먼 미래의 이야기처럼 느껴졌던 가상현실을 활용한 수업은 지금 현재도 펼쳐지고 있습니다. 하지만 아직 초기 단계이다 보니, 실감형 콘텐츠를 개발하여 대학의 실험실습 교육과정에 도입하기 위한 구체적이고 실제적인 실행 방안이 필요한 상황입니다.
우리는 메타버스와 VR·AR 등 최신 기술을 적용한 미래교육이 현실로 다가왔음을 인지하고, 대학 실험실습 교육과정에 도입하기 위해 실질적으로 활용할 수 있는 콘텐츠를 연구하기로 했습니다. 시스템에 대한 기술적 구축 방안뿐만 아니라 이를 활용한 교수학습 방안에 대한 고민도 함께하며 보다 근본적인 입장에서 디지털 기반 고등교육의 기반을 마련하기 위해 힘썼습니다.
RESEARCH.
가상공간에서 실험·실습할 미래를 연구하다
코스모스| 연구논문 | 「가상·증강 현실을 활용한 실감형 실험실습 교육 수행 방안」 연구 |
| 추진배경 | ○ 비대면 수업 기반 교육 혁신 및 수업 효과 향상에 대한 요구 ○ AR/VR 기반 수업을 위한 인프라 구축 및 콘텐츠 개발에 관한 기반 연구 필요 ○ 포스트 코로나 시대 대비 디지털 기반 고등교육 혁신 ○ 실감형 콘텐츠 고등교육 적용 초기 단계의 연구 부족 ○ 교육과정 적용을 위한 시스템 구축 연구 필요성 |
| 연구범위 | ○ 실감형 콘텐츠 개발을 위한 교육과정 구성을 위한 자문단 운영 ○ 실감형 콘텐츠 개발 및 실험실습 활용을 위한 교육환경 구축 방안 수립 ○ 실감형 콘텐츠 개발 사업 운영 방안 및 중장기 발전 방안 수립 |
| 연구방법 및 절차 | 데이터수집, 문헌 및 현장 연구, 구조분석, 재구조화, 결과도출 다섯 단계로 진행 |
| 활용방안 | ◯ 실감형 콘텐츠 활용 수업 추진 ◯ 실감형 콘텐츠 라이브러리 구축 ◯ 메타버스 월드 구축을 통한 의사소통 채널의 확장 ◯ 향후 대학 디지털 전환 전략 수립을 위한 경험 축적 |
고등교육 실제현장에서 적용 가능한 실감형 콘텐츠의 필요성
코로나19로 비대면 교육이 확산되면서, 대학교육의 디지털 전환이 본격적으로 가속화되었습니다. 하지만 교육현장에서 느끼는 생생한 실험과 실습이 어려워지자, 가상공간에서 실제처럼 학습도 하고 실습이 가능할 수 있도록 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 등의 에듀테크를 활용하는 것에 관심이 늘어났습니다.
실감형 콘텐츠란?
실감형 콘텐츠란 무엇일까요? 실감형 콘텐츠란 다양한 센서를 이용해서 사람의 제스처, 모션, 음성 등 사람의 행위를 인식하고 분석하는 기술을 활용하여 가상의 디지털 콘텐츠를 실제의 물체처럼 조작할 수 있게 만든 디지털 콘텐츠입니다.
본 연구에서는 다루는 실감형 콘텐츠의 기술적 특징은 가상현실과 증강현실 두가지에 한정하여 연구하였습니다. 가상현실(VR)은 HMD(Head Mount Display)등의 기기로 구현된 3차원의 가상세계를 통해 실제와 같은 경험을 제공하는 기술을 말하며, 증강현실(AR)은 실제 현실에 3차원 가상 이미지를 겹쳐 보이게 하는 기술을 말합니다.
실감형 콘텐츠가 가장 많이 활용되는 분야 TOP 3
우리는 먼저 현재 국내외 실감형 콘텐츠 사례를 연구하여 분석을 시작했습니다. 해외 총 21개 사례, 국내 8개 사례를 적용 영역별 활동방법(탐방, 시청, 조작, 실습, 저작)과 적용 영역별 기술(데톱, 분산, 몰입, 증강현실)을 분류하여 실감형 콘텐츠가 가장 많이 활용되고 있는 분야를 봤습니다.
