가상현실을 활용한 스토리형 한글 교육 콘텐츠 제작 연구

Ⅰ. 서 론

현재 우리나라의 초등학교 교육과정에서 국어 시간의 비율은 약 30% 정도이다. 초등학교 시기는 읽기, 쓰기, 말하기 능력을 향상하기에 매우 중요한 시기이므로 기본적인 국어 시간의 확보가 필요하다. 특히, 문해력이 약한 기초학력 증진 대상 학생들은 언어에 대한 시간적·공간적 노출이 필요하다. 코로나19로 인한 학습 손실도 어린이 문해력에 부정적인 영향을 주었다.

현교과 수업조차 어려운 학생들은 한글의 기초부터 반복하여 습득할 수 있도록 해야 한다. 따라서, 한글의 기본 단위인 자음과 모음부터 단어, 문장까지 쉽고 재미있게 학습할 수 있도록 한글 교육 게임을 제작하기로 하였다. 반복 학습에 있어서 디지털 기기의 활용은 학습의 효율성을 높이지만 주의 분산 가능성이 있으므로 아동이 온전히 집중할 수 있는 환경으로 가상현실(Virtual Reality)을 활용하기로 하였다. 본 연구는 한글 학습에 어려움을 겪는 초등학생을 대상으로, 가상현실 환경을 활용한 몰입형 학습 콘텐츠를 제작하여 학습 효율과 흥미를 높이는 것을 목표로 한다. 자음과 모음부터 단어, 문장까지 쉽고 재미있게 반복적으로 학습할 수 있는 Virtual Reality(VR) 게임을 개발함으로써, 아동의 문해력 향상을 목표로 한다[1]. 본 연구는 한글 기초 학습에 초점을 맞춘 Virtual Reality(VR) 게임 콘텐츠 개발 과정을 다루며, 대상은 초등학교 저학년 및 기초학력 보완이 필요한 학생으로 한정하였다. 개발 환경은 Unity를 기반으로 VR 환경을 구축하였고, 모델링은 Blender, User Interface(UI)는 Illustrator를 사용하였다[2].

Ⅱ. 본 론

가상현실 콘텐츠란 사용자가 3차원 가상의 공간에서 시각·청각 등 다양한 감각 정보를 경험할 수 있도록 설계된 디지털 콘텐츠를 의미한다. 이는 사용자가 현실 세계에서 직접 경험할 수 없는 상황을 실감 나게 체험하게 하고, 장치를 통한 상호작용으로 사용자의 몰입감과 현실감을 높인다 본 연구에서는 이러한 장점을 살리기 위해 MetaQuest를 활용하였다[3].

콘텐츠의 대상은 초등 저학년과 한글 읽기·쓰기·말하기에 어려움을 느끼는 학생이다. 모든 대사와 설명은 텍스트와 함께 Artificial Intelligence(AI) 음성을 활용하여 읽기를 잘 못하더라도 들으면서 이해할 수 있도록 하였다. 주 대상인 아동들에게 친근하게 느껴지기 위하여 “호야”라는 호랑이 요정을 등장시키며 콘텐츠의 이름을 “호야와 한글 뚝딱”으로 정하였다.

등장하는 캐릭터는 호야, 도깨비 그리고 글자캐릭터가 있다. 호야는 한글을 수호하는 호랑이 요정, 도깨비들은 한글 세계를 어지럽히고 호야를 방해하는 적대적 캐릭터이다. 글자들은 중립적인 존재로 학습자를 방해하기도, 도와주기도 한다. 호야를 도와서 도깨비를 물리치고, 한글 세계를 지키는 것이 목표이다.

호야가 자음과 모음이 무엇인지 설명한 후, ‘한글 끄적’과 ‘한글 쏙쏙’ 게임이 진행된다. 이후 도깨비가 나타나 호야를 붓으로 만들고, 호야를 원래대로 되돌리기 위한 여정이 시작된다. 그 과정에서 글자들을 만나 숨바꼭질을 통해 단어들을 학습하고, 도깨비들과의 대결로 단어 맞추기와 문장 맞추기가 진행된다. 자음과 모음부터 시작하여 한 글자, 뜻을 지닌 한 단어, 문장에 이르기까지를 순차적으로 학습할 수 있도록 하였다. 학습자의 학습 수준에 따른 건너뛰기 기능과 적절한 힌트로 흥미를 잃지 않도록 한다. 대결이 끝나면 호야와 글자들의 축하와 함께 학습자에게 왕관을 선물하며 종료된다[4]-[6].

