본 논문은 2014년 한국과학기술연구원 기관고유과제(2E24800) 지원에 의하여 연구되었음.
*주저자：한국과학기술연구원 실감교류로보틱스연구센터, 과학기술연합대학원대학교 석사과정 e-mail：[email protected]
**공동저자：한국과학기술연구원 실감교류로보틱스연구센터, 과학기술연합대학원대학교 박사과정 e-mail：[email protected]
***교신저자：한국과학기술연구원 실감교류로보틱스연구센터 책임 연구원, 과학기술연합대학원대학교 교수 e-mail：[email protected]
￭접수일：2014년 6월 12일 / 심사일：2014년 6월 21일 / 게재확정일：2014년 7월 25일
통합 교육 방법론에 기반한 테이블탑 협업 게임 디자인
Tabletop Collaborative Game Design based on Inclusive Education Methodology
임승현, Seunghyen Im*, 김형년, Hyoungnyoun Kim**, 박지형, Ji-Hyung Park***
요약 테이블탑 게임들은 다수가 동시에 인터랙션 할 수 있는 특성을 바탕으로 사용자들 간의 사회성 및 협업 능력 을 향상시키기 위한 수단으로 활용되어 왔다. 특히, 아동들에 대한 교육 심리학적 모델 및 행동 특성을 고려하였을 때, 테이블탑 게임은 사회성이 낮은 장애아동들의 협업 능력을 향상시키는 도구로써 쓰일 수 있다. 그러나 기존의 테이블탑 협업 게임들은 유사한 수준의 장애아동들만을 대상으로 하였기 때문에, 통합교육 이론에서 제시하는 인성 적 및 인지적인 효과들을 반영하기가 어렵다. 통합교육 환경을 위한 교구로써 테이블탑 게임이 활용될 수 있기 위해 서는 비장애아동과 장애아동 모두에게 동등한 몰입도를 보장하고 자발적 상호작용을 가능하게 디자인 요소들이 포함 되어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 통합교육 방법론에 기반하여 인지적 및 사회적 지수가 다른 아동들을 위한 멀 티터치 테이블탑 협업게임을 디자인하고 이를 구현한다. 사용자 평가를 통해 기존 통합교육 환경에서 사용되는 게임 도구와의 몰입 수준 및 상호작용 유형을 비교한다. 실험 결과, 장애아동의 자리이탈 및 이상 행동과 같은 부정적인 상호작용이 감소하였고, 아동들 간의 신체적 및 언어적 의사소통과 같은 긍정적인 상호작용 횟수가 증가하였다. 또 한 게임을 수행한 아동들이 장애유무와 관계없이 높은 참여 수준과 공통 집중 시간을 보임으로써, 제안된 게임이 아 동들의 몰입도를 향상시켰음을 확인하였다.
Abstract Tabletop games have been applied to improve the ability of social collaboration based on the characteristics that more than two people simultaneously interact on the tabletop. Especially, the tabletop games can be used as an educational tool for children with autism when it is implemented by considering educational and psychological models for children’s behavioral characteristics. However, the previous collaborative games were designed for only disabled children so that it is hard to reflect cognitive and humanistic effects in inclusive education, where disabled children and non-disabled children interact in a same spatiotemporal environment. In this paper, therefore, we design a collaborative game on a multi-touch tabletop to enable spontaneous communication between disabled children and non-disabled children.
Through user study, we evaluate the improvement in terms of the positive interaction and the degree of attention by comparing with a conventional collaborative game(e.g., a board game). We found that negative interaction including disabled children’s abnormal behavior decreased and positive interaction such as body gestures and verbal communications increased. In addition, the tabletop game supported high immersiveness to all children by deriving equal level of attention time including individual and joint attention. We anticipate that the proposed game design can be utilized to develop collaborative contents for people with differences on sociality and cognitive ability.
핵심어：Inclusive education, Multi-touch tabletop, Collaborative game, Game design, Disabled children
1. 서 론
멀티터치 테이블탑은 여러 명의 사용자들이 한 공간에 둘러 앉아 디스플레이 상의 정보를 공유하고 동시 조작이 가능하도 록 구성된 디지털 환경이다[1]. 이러한 환경은 협업 활동을 위 해 필요한 면대면 상호작용과 하나의 문제를 함께 해결할 수 있는 공간을 제공해준다[2]. 이와 같은 멀티터치 테이블탑 플 랫폼의 특성을 활용하여 사용자들 간의 협업 능력을 향상시키 는 연구들이 진행되어 왔다. 대부분의 연구들은 사회성 지수가 낮은 장애아동들 간의 협업 향상에 초점을 맞추었으며, 다양한 인터랙션 요소를 적용함으로써 아동들의 참여도를 높일 수 있 는 게임 환경을 디자인하였다[2, 3, 4, 5].
최근 들어, 테이블탑 플랫폼의 특성 및 게임 콘텐츠가 갖는 몰입적 효과뿐만 아니라, 다양한 교육학적 모델 및 디자인 방법 론, 인터랙션 방법, 아동의 행동 발달특성 등을 적용한 협업 게 임들이 제안되고 있다. Battocchi는 자폐아동이 시각 및 공간적 인 정보에 대해서 높은 인지 수준을 갖는다는 점을 바탕으로, 두 아동이 동시에 하나의 퍼즐조각을 이동하여 그림을 완성시 키도록 하는 협업 게임을 개발하였다[4]. Giusti는 인지적 행동 수정 모델을 기반으로 두 명의 장애 아동들이 서로 상호보완적 인 역할을 수행하는 게임을 만들었다. 특히, 이 연구는 교육 심 리학적 모델을 바탕으로 새로운 게임 디자인 방법론을 제시하 였다[5]. Piper는 4명의 장애 아동들이 함께 협업하여 연못에 갇혀버린 동물에게 최적의 길을 만들어주는 협업게임을 구현 하였다[2]. 이 게임은 디자인 과정에서 교사 및 아동들이 함께 참여하는 참여디자인 방법론을 적용함으로써, 다양한 사용자들 의 요구를 반영할 수 있었다.
