가상현실(VR) 기반 생명과학 콘텐츠의 뇌전도(EEG) 특성

Electroencephalographic Characteristics of Virtual Reality (VR) -based Life Science Contents

본 연구의 목적은 가상현실 기반 체험형 생명과학 콘텐츠 자료와 기존 교육현장에서 사용되던 동영상이나 사진 자료와 같은 교수학습매체가 학습자의 두뇌에서 어떤 차이를 보이는지 확인하고, 이를 통해 다양한 연구 가능성을 제안하는 것이다. 이 를 위해 가상현실, 동영상, 사진 과제를 각 3종씩 9종을 개발하여 과학교육 전공 여성 대상자 5명에게 투입하며 19채널 뇌전도 측정을 실시하였다. 연구 결과 동영상이나 사진 과제에 비해 가상현실 기반 생명과학 콘텐츠 과제를 수행할 때 델타 및 감 마 대역에서 유의하게 높은 두뇌 활성 차이가 확인되었고, 이러한 활성은 주로 하이감마대역으로 갈수록 우측 후두엽을 중심으로 편측되어 나타나는 경향이 주로 관찰되었다. 이는 가상현실기반 과제가 기존 교수학습방법보다 선택적 주의집중과 가치 연합 처리에 있어 상호보완적 역할을 수행하고 있음을 나타내는 것이라 볼 수 있다. 감마 대역 활성은 후두엽과 변연계 사이에서 발생되어 지며, 이로 미루어보아 가상현실 기반 생명과학 콘텐츠는 주로 기억 부호화 및 재인과 연관되어 있음을 확인할수 있었다. 본 연구는 가상현실기반 콘텐츠가 학습자에게 미칠 수 있는 다양한 영향 에 대한 뇌과학적 근거를 제시하였다는데 의의가 있다.

The purpose of this study is to identify differences in the effects on learner’s brain between virtual reality-based biology contents and teaching-learning media such as video and picture materials used in the existing educational field, and to propose various research possibilities. For this purpose, we developed three kinds of 9 tasks of virtual reality, video, and picture type and applied them to 5 female participants in science education major with nineteen-channel EEG. Results showed that brain activity difference was significantly higher in delta and gamma band when during virtual reality-based biology contents tasks then video and photo tasks. These activities were observed mainly in the left side of the right occipital lobe. This suggests that the virtual reality-based tasks play a complementary role between selective attention process and value association processing compared to the existing teaching-learning tasks. In addition, gamma band activity occurs between the occipital lobe and the limbic system, suggesting that virtual reality contents are mainly related to memory coding and memory recognition. It is significant that this study presented the neuroscientific basis of various effects on learners using virtual reality-based contents.