• 감성과학
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• 제13권1호
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• pp.21-32
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• 2010

이 연구는 그림 자료의 근접성(고근접 vs. 저근접)에 따른 제시여부와 읽기모드(단순읽기 vs. 요약읽기)에 따른 학습자의 인지부하 차이를 검증하기 위한 것이다. 특히, 이 연구에서는 전기피부반응을 통하여 인지부하의 정도를 측정하였다. 실험참가자는 34명(통제집단=17명, 실험집단=17명)이었으며 고근접 조건과 저근접 조건에 대한 반복구획요인설계를 적용하였다. 또한 각 실험조건에서 측정된 과제난이도 지각점수를 공변량으로 투입하여 학습자의 사전지식에 의한 영향력을 통제하였다. 그림 자료의 근접성의 정도에 따라서 고근접 그림 자료와 저근접 그림 자료가 순차적으로 제시되었다. 처음에는 단순읽기 모드가 제시되었고 이후에 요약읽기를 수행하였다. 전기피부반응은 단순읽기와 요약읽기에서 모두 측정되었다. 이 연구의 종속변수는 전기피부반응과 지각된 난이도였다. 연구결과에 따르면 고근접 자료가 제시된 조건에서는 유의미한 차이를 발견할 수 없었다. 그러나 저근접 조건에서는 그림 자료의 제시여부 및 읽기모드 사이에서 유의미한 차이가 있었다. 즉, 저근접 조건에서는 텍스트만 제시하는 것보다는 그림 자료가 제시될 때 전기피부반응이 올라갔다. 또한 단순 읽기 보다 요약읽기에서 더 높은 전기피부반응이 측정되었다. 이 연구의 결과는 저근접 그림은 인지부하를 유발하는 요인이 될 수 있으며 읽기모드가 복잡해지면 인지부하가 높아질 수 있음을 보여주는 것이다. 동일한 자료를 활용한다고 하더라도 인지과정의 복잡성 정도에 따라서 인지부하가 달라질 수 있다는 것이다. 그러나 학습성취과 같은 과제수행 요인과 더 높은 난이도에서의 인지부하 측정에 대한 후속연구가 필요하다.

• 대한인간공학회:학술대회논문집
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• 대한인간공학회 1995년도 추계학술대회논문집
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• pp.37-37
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• 1995

CNS의 인간공학적 실험 평가 항목중 중요 요소의 하나인 운전원의 인지적 작업부하(정보입력, 의사결정, 및 정서적 부하)를 평가하기 위해 인지적부하를 부과할 수 있는 사건 시나리오 구성방법, 피실험자에 대한 훈련 방법, 실험과 디브리핑을 통한 운전원 행위 및 사건 경위 기록 체계를 개발하였다. 운전원 행위자료 데이타베이스에는 특정 요소행위 시점, 관측행위 분류, 사용된 표시장치, 의사결정내용, 사용된 조종장치, 조종행위분류, 운전원간 의사소통 내용, 정서상태, 표시장치 및 조종장치의 사용편의성 여부 및 불편이유, 주요사건 발생시점에 관한 정보가 기록되었다. 운전중 CNS 운전원에 제시되는 자극의 변화에 수반되는 운전원의 생리적 변화를 측정하여 이로부터 운전원이 받는 정신부하를 측정하는 체계를 개발하였다. 이를 위해 ECG, EEG, 호흡패턴,피부온도, 수평EOG, 수직EOG, 심박률, 및 호흡률의 생리변수에 대한 측정이 이루 어졌으며 각각의 신호를 초당 100개씩 샘플링하여 A/D 변환하고 정신부하 추정 알고리즘을 거쳐 정신부하 여부를 판정하는 점수를 구하였다. 다차원의 정신부하 판정 점수는 OR gate에 의해 통합되어 정신부하 발생시점과 함께 정신부하데이터베이스에 기록되었다.

