자기 주도 학습을
촉진한 가상 체험
e-러닝 시스템

정보통신 기술이 발전하면서, 이에 따라 다양한 분야에 정보통신 기술이 접목되기 시작한다. 특히 교육분야에 멀티미디어와 같은 정보통신 기술이 접목되면서, 학습의 효과가 한 단계 더 높아진다. ETRI의 ‘실감형이러닝기술’은 교육 분야에 새로운 패러다임을 불러일으켰다.

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세계 최초
영어 가상 체험 학습
시스템 개발

21C 지식 기반 정보사회는 정보통신 기술의 발달과 함께, 정보통신 기술을 여러 분야에 적용하기 시작한다. 특히 ‘교육’ 분야는 멀티미디어와 같은 정보 기술을 활발하게 활용했다. 단순히 교육 내용을 전달하는 것이 아니라, 참여자가 직접 콘텐츠를 경험함으로써 학습 효과를 높이기 위함이었다. 2010년 국내 이러닝 콘텐츠 관련 시장 규모는 5,383억 원으로 전년 대비 5.8% 성장하며 지속적인 성장세를 유지하고 있었다. 이처럼 멀티미디어를 활용한 컴퓨터 활용 교육이 국내에 자리 잡기 시작한다. 이러한 국내 상황에서, ETRI는 학습자가 교육에 더욱 몰입할 수 있는 실감형이러닝기술을 개발한다. 주입식이고 일방적으로 진행되는 학습 방법에서, 학습자가 스스로 콘텐츠를 조작하고 경험하는 시스템이다.

본 기술은 공교육 및 사교육에서 학생들이 이해하기 어려운 개념을 IT 기술, 특히 3D 학습 콘텐츠 및 상호 인터랙션을 통해 흥미롭게 학습에 몰입할 수 있는 시스템 개발을 목적으로 했다. 가상현실 기반의 체험형 콘텐츠는 컴퓨터를 이용해 만들어낸 가상의 상황·환경을 사람의 감각 기간을 통해 느끼게 할 수 있도록 돕는다. 때문에 사용자는 몰입감을 느낄 수 있을 뿐만 아니라, 상호작용까지 할 수 있다. 가상현실 속 학습자는 수동적 학습자에서 능동적 학습자로 바뀐다. 학습자가 가상현실에 존재하기 때문에 미래에는 시각·청각·촉각·후각·미각의 오감을 이용해 학습할 수 있을 것이다. 이처럼 학습자는 가상현실 기반의 체험형 콘테츠를 통해 학습에 대한 흥미·만족도·몰입도를 높일 수 있다.

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직접 체험하며
느끼는 교육

그렇다면 증강현실은 어떤 기술로 구현될까? 시스템은 학습 교재, 클라이언트(마커인식기·콘텐츠 뷰어), 실감형 콘텐츠 저작 도구, 사용자 인터페이스로 구성된다. 3차원 정보를 추출할 수 있는 기하학적인 ‘마커(Marker)’를 삽입하고 이를 책의 페이지에 부착하면 웹캠이 이를 인식한다. 학생들은 이동형 마커나 콘트롤 마커를 활용해 모니터상에 만들어진 가상 객체들에 대한 인터랙션을 수행할 수 있다.

시스템은 수학·영어·과학 등 다양한 과목에 적용됐다. 예로 수학 실감형 학습 시스템을 위한 직육면체 콘텐츠는 학습자의 워크시트를 웹캠으로 입력 받아 워크시트 위에 3차원 직육면체를 증강시키고, 학습자는 콘텐츠의 나래이션이나 학습자의 기호에 따라 마커를 이용하여 3차원 직육면체의 면, 모서리, 꼭지점을 표시할 수 있다. 또한 길이를 측정할 수 있으며, 직육면체의 겨냥도와 전개도를 이해하고 그릴 수 있다. 영어 실감형 학습 시스템은 고품질 3D 학습 콘텐츠를 학습자들이 직접 인터렉션하면서 길 안내에 관한 표현과 잘 알아듣지 못했을 때 되묻는 표현을 학습할 수 있다. 과학 실감형 학습 시스템을 위한 기온과 바람 콘텐츠는 하루 또는 일주일 동안의 기온 변화, 모래와 물의 기열 실험, 따뜻한 공기와 찬 공기의 움직임 등을 학습할 수 있도록 한다. 전기회로 콘텐츠는 직렬 및 병렬 회로의 장·단점, 전기회로도의 작동 윈리를 학습할 수 있다. 실감형 콘텐츠는 학생들에게 일방적인 주입식 교육이 아닌, 1대 1 체험 학습을 느낄 수 있는 데 일조했다. 특히 본 기술을 통해 다양한 IT 학습 도구가 개발되었으며, 이와 함께 실감형 학습도구도 개발될 수 있었다.