사례를 분석한 결과 의료 분야가 가장 많이 실감형 콘텐츠를 활용했습니다. 단순 3차원 오브젝트 및 라이브러리를 확인하는 수준이 아니라 의료적 절차와 상황에 맞추어 시뮬레이션하는 콘텐츠가 대부분이었습니다.
예로 의료진을 위한 가상 메디컬 시뮬레이션 교육 전문 기업 뉴베이스는 COVID-19 환자간호를 위한 시뮬레이션 프로그램을 콘텐츠로 만들었습니다. 가천대 길병원도 가상현실 치료센터를 설립하여 VR 프로그램을 적극 활용 중입니다.
다음은 과학(물리, 화학, 생물 등) 분야였습니다. 과학 분야는 라이브러리 활용부터 실습 환경 제공 및 저작도구를 활용한 직접 저작까지 다양한 방식으로 실감형 콘텐츠를 활용하고 있었습니다. 노스캐롤라이나 주립대학교 화학과는 360도 영상 및 원다VR 솔루션을 활용하여 화학과 유기 화학 실험실을 가상환경으로 구현하였습니다.
공학 분야 또한 조작, 실습, 저작 등의 활동을 통해 공학적인 절차와 원리를 이해할 수 있도록 시뮬레이션 방식을 적용하고 있었습니다.
고비용과 고위험이 따르는 훈련에 유용
실감형 콘텐츠가 적용되고 있는 분야들의 사례를 분석해 보면 실감형 콘텐츠를 적용하기 좋은 영역을 유추할 수 있습니다. 대부분 위험성이 크고, 비용이 많이 드는 영역들이었습니다.
구체적으로 살펴보면 의료 실습, 과학 실험 같이 위험이 따르는 분야들은 실감형 콘텐츠를 활용하기 좋았습니다.
항공 분야는 VR 기기 및 모바일을 이용한 항공 장비에 대한 학습을 실감 콘텐츠로 수행할 수 있는데요. 싱가포르 난양 폴리텍 대학은 항공엔진과 터빈 구성을 VR 콘텐츠를 통해 학습하고 있습니다. 항공 우주 교육 대형 설비 및 고비용의 물리적 장비 없이 효율적으로 공학교육을 하고 있는 사례입니다.
실감형 콘텐츠를 만들 계획이라면 국내외 기존 제품 및 서비스를 도입하여 먼저 경험해보는 것도 좋습니다. 의학 분야는 사례분석 내용에서도 가장 많은 제품 및 서비스가 있었으며, 적절한 주제를 선정하여 기존 제품 및 서비스를 도입하는 것에 크게 어려움이 없을 것으로 보입니다.
실감형 콘텐츠를 성공적으로 활용할 전략 5가지
실감형 콘텐츠를 활용하고 있는 분야들을 살펴봤는데, 이를 바탕으로 분석 및 도출한 실감형 콘텐츠를 성공적으로 활용하기 위한 전략 다섯 가지를 소개해드립니다.
첫째, 고위험, 고비용, 고효율, 체험불가 분야를 중심으로 적용하라
앞서 말씀드린 것처럼 실감형 콘텐츠가 활용된 사례를 분석한 결과 고위험, 고비용, 고효율, 체험불가 등 4가지 분야를 중심으로 활용되었습니다. 실감형 콘텐츠를 활용하실 계획이라면 4가지 분야를 중심으로 활용할 전략을 수립하는 것이 좋습니다.
둘째, 조작 및 실습을 통한 시뮬레이션 학습 가능 분야에 적용하라
대학교육에 실감형 콘텐츠를 적용할 때는 단순히 라이브러리를 확인하는 것에 그치지 않고 새로운 경험을 하거나 실제로 조작 및 실습이 가능한 실감형 콘텐츠를 고려해야할 것입니다. 하지만 조작이나 실습 면에서 적용이 가능한지 먼저 살펴봐야합니다.
