교사는 수업을 주도하고 학습활동을 조직하는 중요한 역할을 수행한다. 그렇기 때문에 수업의 질을 결정하는 가장 중요한 요인은 교사의 수준이라고 할 수 있다. 결국 교사가 수업의 성공여부를 결정하는 핵심적인 요소라는 의미이다. 교사는 수업 중에서 다양한 언어활동 ...

교사는 수업을 주도하고 학습활동을 조직하는 중요한 역할을 수행한다. 그렇기 때문에 수업의 질을 결정하는 가장 중요한 요인은 교사의 수준이라고 할 수 있다. 결국 교사가 수업의 성공여부를 결정하는 핵심적인 요소라는 의미이다. 교사는 수업 중에서 다양한 언어활동을 하게 되는데, 학습내용 및 수업을 조직화하기 위하여 의도적 행위를 하기 때문이다. 이와 같이 교사의 역할을 제대로 수행하기 위해서는 사범대학에서 교원을 양성하는 단계에서부터 풍부한 수업경험을 제공해야 한다. 그러나 현실에서는 여러 가지 제약 때문에 이러한 수업경험을 충분히 제공하지 못하고 있다. 사범대학 학생들의 교육실습 기간도 4주 정도에 그치고 있다. 충분한 수업경험을 못 갖는 가장 큰 이유는 중고등학교에서 교육실습생을 기피하거나 많은 교육실습생을 한꺼번에 관리해야 하기 때문에 충분한 수업시간을 배정하지 못하고 있는 실정이다. 이런 문제는 교원양성기관에서도 동일하게 나타나고 있는데, 수업과정을 통하여 다양한 수업기법을 가르치고 있어도 실제 학교현장을 직접 방문하는 것은 교육실습에 한정하고 있다. 현재 사범대학 등에서 수업능력 증진을 위한 과목을 충분히 제공하지 못하는 것은 1) 실제 학생들이 있는 수업장면에 대한 접근이 어렵고, 2) 수업은 일회적으로 운영되는 것이라서 특정한 수업기법 등을 반복적으로 연습할 수 없으며, 3) 다양한 수업상황을 인위적으로 제공하지 못하기 때문이다. 따라서 이 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여 시나리오 기반의 학습용 에이전트를 적용함으로써 수업능력 증진을 위한 가상 시뮬레이션 시스템의 개발을 제안하다. 가상 시뮬레이션을 활용하면 ① 가상의 수업장면을 구현함으로써 수업장면에 대한 기회를 증진시킬 수 있으며, ② 반복적인 훈련을 통해서 잘못된 습관이나 문제점을 발견해서 개성할 수 있으며, ③ 수업장면을 구현해서 사범대학생에게 다양한 수업상황을 제공할 수 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방법으로 몰입형 가상환경(immersive virtual environments: IVEs)의 적용을 고려해 볼 수 있다. 가상환경을 제공함으로써 다양한 훈련이 가능하도록 구성된 시스템을 의미한다. 그런데 일반적인 가상환경에 대한 접근과 달리 몰입형을 높이기 위하여 사실적인 물리적 속성을 동시에 제공함으로써 사실성을 높이고 있다는 특징을 갖고 있다. 따라서 수업기법을 증진시키기 위한 가상의 훈련공간을 구축하기 위하여 이러한 몰입형 가상환경을 고려한다면 효과적인 수업기법의 훈련이 가능할 수 있다. 특히, 반복적인 훈련이 가능하며 다양한 상황을 연출해서 수업상황에 대비할 수 있도록 준비할 수도 있다. 이와 같은 몰입형 가상환경이 적용된 사례로는 Virtual Room, iDome, Advanced Visualization & Interaction Environment 등이 있는데, 이런 시스템들은 실제 활동과 학습을 연결시킬 수 있는 체험중심의 환경을 제공하고 있다. 2007년에 개발된 보병용 몰입형 훈련 체제(Infantry Immersion Training System: IITS)에서도 가상의 훈련상황을 연출해서 병사들의 실질적인 훈련을 도모하고 있다. 이러한 가상훈련체제는 몰입감 증진을 위하여 물리적으로 유사한 느낌을 주는데 초점을 두고 있는데, 물리적인 실재감과 훈련상황을 결합함으로써 몰입감을 높일 수 있기 때문이다. 따라서 이런 시스템에서는 오감을 촉진시키기 위한 다양한 지원체제를 갖추고 있다. 특히, 시각적으로 제공되는 자료를 실물크기에 가깝게 개발함으로써 사실적인 느낌을 제공하고 있다. 시각적인 자료를 실물 크기로 제공할 뿐만 아니라 물리적 공간의 특징과 시각자료를 결합하는 방식을 채용하고 있다. 이와 같이 시각 및 물리적 속성을 결합함으로써 사용자가 가상공간의 일부가 되도록 촉진시킬 수 있다.

