확장현실(XR) 기반 대함레이더 교육훈련체계 운용효과 평가방안 연구

2-1 함정용 대함레이더 구성

함정용 대함레이더 세트(SPS-95K)는 ’07년에 개발되어 함정 및 육상기지에서 적 함정 식별용으로 운용하고 있으며, <그림 1>과 같이 레이더 송수신기, 원격 운용기, 레이더 안테나, 레이더 전시기, 안전 스위치 등으로 구성되어 있다[2].

Fig. 1.

Configuration of Surface Search Radar Set(SPC-95K)

2-2 XR 기반 대함레이더 교육훈련체계 도입 필요성

이 장비는 향후 후속 레이더 도입 시까지 계속하여 운용될 장비로서 장비 운용 및 정비 교육이 반드시 필요하다. 그러나 장비 가격이 고가이고 장비의 규모가 커서 교육부대에서 실제 장비를 활용한 운용 및 정비 교육에 제한이 많아서, 모의장비형 CBT를 별도로 개발하여 교육용으로 운용하여 왔다.

최근 XR 관련 기술의 발전으로 교육 효과가 매우 높은 장비 운용 및 정비 교육 수행이 가능하게 되었기 때문에, 현재 모의 장비형 CBT 장비를, XR 관련 기술을 기반으로한 새로운 체계로 대체하기 위해 새로운 교육훈련체계의 군 교육 적용 가능성 및 적용 절차 등에 관한 검증이 필요하였다.

2-3 XR 기반 대함레이더 교육훈련체계 구성

본 교육훈련체계는 <그림 2>에서 보는 바와 같이 다자간 멀티협업 서버를 기본으로, 훈련기 SW와 교관 통제기 SW로 구성되어 있다. 다자간 멀티협업 서버의 경우 XR 기술을 활용하여 다자간 멀티협업 훈련지원 기능을 수행하는데, 공간/객체 동기화 기능 및 데이터관리 기능, 네트워크 관리 기능이 가능하도록 구성하였다[2].

Fig. 2.

Configuration Diagram of Development System

훈련기 SW는 <그림 3>에서 보듯이 훈련생이 XR 디바이스를 사용하여 실제 대함 레이더를 운용하고 정비하는 절차를 훈련할 수 있는 내용으로 구성되어 있으며, 교관 통제기 SW는 훈련생에게 필요한 훈련 시나리오 부여 및 훈련 통제, 강평 시스템 등으로 구성되어 있다.

Fig. 3.

Surface Search Radar operation training using trainer SW

2-4 적용 및 파급효과

XR 기반 대함레이더 교육훈련체계는 레이더 세트 운용 교육용이나 레이더 세트 정비 교육용으로 활용할 수 있다. SW초급 수준의 운용 및 정비 요원에 대한 현장감 있는 실습여건 보장으로 운용 및 정비 품질과 전문성 향상이 가능하고, 장비의 규모 또는 고가의 비용으로 인해 실제 장비를 교육훈련부대에 배치하거나 구축하기 어려운 경우 XR 기술을 활용하여 실제와 유사한 형태로 교육하여 장비 실습 효과 향상이 가능하다. 또한, 교관과 여러 교육생이 동시에 접속하여 실제 함정에서 배치 및 운용하는 방법과 동일한 교육을 통한 실전적 교육훈련까지 가능하다.

특히 기존의 장비 운용 및 정비체계 숙지를 위한 교육 프로그램의 경우 대상 장비가 고가이거나 장비 부족과 준비 시간 부족 등으로 충분한 교육 진행에 어려움이 있었으나, XR을 기반으로 한 교육훈련체계를 활용하면 시공간 제약이 없는 상태에서 충분한 교육이 가능하다.

다양한 문제 상황에 대한 대처가 가능하고 자유로운 훈련시스템 구축으로 군 장병의 작전능력 향상 및 교육훈련 효과 제고도 가능할 것으로 판단하고 있다. 또한, 각종 전장 환경을 가정한 시나리오 구현이 가능하여 다양한 상황을 가정한 운용 및 정비 훈련이 가능하고, 실전의 응급상황에서 바로 대응할 수 있는 대응 시스템 구축으로 피해를 최소화할 수도 있다.

3-1 교육훈련체계 평가 모형

교육훈련체계 평가에 대한 개념이 점차 중요해지면서 교육훈련체계의 다양한 효과를 측정하기 위한 많은 평가모형들이 제시되어 왔다. 이러한 평가모형들은 교육훈련 전 단계의 운용에 초점을 맞추는 과정 지향적 평가모형과 교육훈련체계의 운용 결과에 초점을 맞추는 결과 지향적 평가모형으로 구분할 수 있다[3].

과정 지향적 평가모형은 Stufflebeam의 CIPP 모형(Context-Input- Process–Product)이 대표적이며, 교육훈련 활동의 전 과정을 총괄적으로 살펴볼 수 있다는 장점을 갖고 있다. 교육훈련체계 계획 단계에서 목표를 설정하고 구성하는 결정과 관련된 상황평가, 설정된 목표와 요구를 성취하는 데 필요한 수단을 구체화하기 위한 투입평가, 설계한 대로 실천하기 위한 결정과 관련된 과정 평가 등을 포함한다[4].

결과 지향적 평가모형은 Kirkpatrick의 4단계 평가모형이 대표적이며, 교육훈련 프로그램 종결과 함께 그 성과를 교육과 학습의 논리에 따라 순차적으로 가늠하게 해준다는 점에서 교육훈련 프로그램의 객관적인 성과를 평가할 수 있다. 교육 후 만족도를 평가하는 반응평가, 학습 목표의 달성 여부를 평가하는 학습평가, 교육 후 현업 적용도를 평가하는 행동평가, 조직에 공헌도를 평가하는 결과평가 등으로 구성되며, 현재 기업교육 프로그램 평가에 가장 널리 사용되고 있다[5].