위와 같은 기존의 게임들은 장애 아동들 간의 협업에 초점을 맞추어 디자인 되었다. 그러나 이러한 장애아동들 간의 상호작 용에만 국한된 게임으로는 장애아동과 비장애아동 간의 상호 교류 시 얻을 수 있는 교육적 및 인성적 효과를 기대하기 어렵 다. 예를 들어, 장애아동들은 비장애아동들과의 교류를 통해, 또 래 아동들의 발달 행동을 학습하여 모방할 수 있다[6]. 이러한 모방 행동은 장애아동의 이상행동 및 비장애아동이 갖는 거부 감을 줄임으로써, 아동들의 사회성 향상에 도움을 준다.
Cardona은 장애아동과 비장애아동이 함께 어울리는 교육 환경 이 장애아동의 언어발달 수준을 높인다는 실험 결과를 발표하 였다[7]. Madden은 장애아동과 비장애아동이 함께 활동하는 통합 환경 안에서, 아동들이 잠재 능력을 찾고 이를 통해 자존감 이 향상되었다고 보고하였다[8]. 이와 같은 연구들을 통해, 우 리는 비장애아동과 장애아동 간의 협업 활동이 아동들 모두에 게 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 알 수 있다. 그러므로 본 논문 에서 기존의 테이블탑 인터페이스가 지원해주는 상호작용 향상 측면을 활용하여, 비장애아동과 장애아동이 함께 참여하고 협업 할 수 있는 멀티터치 테이블탑 게임을 디자인하고자 한다.
이를 위하여, 우리는 Tanenbaum이 제시한 통합교육을 위한
방법론[9]을 게임 디자인에 적용한다. 우선적으로, 테이블탑 콘텐츠를 사용하는 과정에서 아동들 간의 유사 행동 및 상이 행동들을 관찰한다. 이러한 관찰 결과들을 바탕으로, 우리는 비 장애아동과 장애아동들을 위한 협업 게임을 새롭게 디자인하 고 이를 구현한다. 사용자 평가를 통해, 제안한 협업게임이 장 애아동과 비장애아동 간의 협업적 상호작용 및 유사한 수준의 몰입도를 제공할 수 있는지에 대한 정성적 및 정량적 분석을 수행한다.
2. 통합 교육을 위한 배경이론 및 사전행동관찰
본 논문에서는 Tanenbaum이 제안한 통합교육을 위한 7가 지 방법론을 바탕으로, 협업게임을 디자인할 때 고려해야 할 사 항들을 도출한다. 이를 기반으로, 테이블 탑 콘텐츠를 조작할 때 나타나는 비장애아동과 장애아동들의 유사행동 및 상이행 동 그리고 아동들 간의 상호행동들을 관찰하여 협업게임 디자 인에 반영하고자 한다.
2.1 Tanenbaum의 통합교육방법론
Tanenbaum은 비장애아동과 장애아동 간의 심리적, 물리적, 시간적 통합 환경을 조성하기 위해서, 다양한 방법들(교육정책, 교육도구, 교육방법, 편견 해소방법)을 제시하였다[9]. 특히, 이 원리들은 교사들의 경험에 바탕을 두었기 때문에, 통합 환경을 연구하는 사람들에게 실질적으로 활용되고 있다.
본 논문에서는 협업게임 인터페이스를 설계하기 위하여, Tanenbaum이 제시한 방법론 중 교육도구와 관련된 사항들에 대해 주목한다. 첫째, Tanenbaum은 통합 환경 내에서는 비장 애아동과 장애아동 모두에게 동등한 몰입도가 보장되어야 한 다고 하였다. 이를 위해서, 각 아동마다 선호하는 학습방법 및 수용할 수 있는 감각들의 차이를 고려하여 교구를 설계하여야 한다고 하였다. 예를 들어, 한 아동은 시각적인 정보를 선호하 지만 다른 아동은 청각적인 정보에 관심을 가질 수 있다. 이러 한 상황에서, 하나의 감각 정보를 중심으로 콘텐츠를 구성한다 면 일부 아동이 교구에 몰입을 할 수 없으므로, 콘텐츠 디자인 은 시청각적인 효과를 동시에 제공할 수 있어야 한다. 둘째, Tanenbaum은 통합 교육 환경에서 아동들의 상호작용을 유도 하고, 이들이 함께 어울려 정보를 공유할 수 있도록 교구를 설 계해야 한다고 하였다. 이는 교구를 통한 상호작용이 비장애아 동과 장애아동들을 같은 그룹의 구성원으로 받아들일 수 있게 하여, 아동들 간의 심리적 거리감을 줄일 수 있기 때문이다.
결과적으로, 비장애아동과 장애아동을 위한 게임을 설계할 때에는 아동들의 다양한 선호도를 충족시켜 주는 인터랙션 환 경을 제공하여 아동들 간의 동등한 몰입도를 보장해야 한다. 추 가적으로 비장애아동과 장애아동 간의 심리적 거리감을 줄이기 위해서 아동들 간의 상호작용을 향상시켜 줄 수 있는 방법을 제
그림 1. 사전 행동관찰을 위한 테이블탑 콘텐츠.：웨이브 터치 게임(좌), 과일 퀴즈게임(우)
공해야 한다. 본 논문에서는 두 가지 고려 사항들에 주목하여, 테이블탑 환경 내에서 아동들의 사전 행동들을 관찰하였다.
