%)과 여성 38명(52.8%)이었다. 실험참가자는 화면크기(작은 화면 vs. 큰 화면)와 제스처 유형(지시적 제스처 vs. 대화적 제스처 vs. 제스처 없음)의 처치조건별로 12명씩 무선배치되었다. 이들은 기상과 기후에 대한 동영상을 학습하고, 실험이 종료된 이후에 학습동영상에 대한 감각적 실재감과 상황적 실재감 설문에 응답했다. 연구결과에 따르면, 상황적 실재감과 감각적 실재감에서 모두 화면크기와 아바타의 제스처 유형에 따른 상호작용 효과가 나타났다. 우선 큰 화면에서 아바타가 대화적 제스처를 사용할 때 작은 화면에 비해 상황적 실재감이 높게 지각되었다. 그렇지만 큰 화면에서는 제스처 유형에 따른 감각적 실재감의 차이는 없었다. 한편, 작은 화면인 경우에는 제스처가 없을 때 감각적 실재감이 가장 높게 지각된 것으로 나타났다. 이 연구를 통해서 상황적 실재감과 감각적 실재감이 서로 다르게 지각되고 있다는 점을 확인할 수 있었다. 큰 화면에서는 대화적 제스처를 사용하는 것이 상황적 실재감 지각을 높이는데 효과적이었다. 반면에 작은 화면에서는 아바타가 제스처를 사용하지 않았을 때 감각적 실재감이 높아졌다.

리튬이온 이차전지 음극용 무기소재의 특성 및 활용

류지헌 한국공업화학회 2010 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2010 No.1

텍스트와 그림 자료에서 학습용 에이전트의 제스처 유형과 얼굴표정이 학습자의 의인화 지각과 인지효율성에 미치는 영향

류지헌,유지희 한국교육방법학회 2014 교육방법연구 Vol.26 No.1

The purpose of this study is to establish the effects of the gesture types and the facial expressions of the pedagogical agent according to the types of learning materials in the multimedia learning environment on the persona effect and cognitive efficiency. 3×2 factorial design was applied with pedagogical agent's gesture types (deictic gesture, conversational gesture, no gesture) and facial expression (facial, no facial). This study attempts to test two purposes. First, it is how much the learners perceived the pedagogical agent as a human. For this, the persona effect questionnaire survey was conducted. Second, it is whether the pedagogical agent's gestures and facial expressions have positive effects on the efficient cognitive process of the learners. The results of the analysis are summarized as follows. In the text-type materials, it is important to apply facial expressions, and in the picture-type materials, it can be said to be more effective to apply conversational gestures rather than no gesture. The results of this study have three implications. First, facial expressions are also important interface factors that can cause social interaction. Second, conversational gestures can be more important than deictic gestures. Third, the pedagogical agent's effects can vary depending on the types of the materials. Through this, it was confirmed that, when designing the pedagogical agent, it is important to apply facial expressions and gestures appropriately, and that the social interaction between the pedagogical agent and the learners exerts positive effects on learning. 이 연구는 텍스트와 그림자료에서 학습용 에이전트의 비언어적 구현요인인 제스처와 얼굴표정에 따라서 학습용 에이전트에 대한 지각요인과 인지효율성에 미치는 영향을 검증하기 위한 것이다. 텍스트와 그림자료의 정보처리에 필요한 인지부하의 정도가 달라질 수 있기 때문에 학습용 에이전트의 비언어적 요인(제스처와 얼굴표정)에 의한 영향력이 달라질 수 있다. 학습용 에이전트의 제스처와 얼굴표정은 시각적인 정보처리 과정에 의존하게 되는데, 텍스트와 그림에 대한 인지처리 과정이 다르기 때문에 자료유형이 무엇인지에 따라서 학습용 에이전트의 설계전략이 달라질 필요가 있다. 연구대상자는 4년제 국립대학교 재학생 90명(남학생=32명, 여학생=58명)이었다. 학습용 에이전트의 비언어적 의사소통 요인은 얼굴표정(얼굴표정 적용 vs. 비적용)과 제스처(지시적 vs. 대화적 vs. 제스처 없음)로 구성되었다. 종속변수는 의인화 효과와 인지효율성이었다. 이 연구의 결과는 네 가지로 정리될 수 있다. 첫째, 텍스트형 자료에서는 얼굴표정이 적용될 때 더 바람직한 것으로 나타났다. 반면에 그림형 자료에서는 대화적 제스처를 적용하는 것이 더 효과적이었다. 둘째, 얼굴표정이 있으면서 대화적 제스처를 사용하면 의인화 지각에 긍정적인 효과를 보인다는 점이다. 셋째, 지시적 제스처를 적용한다고 해서 학습에 필요한 충분한 수준의 시각단서가 못된다는 점이다. 따라서 대화형 제스처를 적극적으로 활용함으로써 사회적 상호작용을 촉진하는 것이 더 중요할 수 있다. 넷째, 텍스트와 그림형 자료에 따라서 연구결과가 달라진다는 것은 그 만큼 두 유형에서의 인지처리 과정이 확연히 다르다고 볼 수 있다. 전체적인 분석결과를 정리하면, 학습자료의 유형에 따라서 연구 결과가 다르게 나타났다. 텍스트형 자료에서는 얼굴표정을 적용하는 것이 중요하며, 그림형 자료에서는 제스처가 없는 것보다는 대화적 제스처를 적용하는 것이 더 효과적이라고 볼 수 있다. 이를 통해 학습용 에이전트를 설계할 때는 자료의 유형에 따라 표정과 제스처를 적절하게 적용하는 것이 중요하며, 학습용 에이전트와 학습자의 사회적 상호작용이 학습에 긍정적 효과를 일으킨다는 점을 확인하였다.

