과학적 탐구학습을 지원하는 가상현실 시스템 개발에 관한 연구

Abstract

상호작용적인 가상현실 기술은 실제 환경의 제약을 극복할 수 있으며 사용자에게 흥미와 적극적인 참여를 유도하여 과학적 탐구학습에도 적극 활용되고 있다. 그러나 기존 연구에서는 주로 특정 교안에 대한 응용 프로그램의 개발에 중점을 두고 있어서 다른 교안을 위한 탐구학습가상환경 개발에 쉽게 활용하기 어려웠다. 이에 본 연구에서는 과학적 탐구학습 가상환경의 개발을 도와주는 통합적인 가상현실 시스템 SASILE (System for Augmenting Scientific Inquiry Learning Environments)을 개발하였다. 본 논문에서는 먼저 가상현실을 활용한 과학적 탐구학습 관련 연구를 살펴보고, 제안하는 시스템의 구조와 구현에 대해서 설명한다. 그리고 이 시스템을 이용하여 가상현실 모양성에서 한옥에 나타난 대류현상에 대한 과학적 탐구학습 환경 개발 사례와 가상환경 화성 암석의 성분을 측정하여 운석이 떨어진 곳을 찾는 화성 탐사 개발사례를 설명한다. 마지막으로 이 시스템의 향후 연구 방향에 대해 논한다. The interactive virtual reality technology has used in scientific inquiry learning since it can overcome the restriction of real world and it draws user's interest and foster active participation. However, prior works are mostly designed for a specific inquiry learning lesson and it is quite difficult to use them for constructing other inquiry learning environments. Hence, we developed the integrated virtual reality system, SASILE (System for Augmenting Scientific Inquiry Learning Environments), that helps ease the development of the scientific inquiry learning environment. In this paper, we first describe the related works on supporting VR scientific inquiry learning systems, followed by the SASILE system architecture and implementation. Then, we illustrate the use of this system to develop a Virtual Moyangsung application for teaching a scientific structure of Korean traditional house by exploring and observing the convection currents as well as a Mars Rover application for estimating the asteroid impacts on Mars by measuring rock properties. Finally, we will discuss the future research directions for this system.