효과적인 비대면 교육을 위한 LMS 연동 체험형 메타버스 플랫폼 연구

Abstract

4차 산업혁명 기술의 발전으로 비대면 교육으로의 전환 및 에듀테크 측면에서 이러닝(e-Learning) 방식의 교육이 크게 활성화 되었으며, 코로나19 사태로 인한 학교 폐쇄는 이러닝 교육을 한층 더 고도화시키는 계기가 되기도 하였다. 이러닝의 기본 플랫폼인 학습관리시스템(Learning Management System, LMS)은 시간과 장소에 제한 없이 학습 가능한 시스템 구축을 통해 컴퓨터 온라인에서 학생들의 온라인 강의, 진도, 과제, 출석, 성적 등 이러닝 학습을 지원해주는 플랫폼 사이버공간이다. 교육부가 ‘2020년도 1학기 원격교육 경험 및 인식조사 설문’ 조사결과 에 의하면 교수자들은 원격수업 운영 시 체험형 교과목을 동영상 콘텐츠만으로 진행하기에는 학습자의 학습동기부여 및 참여 유도가 매우 어렵고, 교육내용을 명확히 전달할 교수학습 방법에 한계를 느껴 준비과정에 대한 어려움을 가지고 있는 것으로 나타났다. 따라서 체험형 교과목에 대하여 교수자에게는 수업준비의 어려움을 해소하고, 학습자에게는 학업 성취도를 높일 수 있는 새로운 교수학습 방식이 요구되었다. 문제해결을 위하여 체험형 메타버스 교육이 새로운 대안으로 떠올랐지만, 이제 겨우 시작 단계이고, 단편적으로 특정 목적을 가진 사용자들에게 한정적으로 지원되는 수준에 머물러 있다. 뿐만 아니라, 학습자는 이론학습을 위하여 LMS에 접속하여 학습을 하고 체험형 학습을 위하여 교과목과 부합한 체험형 메타버스 콘텐츠를 검색하여 상황별로 다른 특정 메타버스 플랫폼에 접속하여야 하는 효율이 떨어지는 문제를 가지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 LMS와 체험형 메타버스 콘텐츠 연동을 위한 새로운 체험형 메타버스 플랫폼을 제시하였다. 체험형 메타버스 플랫폼은 각각 별도로 구축되어 각기 다른 접근 권한을 가진 플랫폼인 LMS와 메타버스 플랫폼을 연동시킨 새로운 플랫폼으로 LMS에 최초 접속만으로도 메타버스 플랫폼에 연동하여 체험형 학습이 가능하도록 설계된 새로운 플랫폼이다. 첫째, 체험형 메타버스 플랫폼은 크게 입출력 장치, 메타버스 플랫폼, LMS와 학습콘텐츠관리시스템(Learning Contents Management System, LCMS), 학습자 데이터베이스로 구분된다. 입출력 장치에서의 인터랙션 기술은 모바일 어플리케이션으로 구성되며, 모션 플랫폼 기술은 가상현실에 있는 물체의 움직임을 탑승자가 느낄 수 있도록 기계적 장치로 움직임을 표현하게 된다. 메타버스 플랫폼은 메타버스 프레임워크, 콘텐츠 기술, 자율트윈 기술로서 구성되며, LMS는 LCMS를 포함한 개념으로 학습자의 정보, 학습관리, 평가관리 등은 학습자 데이터베이스에 저장된다. 둘째, LMS와 메타버스 플랫폼 인터페이스 알고리즘은 LMS와 메타버스 플랫폼을 연동시키는 것으로 사용자가 LMS에 접속을 하여 이론 교과목을 선택하여 학습을 수행한 다음에 체험형 학습을 하거나, 또는 체험형 콘텐츠를 바로 검색하여 반복하여 체험형 학습을 할 수 있다. 교과목별로 사전에 제작된 체험형 메타버스 콘텐츠는 메타버스 프레임워크를 통하여 메타버스 플랫폼에 저장되어 있다가 사용자의 요구가 발생시에 콘텐츠를 제공하게 되며, 교수자는 학습평가 시스템에서 체험학습 수행 현황을 확인하고 평가하게 된다. 이처럼 LMS는 메타버스 플랫폼은 인터페이스 알고리즘으로 연결된다. 셋째, 체험형 메타버스 시스템 구성은 개인 학습자용과 다중 학습자용으로 구분하여 설계하였으며, 스마트 공장에서 활용할 수 있는 공기청정기 제조를 위한 체험형 메타버스 교육 콘텐츠를 개발하였다. 전문가의 평가 결과에 따르면 LMS와 체험형 메타버스 플랫폼 연동을 위한 설계 적정성, 메타버스 플랫폼간 콘텐츠 연동을 위한 표준화 설계의 적정성, 메타버스 콘텐츠 접근을 위한 학습자들의 입·출력 장비에 대한 고려 부분 등 모든 영역에서 전문가들은 매우 긍정적으로 평가하였으며, 교수자는 학습자가 활용하기 용이하도록 장비가 구성된 점, 체험형 콘텐츠를 구성하고 운영하기 위한 방안이 적절히 제시되었다고 평가하였다. 학습자들은 학습집중도, 학업 성취도, 자기주도적 학습, 학습자간 상호교류, 교수자와 상호교류 등이 향상될 것으로 기대하였다. 체험형 메타버스 플랫폼 활성화를 위하여서는 이를 구현하고 정착시키기 위하여서는 다음 두 가지가 선행되어야 한다. 첫째, 현재 비용이 너무 많이 드는 체험교육 콘텐츠 개발 및 실행 환경을 개선하여야 하며, 학습자가 개인적으로 소유할 수 있을 정도의 현실적인 비용 수준의 장비가 개발 보급되어야 할 것이다. 둘째, 정부 차원에서의 교육용 메타버스 플랫폼을 구축하고 교육용 콘텐츠를 메타버스 콘텐츠 기업이 각 기업별 플랫폼과 별도로 탑재하도록 하여야 하여 교육용 메타버스 콘텐츠가 호환되도록 하여야 할 것이다. 본 연구를 통하여 교수자에게는 체험형 교과목에 대한 수업 운영 준비 부담이 감소 될 것이며, 학습자는 자연스럽게 흥미를 유발하여 참여도와 학습 집중도를 높임으로서 교수의 존재감이나 학생들의 고립감 해소를 통하여 학업 성취도가 높아질 것이다.