• 인지과학
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• 제20권2호
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• pp.125-154
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• 2009

본 연구는 이러닝 체제에서 상호작용을 개선할 수 있도록 하기 위하여 사용자의 생리적 데이터 가운데서 뇌파를 통하여 학습자의 인지부하 발생을 파악할 수 있는 지를 연구하고자 하였다. 뇌파를 통하여 인지부하 발생을 알 수 있게 된다면 실시간 이러닝 체제에서 적절한 피드백 제공에 활용될 수 있기 때문이다. 이를 위하여 EEG를 이용하여 학습자의 뇌파를 측정하면서 인지활동을 수행하는 동안 발생되는 인지부하도를 측정하였고 인지과부하를 판별할 수 있는지를 알아보았다. 뇌파 측정을 위하여 언어 관련 작업기억 능력을 측정할 수 있는 듣기회상과제를 제시하였으며, 실험을 통한 과제 정답률 및 뇌파 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 듣기회상과제의 정답률은 회상반응과제에서 1단계는 84.4%, 2단계는 90.6%, 3단계는 62.5%, 4단계는 56.3%를 보였으며, 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 즉, 3, 4단계의 경우는 피험자들이 매우 어려움을 겪었던 단계로 인지과부하가 발생했을 것으로 보인다. 둘째, SEF-95% 지표는 1, 2단계에 비해 3, 4단계에서 더욱 높은 값을 보였으며, 이는 피험자들의 인지부하가 3, 4단계에서 높았음을 객관적으로 보여주는 근거이다. 셋째, 감마파의 상대파워는 3, 4단계에서 파워값이 급격히 올라가는 패턴을 보였으며, 통계적으로 유의한 5개의 채널(F3, F4, C4, F7, F8)을 확인하였다. 5개의 채널은 뇌의 브로카 영역(F7, F8) 주위에 위치하고 있으며, 특히 뇌맵핑 분석을 통해 확인한 결과, F8(우반구의 브로카 영역에 해당하는 위치)에서 단계별 난이도가 올라갈수록 활성화의 차이가 크게 나타났다. 넷째, 19채널에 대한 상호 상관 분석을 통해 1, 2단계에 비해 3, 4단계에서 비동기화가 증가하였다. 위의 결과를 통한 본 연구의 결론은 뇌파를 이용하여 인간이 인지활동을 수행하는 동안 인지부하도를 측정할 수 있으며, 인지과부하를 판별해 낼 수 있음을 확인하였다.

• 감성과학
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• 제12권3호
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• pp.279-288
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• 2009

이 연구의 목적은 과제수행에 대하여 주관적 인지부하 요인과 GSR의 각성수준이 어떤 관계를 형성하고 있는지를 검증하는 것이다. 이를 위하여 인지부하 설문지(신체적 노력, 정신적 노력, 지각된 과제난이도, 자기평가, 자료설계의 용이성), 사전-사후검사, GSR에 의한 각성수준을 측정하였다. 사전검사는 학습자의 사전지식 수준을 의미하며, 사후검사는 과제수행의 결과를 의미한다. 이 연구의 분석방법은 사후검사의 결과를 종속변수로 하는 회귀분석이었다. 첫째, 자기보고의 인지부하 요인이 사후검사에 미치는 영향을 분석한 결과에 따르면, 사전검사, 신체적 노력, 지각된 과제난이도가 사후검사에 유의미한 영향을 미치고 있었다. 신체적 노력은 정적관련성을 보이고 있었으나 지각된 과제난이도는 부적관련성을 보이고 있었다. 이 결과는 사전검사의 점수가 높은 사람은 상대적으로 과제난이도를 낮게 지각하는 경향이 있으며 과제해결을 위하여 신중히 노력함으로써 사후검사의 결과가 올라간다는 것을 보여주는 것이다. 둘째, 각성수준에 대한 연구결과에서는 평가단계에서 측정된 각성수준이 사후검사의 점수를 유의미하게 예측하고 있는 것으로 나타났다. 평가단계의 GSR은 과제수행(사후검사)과 부적 관계를 형성하고 있었다. 즉, 평가단계에서 적절한 이완수준을 유지하고 있을 때 사후검사의 결과가 증진된다는 것을 보여주는 것이다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제20권4호
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• pp.305-319
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• 2017