셋째, 기존 출시된 제품 및 서비스를 분석하여 커리큘럼에 부분 적용하라 의료, 공학, 과학 등의 분야의 경우 이미 개발돼 운영되고 있는 사례가 많으므로, 본격적으로 서비스를 도입하기 앞서 기성 제품 및 서비스를 프로토타입 형태로 도입해보는 것도 좋습니다. 학습자의 반응, 학습효과 등을 점검하고, 기존 제품 및 서비스의 체계적인 분석이 추가적으로 이뤄져야 할 것입니다.
넷째, 실감형 콘텐츠 제작 전에 웹 기반 시뮬레이션을 통해 규칙 및 절차를 미리 적용해보라 실감형 콘텐츠로 구현되기 전에 논리적인 전개, 로직의 흐름 등 전반적인 과정이 기획 문서로 정리되어 있어야 합니다. 이렇게 정리된 규칙 및 절차는 반드시 실감형 콘텐츠로 구현되었을 때 뿐만 아니라, 웹에서 간단하게 시뮬레이션 할 수 있는 형태로 구현되었을 때에도 충분한 의미가 있습니다.
다섯째, 실감형 콘텐츠 저작 및 프로젝트 학습을 통한 융합형 커리큘럼으로 확장하라
실감형 콘텐츠를 분석하고 기획, 제작, 운영하는 등의 일련의 과정을 커리큘럼으로 구성한 후 융합형 교과목으로 운영할 수도 있습니다. 실감형 콘텐츠 자체를 협동하여 만들면서 배우는 것이기 때문에 훨씬 복합적이고 융합적인 교육과정으로 운영할 수 있습니다. 학교 차원에서 운영하면 21세기 인재형에 적합한 교육으로 진행할 수 있을 것입니다.
작게 시작하여 점차 발전시켜 나가기
그렇다면 대학교육에서 어떻게 해야 실감형 콘텐츠를 지속적으로 활용할 수 있는 계획을 수립할 수 있을까요? 우선 작게 시작하여 점차 발전시켜 나가는 접근이 필요합니다.
현재 실감형 콘텐츠에 대한 활용은 의학, 공학, 이학 계열 분야에 집중돼 인문사회 계열은 많이 부족한 상황입니다. 대학교육에서 실감형 콘텐츠의 활용도가 아직 높지 않기 때문에 활용도가 높은 영역을 중심으로 작게 시작하는 것이 좋습니다. 향후에는 인문사회 계열에 대한 실감형 콘텐츠의 사례연구, 활용도 연구, 실제 프로젝트 추진에 필요한 기획 아이디어 발굴 등이 중장기적으로 이루어져야 할 것입니다.
실감형 콘텐츠를 적용할 분야를 찾았다면 실감형 콘텐츠 개발에 있어 주제와 시나리오에 대한 철저한 기획이 수반돼야 합니다. 대학교육에서 실감형 콘텐츠를 만들 때 예산, 교육환경 구축 등 여러가지 현실적인 요소를 고려해야 하기 때문에 다양한 개발사들과 네트워크 관계 형성을 통해 미리 예산 수준을 파악할 필요가 있습니다.
전문 개발사와 협업할 시 프로젝트를 전적으로 의존할 수도 있으나, 이러한 경우 위험관리가 어려워질 수 있으므로 조직 내부적으로 프로젝트 관리 역량을 향상하여 체계적으로 프로젝트 추진하는 것이 중요합니다.
또 기존 시스템과의 연동성 고려하는 것이 중요합니다. 실감형 콘텐츠를 기존 학사행정 및 학습관리시스템 등과 연동하여 활동 및 결과에 대한 데이터를 수집, 분석할 수 있는 체계를 마련하면 향후 활용하는 데 유효한 시사점을 얻을 수 있을 것입니다.
나아가 향후 메타버스로의 확장성을 고려하는 것도 중요한 과제입니다. 메타버스 환경이 점차 구축됨에 따라서 실감형 콘텐츠와 메타버스의 융합적인 방향을 고려할 필요가 있습니다. 기존 시스템과 메타버스와의 연동, 실감형 콘텐츠와 기존 시스템과의 연동 등을 다각도로 검토한다면 보다 실감형 콘텐츠를 효율적으로 활용할 수 있을 것입니다.