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박물관 콘텐츠의 활용은 교육적 맥락에서도 관심을 받고 있다. 앞서 언급한 바와 같이 박물관 방문객의 다수가 유초중고대를 아우르는 학생들이기 때문이다. 다만 박물관 콘텐츠는 체험형으로 학교에서의 콘텐츠 사용은 지식의 변화를 추구하고 이를 평가하는 것과는 달리 즐거운 체험과정에서 부수적으로 학습효과를 가져오는 것으로 보고 실제 학습변화를 측정하지 않고 사용자가 콘텐츠 사용후 학습효과를 경험하였는가로 측정하고 학습성이라고 하였다.

박물관에서의 교육적 효과를 평가하는 것은 정규교육에서의 체계화되고 정량화된 평가와는 다를 수 밖에 없다. 박물관에서의 교육적 콘텐츠에 참여하는 학생은 보다 자발적이고 가볍게 학습에 참여하기 때문에 콘텐츠는 더욱 매력적이고 집중할 수 있게 구성되어야 학습성을 도모할 수 있는 것으로 여겨지고 있다[19].

사용자가 익숙하지 않은 새로운 기술을 적용한 콘텐츠를 선택하고 계속 사용하는 가는 콘텐츠의 성패에 중요한 요소이다. 이와 관련된 이론으로 동기모형(Motivational Model; MM)[22], 확장된 기술수용모델 및 계획된 행위이론 모형(Combined TAM and TPB; C-TAM-TPB)[23], 통합기술수용모형(Unified theory of acceptance and use of technology; UTAUT)[24] 등이 있다.

이 중 본 연구에서 주목한 C-TAM-TPB 모형은 기술수용모형(Technical Acceptance Model; TAM)과 계획 행동 이론(Theory of Palanned Behavior; TPB)을 통합한 이론[23]으로 사용자들이 사용자가 새롭게 제시되는 기술을 수용하는 요소를 통합적으로 구성하여 널리 쓰이는 이론이다.

그림 2에서 보는 바와 같이 인지된 유용성, 용이성, 적합성, 동료나 상사의 영향력, 자기효능감, 자원촉진조건, 기술촉진조건 등의 기술수용요인이 행동 의도를 야기하고 이 의도가 실제 사용행동으로 연결된다고 보고 있다[23]. 이 이론은 최근 VR, AR 등의 메타버스 기반의 콘텐츠가 다양한 분야에서 도입되면서 주목받고 있고, 메타버스 기반의 박물관 콘텐츠에서도 활발히 연구되고 있다[25],[26].

Fig. 2. 
Combined TAM and TPB model[23]

본 연구는 가상현실에 촉각까지 더한 박물관 콘텐츠로 사용자들의 기술수용요인을 확인할 필요가 있다고 보고 선택하였다.

가상현실을 위시한 디지털콘텐츠의 사용성 평가에 널리 쓰이는 변인으로 실재감을 하였다. 실재감(Presence)은 미디어에 의해 매개된 경험을 매개되지 않은 실제처럼 느끼는 주관적 느낌[27]으로 디지털 콘텐츠를 활용한 학습에서 실재감은 디지털콘텐츠가 제공하는 콘텐츠를 거부감 없이 받아들인다는 의미도 내포되어 있다. 본 연구에서 사용한 하위요인으로는 인지관여도와 상호작용성이 있다. 실재감은 가상적 현존감(virtual presence)라고도 하는데 학습자가 가상의 공간에서 하게 되는 통합된 경험이 실제현장에서의 경험과 동일하게 이 변인은 다감각 매체 연구의 핵심적 키워드가 되고 있으며, 기술적 특성과 사용자의 개인적 경험의 특성에 따라 다르게 나타난다[28]. 실재감은 사용자가 가상 환경을 얼마나 현실감 있게 느끼는지를 나타내는 핵심 요소로, 높은 실재감이 VR 환경에서 사용자 경험의 질을 높이며, 효과적인 학습과 기술 습득에 기여하는 것으로 알려져 있다[29].

본 연구에서 활용한 HMD기반 다중감각 가상 박물관은 입력은 양손 동작인식을 활용하였고, 더미는 실제 유물을 스캐닝하고 고용량 3D로 복원하여 프린팅하였다(그림 3).

Fig. 3. 
Process of creating a 3D asset of the ceramics artifacts: a) high-precision scanning, b) scanning data postprocessing, c) high-capacity scanning data retopology, d) 3D printing dummy creatio

HMD기반 가상 박물관 콘텐츠에서 중요한 부분은 다중 감각이 가능한 요소 기술과 HMD 디바이스와 연결이 필요하기 때문에 사용자의 양손을 인식하여 추적이 가능한 모듈 시스템 부분과 유물 원형의 도자기 3D 데이터와 프린팅 더미 객체로 연동된 센서 모듈로 구분을 하였으며, 두 모듈을 HMD VIVE 장비들과 함께 연결하고 유니티 3D엔진에서 전체 시스템을 통합하여 연결해 시각, 청각, 촉각으로 연동되는 시스템으로 설계하였다(그림 4).