2.2 테이블탑 환경에서의 사전행동 관찰
사용자 행동 관찰을 통해, 테이블탑 콘텐츠을 조작할 때 나 타나는 비장애아동과 장애아동의 유사행동 및 상이행동, 그리 고 아동들 간의 상호작용을 살펴보았다. 이를 위해, 아동들 간 의 상호작용을 자폐관찰 척도지(ADOS)를 기반[10]으로 표 1 과 같이 긍정적, 부정적, 중립적 상호작용으로 구체화하였다.
긍정적 상호작용 부정적 상호작용 중립적 상호작용
-시선 교환(5s) -신체적 의사소통 -언어적 의사소통
-충돌 -상동행동 -자리이탈 -부적절한 반응 -반응행동 없음
-시선주기 -감정표현(음성) -개시행동만 존재 표 1. 상호작용과 관련된 행동 분석표
첫 번째 사용자 행동 관찰에서는 비장애아동과 장애아동들 이 선호하는 인터랙션 요소 및 행동들에 대해 주목하였고, 두 번째 사용자 행동 관찰에서는 표 1에 제시된 아동들의 상호작 용 행동들을 관찰하였다. 모든 아동들이 선호하는 인터페이스 요소는 아동들 간의 유사한 몰입 수준을 보장할 수 있으므로 게임 디자인에 반영하도록 한다. 또한, 상이한 행동들을 유발시 킨 인터페이스 요소는 교사의 의견들을 반영하여 수정한다. 본 사용자 행동 관찰에서는 교사, 비장애아동 및 장애아동들이 모 두 참여한 상태에서 수행되었다. 아동들은 장애아동 6명과 비 장애아동 6명 총 12명으로 구성하였다.(장애아동 평균나이：
10.2, 편차：0.15, 비장애아동 평균나이：10.5, 편차：0.2, 성 별：남 8명, 여 4명) 아동들은 4명씩(비장애아동：2명, 장애아 동：2명) 3개의 그룹으로 나누어, 각 그룹 당 10분씩 게임을 수 행하였다. 실험이 끝난 후 녹화된 비디오를 교사와 함께 분석하 면서, 주의 깊게 보아야 할 인터랙션 요소 및 상호작용 행동들 을 중심으로 정리하였다.
첫 번째 사용자 관찰에서는 비장애아동과 장애아동들이 테 이블탑 콘텐츠를 사용할 때 선호하는 모달리티 및 피드백 종류, 관심도가 높은 객체의 유형, 터치 숙련도, 환경 적응도 등과 관 련된 행동들을 살펴보았다. 사용된 테이블탑 콘텐츠는 물속에 숨겨진 보물들을 터치 동작을 통해 찾는 게임이다(그림 1 의 좌측)[11].
비장애아동들과 장애아동들은 게임을 하는 동안 유사한 행 동 유형들을 보였다. 대부분의 아동들이 멀티터치 테이블탑 플 랫폼에 대하여 쉽게 적응하고 자리이탈 없이 게임을 하였다. 이 러한 특성은 아동들이 디지털 매체에 대해 흥미를 갖는다는 Arthur의 연구결과와 일치한다[12]. 또한, 아동들은 자신의 손
이 디스플레이에 접촉할 때 즉각적으로 느껴지는 반응적 피드 백과 도구적 피드백에 대해 관심을 보였으며, 단일 모달리티 콘 텐츠보다는 청각과 시각적인 정보들이 결합된 다중 모달리티 콘텐츠에 대하여 오랜 시간 조작 및 주시하였다. 마지막으로 두 아동 모두 정적으로 나타나는 정보들에 비해, 동적으로 나타나 는 정보들에 대해서 높은 집중 시간을 보였다. 그러나 비장애아 동과 장애아동 간에는 다른 행동 유형도 나타났다. 장애아동들 은 터치 피드백 그 자체에 반응을 함으로써 과업과 상관없는 반복적인 터치 제스쳐에 빈도가 높은 반면, 비장애아동들은 게 임에 목적인 보물을 찾기 위해 터치 제스쳐를 주로 하였다.
두 번째 사용자 관찰에서는 아동들 간의 역할 수행 정도, 타 인을 도와주는 행동, 신체적 및 언어적 상호작용 등과 같이 협 업에 필요한 상호작용 행동들을 주로 관찰하였다. 게임을 진행 하는 동안 아동들은 협력하여 각자가 맡은 과일들을 터뜨리고 퀴즈를 풀어 점수를 얻는다. 아동들은 타인의 과일을 서로 상대 방에게 밀어주면서 협업할 수 있다.(그림 1의 우측).
게임을 하는 동안, 아동들은 표 1에 분류된 긍정적, 부정적 유형의 상호작용 행동들을 보였다. 첫 번째로 장애아동들과 비 장애아동들이 같은 과일을 선점해야하는 경우, 비장애아동들이 대부분의 과일들을 먼저 선점하였다. 이러한 게임 방식은 비장 애아동이 게임을 주도하는 상황을 유발하여, 장애아동들이 게 임에 참여하는 시간을 감소시키고 부정적인 상호작용을 증가 시키는 원인이 되었다. 예를 들면, 비장애아동들이 게임을 독점 하는 동안에 장애아동들은 자리이탈 및 상동행동들을 보였다.