Ⅲ. 게임 디자인

3-1 한글 끄적

컨트롤러를 이용하여 ‘ㄱ’~‘ㅎ’까지의 자음과 ‘ㅏ’~‘ㅣ’까지의 모음을 획 순으로 써보는 단계이다. 각 자모음을 따라 읽도록 하여 눈과 귀, 입, 손으로 함께 익힐 수 있다. 읽는 방법과 쌍자음, 이중모음도 학습할 수 있다. 학습자의 수준에 따라 오프닝 후 건너뛰기가 가능하다. 그림 1은 한글 끄적 플레이 화면이다.

Fig. 1.

Play screen of Korean writing*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

3-2 한글 쏙쏙

나무에 열리는 글자들 중 맞는 글자를 따서 바구니에 이동시키는 미니 게임이다. 총 5라운드로 진행되며 4개의 글자가 나무에 열리면서 호야가 정답 글자를 말한다. 이 때 정답의 위치는 Random.Range() 함수를 통해 무작위로 결정된다. 각 글자들은 자음 프리팹과 모음 프리팹에서 추출하여 while반복문을 통해 중복 여부를 확인하여 4개의 글자가 모두 서로 다른 구성으로 나무의 각 위치에 소환된다. 정답 시 점수 증가와 호야의 칭찬 음성, 오답 시 점수 감소와 격려 음성이 제공된다. 점수는 나무 기둥의 UI에 Slider기능을 통해 표시되며 모든 라운드가 끝나면 획득한 점수와 선택한 난이도에 따라 호야의 대사가 달라진다. 그림 2는 한글 쏙쏙 플레이 화면이다.

Fig. 2.

Korean-language play screen*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

3-3 글자들과 숨바꼭질

왼손 컨트롤러에 표시되는 자음 6개 중 하나를 맵에서 찾으면 해당 자음으로 시작하는 단어 문제가 UI로 표시된다. 단어 카드 위의 돋보기 버튼을 눌러 단어의 뜻도 함께 학습이 가능하다. 정답을 맞히면 호야의 대사와 함께 왼손 컨트롤러의 해당 자음이 회색으로 변한다. 6개의 자음을 모두 찾고 문제를 풀면 숨바꼭질이 종료된다. 난이도에 따라 등장하는 단어가 달라진다. 그림 3은 숨바꼭질 미니게임 중 자음을 찾은 후 단어를 맞추는 화면이다.

Fig. 3.

Hide and Seek word matching play screen*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

3-4 도깨비들과의 대결

본 미니게임은 각 문제들을 ScriptableObject를 사용해 Database(DB) 형식으로 저장하여 난이도 조정이나 확장이 용이하도록 하였다. 제한 시간이 주어지며 제한시간이 끝나면 게임 오버되어 숨바꼭질이나 도깨비들과의 대결을 재진행할 수 있다.

1) 또비와의 단어 대결

5라운드로 진행되며, 난이도 별 무작위 단어의 간단한 설명과 해당 단어를 자음과 모음으로 쪼개어 소환한다. 글자수에 따라 빈 칸을 두고 초성은 각 자리에 자동으로 들어가며, 학습자가 나머지 자음과 모음을 배치하여 알맞은 단어를 완성해야 한다. 이 과정에서 eXtended Reality(XR) Interaction Toolkit의 Socket Interactor 기능을 적용하여 글자가 놓일 때 정확히 맞물리도록 하였다. 정답일 시 효과와 함께 또비의 체력이 깎이며, 오답일 시 효과음과 함께 초기 상태로 복원된다. 문제 소환 후 코루틴 기반의 타이머로 30초가 지나면 호야가 힌트로 단어를 읽어준다. 그림 4는 단어 대결 플레이 화면이다.

Fig. 4.

