온라인 학습 콘텐츠 유형에 따른 뇌파 활성도 차이 분석

손화정; 최명숙

doi:http://dx.doi.org/10.17232/KSET.39.1.155

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자료유형: 학술저널

저자정보: 손화정 (계명대학교) 최명숙 (계명대학교)

저널정보: 한국교육공학회 교육공학연구 교육공학연구 제39권 제1호

발행연도: 2023.3

수록면: 155 - 185 (31page)

DOI: http://dx.doi.org/10.17232/KSET.39.1.155

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

온라인 학습 콘텐츠 유형에 따른 뇌파 활성도 차이 분석

손화정 , 최명숙 교육공학연구 2023.03 학술저널

2022

온라인 학습 콘텐츠 유형에 따른 전문대학생의 뇌파 활성도 차이

손화정 교육 2022.01 학위논문

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본 연구의 목적은 신경과학적 관점에서 뇌파(EEG)를 이용하여 온라인 학습 콘텐츠 유형에 따른 뇌파 활성도 차이를 분석하는 것이다. 연구대상은 실험조건에 부합하고 자발적으로 참여한 전문대학생 24명의 학년과 학점을 고려하여 네 개의 동질집단을 구성하였다. 본 연구에 사용된 온라인 학습 콘텐츠는 네 가지 유형이며 교수자 중심형(Face+Voice), 교수자 텍스트 중심형(Face+Voice+Text), 텍스트 중심형(Text+Voice), 동영상 중심형(Video)으로 제작하였다. 학습 콘텐츠를 학습하는 동안 학습자 대뇌 전두엽의 뇌파 활성도를 측정하였고, 뇌파 활성도 측정을 위한 장비로는 뮤즈 2(Muse 2, InteraXon, Canada)를 사용하였다. 수집된 자료 중 세타파, 알파파, 베타파, 감마파를 활용하여 뇌파 주의 집중도와 주파수 및 시계열 분석을 실시하였다. 본 연구에서 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 교수자 중심형은 뇌파 활성도가 다른 유형에 비해 낮은 수치를 나타내었으나 뇌파 주의 집중도는 높은 편이다. 본 유형은 학습자가 학습 정보를 처리하거나 집중력을 지속하는 데 어려움이 있을 것으로 예측된다. 둘째, 교수자 텍스트 중심형은 네 가지 유형 중 베타파와 감마파 수치가 가장 높게 활성화되었으며, 학습자의 뇌파 주의 집중도 또한 가장 높게 나타났다. 본 유형은 온라인 학습 중 인지 과제 수행에 적합한 것으로 해석된다. 셋째, 텍스트 중심형 온라인 학습 콘텐츠를 학습한 학습자에게서 세타파와 감마파가 높은 수준으로 활성화되었으며, 이는 시각 및 청각 단기기억 학습의 핵심 언어 중추인 베르키네 영역과 브로카 영역이 활성화된 결과이다. 넷째, 동영상 중심형은 세타파와 알파파의 활성도는 높으나 감마파의 활성도는 낮게 나타났다. 학습자는 편안한 상태에서 정보를 처리하며 높은 집중력이 발휘되나, 고도의 인지 작용이 일어나기에는 어려운 유형으로 확인된다. 본 연구를 통해 효과적인 온라인 수업 설계 방안을 마련하기 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

This study aimed to analyze the differences in electroencephalographic (EEG) activity according to the online learning content types from a neuroscientific perspective through EEG. To this end, 24 college students who met the experimental conditions were randomly sampled, and four cohort groups were formed in consideration of grades and credits. The four types of online learning content were instructor-centered (Face+Voice), instructor-text-centered (Face+Voice+Text), text-centered (Text+Voice), and video-centered (Video). To accomplish the purpose of this study, the EEG activity of the frontal lobe of the brain of the learner was measured while learning the online learning content, using Muse 2 (InteraXon, Canada). The collected data were the theta, alpha, beta, and gamma waves, and the EEG activity was analyzed by EEG attention and concentration (EEG AC), EEG frequency, and EEG time series. The conclusions obtained based on the results of this study were as follows. First, the instructor-centered type showed a lower EEG activity level than the other types, however, the EEG AC level was higher. Therefore, this type was predicted to be difficult for learners to process learning information or maintain concentration. Second, the instructor-text-centered type showed the highest levels of the beta and gamma waves, and the EEG AC levels were also the highest. This type appeared to be suitable for performing cognitive tasks during online learning. Third, the text-centered type showed that the theta and gamma waves were highly activated. The highly activated theta and gamma waves were predicted to result from the activation of Wernicke’s and Broca’s areas of the brain. Lastly, the video-centered type showed a high activity of the theta and alpha waves, but a low activity of the gamma wave, information was processed in a relaxed state, and concentration was high during online learning. However, it is difficult to achieve high levels of cognition. It is expected that this study will provide the primary data for designing effective online class methods.

#온라인 #학습 #콘텐츠 #뇌파 #EEG #Online Learning #Online Learning Contents Types #EEG #Brain wave

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주요연구분야 사회과학 > 교육학

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