두 번째로, 아동들 간의 순서가 있는 게임 방식에 경우, 아동들 이 차례를 기다리지 않고, 다른 아동의 순서에 계속적으로 터치 를 하는 행동들을 보였다. 자신의 차례를 지키지 못하는 행동들 은 협업과정에서 아동들 간의 충돌을 발생시키는 요인이 되었 다. 한편, 아동들이 멀리 떨어져 있는 과일들을 터치할 수 없는 상황에서 서로에게 과일을 밀어주는 행동들을 보였다. 협업이 필요한 게임 과제가 아동들의 자발적인 상호작용을 향상시켰 을 것이라고 교사들은 언급하였다.
3. 통합 교육을 위한 협업게임 디자인 및 구현 3.1 디자인 요소
2절에서 관찰된 아동들의 행동 및 Tanenbaum의 이론을 바 탕으로, 비장애아동과 장애아동을 위한 협업게임 디자인에 활용
그림 2. MDA 디자인 프레임워크에 따른 협업게임 디자인 요소의 분류
그림 3. 좌석배치도(좌) 및 구현된 테이블탑 협업게임(우) 될 5가지 디자인 요소들을 제안하였다. 그림 2와 같이, 도출된
디자인 요소들은 Hunicke에 의해서 개발된 MDA(Mechanics, Dynamics, and Aesthetics) 게임 디자인 프레임워크에 맞춰서 분류된다[13]. MDA 게임 디자인 프레임 워크는 게임의 규칙과 과업, 목적 등에 해당되는 부분은 운영으로, 사용자와 게임 간의 필요한 입력과 출력요소들은 인터페이스 부분으로, 그리고 이러 한 게임요소들을 통해서 사용자가 얻게 되는 감정이나 영향들 은 효과로 분류한다.
1) 순서 주고받기 형식의 게임운영은 지양
순서 주고받기(turn-taking)가 반영된 게임을 수행할 때, 아 동들은 자신의 차례를 기다리지 못하고 다른 아동들의 차례를 방해하였다. 이러한 행동은 아동들이 지속적으로 게임에 참여 하거나 몰입하기 어렵게 한다. 따라서 순서 주고받기 형식의 게 임 운영보다는 모든 참가자가 매순간 게임에 참여할 수 있도록 설계되어야 한다.
2) 각 아동에게 서로 다른 역할을 분담
사전 행동관찰에서, 아동들에게 같은 역할을 부여하면 인지 지수가 높은 비장애아동들이 게임을 주도하는 상황이 자주 나 타났다. 이는 장애아동들이 게임에서 소외되는 상황을 유발한 다. 예를 들어, 모든 아동들이 같은 종류의 과일을 터치하는 역 할을 수행할 때 비장애아동들이 대부분의 과일들을 선점하여 장애아동들은 게임에 소극적으로 참여하였다. 이러한 문제점을 보완하기 위해서는, 각 아동에게 서로 다른 역할을 부여하여 모 든 아동들이 게임에 참여할 수 있도록 한다.
3) 음향 효과 및 동적인 객체를 활용한 정보 전달
비장애아동 및 장애아동 모두 시청각적인 모달리티 및 동적 인 객체들에 대한 흥미와 관심도가 높았다. 이러한 관찰 결과는 아동들이 사진이나 텍스트 형식보다는 시청각적이거나 동적인 비디오 매체를 활용할 때 수업의 집중도가 높아진다는 연구결 과와도 일치한다[14]. 따라서 아동들의 지속적이고 동등한 몰 입 수준을 보장하기 위해서는 시청각적인 효과와 동적인 형태 의 게임 인터페이스를 제공해야 한다.
4) 과업과 관련 없는 터치 조작에 대한 피드백의 제공
장애아동들은 터치를 통해 나타나는 피드백에 흥미를 느껴
반복적인 터치 행동들을 주로 하였지만, 비장애아동들은 게임 의 목적을 성취하기 위한 터치조작을 주로 하였다. 그러나 현재 의 게임 콘텐츠들은 아동들이 과업을 성공할 때 출력되는 유의 미한 터치 피드백에 대해서만 고려하고 있다[3, 4, 5]. 이러한 게임 디자인은 과업과 관련 없는 단순한 터치 조작에 대한 피 드백을 선호하는 장애아동들에게는 게임의 몰입도를 저하시키 는 요인이 될 수 있다. 아동들 간의 동동한 몰입도를 보장하기 위해서는, 게임 과업을 성공했을 때 나타나는 피드백 뿐만 아니 라 단순한 터치 조작에 따라 나타나는 피드백 요소도 고려해야 한다.
5) 모든 아동들이 함께 참여하는 공통된 과업의 필요
통합교육 환경 내에서 두 아동들 사이에 발생하는 심리적 거 리감으로 인하여, 비장애아동과 장애아동 간에 부정적인 상호 작용들이 관찰되었다. 예를 들어, 비장애아동은 장애아동의 콘 텐츠 조작을 방해하였고, 장애아동은 새로운 환경에 적응하는 과정에서 이상 행동들을 보였다. 이러한 심리적 거리감에 의한 부정적인 상호작용을 줄이기 위해서는, 모든 아동들이 한 그룹 에 소속되어 있다는 일체감을 높이는 것이 필요하다. 이를 위해 아동들에게 공통된 객체를 조작하거나 과업을 함께 수행할 수 있도록 게임 운영 측면의 디자인 요소를 고려해야 한다.
3.2 테이블탑 협업게임 구현
본 논문에서는 앞 절의 디자인 원리들을 적용하여, 2명의 장 애아동과 2명의 비장애아동이 참여하는 협업게임을 제안하였 다(그림 3). 협업게임에 참여한 아동들은 그림 3의 좌측에 나와 있는 배치도와 같이 앉게 되고, 교사는 게임 화면 위쪽에 흰색 상태바를 주시하면서 과업 성취가 적은 아동들에게 동기를 부 여한다.