이러한 교육훈련체계 효과 평가모형을 적용한 연구는 다방면에 걸쳐 다양하게 수행되어 왔는데, 대표적인 몇가지 사례를 들면 배광민 외(2016)[6], 이혜선 외(2020)[7], 장혜정 외(2016)[8], 김소영 외(2011)[9], 김소연(2019)[10] 등을 들 수 있다.

3-2 XR 기반 교육훈련체계에 효과 평가모형 적용 방안

XR 기반 대함레이더 교육훈련체계의 운용효과 평가에서는 교육훈련 전반을 포괄적으로 점검하면서도 훈련의 성과를 체계적으로 평가하는데 적합한 평가모형의 적용이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 포괄적이고 전반적인 평가에는 CIPP 평가모형을, 훈련 후 체계적 성과평가를 위해서는 Kirkpatrick 모형을 함께 활용할 것을 제안하였다. 특히, Kirkpatrick 모형을 CIPP 모형의 산출평가에 하위단계로 결합하게 되면, 군부대 교육훈련의 특징을 반영한 전반적인 교육훈련체계의 장단점, 보완사항 도출과 교육훈련 성과평가를 상세히 수행할 수 있는 장점이 있을 것으로 판단된다.

3-3 효과 평가 수행 방안

구체적인 효과평가 수행방안은 다음과 같다. 먼저 효과평가의 큰 틀은 CIPP 평가모형에 따른다. 먼저 상황평가를 통해 교육훈련 요구를 파악하고, 이를 충족시키기 위한 자원과 전략 선정을 위해 투입평가를 실시한다. 교육훈련 실제 운영과정의 개선을 위해 과정평가를 실시하고, 교육훈련 실천의 효과성을 확인하기 위해 산출평가를 실시하게 된다. 여기서 산출평가 결과의 충실도를 향상시키기 위해서 Kirkpatrick 평가모형의 반응평가와 학습평가 등을 접목하여 실시하고, 전체 평가 결과를 종합하여 최종 결론을 도출하게 된다[9]. 특히, 이번 평가방안 연구 대상인 XR 기반 대함레이더 운용 및 정비교육체계는 교육목표를 포함한 대부분의 교육훈련쳬계가 이미 구축되어 있는 상태에서, 교육훈련 효과를 증진시키기 위하여 XR 기반의 교육훈련체계를 도입하는데 따른 효과와 애로사항 해결이 핵심 과제라 할 수 있다. 따라서 XR 기반 교육훈련체계 도입을 위한 제반 사항(여건 조성과 준비사항, 효과적인 운용 등)을 점검하고, 보완방안을 제시할 수 있는 교육훈련 평가방안 제시가 필요하다. 다시 말하면 평가모형에서 제시한 다양한 평가사항 중 군부대 훈련 프로그램에 적용 할 수 있는 항목을 선정하고, 이를 부대 교육훈련체계에 접목하여 평가방안을 도출해야 한다. 평가는 검토 중인 5단계의 평가를 실시하되, XR 기반 교육훈련체계와 부대 업무의 특수성을 고려하여 용이하게 수행할 수 있는 방안을 선택해야 한다. 평가 시기는 교육훈련 준비단계에서부터 교육훈련 종료 시까지 전 단계에서 적절한 시기를 선정하면 된다. 평가 내용은 일반적인 교육훈련 평가 시 수행하는 내용에 XR 기반 교육훈련체계 운용 관련 사항을 중점적으로 추가하는 것이 바람직하다. 평가 실시방안에는 각 단계별 평가의 평가 목적, 평가 시기, 주요 평가 내용, 평가 방법, 평가 결과 활용 등을 제시하였는데 주요한 내용을 정리하면 <표 1>과 같다.

Table 1.

Summary of the Derived Evaluation Plan

3-4 평가 준비 및 조치사항

실제로 교육훈련체계 성과평가를 수행하기 위해서는 <표 1>에 제시된 바와 같이 평가단(사전평가단, 훈련감독관 등)을 편성하고, 평가점검표(사전평가, 훈련감독, 반응평가 등)를 작성하며, 학습평가를 위한 데이터 수집 및 분석방안 등을 세부적으로 발전시키고 준비해야 한다.

2) 평가점검표 작성

평가점검표에는 사전평가 점검표, 교육감독 점검표, 반응평가용 설문지 등이 포함된다.

사전평가 점검표는 XR 기반 교육훈련체계의 필요성 분석 및 교육훈련 목표 설정 여부, XR 기반 교육훈련체계 구성 내용 적절성 검토 여부, 교육훈련 콘텐츠별 XR 장비(MR, VR, AR)의 적합성 검토, XR 기반 교육훈련체계 운용 여건 구비 등을 점검하기 위한 내용들을 포함하는데 구체적인 내용은 <표 2>에 제시된 바와 같다[11].

Table 2.

Contents of “Pre-Evaluation Checklist”

동일한 방법으로 교육감독 점검표에는 교육훈련 계획의 적절성, 교육훈련 진행실태, 효과적인 실습 진행 여부, XR 기반 교육훈련체계 활용 실태 등을 평가할 수 있는 내용을 포함하고, 반응평가용 설문지는 교육내용의 적절성, 교관 능력 및 태도, XR 기반 교육훈련체계 운용 여건, 실습 여건, 종합 의견 등을 확인할 수 있는 내용으로 준비한다.