가. 교사양성 과정의 내실화에 기여 시뮬레이션 시스템을 활용함으로써 수업상황의 다양성에 적절하게 대처할 수 있는 수업장면을 구현할 수 있다. 게다가 언제든지 교실상황을 구현할 수 있기 때문에 수업기술을 숙달하는데 용이하다. 이러한 시뮬레이션이 도입된다면 예 ...

가. 교사양성 과정의 내실화에 기여 시뮬레이션 시스템을 활용함으로써 수업상황의 다양성에 적절하게 대처할 수 있는 수업장면을 구현할 수 있다. 게다가 언제든지 교실상황을 구현할 수 있기 때문에 수업기술을 숙달하는데 용이하다. 이러한 시뮬레이션이 도입된다면 예비교사의 질적 향상을 촉진시킬 수 있을 것이다. 시뮬레이션은 수업기술을 가르치기 위해서만 사용되는 것이 아니라 수업 중에 나타날 수 있는 행동 등을 포착하는데도 중요한 역할을 할 수 있다. 특히, 이 시뮬레이션은 다양한 과목의 필요에 따라서 활용될 수 있으며, 시나리오에 따라서 새로운 모듈을 쉽게 생상할 수 있다. 나. 이러닝 개발환경에 대한 전문화 선도 몰입형 가상환경과 학습용 에이전트는 이러닝 학습이나 멀티미디어 콘텐츠 개발에서 매우 중요한 활용가치를 갖고 있다. 학습내용에 대한 딱딱한 접근보다는 학습을 안내하고 길잡이가 있을 때 학습동기 촉진될 수 있다. 따라서 다양한 캐릭터를 활용한 학습환경을 구축하기 위해서 노력하고 있다. 그러나 학습용 에이전트는 단순한 캐릭터 이상의 활용가치가 있기 때문에 그래픽적인 요인만으로 개발하는 것은 한계를 갖고 있다. 따라서 이 연구를 통하여 학습용 에이전트의 활용효과를 높일 수 있다면 학습활동을 촉진시키면서 유용성이 높은 학습자료 개발에 도움이 돌 것이다. 특히, 앞으로 스마트 학습환경과 문화콘텐츠 등의 내용이 접목된다면 활용범위는 더욱 넓다. 다. 학습용 게임시장의 가능성 확장 몰입형 가상환경을 기반으로 운영되는 시뮬레이션은 장차 학습용 게임시장을 개척할 수 있는 선도적인 역할을 할 수 있다. 학습용 에이전트는 높은 의인화 효과를 발휘할 수 있다. 그렇기 때문에 학습용 게임도구를 개발하기 위한 중요한 테마가 될 수 있다. 학습용 게임이 되려면 캐릭터가 갖고 있는 중요한 제스처 등을 구현해야 하는데, 현재 개발된 캐릭터의 제스처 구현은 모두 놀이에만 국한되어 있다. 따라서 이 연구의 결과를 바탕으로 학습용 게임도구를 개발하기 위한 수업용 제스처의 특징을 확인할 수 있다면 게임 캐릭터 개발에 필요한 새로운 시장을 확장할 수 있을 것이다. 예를 들어서 스마트폰에 탑재되어 학습자와 상호작용하는 에이전트를 제공해 준다면 학습자의 흥미를 지속적으로 유지하면서 높은 학습효과를 거둘 수 있을 것이다.

이 연구는 수업능력 향상을 위한 몰입형 가상 시뮬레이션 시스템을 개발하기 위한 것이다. 시뮬레이션이 일어나는 가상 스튜디오에서 다양한 수업상황에 따라서 반응할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다. 가상 시뮬레이션을 활용하면 ① 수업참여 기회를 높일 수 있고, ② ...