Fig. 4. 
User experiencing the multisensory museum exhibition

^*This content is composed in Korean

다음으로 가상박물관의 내부 환경을 3D로 구현하기 위해 실제 현실공간을 스캐닝을 하였다. 현실의 실험 공간 크기는 가로 2.5m 세로 6.5m 높이 2.6m로 되어 있는 직사각형 모양의 공간으로, 광대역 FARO 스캐너 장비로 사각면을 모두 스캐닝을 하여 point cloud 데이터를 만들었으며, 추출된 스캐닝 데이터는 노이즈 제거 및 데이터 병합 후처리를 진행하여 고용량 3D MESH DATA로 제작하였다(그림 5).

Fig. 5. 
Location matching between real and virtual spaces

연구변인인 학습성, 기술수용변인과 실재감 변인은 표 1에서 보는 바와 같이 선행연구[19],[30],[31]들을 참조하여 맥락에 맞게 수정하였다. 기술수용요인의 경우 C-TAM-TPB[23]을 번역한 논문[30]을 활용하였다. 교육공학전문가이며 HCI전문가인 저자들 이외에 전문가들의 점검을 받고 합의하여 연구자들의 타당하지 않은 문항을 제거하였다. 본 연구에서의 신뢰도는 .674에서 .916로 나타났다.

23년 10월에서 11월에 A대학의 게시판으로 모집하였고 36명이 참여하였다. 실험실에서 한 명씩 실험에 참여하였는데 실험시작 전 안내자가 실험의 목적, 절차, 유의사항에 대해 설명하였으며, 가상박물관 경험 후, 설문조사를 실시하였다.

남자는 16명 (44.4%), 여성은 21명 (55.6%)였고, 연령은 10대와 20대가 23명(77.8%)으로 30대 이상인 7명(15.5%)보다 많았다. 사전에 HMD를 경험한 사용자는 22명(61.1%)으로 경험하지 않은 13명(36.1%)로 많았고, HMD 박물관을 경험하지 않은 사용자가 20명(55.6%)로 16명(44.4%)보다 많은 것으로 나타났다.

수집된 자료는 jamovi 2.6.26을 활용하고 modmed를 활용하여 다음과 같이 분석하였다. 첫째, 측정도구의 신뢰도를 검증하고, 회귀분석을 위한 정상성 확인을 위한 기술통계 분석과 상관분석을 실시하였다. 둘째, 예측변인을 규명하기 위해 통계적 유의수준 .05로 위계적 회귀분석을 실시하였다.

셋째, 실재감과 몰입성의 기술수용요인과 학습성 간의 매개효과를 살펴보았다. 회귀분석시에 각 측정변인 당 최소 10건을 권장하고 있어[32] 기술수용변인과 실재감, 학습성 간의 관계를 각 모델로 설정하여 규명하였다.

표 3에서 보는 바와 같이 HMD 기반 다중감각 가상 박물관에서 기술수용요인 중 학습성과 유의한 상관을 나타낸 것은 용이성(r=.337), 기술촉진조건(r=.423)이었다. 실재감(r=.741)은 학습성과 유의한 상관을 나타냈다. 기술수용요인 중 실재감과 유의한 상관을 나타낸 것은 용이성(r=.400), 자원촉진조건(r=.339), 기술촉진조건(r=.417)이었다. 기술수용요인 중 실 재감과 유의한 상관을 나타낸 것은 자원촉진조건(r=.339), 기술촉진조건(r=.417)이었다.

다음으로 표 4에서 보는 바와 기술수용요인과 실재감의 학습성에 대한 다중회귀분석을 실시하였다. 모형1에서는 용이성(β=.337, t=2.084)과 기술촉진조건(β=.528, t=2.725) 만이 학습성에 이르는 경로가 유의하였고, 기술수용요인의 다른 하위요인은 실재감에 이르는 경로가 유의하지 않았다. 모형2에서는 실재감에서 학습성에 이르는 경로는 모두 유의하였다.

표 5에서 보는 바와 같이 기술수용요인과 인지된 학습성 사이의 실재감에 관한 매개효과로는 용이성(β=.308, t=2.393), 자원촉진조건(β=.346, t=2.053), 기술촉진조건(β=.355, t=2.470)이 통계적으로 유의하였다.