방송대 전자교재 시범개발

류지헌 한국방송통신대학교 2013 정책과제 Vol.12 No.-

스마트 기기의 확산에 따라 스마트 교육 서비스에 대한 학생들의 요구가 점차 높아지고 있으며, 이 연구는 이러한 기대에 부응하는 하나의 노력이 될 수 있을 것이다. 이 연구는 방송대의 전자교재 개발을 위한 기초정보를 수립하기 위하여 실시되었다. 특히, 이 보고서는 전자교재와 관련된 방송대학교 최초의 연구로서 향후 방송대 교육매체 및 교재개발과 관련된 정책 수립에 유용한 자료가 될 것으로 기대된다. 연구 문제에 접근하기 위해서 세 가지 방법이 적용되었다. 첫째, 방송대 학생들을 대상으로 기초적인 요구조사를 실시했다. 요구조사를 통해서 스마트패드에 대한 사용비율이나 기대수준을 파악할 수 있었다. 또한 자료수집 결과를 보완하기 위해서 초점집단을 활용한 심층조사가 함께 진행되었다. 요구조사의 분석결과는 크게 세 가지로 요약될 수 있다. 첫째, 현재 스마트패드의 활용빈도는 높지 않은 상황이지만, 학생들의 관심은 상당히 높다는 점을 확인할 수 있었다. 둘째, 연령 및 성별에 따라서 전자교재에 대한 인식의 수준이 매우 달라질 수 있다는 것이다. 셋째, 전자교재를 개발한다고 했을 때, 학습자들의 가독성이나 편리성 이외에도 교재의 실질적인 활용의도가 분명해야 한다는 점이다. 두 번째로 전자교재에 대한 학생들의 사용의도를 조사했다. 이것은 기술수용모형에 대한 분석을 통해서 전자교재가 개발될 경우에 실제로 그것을 사용할 의도에 영향을 미치는 변수들을 분석하기 위한 것이다. 이는 시범개발 뿐만 아니라 향후 전자교재 개발 및 운영을 위한 정책수립에 매우 중요한 지침을 제공할 수 있다. 조사결과에 따르면 다음과 같은 함의점을 도출할 수 있었다. 첫째, 20대, 30대, 40대, 50대로 구분하여 연령대에 따른 분석을 실시한 결과, 연령대에 따라 사용의도가 매우 다르게 나타났다는 점이다. 20대에서는 매체에 대한 자아효능감과 태도가 사용의도에 대하여 긍정적인 영향을 미치고 있었다. 그런 매체의 용이성 지각은 사용의도에 대하여 부정적인 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 20대의 매체활용 비율이 높기 때문에 매체의 속성에 대하여 오히려 부정적인 기대를 하는 것으로 해석되었다. 