이 연구는 수업능력 향상을 위한 몰입형 가상 시뮬레이션 시스템을 개발하기 위한 것이다. 시뮬레이션이 일어나는 가상 스튜디오에서 다양한 수업상황에 따라서 반응할 수 있는 시스템을 개발하는 것이다. 가상 시뮬레이션을 활용하면 ① 수업참여 기회를 높일 수 있고, ② 수업기술 숙달을 위한 반복훈련이 가능하며, ③ 인위적인 수업상황을 연출할 수 있기 때문에 수업기술 향상에 도움이 된다. 이러한 가상훈련 시스템을 위해서 1)수업상황의 사실적인 느낌을 촉진하고 2)수업기술 향상이라는 측면에서 학습용 에이전트의 활용과 시나리오 기반의 학습체제라는 두 가지 이론적 가정을 적용할 수 있다. 첫째, 학습용 에이전트를 활용해서 교실장면을 시각적으로 구현할 수 있다. 학습용 에이전트(pedagogical agent)는 학습자의 학습을 돕기 위하여 컴퓨터에 구현된 캐릭터를 지칭한다. 학습용 에이전트는 학습자와의 사회적 상호작용을 촉진시킴으로써 학습자의 학습동기를 증진시킬 뿐만 아니라 학습효과를 높이는데도 긍정적인 영향을 미치고 있다. 둘째, 시나리오 기반의 학습환경을 구성함으로써 문제해결 능력을 효과적으로 증진시킬 수 있다. 시나리오 기반의 이러닝은 사전에 계획된 상황에 따라서 학습할 수 있도록 구성된 환경을 의미한다. 시나리오 기반의 이러닝에서 학습자는 배우와 같은 역할을 부여받아서 실제적인 문제상황을 해결하는 경험을 하게 된다. 이런 학습환경은 실제상황과 유사한 학습맥락을 미리 구성해서 실제적인 문제해결 능력을 자연스럽게 습득할 수 있도록 도와주기 위한 것이다. 이 연구의 주요 특징은 세 가지이다. 첫째, 수업상황을 가상공간으로 구현한 것이다. 몰입형 가상 공간을 구성하기 위해서는 실제적인 수업장면을 구현해서 제시해야 하는데, 수업장면을 가상 공간에서 구현하는 것은 독창적인 접근이라고 할 수 있다. 그 동안 이러닝 분야에서 추진된 학습체제는 학습관리에 초점을 맞춰왔기 때문에 학교라는 공간 및 맥락적인 특징을 구현하는 초점을 두고 있지 않았다. 둘째, 몰입형 학습 스튜디오의 구축이다. 몰입형 환경은 물리적인 특징과 시각적인 자료제시 방법을 결합해서 구성된 학습환경이다. 이러닝 학습에서는 주로 학습내용을 구성하는데 초점을 두었고, 학습환경을 가상현실에서 구축하려는 시도를 거의 하지 않았다. 게다가 몰입형 학습환경은 물리적 특징과 시각 및 청각적 특징을 동시에 고려해야 한다. 이 연구를 통하여 구축하려는 스튜디오는 몰입형 학습환경을 촉진시키기 위한 물리적 공간의 특징을 갖추고 있다. 셋째, 사범대학 학생의 수업능력 향상을 위한 학습시스템의 개발연구다. 그 동안 학교교육에 대한 많은 연구가 수행되어 왔지만, 수업능력에 초점을 두고 있는 시스템은 많지 않다. 또한 대체로 개념이나 지식에 근거한 학습용 프로그램이었다. 그러나 이 연구에서 시도하려는 시스템은 가상공간에서의 훈련을 위한 것이다. 따라서 수업상황과 같이 교수학습 과정을 전제로 하는 상황으로의 전환이 용이하다. 이와 유사한 선행연구로는 디지털 돔을 활용한 천체관측관 운영사례와 디지털 학생을 운영하는 사례이다. 첫째, 디지털 돔은 프로젝트는 HMD를 사용해서 마치 천체관측관에 온 것과 같은 몰입감을 형성하도록 한 것이다. 이런 시스템의 특징은 현장감 있는 시각자료를 제공해서 몰입감과 더불어 실재감을 형성하고 있다. 사실적이고 몰입감을 제공한다는 점은 유사한 속성이라고 할 수 있다. 그러나 학생과의 상호작용과 같이 교감을 형성하는 과정은 없으며, 역동적 상황을 전제하지 않고 있다는 차이점을 갖고 있다. 둘째, 가페토 시스템이 있다. 이 시스템은 네트워크 기반의 몰입형 가상공간을 제공하고 있으며, 실시간으로 전송되는 것으로 5명의 학생 캐릭터가 등장해서 사용자와 실시간 반응을 한다. 가페토 시스템은 실시간으로 연결된 사람이 마치 인형을 조정하는 것처럼 아마타를 조정해서 사용자와 상호작용하는 것이다. 또한 모션캡처 기능을 사용하고 있기 때문에 연결된 아바타의 동작이 매우 자연스럽고 실제 사람이 조정을 하기 때문에 매우 다양한 반응이 가능하다. 그래서 이 시스템도 예비교사들을 위한 훈련용도로 활용되고 있다. 비록 가페토 시스템이 탁월한 기능을 갖고 있는 것은 사실이지만 몇 가지 단점을 갖고 있다. 첫째, 실시간 조정이기 때문에 사람이 아바타를 조정해야 한다는 점이다. 반복 훈련이 쉽지 않고, 한 번에 사용할 수 있는 시간도 제한이 된다. 둘째, 교실장면을 구현한 것이 아니라 개별학습자와의 상호작용을 전제로 한 것이다. 따라서 학생개인과의 상호작용은 매우 섬세하지만 수업상황을 제공해 주지는 않는다.