구현된 협업게임은 아동들이 강에 떠다니는 재활용 쓰레기 를 스스로 또는 협동하여 분리하는 게임으로, 각 쓰레기에 대해 정해진 수만큼 아동들이 쓰레기를 분리한다. 아동들이 쓰레기 를 분리하지 못하게 되면 강물의 오염도가 증가하여서 강물의 색상이 붉게 변하게 된다.
그림 4. 분리수거 협업게임의 5가지 과업 : (a) 캔을 분리하는 역할 을 맡은 아동이 캔을 분리수거하는 과업 (b) 모든 아동들이 4개의 공통쓰레기를 하나씩 분리수거하는 과업 (c) 한 아동 은 위로 다른 아동을 아래로 끌어서 박스를 분리수거하는 과업 (d) 노란색 튜브와 가까운 아동이 고양이에게 튜브를 던지는 과업 (e) 모든 아동들이 버튼을 눌러가면서 고양이 를 강둑으로 이동시키는 과업
제안한 협업게임에는 앞 절에 제시된 다섯 가지의 디자인 요 소들이 적용되었다. 게임의 운영측면에서 4명의 아동들이 함께 참여하여 쓰레기를 분리하도록 하였다. 아동들은 각자 한 종류 씩 맡아 자신의 쓰레기를 분리하는 개별과업(그림 4(a)) 및 쓰 레기를 같은 개수만큼 나누어 분리하는 과업(그림 4(b)), 두 명 의 아동이 함께 인터페이스해서 하나의 객체(박스)를 회전시 키는 과업(그림 4(c)), 그리고 게임 참여자 모두가 각자의 버튼 을 눌려가면서 특정 객체를 임의의 장소로 이동시키는 과업(그 림 4(d)와 그림 4(e)) 등 다양한 형태의 협업 과업들을 수행한 다. 이러한 과업의 구성은 아동들에게 서로 다른 역할과 함께 하는 협업 과업을 부여하여야 한다는 디자인 요소가 반영되었 으며, 순서 주고받기 형식 대신에 모든 아동들이 함께 참여하도 록 하는 디자인 요소가 반영된 결과이다.
인터페이스 측면에서는 4명의 아동들이 입력하는 다수의 터 치 조작을 인식하기 위해서, 수십 개의 터치 포인트를 감지할 수 있는 적외선 센서를 42인치 LCD 디스플레이에 부착한 형태 로 멀티터치 테이블탑을 만들었다. 구현된 게임에는 시청각적 인 효과가 포함된 동적 정보를 제공하고, 터치피드백 및 과업피 드백이라는 디자인 요소들이 반영되었다. 이를 위해서 3D 작업 이 가능한 Unity3D 게임 엔진(C# 및 Java script 언어 기반)을 활용하여 터치 입력에 따라 시청각적인 물결 효과와 함께 쓰레 기들이 움직이도록 하였으며, 아동들이 쓰레기를 올바르게 분 리하면 별모양의 시각적 피드백을 제공하였다.
4. 사용자 평가
본 사용자 평가에서는 구현된 분리수거 협업게임이 비장애 아동과 장애아동 간의 자발적 상호작용 및 몰입도를 향상시켰 는지 알아보기 위한 실험을 진행하였다.
4.1 실험환경
본 실험은 장애아동과 비장애아동 간의 실제 통합 교육이 이 루어지는 초등학교 교실에서 진행되었다. 실험 전에 보호자 및 교사들로부터 아동들의 인적사항(나이, 장애종류, 성별, 터치 장치 사용유무) 및 사전 동의서를 받았다. 아동들은 총 6명이 참여하였으며, 구체적인 인적사항은 표 2와 같다. 그리고 개발 된 테이블탑 게임의 대조군으로 통합 수업의 교구인 아날로그 종이 보드게임을 활용하였다.
장애명칭 연령 성별 스마트폰 사용유무
장애아동1 자폐 11 남 X
장애아동2 자폐 10 여 O
장애아동3 자폐 10 남 O
비장애아동1 - 11 남 O
비장애아동2 - 10 여 X
비장애아동3 - 10 남 O
표 2. 게임에 참여한 아동들의 인적사항
개발된 게임은 2명의 장애아동과 2명의 비장애아동이 함께 참여하므로 전체 6명의 아동들을 4명씩 두 그룹으로 나누었다.
그룹1(평균나이：10.5, 편차：0.58, 성별：혼성)은 장애아동 1 과 2, 비장애아동 1과 2로 구성하였으며, 그룹2(평균나이：10.5, 편차：0.58, 성별：남성)는 장애아동 1과 3, 비장애아동 1과 3 으로 구성하였다.
각 그룹은 5분 동안 종이 보드게임과 더불어 본 논문에서 제 안한 협업게임을 각각 수행하였다. 이때, 교사는 아동들에게 게 임의 목적을 명확히 알려주었다. 게임을 하는 동안 여러 교사들 은 아동들의 행동들을 원거리에서 지켜보았다. 본 실험에서는 정량적 평가를 위해, 게임 과정에서의 아동들의 행동들을 녹화 하였다.
