본 연구는 사이버가정학습체제의 도입으로 인터넷 학습에 대한 관심이 고조되고 있는 초등학교 학생들을 위한 수학교과에서의 게임형 콘텐츠 설계 및 개발에 대한 전략을 연구하였다. 게임형 콘텐츠는 학습내용 및 활동 설계시 다양한 게임적 요소를 활용하여 학습자들의 흥미를 지속적으로 유발하고 즐겁게 학습할 수 있도록 유도하는 콘텐츠 유형으로서, 재미를 추구하는 면에서는 일반 게임과 동일하지만, 상대를 이기는 것이 목적인 일반 게임과 달리 교육용 게임에서는 학습 내용을 효과적으로 습득하는 것을 근본 목적으로 한다. 본 논문에서는 초등수학에서 게임형 콘텐츠의 설계시 필요한 고려해야 할 설계전략과 그에 따른 개발사례를 통해 향후 게임형 콘텐츠의 활용시 필요한 시사점들을 분석해보기로 한다.
최근 학습에 게임을 접목하는 에듀테인먼트를 이용하여 학습에 대한 몰입감과 학습 성취를 높이기 위한 연구들이 많이 진행되고 있다. 그러나 교수자의 관점에서 각 교수자에게 적합한 맞춤식 게임형 학습 콘텐츠를 제작하는 데 있어서 기술적인 어려움의 해결과 제작 시간을 단축하려는 시도는 찾아보기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 제작 기술에 대한 전문적인 지식이 없는 교수자들이 자신들이 원하는 맞춤 형태로 게임형 학습 콘텐츠를 제작할 수 있는 도구를 제안한다. 제안 도구는 템플릿 개념을 적용하여 맞춤식 게임형 학습 콘텐츠 제작을 위한 전체적인 틀을 제공함으로써 제작의 어려움을 숨기고 제작 시간을 크게 줄일 수 있는 것이 주요 특징이다. 개발 도구의 효과성을 알아보기 위해 초등학교 학생들과 교수자들을 대상으로 적용한 후 평가하였다. 적용해 본 결과 교수자들은 맞춤식 게임형 학습 콘텐츠를 게임적인 요소의 구축을 위한 기술적인 어려움을 느끼지 않고 짧은 시간 내에 제작할 수 있음을 볼 수 있었다. 또한, 학습자들은 학업 성취도, 몰입도 등에 있어 유의미한 결과를 보임을 알 수 있었다.
초등학생을 대상으로 샌드박스형 게임인 마인크래프트 에듀를 활용한 게임기반학습을 적용하여 창의적 문제해결력과 학습몰입도에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 기존의 전통적인 강의식 교수법보다 샌드박스형 게임을 활용한 게임기반학습을 적용했을 때 창의적 문제해결력과 학습몰입도에서 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 창의적 문제해결력은 모든 하위요소에서 유의미한 차이가 나타났으며 학습몰입도는 통제감, 시간 감각의 왜곡을 제외한 하위요소에서 유의미한 차이가 나타났다.
본 연구는 HCI(Human Computer Interaction) 이론을 적용하여 게임형 학습 프로그램을 평가하기 위한 준거를 개발한다. 그리고 개발한 평가 준거를 기준으로 초등학생용 게임형 학습 프로그램을 분석한다. HCI 이론은 다양한 영역의 프로그램 개발에 광범위하게 적용되어 왔고 학습 프로그램을 평가하는데도 널리 활용되어 왔다. 그러나 HCI 이론을 적용한 게임형 학습 프로그램 평가에 대한 연구는 거의 없다. 본 연구는 HCI의 구성요소인 유용성(Usefulness), 사용성(Usability), 감성(Affect)의 관점에서 평가 준거를 개발하였다. 그리고 이들 3가지 관점에서 게임형 학습 프로그램을 분석하였다. 본 연구에서 개발한 평가 준거는 게임형 학습 프로그램을 평가하는 기준으로 활용될 수 있고, 분석 자료는 게임 프로그램 개발자 및 활용자들에게 유용한 안내 자료가 될 수 있을 것이다.
본 연구는 초등학교 수학과 수 연산 영역에서의 수준별 학습을 지원하기 위한 게임형 학습 프로그램을 개발하는 것이다. 수학과는 위계성이 강한 단계형 교과로 학습자 개개인의 수준을 고려한 수준별 학습이 꼭 필요한 교과이다. 그러나 일선 학교에서는 다인수 학급 및 보충지도 시간 부족 등으로 인하여 학습자 수준에 맞는 개별적인 수준별 학습이 잘 이루어지기 않고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구는 수준별 개별화 학습을 지원하여 올바른 수와 연산개념의 형성을 위한 게임형 학습 프로그램을 개발한다. 본 학습 프로그램은 학습자의 학습 진척도와 성취도를 검사하여, 학습자에게 맞는 학습 단계를 자동으로 조절해 준다. 그리고 학습 중에도 학습자의 수준을 고려한 힌트와 구체물 조작을 통해 문제를 해결할 수 있도록 도움 기능을 제공한다. 본 학습 프로그램을 학습자들에게 적용한 결과 수학과 학습에 대한 흥미도를 높아지고 특히, 힌트 및 도우미 기능은 문제 해결에 도움이 되는 것으로 나타났다.