삼각형 높이를 찾는 과정에서 눈 움직임 데이터를 통해 학생들의 삼각형 높이에 대한 이해와 그에 대한 삼각형 유형별, 배치별 인지부하 알아보고자 하였다. 6학년 26명 학생들을 대상으로 콘텐츠를 활용한 수업을 진행하고, 사전 사후검사를 실시하였다. 그 결과 삼각형 높이에 대한 삼각형 유형별, 배치별 문항에서 사전 검사에 대해 사후검사에서 정답률이 크게 상승하였으며, 아울러 각 문항별 AOI(Area of Interest)에서 시선 데이터의 빈도(FC)와 머무름(FD)이 사후검사에서 더 적게 나타났다. 주관적 인지부하는 밑변이 지면에 평행한 삼각형 보다는 회전된 삼각형 배치에서 더 높게 나타났으며, 시선 추적 데이터에서는 직각삼각형과 예각삼각형의 회전 배치된 쪽에서 더 많은 빈도와 더 많은 머무름이 감지되었다. 이를 통해 시선추적 기술은 교수설계의 피드백을 위한 학생들의 인지적 부하의 객관적인 측정을 제공할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국심리학회지:법
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• 제11권2호
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• pp.155-171
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• 2020

본 연구는 거짓말 탐지 시 정서적 각성 및 인지적 부하가 동공 크기 변화에 미치는 영향을 확인했다. 총 60명 모집 후, 참가자가 자발적으로 집단을 선택했다. 유죄 집단(n = 30)은 모의 범죄(현금 훔치기)를 수행하고, 무죄 집단(n = 30)은 연구 조교 사무실에서 임무(메시지 보내기)를 수행했다. 그 후, 거짓말 탐지 면담 질문 중에 웨어러블 아이트래커를 사용하여 동공 크기를 측정했다. 면담 질문은 인지적 부하 질문 3개, 정서적 각성 질문 3개, 중립 질문 3개로 구성되었다. 실험 결과, 집단이나 시간의 주효과는 유의미하게 나타나지 않았으나, 집단과 시간의 상호작용은 유의미하게 나타났다. 즉, 동공 크기에 기반한 거짓말 탐지 시 인지적 부하 질문에 응답 할 때 유죄 집단이 무죄 집단 보다 동공 크기가 더 크게 증가했다. 이는 동공 크기를 기반한 거짓말 탐지 시 인지 부하를 유도하는 것이 정서적 각성을 유발하는 것보다 효과적임을 시사한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.101-111
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• 2019

이 연구는 작업기억과 사회인지능력 사이의 관계 및 이야기의 이용이 사회인지 능력에 미치는 영향을 탐구하고자 했다. 이를 위해 연구참여자 82명에 대해 작업기업(n-back)을 측정한 다음, 사회인지 부하로서의 지향성 수준(5차 지향성 대 3차 지향성)을 달리한 이야기 및 설명문 등 3개 집단에 무작위로 배치해 사회인지능력으로서 관점채택과 감정추론 정확성을 비교분석했다. 분석결과 관점채택은 작업기억과 유의한 정비례의 관계가 나타났다. 반면 감정추론은 작업기억과 유의한 관계가 나타나지 않았다. 실험집단별 차이는 연구가설과는 반대로 인지부하가 가장 높은 5차지향성 이야기집단의 관점채택이 인지부하가 낮은 3차지향성 이야기집단의 관점채택보다 유의하게 낮았다. 설명문 집단과는 2종의 이야기 집단 모두 유의한 차이가 없었다. 감정추론은 3개 집단 사이에 모두 유의한 차이가 없었다. 전체적으로 이 연구는 일관되지 않은 결과가 나타났는데, 이에 대한 이론 및 방법론적 의의에 대한 논의를 제시했다.