4.2 실험결과
4.2.1 아동들 간의 협업적 상호작용
개발된 게임이 비장애아동과 장애아동 간의 협업적 상호작 용을 향상시켰는지 확인하기 위해, 2절에서 분류한 표 1을 기준 으로 아동들 간에 나타나는 상호작용 빈도수를 측정하였다. 종
그림 5. 두 게임 환경에서의 비장애아동과 장애아동의 상호작용
이 보드게임에서 아동들의 상호작용 빈도수와 비교하여 상호 작용 향상 정도를 판단하였다. 두 게임 환경에서 비장애아동과 장애아동 간의 긍정적, 중립적, 그리고 부정적 상호작용 빈도수 는 그림 5와 같다.
그림 5의 그래프에서 x축은 상호작용의 유형을 나타내며, y 축은 그룹1과 그룹2에서 나타나는 상호작용 빈도수의 평균값 이다. 장애의 유무와 관계없이, 전반적으로 종이 보드 게임보다 는 제안된 협업게임에서 아동들의 긍정적인 상호작용 횟수가 평균 8회(장애아동：6회, 비장애아동：10회) 증가하였고 부정 적인 상호작용 횟수는 평균 6회(장애아동：7회, 비장애아동：5 회) 감소하였다. 특히, 종이 보드 게임에서 장애아동들이 자신 의 차례를 기다리는 시간에 자리를 이탈하는 행동 및 상동 행 동들이 많이 나타났으나 구현된 게임에서는 이러한 행동들이 크게 감소하였다. 이는 종이보드 게임에서 반영되지 않았던 디 자인 요소들(순서 주고받기 요소 지양, 동적인 형태로 정보를 제공)이 구현된 게임에서는 적용되었기 때문으로 판단된다. 그 림 4(e)와 같은 협업 과업에서 나타나는 긍정적 상호작용의 빈 도가 전체 긍정적 상호작용의 빈도수 중에 대부분을 차지하였 다(전체 42회 중 27회). 예를 들면, 협업 과업을 수행하는 중에 아동들은 서로에게 동기를 부여하는 언어적 및 신체적 상호작 용을 하였다. 이를 통해, 본 게임의 협업 과업이 아동들 간의 협 업적 상호작용을 향상시켰음을 알 수 있었다.
그러나 두 그래프를 비교해보면, 장애아동과 비장애아동 간 의 상호작용 변화 폭에 대한 차이도 발견된다. 구현된 협업게임 을 통해, 장애아동의 경우 부정적인 상호작용에서의 변화(8회 감소)가 크게 나타났지만, 비장애아동은 긍정적인 상호작용에 서 변화 폭(10회 증가)이 크게 나타났다. 이는 게임에 반영된 디자인 요소들이 아동의 상호작용 향상 측면에서 비장애아동 과 장애아동에게 각각 다른 형태로 영향을 주었음을 알 수 있
다. 추가적으로, 비장애아동들이 보인 긍정적인 상호작용 행동 들 중 가리키기, 접촉, 상대방 주시하기 등에 해당되는 신체적 상호작용이 42%, 감정표현, 이름 부르기, 의사소통 등에 언어 적 상호작용이 58%로 비슷한 비중을 차지하였지만, 장애아동 의 경우 신체적 상호작용이 86%을 차지하였다. 이는 대부분의 장애아동들은 사회성 발달 단계에서 상위 수준인 언어적 상호 작용에 대한 능력이 부족하기 때문인 것으로 해석된다[15].
4.2.2 유사한 몰입수준의 보장
그림 6. 각 아동 별 집중시간 분포 및 상호작용 유발시간 간의 관계도
비장애아동과 장애아동 간의 동등한 수준의 몰입도가 보장 되었는지를 알아보기 위해, 본 연구에서는 아동들이 해당 게임 에 참여한 여부를 바탕으로 이를 확인하였다. 참여 여부는 아동 들이 게임 화면을 주시하는지와 터치 조작을 하는지를 기준으 로 판단하였으며, 아동들이 개별적으로 참여한 시간과 모든 아 동들이 공통적으로 게임에 참여한 시간들을 측정하였다.
그림 6에서와 같이, 모든 아동들이 5분 실험 중에 최소 4분 이상 게임에 집중을 하였으며, 집중 시간의 편차가 17초로 크게 차이가 없음을 알 수 있다(평균시간：4분 20초, 편차：17초).
또한, 장애아동과 비장애아동 그룹 간의 평균 집중 시간의 차이 는 15초 정도로 작았으며(장애아동 평균시간：4분 16초, 비장 애아동 평균 시간：4분 31초), 아동들의 공통집중 시간은 개별 집중 시간에 약 70% 정도로 대부분을 차지하였다(개별 평균：
4분 22초, 공통 관심 평균：3분 21초).(이 문단에 대한 시사점 이나 의미제시 필요) 추가적으로, 두 아동들 간에 나타나는 공 통 집중 시간의 분포에 대하여 분석하였다. 장애아동 간 또는 비장애아동 간 평균 공통집중시간은 비장애아동과 장애아동 간의 평균 공통 집중시간과 유사하다(장애-장애：3분 20초, 장
애-비장애：3분 13초, 비장애-비장애：3분 5초). 이러한 세 가 지 결과들을 통해, 장애 유무와 상관없이 아동들이 함께 어울려 게임에 참여하였고, 장애아동과 비장애아동 간의 유사한 수준 의 몰입도가 보장되었음을 알 수 있다.