30대에서는 자아효능감과 태도가 사용의도에 긍정적인 영향을 미치고 있었고 다른 부정적인 관계를 갖고 있는 요인은 없었다. 40대에서의 반응은 30대에서의 반응과 비슷한 점이 많았지만, 태도에 영향을 미치는 요인은 다르게 나타났다. 30대에서는 매체유용성이 태도형성에 긍정적인 영향을 미치고 있었지만, 40대에서는 아무 영향을 미치고 있지 않았다. 50대 이상이 되면 태도만이 사용의도에 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 연령대가 올라갈수록 매체의 실제적 활용경험에 근거하기보다는 당위적으로 사용해야한다는 생각이 높다는 것을 보여준다. 이러한 결과는 앞으로 방송대에서 전자교재를 개발하기 위해서는 연령대의 특징과 요구를 반영해야 한다는 점을 의미한다. 둘째, 전자교재를 적용 및 확대하기 위해서는 다양한 교과에서의 시범사업을 통해서 전자교재의 편리성과 유용성을 먼저 확대해야 한다는 점을 확인할 수 있었다. 즉, 연령대에 따른 기술수용모형의 변화에 따르면 연령대가 높아질수록 태도에 의해 사용의도가 결정되는 추세를 발견할 수 있었다. 이런 결과가 나타나는 이유는 전자교재에 대한 개념이나 역할에 대한 충분한 공감이 형성되지 않았기 때문인 것으로 풀이된다. 특히 연령대가 높아질수록 태도에 의해서만 사용의도가 결정되는 경향이 강하게 작용하고 있었다. 이것은 구체적인 사용경험이 충분하지 않기 때문에 사용하는 것이 좋겠다는 의지만으로 사용의도를 결정하는 것이다. 셋째, 성별에 따른 차이가 두드러지게 나타났다는 점이다. 남학생들은 비교적 단순한 구조에 의해서 사용의도가 결정되는 것으로 나타났다. 그러나 여학생들은 사용의도에 대해서는 다양한 요인들이 영향을 주고 있었다. 이런 결과가 나타난 것은 매체사용 자체에 대한 인식이 남학생과 여학생이 다르기 때문인 것으로 풀이된다. 세 번째 연구방법은 전자교재 개발을 위한 프로토타입을 다양화하는 방법을 적용했다. 스마트패드에서 사용되기 위해서는 전자교재의 개발방법을 다변화하는 것이 필요하다. 왜냐하면 스마트패드의 운영환경이 다변화되어 있기 때문에 사용자의 다양한 요구를 충족해야 하기 때문이다. 프로토타입을 다양화하기 위해서 개발용 저작도구에 따른 개발유형을 다르게 구성하였고, 추후 프로토타입에 대한 사용성 평가 및 학습자 만족도 분석이 이루어질 필요가 있다. 스마트패드를 활용한 전자교재의 개발은 향후 방송대학교의 교재운영이라는 점에서 중요한 전환점이 될 수 있다. 디지털기기는 휴대성과 편리성에서 장점이 많으며, 사회전반에서의 디지털장비에 대한 활동이 늘어나고 있다. 이러한 환경변화를 고려한다면 방송대학교에서 스마트패드를 활용한 전자교재의 활용은 자연스러운 전환과정이라고 볼 수 있을 것이다. 그러나 인쇄교재의 장점 및 기능이 확실하게 자리 잡고