• 감성과학
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• 제25권2호
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• pp.79-86
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• 2022

대기오염 등의 영향으로 실내 활동 시간이 증가하는 상황에서 뇌기능과 신체활동 측면에서 보다 건강한 실내 생활을 위한 다양한 방안에 대한 고려가 절실한 실정이다. 본 연구는 실내 산소의 농도와 호흡의 방법에 따라 인지능력과 생체신호에 어떤 영향을 미치는지에 대해 연구하여 보다 건강한 실내 일상생활을 제안하고자 한다. 건강한 성인 20명을 대상으로 공기 전달 시스템을 통해 공급된 공기를 산소마스크를 통해 흡입하도록 하였다. 호흡 방법과 산소농도에 따른 변화를 확인하기 위해 모든 피험자는 3가지 호흡(비강, 구강, 및 고농도 산소공급과 함께 구강 호흡)을 인지부하자극(눈 감은 휴식기, 눈 뜬 휴식기, 1-back 및 2-back 작업기억 과제) 별로 각각 수행하였다. 자극에 대한 반응시간, 정확도 및 생체신호를 측정하여 호흡에 따른 인지부하별 변화를 분석하였다. 그 결과, 3가지 호흡에서 모두 인지부하의 증가에 따라 심박동수는 유의하게 증가하면서 인지부하와 높은 상관성이 있는 생체신호임을 확인하였다. 또한 구강호흡에서는 분당 호흡 횟수가 인지부하증가에 따라 유의하게 증가하는 변화가 나타났으며, 인지활동 시 구강호흡에서 부족한 산소공급을 보완하기 위한 생체신호의 변화를 확인하게 되었다. 반면 고농도 산소공급과 함께 수행한 구강호흡에서는 비강호흡과 같이 분당 호흡 횟수의 유의한 변화는 없는 것으로 나타났다. 이는 고농도 산소공급이 구강호흡과 같이 비효율적인 산소 흡입이나 산소 농도가 부족한 환경에서 이를 보완해 주는 역할을 할 가능성이 있음을 시사한다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 자율신경계 변화까지 분석하여 인지 뿐만 아니라 심리에 미치는 영향까지 종합적으로 규명하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.287-293
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• 2024

본 연구는 인공지능을 활용한 수업이 항공전문학교 학생의 인지적으로 미치는 영향을 검증하였다. 먼저 프레젠테이션을 활용한 수업에서 전통적인 멀티미디어 자료 기반의 수업과 Speech-to-text(STT)기반의 인공지능 자료로 구성된 수업을 개발하였다. A 항공 전문 교육기관의 학생 133명이 두 가지 유형의 수업에 참여하였다. 수업 전후에 학생들의 인지 부하와 Mind Wandering을 측정하였고, 성취도평가를 실시하였다. 검사의 분석 결과, 외재적 인지 부하는 감소하였고 콘텐츠 집중도가 높아졌으며 성취도가 향상됨을 확인하였다. 향후 기술을 지도하는 학교에서 인공지능 기반의 STT수업이 많이 활용되기를 기대한다.

• 정보교육학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.655-672
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• 2016

본 연구는 4C/ID 모형(Four-Components Instructional Design model)을 적용한 웹기반 학습에서 학습자의 배경지식 수준과 지원정보 제시 유형이 인지부하와 쉐마획득에 미치는 영향을 규명하는 데 있다. 이를 위하여 웹기반 수업을 설계하고 대학수업 4주 동안 166명의 대학생들을 대상으로 수업을 진행하였다. 수업 후 인지부하 자가보고식 설문지와 쉐마획득 측정을 위한 개념도를 수집하여 이원변량 분석하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 학습자의 배경지식 수준에 따라 인지부하 점수는 유의한 차이가 있었고, 지원정보 제시 유형에서 질문 집단과 진술문 집단은 인지부하 점수가 유의한 차이가 없었다. 둘째, 학습자의 배경지식 수준에 따른 쉐마획득이 유의한 차이를 나타냈고, 질문 집단이 진술문 집단보다 쉐마획득이 유의하게 높았다. 또한 쉐마획득에서 학습자의 배경지식 수준과 지원정보 제시 유형 간 상호작용효과가 나타났다. 본 연구는 실제적 과제에서 초보 학습자의 수업 설계 및 적용에 고려할 수 있는 조건을 제시했다는 점에서 의의가 있다.