그러나 비장애아동과 장애아동 간의 집중시간 및 공통집중 시간에서 특이한 차이도 발견할 수 있었다. 장애아동은 게임이 시작할 때, 비장애아동보다 15초 정도 늦게 게임에 대한 관심을 보였다. 이는 비장애아동보다는 장애아동이 새로운 환경에 대 해 적응이 어렵다는 기존 연구결과의 행동 사례와 일치한다 [16]. 두 번째로, 비장애아동들이 장애아동들보다 집중시간의 분포가 연속되지 못하였다. 이러한 불연속적인 집중시간은 게 임의 후반부에서 주로 발견되는데, 이 시기는 비장애아동들이 자신에게 부여된 개별 과업(그림 4(a))을 완수시킨 이후에 나 타난다. 이 외에도, 장애아동1의 경우, 그룹1과 그룹2에서 두 번 의 실험 모두 다른 아동들보다 낮은 집중시간을 보였다. 장애아 동1은 스마트폰 사용 경험이 없는 아동으로 터치 디스플레이에 대한 접근성이 다른 아동들보다 낮았다. 이는 터치 인터페이스 에 대한 아동들의 사전 경험이 협업게임의 집중도에 영향을 주 었을 가능성이 있음을 말해준다.
추가적으로 몰입도(집중시간)와 아동들 간의 상호작용 간의 관계를 분석하기 위해, 그림 6에 긍정적 상호작용 및 부정적 상 호작용이 나타난 시간을 함께 표시하였다. 그 결과, 전체 86번 의 긍정적인 상호작용 중 95%가 공통 집중시간에 발생하였으 며, 나머지는 개별 집중시간에 분포하였다. 반면, 32번의 부정 적인 상호작용 중에 75%가 개별집중시간 및 몰입을 하지 못한 시간대에 주로 일어났다. 이는 많은 아동들이 게임에 몰입할수 록 아동들 간의 긍정적인 상호작용이 유발되기 쉽다는 결과로 해석된다.
4.2.3 정성적 결과
구현된 게임 환경을 관찰한 교사들을 대상으로 아동들의 특 이 행동들에 대한 인터뷰를 진행하였다. 교사들은 낮은 인지수 준과 집중도를 가진 장애아동들이 교실 환경에서는 주로 소외 되었지만, 협업게임을 진행하면서 이들이 집중하고 함께 게임 을 하는 모습들이 빈번하게 관찰되어 인상적이었다고 하였다.
특히, 게임이 동적이고 다양한 시청각 효과를 함께 제공해주었 기 때문에, 아동들의 몰입도가 향상된 것 같다고 하였다. 더불 어, 게임이 모든 아동들에게 개별 역할을 보장해주고 함께 해결 하는 과제를 부여함으로써, 아동들이 그룹 안에서 느끼는 자존 감 및 소속감을 높여준 점들을 긍정적으로 평가하였다. 그러나 게임시간이 다소 짧아 게임의 디자인보다는 새로운 테이블탑 인터페이스에 대한 호기심에 의해 일시적으로 몰입 효과가 나 타났을 수도 있다는 점을 언급하였다. 또한, 6명의 적은 아동들 을 대상으로 게임 사용성을 평가한 점과 실험에 참가한 장애아 동들이 자폐아동들로만 국한된 점들은 앞으로 이 게임이 보완
해야 할 부분이라고 언급하였다.
교사들은 아동 간의 자발적인 상호작용이 향상된 것에 대해 서도 크게 주목하였다. 교사들은 비장애아동이 장애아동에 대 해 갖는 심리적 거리감으로 인하여 먼저 다가서기가 쉽지 않은 데, 제안한 게임에 적용된 디자인 요소들이 아동들 간의 이러한 심리적 거리감을 줄이는데 도움을 줄 수 있다고 언급하였다. 특 히, 아동들이 그림 4(e)와 같은 과업을 할 때, 다 같이 환호성을 지르고 함께 언어적 상호작용을 하는 행동들은 교실환경에서 는 볼 수 없었던 행동이라고 하였다. 그러나 여전히 장애아동보 다는 비장애아동이 게임을 주도적으로 이끄는 행동들이 관찰 되었기 때문에, 협업과업의 횟수를 증가시키거나 개별 과업의 성취 수준을 다르게 조정하는 것이 필요하다고 제안하였다.
교사들의 의견들을 통해서, 본 구현된 게임을 사용한 통합 환경에서는 아동들의 행동들이 명확하게 달라졌음을 알 수 있 다. 이는 기존의 통합교실 환경에서의 교구들이 반영하지 못했 던 점들을 본 게임의 5가지 디자인 요소들이 보장해주었기 때 문일 가능성이 있다. 예를 들면, 아동 개개인에게 함께 조작하 는 협업 과제나 아동들의 관심을 계속적으로 유도하기 위해서 즉각적인 터치 피드백이나 과업피드백들을 제공해준 점들이다.
그러나 실험 측면에서 언급되어진 한계점들이나 추가적으로 고려했으면 좋겠다는 디자인 사항들을 차후 연구를 통해서 보 완해 나가야 할 것이다.
5. 결 론
본 논문에서는 통합교육 방법론을 활용하여, 비장애아동과 장애아동 간의 상호작용을 증진시킬 수 있는 테이블탑 협업게 임을 디자인하고 이에 대한 사용자 평가를 수행하였다. 그 결과 시청각적인 효과와 터치 및 과업피드백을 제공해주는 인터페 이스는 아동들의 몰입도 향상에 긍정적인 영향을 주었으며, 공 통과업을 제시하는 게임 운영 요소는 아동들이 함께 상호작용 할 수 있는 환경을 제공하였다. 또한, 순서 주고받기 지양 및 개 별과업을 제공하는 운영 요소들은 아동들이 함께 참여하고 동 등한 게임 기회를 제공함으로써, 아동들의 몰입도 및 상호작용 향상에 긍정적인 영향을 주었다.
