증강 3D 시각화를 통한 복잡한 과학 개념 학습 중 시각적 주의 추적

이 연구의 주요 목적은 다양한 증강 3D 시각화가 복잡한 과학 개념의 학습에 어떻게 영향을 미치는지를 시선 추적 방법을 사용하여 탐구하는 것이었다. "분자 형태"라는 주제에서 개념 학습을 지원하기 위해 다양한 3D 시각화가 포함된 증강 현실(AR) 학습 시스템이 개발되었다. AR 학습 중 학습자의 시각적 주의는 모바일 시선 추적 시스템을 사용하여 기록되었다. 참여자는 10학년 학생 32명이었다. 학생들의 학습 성취도를 평가하기 위해 사전 및 사후 테스트가 사용되었다. 학습자는 사후 테스트 결과에 따라 저성과자와 고성과자로 분류되었다. 학습자의 시각적 주의와 학습 성취 간의 연관성을 분석하기 위해 상관 분석, t-검정, 회귀 분석이 적용되었다. 또한, 우리는 다양한 성취자의 시각 전환을 비교하기 위해 지연 순차 분석(LSA)을 수행하였다. 결과는 AR 학습 활동 후 학습자의 개념적 이해가 향상되었음을 보여주었다. 다양한 3D 시각화 중에서 학습자들은 기초 학습 단계에서 정적 및 동적 유형에 더 많이 주의를 기울였고, 고급 학습 단계에서는 정적 및 인터랙티브 유형에 더 많이 주의를 기울였다. 3D 정적 모델에 대한 주의는 인터랙티브 유형에 대한 주의와 더 밀접한 연관이 있는 것으로 나타났다. 상관 분석 및 회귀 분석은 정적 3D 모델에 대한 정보를 통합하기 위한 인지적 노력이 학습 성취의 주요 예측 변수임을 발견하였다. LSA는 고성과자가 다른 AOI에서 정적 3D 모델을 다시 바라볼 확률이 더 높다는 것을 보여주었다. 시각 패턴 분석은 복잡한 개념 학습을 위해 정적 및 애니메이션 시각적 표현에 의해 전달되는 정보를 연결할 수 있는 지도가 필요하다는 것을 제안하였다.