과제수행에 대한 사전지식 및 인지부하요인의 경로분석

류지헌 이화여자대학교 교과교육연구소 2009 교과교육학연구 Vol.13 No.4

이 연구에서는 사전지식과 같은 학습자의 전문성 수준을 고려하여 인지부하요인과 학습수행에 대한 경로모형을 분석하였다. 이 연구의 참여자는 217명(남학생: 52명, 여학생: 165명)이었으며, 멀티미디어 학습자료를 활용한 실험집단을 구성하였다. 이 연구에서는 다섯 요인(신체적 노력, 정신적 노력, 과제 난이도, 자기평가, 자료설계)으로 구성된 인지부하모형을 전제로 하고 있으며, 사전검사 및 사후검사에 대한 경로모형을 설정하였다. 자기평가와 과제 난이도는 사전검사(학습자의 전문성)에 의해서 영향을 받고 있는 것으로 경로를 구성했으며, 정신적 노력, 자료의 설계, 신체적 노력은 학습자의 사전지식 수준과 상관없는 요인으로 경로를 구성했다. 초기의 모형적합도 지수는 CMIN=27.94, df=10, p<.05, GFI=.97, IFI=.96, CFI=.96, TLI=.91, RMSEA=.09인 것으로 나타났다. 카이제곱 및 RMSEA의 지수는 적합하지 않은 것으로 나타났기 때문에 초기경로모형에 대한 수정을 실시하였다. 신체적 노력과 과제 난이도 사이에 오차 공변량을 설정함으로써 모형을 수정했으며, 모든 적합도 지수가 수용수준에 미치는 것으로 나타났다(CMIN=11.28, df=9, p=.26, GFI=.99, IFI=.99, CFI=.99, TLI=.99, RMSEA=.03). 또한 경로모형을 구성하고 있는 모든 경로의 계수는 통계적으로 유의미한 것으로 평가되었다. 이 연구의 경로모형에서 가장 큰 영향력을 유지하고 있는 경로는 사전검사 → 사후검사(전체효과=.61)였으며, 자기평가가 과제난이도에 미치는 경로계수도 높은 것으로 나타났다(전체효과=-.54). 이 연구를 통하여 1) 다차원적 관점에서의 인지부하요인을 설정할 수 있었으며, 2) 구조주의적 관점에 따라서 종합적인 분석이 실시되었으며, 3) 학습자 중심의 적응적 인지부하이론이 개발될 필요성에 대하여 논의하였다. 특히, 전문성 역전효과와 같이 학습자의 전문성 정도에 따라서 인지부하이론의 적용효과가 달라질 수 있는 상황에 대한 교수설계전략이 필요하다. 인지부하이론을 위한 향후 연구에서는 보다 계량화된 형태의 타당화된 측정도구의 개발이 필요하다. 왜냐하면 인지부하의 결과를 객관화함으로써 교수과정에서의 효율성을 측정하거나 비교분석을 할 수 있을 것이기 때문이다. 학습자의 사전지식이나 전문성을 반영한 인지부하이론을 구성함으로써 인지과정을 역동성과 학습맥락을 고려한 설계이론의 개발이 가능할 것이다. 또한 동기요인과 같은 정의적인 측면을 반영할 필요가 있다. Recently, there have been critical debates around the theoretical assumptions and the framework for the cognitive load theory. First, the discussions have brought some key themes for the relationship between learners' performance and cognitive load constructs. Second, there are some ways to reflect on the purpose of using a cognitive structure course for the cognitive load theory. Third, there are multidimensional aspects to measure cognitive loads. Along with the tenets of the recent development of the cognitive load theory, a path model was tested. The total number of the participants in this project was 217 (male: 52 - 24.0%. female: 165 - 76%). Five multidimensional constructs (mental efforts, physical effort, material design, self-evaluation, and task difficulty) and pre- and post-tests were analyzed. In order to build a path model, the pre-test scores were linked to self-evaluation and task-difficulty; however, other constructs were not linked according to the pre-test scores. The initial analysis suggested that a modification in the model. Then a covariance link was added. The overall goodness of fit for indices indicted satisfying the path analysis. All indices of goodness of fit was evaluated to meet the acceptable criterion. The indices were revealed as CMIN=11.28, df=9, p=.26, GFI=.99, IFI=.99, CFI=.99, TLI=.99, RMSEA=.03. The research results suggest that a multidimensional aspect of cognitive load is acceptable and applicable to building a path model. Consideration of learners activities was required to build an adaptive cognitive load theory for various instructional settings. Specifically, the learners' characteristics should be more reflected to explain certain concepts such as the expertise reversal effect.