본 연구는 HCI 이론을 적용하여 게임형 학습 프로그램을 평가하기 위한 준거를 개발한다. 사람들이 편리하고 즐겁게 사용하도록 하는 시스템을 개발하는 원리나 방법을 연구하는 학문인 HCI 이론은 다양한 영역의 프로그램 개발에 광범위하게 적용되어 왔다. 그리고 학습 프로그램을 평가하는 데도 널리 활용되어 왔다. 그러나 HCI 이론을 적용한 게임형 코스웨어 평가에 대한 연구는 거의 없다. 따라서, 게임형 코스웨어 평가 연구에서도 HCI 이론 적용이 필요하다. 본 연구는 HCI의 구성요소인 유용성(Usefulness), 사용성(Usability), 감성(Affect)의 관점에서 평가 준거를 개발한다. 본 연구에서 개발한 평가 준거는 게임형 학습 프로그램을 평가하는 기준으로 활용될 수 있을 것이다.
본 논문에서는 모바일 교육 증강현실 게임 환경에서 게임 학습 참여자의 학습 필요와 요구에 부응하는 어휘를 자동으로 제공해주는 지능형 어휘 추천 에이전트를 제안한다. 제안된 에이전트는 모바일 기술의 특성과 증강 현실 기술의 특성을 최대한 반영하여 설계하도록 하고 상황 어휘 추론 모듈, 싱글 게임 어휘 추천 모듈, 배틀 게임 어휘 추천 모듈, 학습 어휘 목록 모듈, 유의어 모듈로 구성한다. 연구 결과, 게임 학습 참여자들은 대체적으로 만족함을 알 수 있다. 상황 어휘 추론과 유의어의 정확도는 각각 4.01점, 4.11점으로 게임 학습 참여자가 처한 상황과 관련이 깊은 어휘가 추출되는 것을 보여준다. 하지만 만족도의 경우에는 배틀 게임 어휘(3.86)는 개인별 학습자의 추천 어휘 중에서 공동으로 사용할 수 있는 어휘를 추천하기 때문에 싱글 게임 어휘(3.94)보다는 상대적으로 낮은 결과가 나타났다.
학생들에게 흥미와 관심을 가지게 하면서 수학수업을 효과적으로 할 수 있는 방법론에 대한문제는 수학교육의 관심사중 하나이다. 그러나 실상 교사들이 현장에서 쉽게 이행할 수 있는 학습자료의 개발이나 그 활용은 미진한 상태이다. 본 연구에서는 아동들의 발달수준에 맞는 적절한 경험을 제공하여야 한다는 입장엣 수학적 힘을 기르기 위해 수준별, 개인별 수학학습에 바탕을 두고 학습자 중심의 학습능력을 키울 수 있는 웹 기반 게임형 초등 수학 학습 프로그램을 개발한다. 이 시스템은 학습자 진단평가로 학습자 수준을 판단한 다음 단계로 수준 결과에 따라 Story 학습을 통하여 단계별 학습내용의 기본원리를 설명한다. 그 다음에는 story학습에서 배운 기본원리를 응용하여 학습할 수 있도록 설계된 게임학습을 하게 함으로써 학습자는 능동적인 학습참여와 다양한 수학적 사고를 육성시킬 수 있고, 보다 쉽게 학습목표에 도달할 수 있다.
인공지능 기법을 이용한 컴퓨터 게임에 대한 학술적 연구는 오랫동안 이루어져 왔으며 주로 게임에 대한 숙련도를 높여서 인간에게 승리하는 것이 주요 연구 목적이었다. 그러나 최근의 상업용 게임에서는 게임의 흥미를 제공하기 위해서 사용자의 적응을 목적으로 개발하고 있다. 본 논문에서는 기존의 강화학습알고리즘을 수정하여 사용자 적응에 중점을 둔 적응형 강화 학습 알고리즘을 제안하였다. 실험대상으로는 많은 상태공간을 가진 오델로 게임을 대상영역으로 하여 시스템을 설계 및 구현하였다. 시스템의 성능측정은 두개의 강화학습 알고리즘이 각각 Min-Max 알고리즘과 대결하는 방식으로 실험을 하였으며, 결과는 기존의 강화 학습 알고리즘과의 대결에서도 향상된 학습율을 나타내었다.
본 연구는 초등학교 수학과 도형 영역에서의 수준별 학습을 지원하기 위한 어드벤처 게임형 학습 프로그램을 개발하는 것이다. 제7차 교육과정에서는 학생의 능력, 적성, 필요, 흥미 에 대한 개인차를 최대로 고려하는 수업을 통하여 학생 개개인의 성장 잠재력과 교육의 효율성을 극대화할 수 있도록 수준별 교육과정을 도입하였다. 그러나 수준차가 심한 다인수 학급체제에서 학생들의 개인차를 고려한 개별화 학습을 실시하여 교육의 수월성을 추구하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구는 van Hiele 이론을 적용한 수준별 게임 학습을 제공하고, 학습자들의 흥미와 관심을 높일 수 있는 어드벤처 게임형 학습 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 심화 보충학습이 필요한 학습자들에게 개인차를 고려한 수준별 학습을 지원하여 학업 성취도를 높일 수 있을 것이며 공간 지각 능력이 필요한 도형 학습에서 다양한 조작활동을 제공함으로써 학습자들의 공간 감각을 기를 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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