AR 기술하면 포켓몬고만 떠오른다고요?
2023년 8월 다섯째 주 소식
증강현실(AR)은 실제 환경 위에 소리, 영상, 그래픽 등 디지털 정보를 겹쳐 보여주는 기술입니다. AR은 완전한 가상환경을 만드는 기술인 VR과 함께 부르는 경우가 많습니다. 이러한 기술을 통칭하여 확장 현실(XR)이라고 하며 XR 은 산업 전반에 걸쳐 변화를 주도하고 있습니다. 엔지니어링, 제조, 우주 등의 산업에서는 일반적으로 연구 개발과 같은 비즈니스 애플리케이션에 AR을 사용합니다. 이렇게 쓰임새가 다양한 AR, 교육에서도 쓰일 수 있다는 사실을 알고 계신가요?
AR은 새로운 기술의 발전과 스마트폰의 AR 도입으로 인해 교육자들은 교실에서 AR을 사용할 것으로 점점 더 기대되고 있습니다. AR을 활용하면 교사가 가상 개념의 예시를 보여주고 게임 요소를 추가하여 교과서 자료 지원을 제공할 수 있으므로 교실 교육은 더욱 몰입할 수 있는 형태로 변화할 수 있습니다. 이를 통해 학생들은 개념을 더 빨리 학습하고 쉽게 정보를 기억할 수 있게 됩니다. 그렇다면 교육환경에 쓰이는 AR의 장점과 예시에 대해 더 구체적으로 알아보겠습니다.
교육에서의 AR의 장점
첫 번째 장점은 “적극적인 참여 유도”입니다. AR이 제공하는 상호작용적인 학습 경험을 통해 교육자는 학생들의 열정과 호기심을 불러일으켜 보다 적극적인 참여를 유도할 수 있습니다.
두 번째 장점은 “인지 부하 감소”입니다. 어떤 정보가 학습되기 위해서는 작동기억 안에서 정보가 처리되어야 하는데, 작동기억이 처리해 낼 수 있는 정보의 양보다 처리해야 할 정보가 많으면 문제가 생기며 인지부하가 생기게 됩니다. AR 기술은 가상물체를 3차원적으로 표현해 낼 수 있기에, 추상적 개념을 파악하는 데 필요한 인지 자원의 양을 크게 줄여 학생들이 실제 학습에 더 집중할 수 있도록 돕습니다.
세 번째 장점은 “향상된 학습 성과”입니다. Canadian Center of Science and Education에 따르면 학생들은 수학과 과학 활동에 물체 조작 등 실습적인 접근 방식으로 교육을 받았을 때 성적이 향상되는 것을 보여주었습니다. 그렇기에, AR이 제공하는 실습적인 접근 방식을 통해 학생들은 기존보다 더 많은 지식을 습득하고 특정 주제에 대해 깊게 이해할 수 있습니다. 그렇다면, AR 이 교육 환경에 구체적으로 어떻게 활용될 수 있는지 예시들에 대해 알아보겠습니다.
AR 애플리케이션 예시
수학 교육
공간 지능은 많은 수학과 공학 관련 개념을 학습하는 데 기본입니다. 그러나 학생들은 대수적 표현, 수치 데이터 또는 2차원 투영만을 사용하여 3차원 물체를 상상하는 것을 어렵다고 생각합니다. 교육에서 공간 지능을 향상하는 가장 효과적인 방법은 특정 개체와의 역동적인 상호 작용을 통해 해당 개체가 다른 관점에서 어떻게 보이고 동일한 공간에 있는 다른 개체와 어떻게 관련되는지 이해하는 것입니다.
이러한 공간 기술을 가르치는 기존 방법론은 2차원에서 3차원 입체도형을 표현하는 방법론을 기반으로 하지만 입체도형을 바로 조작하거나 실제 물체와 비교할 수 있는 상호 작용을 하기는 어렵습니다. AR은 의미 있고 상황에 맞는 경험을 통해 교육자가 수학 과목을 가르치는 방식에 큰 효과를 가져올 수 있습니다.