Word face-to-face play screen*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

2) 깨비와의 문장 대결

총 5라운드이며, 난이도별 무작위 문장을 빈칸이 있는 상태로 소환하며, 단어 카드들도 함께 소환된다. 학습자는 호야가 말하는 문장을 듣고 해당 빈칸 슬롯에 들어갈 단어를 배치하여 정답을 맞혀야 한다. UI 슬롯 구현은 Unity 이벤트 시스템을 기반으로, 각 단어 카드에 IDragHandler 인터페이스를 적용하여 DropSlot 클래스가 적용된 UI요소에만 놓을 수 있도록 하였다. 모든 슬롯이 다 채워지면 정답 판별을 실행한다. 정답과 오답 시의 피드백은 또비와의 대결과 같으며, 힌트로는 문장을 다시 한번 읽어준다. 그림 5는 문장 대결 플레이 화면이다.

Fig. 5.

Sentence confrontation play screen*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

그림 6은 게임 클리어 UI, 그림 7은 게임 오버 UI이다.

Fig. 6.

Game clear UI*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

Fig. 7.

Game over UI*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

Ⅳ. 캐릭터 디자인

디자인은 주요 대상인 아동의 흥미를 유발하고 동화적인 스토리에 몰입할 수 있도록 진한 색감과 단순한 형태를 사용하였다. 또한 한글 교육 게임으로써 한국의 전통적인 느낌을 주기 위해 캐릭터들과 초가집, 기와집의 전통 건축 양식을 반영하였다. 캐릭터 및 배경 모델링은 Blender를 사용하여 제작하였으며, UI 및 그래픽 요소는 Adobe Illustrator를 통해 디자인하였다[9]-[11].

4-1 3D 모델링

호야(호랑이)는 민화와 설화 속에 자주 등장하는 민족적 상징과 같은 동물이다. 본 콘텐츠에서는 한글 세계를 지키는 수호적 존재로 ‘호야’라는 호랑이 요정을 설정하였다. 아동들에게 친근하도록 동화적인 분위기에 맞춰 귀엽게 디자인하였다.

도깨비는 전통적으로 묘사되는 허름한 차림과 익살스러운 표정을 반영하였으며, 도깨비가 오래된 물건에 깃든다는 설화를 바탕으로 도깨비가 호야를 붓으로 바꾸거나, 전투에서 패한 도깨비들이 각각 빗자루와 호리병으로 변하는 설정을 추가하여 디테일을 강화하였다. 그림 8은 또비와 깨비 캐릭터이다.

Fig. 8.

Dokkaebis (Tobbi and Ggambi)

글자디자인은 통통한 형태의 글자들에 눈과 입을 부여하여 의인화하여 학습자가 대화의 주체로 인식할 수 있도록 하였다. 진한 색감을 사용하여 글자마다 구별이 용이하도록 하였다. 그림 9는 글자들 캐릭터이다.

Fig. 9.

Letters (when game is cleared)*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

글자들의 집은 전통 가옥인 기와집을 단순화하여 제작하였으며, 기와 담장을 배치하여 학습자의 이동을 제한하는 기능적 요소를 추가하였다. 그림 10은 글자들의 집 배경이다.

Fig. 10.

House of letters

4-3 UI/UX

UI는 각 상황에 맞추어 학습자의 눈앞, 맵의 일부, 컨트롤러 위치 등에 배치하였다.

메인 캐릭터 호야를 2D로 표현하여 ‘호야와 한글 뚝딱’이라는 게임 제목과 함께 배치함으로써 캐릭터와 게임의 정체성을 명확히 하였다. 게임 시작, 조작 설명, 설정 및 종료 버튼을 세로 배열로 배치하여 가시성을 높였으며, UI 배경은 장시간 플레이하더라도 눈이 편하도록 연한 색감을 사용하였다. 또한 한지를 연상시키는 베이지 톤과 거친 질감으로 디자인하였다. 그림 11은 타이틀 UI 화면이다.

Fig. 11.

Title UI*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

각 미니 게임마다 미니 게임 타이틀과 함께 캐릭터들의 대사를 배치하였다. 여러 캐릭터가 번갈아 등장할 때는 각 캐릭터의 이름을 명시하여 AI 음성뿐만 아니라 텍스트로도 학습자가 발화자의 정체를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 그림 12는 숨바꼭질에서 기역과 대화하는 화면이다.

Fig. 12.

