어포던스 이론 기반의 모바일 증강현실 교육시스템 설계 가이드라인 및 프로토타입 개발 연구 = A study on the development of the design guidelines and prototype of mobile augmented reality contents based on the affordance theory
유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 발달과 더불어 최근 주목받고 있는 모바일 증강현실은 교육의 매개 역할을 하는 교육용 콘텐츠나 전시관 콘텐츠로 가상과 현실을 연결하는 새로운 매체로 도입되면서 그 활용 범위가 점차 확대되고 있다. 특히 스마트기기의 활용이 보편화되면서, 모바일 증강현실은 휴대용 모바일 기기를 통해 실세계와 가상세계를 이음새 없이 실시간으로 혼합하여 제공함으로써 시공간의 제한 없이 사용자에게 보다 향상된 몰입감과 현실감을 제공하는 기술로서 각광을 받고 있다. 모바일 증강현실은 새로운 방식의 인터페이스와 3차원적인 혼합현실로 구현된 콘텐츠를 모바일 기기를 통해 제공한다. 혼합현실 기술은 실제 환경 속에서 강조하는 핵심 객체를 3D 효과로 처리하면서 실제감과 몰입감을 증진시켜 정보 전달의 효과와 효율성을 향상시킨다. 이러한 정보전달과 효율성을 중시되는 교육용 콘텐츠나 교육시스템의 사용성과 어포던스는 설계와 개발 단계에서 고려되어야 한다. 따라서 모든 교육시스템의 효과성과 효율성을 높이기 위해서 필요한 사용성 개선을 위해서, 본 연구는 모바일 증강현실 교육시스템을 사용하는 사용자들의 어포던스를 증진 시킬 수 있는 설계 가이드라인과 프로토타입을 개발하고자 하였다. 이를 위해서 G국립과학관에 설치된 증강현실 전시물의 사용성을 분석하고자 사용자 중심 디자인(User-Centered Design)을 적용하였다.
먼저, 문헌연구를 통해 증강현실 교육 환경과 모바일 시스템의 어포던스의 유형을 분석한 결과 인지적, 감각적, 물리적 어포던스로 정리되었으며, 이를 기반으로 본 연구의 모바일 증강현실 어포던스에 맞게 재조명하였다. 연구를 위한 양적 자료와 질적 자료는 설문지, 관찰 노트, 인터뷰, 소리내어 생각하기 프로토콜(think aloud protocol) 등 다양한 자료 수집 방법을 활용하여 삼각측정법(triangulation)을 확보하였다. 특히 사용자들의 경험적 어포던스 제한 혹은 향상 요소들을 분석하였으며, 이를 기반으로 한 어포던스 설계 가이드라인을 제안하였다. 가이드라인은 총 2차례에 거친 전문가들의 검토를 통해 항목별 중요도 평가결과 중요도가 낮은 항목은 삭제하였다. 최종 가이드라인은 인지적 어포던스에 4개 항목(직관적 인식, 가이드 제공, 학습정보제공, 학습자 인지수준)과 그에 따른 12개 세부지침, 지각적 어포던스에 3개 항목(색상, 화면배치, 오감활용)과 10개 세부지침, 물리적 어포던스에 4개 항목(객체조작 용이성, 입력용이성, 다양한 학습자 고려, 조작오류 대처)과 10개의 세부지침으로 제시하였다.
가이드라인을 적용한 모바일 증강현실 교육시스템의 프로토타입 개발은 학습자의 요구, 인지 및 행동을 분석할 수 있는 사용자중심 설계 프로세스를 사용하였다. 사용자중심 설계 프로세스의 첫 단계는 학습자의 요구와 시스템 사용상의 문제점을 도출하기 위해 사용한 설문, 인터뷰, 그리고 사용성 연구방법의 페르소나(persona) 기법을 활용하였다.
두 번째 단계는 HCI 연구방법 중 하나인 과업분석을 위해 시퀀스 모형과 시나리오 기법을 활용하여 어포던스를 증진시킬 수 있는 요소를 추출하였다. 그리고 도출된 자료 분석과 모바일 특징을 고려한 개념적 디자인과 정보구조 디자인을 실행하였다. 마지막으로 어포던스 개선 가이드라인을 적용한 충실도가 낮은(low fidelity) 1차 프로토타입을 파워포인트로 개발하였고, Visual Basic을 활용한 충실도가 높은(high fidelity) 2차 프로토타입을 구현한 후, 다시 휴리스틱 평가를 거쳐 수정 보완된 최종 프로토타입을 Visual Basic을 활용해 최종 개발하였다.
모바일 증강현실 교육시스템을 활용하는 초등학생들의 사용경험과 과정 중 발생하는 인지적 어포던스, 감각적 어포던스 그리고 물리적 어포던스를 개선하기 위한 가이드라인과 프로토타입은 향후 사용자 친화적 모바일 증강현실 교육시스템과 콘텐츠 개발에 유용한 지침을 제공할 수 있을 것이다. 본 연구 결과 어포던스 개선안은 향후 사용성 향상을 기대할 수 있는 교육시스템 설계와 개발을 기대할 수 있다.
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