예를 들어, 무르시아 대학교(University of Murcia)의 연구자들은 Geogebra AR을 사용하여 학생들에게 수학을 가르치고 AR이 공간 지능 향상에 있어 효과가 있다는 사실을 확인했습니다. Geogebra AR은 학생들이 기하학적 객체를 그리고 수학적 함수를 시각화할 수 있는 오픈 소스 교육 애플리케이션입니다.
학생들은 객체의 매개변수를 수정하여 기하학적 구조를 변경하고, 객체를 뒤집고 회전하며 다양한 관점을 시각화해서 볼 수 있습니다. 또한 여러 수학 함수를 한 공간에 배치하여 각 함수들이 어떤 식으로 연관되어 있는지 확인할 수 있습니다.
결론적으로 이 증강 현실 앱은 학생들이 수동적으로 함수나 기하학적 객체 그리는 수고를 덜어주고, 교실에서 기하학적 원리를 발견하고 실제 물체와 비교하여 분석하는 데 더 많은 시간과 에너지를 소비할 수 있게 해 줍니다. 또한, 교수들이 포괄적인 연구 실험을 진행한 결과, AR 기반 학습 방법을 사용한 학생들이 기존 학습 방법을 사용한 학생들보다 수학 함수에 대한 이해도가 훨씬 높은 것으로 나타났습니다.
의학 교육
Complete Anatomy는 3D4 Medical에서 제작한 교육용 앱입니다. 학생, 교육자 및 의료 종사자가 이러한 3D 해부학 플랫폼을 통해 인체를 해부적으로 시각화하고 더 잘 이해할 수 있습니다.
AR(증강 현실) 기반 Complete Anatomy 앱에는 전체 해부학 모델은 물론 세포와 조직의 미세한 구조를 시각화하는 데 사용할 수 있는 대화형 해부학 지도가 있습니다. 약 20,000개의 신체 구조를 특징으로 하는 이 앱을 통해 사용자는 신체 부위를 개별적으로 보고, 동맥 경로를 따라가고, 신경혈관 구조와 근육 움직임을 탐색할 수 있습니다. 사용자는 AR(증강 현실)의 도움으로 인체의 3D 해부학 모델을 컴퓨터에 배치할 수도 있습니다. 다중 사용자 모드를 사용하면 여러 학생이 자신의 장치에서 다양한 신체 부위의 가상 해부를 동시에 볼 수 있습니다. 마지막으로 앱 사용자는 신체 레이어를 추가 및 제거하고 골절이나 근육 긴장과 같은 다양한 부상의 영향을 시각화할 수 있습니다.
글을 마무리하며
이렇게 오늘은 AR(증강 현실)이 교육에 어떻게 활용되고, 어떤 장점을 가지고 있는지에 대해 구체적으로 알아보았습니다. 여러 애플리케이션들을 살펴보면서, AR 기술은 시각화적인 측면에서 효과적이기는 하지만, 후각, 촉각등 실습 교육을 할 때 필요한 감각을 느끼기에는 어렵다고 느꼈습니다. 그래서 아직까지는 기존 교육의 형태를 보조할 수는 있지만 완전히 대체하기에는 부족한 면이 있다고 느꼈습니다. 앞으로 기술이 더 발전하여, 오감을 느낄 수 있는 기술이 AR과 융합되어 교육에 활용된다면, 교육을 보조하는 것을 넘어서 기존 교육을 대체할 수 있는 더 효과적이고 새로운 형태의 교육이 등장할 수 있다고 기대됩니다.
[참고자료]
https://www.itransition.com/blog/ar-in-education
https://nasco-education-blog.com/2022/06/01/hands-on-learning-5-research-proven-benefits/#:~:text=Hands-on learning also appears, manipulate objects to understand concepts.