Hide-and-seek story screen*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

Ⅴ. 기술구현

본 콘텐츠는 Unity 3D 엔진을 기반으로 Unity C#을 사용하여 프로그래밍하였다. 주요 XR기기들이 지원하는 OpenXR을 적용하여, 개발한 콘텐츠가 다양한 기기 환경에서 호환될 수 있도록 빌드하였다[12]-[15].

기본적인 카메라 동작과 학습자 이동, 컨트롤러 조작, UI 상호작용은 Unity 엔진에서 제공하는 XR Interaction Toolkit의 Starter Assets를 활용하였다. 아동 학습자의 신체 성장 단계에 따라 팔 길이나 동작 범위에 차이가 있을 수 있으므로, 오브젝트를 직접 잡는 방식 대신 Ray Interactor를 적용하였다. 또한 학습자가 상호작용을 해야 하는 오브젝트에는 XR Grab Interactable 컴포넌트를 추가하여 컨트롤러와 그랩 인터렉션이 가능하도록 설정하였다.

타이틀 화면에서 게임 시작 버튼을 누르면 난이도 선택 창이 표시되어 쉬움, 보통, 어려움이 DifficultyLevel을 각각 0, 1, 2로 설정한다. DifficultyManager가 씬이 이동되어도 유지되며 난이도를 미니 게임에 전달하는 기능을 한다. 다른 스크립트에서 난이도를 설정하기 위해 difficulty = DifficultyManager.Instance.DifficultyLevel; 해당 코드로 받아온다.

그림 13은 시작 전에 난이도를 설정하는 버튼의 인스펙터 창이다.

Fig. 13.

Difficulty setting button inspector window

그림 14는 난이도 선택 UI 화면이다.

Fig. 14.

Difficulty selection UI*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

글자 쓰기(한글끄적)은 프레임마다 컨트롤러의 버튼 입력을 받아와 트리거와 그립버튼이 모두 눌린 상태일 때 그리기를 시작한다. 현재 글자와 획을 설정하여 UpdateLiveFill 함수에서 충돌위치에 따라 해당 획을 칠한다. 해당 글자의 마지막 획을 칠하고 나면 해당 글자에 대한 음성과 대사가 나온 후 다음 글자를 진행하며 자음, 모음이 끝날 때까지 반복한다.

그림 15는 ‘ㄱ’을 쓸 때 활성화되는 오브젝트의 컴포지션이다.

Fig. 15.

Object composition activated for writing 'ㄱ’

그림 16은 ‘ㅏ’를 쓰는 화면이다.

Fig. 16.

A screen where you write 'ㅏ' in Korean*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

무작위 글자 듣고 맞추기(한글 쏙쏙)은 SpawnQuiz에서 최대 라운드가 아니면 새 라운드를 지정하고 자음이 중복되지 않는 한 글자를 무작위로 생성하는 과정을 4번 반복한다. 총 5라운드가 끝나면 해당 미니게임이 종료되어 난이도와 점수에 따른 대사가 출력된다. 표 1은 랜덤으로 문제를 소환하는 코드이다.

Table 1.

Code for randomly summoning problems

그림 17은 한글 쏙쏙에서 문제가 랜덤으로 소환되는 화면이다.

Fig. 17.

Problem summon screen 1*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

표 2는 난이도와 점수에 따라 다른 결과를 출력하는 코드이다.

Table 2.

Result code based on difficulty and score

단어 학습 퀴즈(글자들과 숨바꼭질)은 미리 설정해 둔 위치 중 6곳을 무작위로 선택하여 그 위치에 자음들을 무작위로 선택하여 배치한다. 그 후 학습자가 자음을 찾으면 SpawnFairy가 실행되어 단어 학습 퀴즈가 시작된다. 해당 자음으로 시작하는 정답 단어와 오답 단어들을 무작위로 뽑아서 지정된 위치 중 무작위로 배치한다. 단어 카드를 선택하면 정답 판별이 된다. 맞출 때까지 계속 진행된다.

그림 18은 단어 학습 퀴즈가 소환되어 각 단어의 뜻을 확인하는 화면이다.

Fig. 18.

Word learning quiz screen*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

단어 맞추기(또비와의 대결)은 SetupGame에서 기존의 문제 오브젝트와 텍스트를 지우고 새 문제를 다시 소환하는 과정을 거친다. 이때 단어는 난이도에 맞는 데이터베이스에서 무작위로 단어 데이터를 받아온다. XR Interaction Toolkit의 소켓 기능을 사용하여 칸에 넣을 때 딱 맞게 들어가도록 하고 각 소켓이 다 채워졌을 때 정답 판별을 시작한다. 표 3은 단어 문제를 설정하고 소환하는 함수이다.