그림 6은 기술수용요인과 학습성 사이에서 실재감이 유의한 매개효과를 가진 변인만을 모형으로 나타낸 것이다.

Fig. 6. 
Technology acceptance factors, presence, learnability

^*p<.05, ^**p<.01

기술수용요인 중 용이성, 자원촉진조건, 기술촉진조건은 중 실재감에 직접적인 영향을 나타내었으며 실재감을 매개로 학습성에 유의한 영향을 미쳤다.

본 연구에서 용이성이 실재감에 유의한 영향을 미친 것은 HMD 가상현실 게임[33], 가상현실 콘텐츠[34],[35], 혼합현실게임[36]의 결과에 맥락을 같이 하며 용이성이 높을수록 사용자는 복잡한 절차 없이도 VR 환경에서 만족감을 느끼게 되며, 이는 결과적으로 강력한 실재감을 형성하고[35] 이를 통해 용이성이 학습성과에 유의한 영향을 미친다[37].

자원촉진조건이 실재감에 유의한 영향을 미친 것은 가상현실 환경에서 사용자들이 기술적 장벽 없이 원활히 시스템에 접근할 수 있게 됨으로써 실재감이 자연스럽게 강화된다고 본 선행연구와 맥락을 같이 한다[38].

기술촉진조건과 실재감에 유의한 영향을 미친 것은 기술촉진조건이 잘 마련되면, 가상현실 환경에서 실재감이 더 강력하게 경험될 수 있다는 선행연구와 맥락을 함께 하며, 효과적인 기술적 지원은 학습성취도에 긍정적인 영향을 나타내는 연구와 맥락을 같이 한다[28],[39].

이에 반해 인지된 유용성, 적합성, 영향력, ICT 효능감은 실재감에 유의한 영향을 주지 않았다. 인지된 유용성은 실재감과 긍정적인 관계를 이루고 있는 연구들[38],[40]이 있는데 본 연구의 결과는 달랐다. 또한 적합성의 경우 기술수용요인의 다른 요인이 합쳐서 학습효과에 유의한 영향을 준 연구가 있으나[41] 적합성만으로는 실재감과 연결한 연구는 드문 실정이다. 본 연구 참여자의 경우 유물관련 전공자가 많아 박물관에 익숙한 학생들이 많은 것이 영향을 준 것으로 사료된다. ICT 효능감은 VR 교육 또는 훈련 프로그램에서도 학습 성과에 긍정적인 영향을 미치며, VR의 높은 실재감이 필요한 선행연구들[42],[43]이 있었지만 본 연구는 달랐는데, 과제의 난이도가 높지 않아 별 영향이 없는 것으로 사료된다. 영향력의 경우 필요성보다는 실험을 위해 모집된 인원이기 때문인 것으로 사료된다

본 연구는 촉각 더미를 활용하여 시청각에 촉각을 더한 HMD 기반 다중감각 가상 현실콘텐츠로 기존의 VR에서 부족한 감각을 향상시켰다는 데 의미가 있다. 또한 이 콘텐츠를 학습 맥락의 활용성의 가능성을 보기 위하여 기술수용요인과 실재감을 살펴본 것에 의미가 있다.

그 결과 HMD 기반 다중감각 가상 박물관이 사용이 용이할수록, VR의 경우 눈이 보이지 않아 혼란을 겪는 경우가 많아 적절한 안내를 제공할수록, 기술 자체의 오류가 적을수록 실재감을 높이고 이를 통해 학습성을 향상시킬 수 있다는 시사점을 도출했다.

본 연구에서 개발한 VR 기반의 촉각 통합 콘텐츠는 박물관 교육이 비형식적 학습 환경임을 감안할 때 다양한 창의적 교수전략이 요구된다는 관점[44]에 부합하며, John Dewey와 Hein 등이 강조한 ‘경험의 통합의 장’으로서의 박물관 기능[45]에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 유물에 대한 구체적인 경험을 통해 학습자의 지식 구성 과정을 촉진한다는 점에 유효할 것으로 보인다. 기술수용요인과 실재감의 영향을 실증적으로 제시함으로써 학습성 향상을 위한 효과적인 방안을 제안했다는 점에서 의의를 지닌다.

후속 연구에서는 본 연구의 한계였던 소규모 실험실 기반 실험임을 보완하여, 실제 박물관에서 다중감각기반 가상환경에서 다양한 유물 콘텐츠를 체험할 수 있는 적용 연구가 필요하다. 아울러 콘텐츠의 보강 및 도슨트 기능 강화를 통한 학습 효과를 더욱 심화시키는 연구와, 촉각 경험에 대한 기술수용요소를 추가 분석하는 후속 연구도 함께 진행될 필요가 있다.