추후 연구로 실험 표본 수 및 장애아동의 다양성, 통계적 데 이터의 부족 그리고 각 디자인 요소별 구체적 검증 등의 한계 점들을 보완할 필요가 있다. 또한, 실험 결과가 디지털 매체와 아날로그 매체의 차이로 나타났을 가능성이 있으므로, 실험 대 조군으로 5가지 디자인 요소들이 반영되지 않은 기존의 테이블 탑 게임 간의 비교도 필요할 것이다. 본 연구의 디자인 요소들 을 바탕으로, 통합 교육환경을 비롯한 인지적 및 사회적 지수에 차이가 있는 사용자들이 함께 어울리는 게임으로 확대해나갈 수 있을 것으로 기대한다.
참고문헌
[1] Fleck, R., Rogers, Y., Yuill, N., Marshall, P., Carr, A., Rick, J. and Bonnett, V. Actions speak loudly with words：unpacking collaboration around the table. In proceedings of ITS 2009. Canada. pp. 189-196. 2009.
[2] Piper, A. M., O'Brien, E., Morris, M. R. and Winograd, T. SIDES：a cooperative tabletop computer game for social skills development. In proceedings of CSCW 2006. Canada. pp. 1-10. 2006.
[3] Goh, W.-B., Shou, W., Tan, J. and Lum, G. T. J.
Interaction design patterns for multi-touch tabletop collaborative games. In proceedings of CHI '12. USA.
pp. 141-150. 2012.
[4] Battocchi, A., Pianesi, F., Tomasini, D., Zancanaro, M., Esposito, G., Venuti, P., Sasson, A. B., Gal, E. and Weiss, P. L. Collaborative puzzle game：a tabletop interactive game for fostering collaboration in children with autism spectrum disorders(ASD). In proceedings of ITS 2009. Canada. pp. 197-204. 2009.
[5] Giusti, L., Zancanaro, M., Gal, E. and Weiss, P. L.
Dimensions of collaboration on a tabletop interface for children with autism spectrum disorder. In proceedings of CHI ‘11. Canada. pp. 3295-3304. 2011.
[6] Garfinkle, A. N. and Schwartz, I. S. Peer imitation increasing social interactions in children with autism and other developmental disabilities in inclusive preschool classrooms. Topics in Early Childhood Special Education. Vol. 22. No. 1. pp.
26-38. 2002.
[7] Cardona, G. C. Inclusive education：a special right?.
Commonwealth Secretariat. pp. 34-36. 2011.
[8] Madden, N. A. and Slavin, R. E. Effects of cooperative learning on the social acceptance of mainstreamed academically handicapped students.
The Journal of Special Education. Vol. 17. No. 2.
pp. 171-182. 1983.
[9] Tanenbaum Center for Interreligious Understanding.
The seven principles for inclusive education. https:
//tanenbaum.org/programs/education/tanenbaums-p edagogy/. May 1. 2014.
[10] Lord, C., Risi, S., Lambrecht, L., Cook, E., Jr., Leventhal, B., DiLavore, P., Pickles, A. and Rutter, M. The autism diagnostic observation schedule—
generic：a standard measure of social and communication deficits associated with the spectrum of autism.
Journal of Autism and Developmental Disorders.
Vol. 30. No. 3. pp. 205-223. 2000.
[11] Lee, J., Moon, W., Yeom, K., Yoon, D., Kim, D.Y., Han, J. and Park, J.H. Wave touch：educational game on interactive tabletop with water simulation.
In proceedings of ICEC 2010. Berlin. 2010.
[12] Arthur, L., Beecher, B. and Downes, T. Effective learning environments for young children using digital resources：an australian perspective. Information technology in childhood education annual. Vol. 2001.
No. 1. pp. 139-153. 2001.
[13] Hunicke, R., LeBlanc, M. and Zubek, R. MDA：a formal approach to game design and game research.
In proceedings of AAAI. pp. 4-9. 2004.
[14] Najjar, L. J. Multimedia information and learning.
Journal of educational multimedia and hypermedia.
Vol. 5. No. 2. pp. 129-150. 1996.
[15] MacLachlan, B. G. and Chapman, R. S. Communication breakdowns in normal and language learning-disabled children's conversation and narration. Journal of Speech and Hearing Disorders. Vol. 53. No. 1. p. 2.
1988.
[16] 장병연. 발달적 치료프로그램이 자폐아동의 사회적응 능 력에 미치는 효과. 특수교육연구. Vol. 3. pp. 164-180.
1996.
임 승 현
2008년 3월 ~ 2011년 8월 인하대학교 컴퓨 터공학과 졸업(공학사). 2013년 3월 ~ 현재 과학기술연합대학원대학교 HCI 및 로봇응 용공학 석사과정. 관심분야는 장애아동 재 활 및 교육 프로그램개발, 컴퓨터비전임.
김 형 년
1998년 3월 ~ 2002년 2월 서울대학교 원자 핵공학과 졸업(공학사). 2005년 3월 ~ 현재 과학기술연합대학원대학교 HCI 및 로봇응 용공학 석박사통합과정. 관심분야는 컴퓨터 비전, 패턴인식, 기계학습임.
박 지 형
1975년 3월 ~ 1979년 2월 서울대학교 기계 설계학과 졸업(공학사). 1979년 3월 ~ 1981 년 2월 서울대학교대학원 유압공학전공 졸 업(공학석사). 1987년 3월 ~ 1993년 2월 서 울대학교대학원 생산공학전공 졸업(공학박 사). 2004년 3월 ~ 현재 과학기술연합대학원대학교 HCI 및 로 봇응용공학과 교수. 1984년 5월 ~ 현재 한국과학기술연구원 실 감교류로보틱스센터 책임연구원.