Table 3.

Word problem setting and recall function

그림 19는 단어 문제 소환 후 화면이다.

Fig. 19.

Scene after summoning a word question*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

문장 맞추기(깨비와의 대결)은 난이도에 따른 데이터베이스에서 문장을 받아와 기존 UI슬롯과 단어 카드 패널을 제거한 후 새 문장으로 다시 설정하여 소환한다. 정답이 아닌 단어들은 단어 목록에서 무작위로 가져와서 정답 단어와 함께 섞어 배치한다. 모든 슬롯에 단어가 들어가면 정답을 확인한다.

그림 20은 문장 문제 소환 후 화면이다.

Fig. 20.

Screens after summoning a sentence question*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

Ⅵ. 교육현장적용테스트

본 연구에서는 개발된 VR한글 학습 콘텐츠의 활용 가능성을 검토하기 위해 초등학교 저학년 아동 20명을 대상으로 소규모 체험 및 설문조사를 실시하였다. 개인정보는 일절 수집하지 않았으며, 체험 활동의 만족도와 학습 흥미에 관한 응답만을 통계적으로 분석하였다. 난이도는 중으로 통일하여 체험을 진행하였고 그 결과, 참가 아동의 다수가 콘텐츠를 ‘재미있다(95%)’, ‘단어를 50개 이상 배웠다(약 80%)’, ‘문장을 30개 이상 배웠다(약 80%)’, ‘몸을 움직여 직접 글자를 선택하는 게 좋았다(약 90%)’, ‘계속하고 싶다(90%)’고 응답하여 긍정적인 반응이 많았다. 현장 교육자의 경우도 첨단기술에 호의적이었으며 어린아이들의 다양한 학습이 학습 흥미를 불러일으킨다는 등의 우호적인 반응이었다. 그림 21은 1차 테스트의 현장 사진이다.

Fig. 21.

First test site photos*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

그림 22는 2차 테스트의 현장사진이다.

Fig. 22.

Second test site photos

그림 23은 한글 끄적 미니게임의 플레이 시연 장면이다.

Fig. 23.

A demonstration of Korean writing*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

그림 24는 한글 쏙쏙 미니게임의 플레이 시연 장면이다.

Fig. 24.

The demonstration scene of "Korean Ssok-Sok" in Korean*The age group of users of educational game contents was created for the lower grades of elementary school

Ⅶ. 결 론

본 연구에서는 초등학교 저학년 및 기초학력 보완이 필요한 학생들에게 활용이 가능한 가상현실용 한글 학습 콘텐츠 “호야와 한글 뚝딱”을 개발하였다. Unity 엔진과 OpenXR을 기반으로 제작하여 다양한 VR 기기에서의 호환성을 확보하였으며, Blender와 illustrator를 통해 아동 친화적이고 한국적 전통 요소가 가미된 캐릭터와 환경을 구현하였다. 콘텐츠의 주요 구조는 시나리오와 게임 흐름을 기반으로 하며, 한글의 기본 단위인 자음과 모음부터 단어와 문장 학습까지 확장되는 일련의 학습 과정을 담고 있다. 이를 위해 ‘한글 끄적’, ‘한글 쏙쏙’, ‘글자들과 숨바꼭질’, ‘도깨비들과의 대결’과 같은 단계별 미니 게임을 설계하여 학습자의 능력과 흥미를 고려한 반복 학습이 가능하게 했다. 또한, 음성 안내, 캐릭터 애니메이션, 상호작용 UI 등을 적용하여 아동이 몰입할 수 있는 교육적 게임 환경을 구축하였다. 본 연구는 소규모 현장적용 테스트만 진행되어 결과의 일반화에는 한계가 있으나, 아동의 학습 흥미와 학습 효과 제고 가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 향후 한글 교육뿐만 아니라 다른 교과 학습에도 확장가능한 VR 교육 콘텐츠 개발의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Acknowledgments

이 논문은 2025년도 남서울대학교 학술연구비 지원에 의해 연구되었음.

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