[논문 리뷰] Research on Wearable Technologies for Learning: A Systematic Review

Sharon Lynn Chu, Brittany Garcia외 1명|arXiv (Cornell University)|2022. 01. 28.

Impact of Technology on Adolescents참고 문헌 111인용 수 4

한 줄 요약

이 체계적 리뷰는 교육 분야에서의 웨어러블 기술에 관한 기존 연구를 종합하여 다양한 인구군과 환경에서 학습을 지원하는 데에 웨어러블이 활용되는 7가지의 구체적인 방식을 밝혀냈다. 연구는 현재의 연구를 이해하기 위한 다섯 가지 구성 요소로 이루어진 프레임워크를 제안하며, 아직 다루어지지 않은 분야를 강조하여 웨어러블 기술이 학습 환경에서 어떻게 활용되고 있는지를 종합적으로 조망하며 향후 설계와 연구에 대한 함의를 제시한다.

ABSTRACT

A good amount of research has explored the use of wearables for educational or learning purposes. We have now reached a point when much literature can be found on that topic, but few attempts have been made to make sense of that literature from a holistic perspective. This paper presents a systematic review of the literature on wearables for learning. Literature was sourced from conferences and journals pertaining to technology and education, and through an ad hoc search. Our review focuses on identifying the ways that wearables have been used to support learning and provides perspectives on that issue from a historical dimension, and with regards to the types of wearables used, the populations targeted, and the settings addressed. Seven different ways of how wearables have been used to support learning were identified. We propose a framework identifying five main components that have been addressed in existing research on how wearables can support learning and present our interpretations of unaddressed research directions based on our review results.

연구 동기 및 목표

• 교육적 맥락에서의 웨어러블 기술에 관한 증가하는 문헌을 종합하고 이해하기 위해.
• 다양한 인구군, 환경, 기기 유형에서 웨어러블이 학습 지원에 어떻게 활용되었는지에 대한 패턴을 식별하기 위해.
• 웨어러블 학습 응용 분야의 역사적 추세와 기술적 진화를 분석하기 위해.
• 기존 웨어러블 기반 학습 연구에서 반복되는 구성 요소를 바탕으로 개념적 프레임워크를 제안하기 위해.
• 웨어러블 기술을 활용한 교육 분야에서 다루지 않은 영역을 강조하고 향후 연구 방향을 제안하기 위해.

제안 방법

• 기술 및 교육 분야의 저널과 컨퍼런스에 중점을 두고 데이터베이스 및 특수 검색을 활용한 체계적 문헌 리뷰를 수행하였다.
• 2000년에서 2021년 사이에 학습 환경에서 사용된 웨어러블 기술에 관한 심사숙고된 연구를 검색하였다.
• 학습과 관련성, 웨어러블 기술 사용, 방법론적 엄밀함을 기준으로 포함 및 배제 기준을 적용하여 관련 연구를 선별하였다.
• 연구를 웨어러블 유형, 대상 인구군, 학습 환경, 학습 목표로 분류하였다.
• 웨어러블이 학습 지원에 어떻게 활용되었는지에 대한 반복되는 주제와 패턴을 식별하였다.
• 기존 연구에서 반복되는 연구 구성 요소를 기반으로 다섯 가지 구성 요소로 이루어진 프레임워크를 개발하여 현재의 지식 체계를 정리하고 향후 연구를 이끌기 위한 기반을 마련하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 교육적 맥락과 인구군에서 웨어러블 기술은 어떻게 학습 지원에 활용되었는가?
• RQ2 학습 연구에서 가장 흔하게 사용된 웨어러블 기기는 무엇이며, 그 주요 기능은 무엇인가?
• RQ3 웨어러블 기술 사용과 관련된 주요 학습 목표와 수업 전략은 무엇인가?
• RQ4 기존 웨어러블 기반 학습 연구에서 반복되는 구조적 구성 요소는 무엇이며, 이는 학습 성과와 어떻게 관련되어 있는가?
• RQ5 현재 웨어러블 기반 학습에 관한 문헌에서 중요한 연구 격차나 다루지 않은 분야는 무엇인가?

주요 결과

• 웨어러블이 학습을 지원하는 데에 활용된 7가지의 구체적인 방식이 밝혀졌으며, 실시간 피드백, 정서 및 참여도 모니터링, 맥락 인식 학습 지원 등이 포함된다.
• 가장 흔하게 사용된 웨어러블 기기는 스마트워치, 뇌파 측정 헤드셋, 생체 센서이며, 주로 초중등 및 고등교육 환경에서 활용되고 있다.
• 연구는 주로 과학, 기술, 공학, 수학 교육, 체육, 정서 조절 분야에 집중되어 있으며, 예술, 인문학, 직업 교육 분야에서는 다소 미흡한 탐색이 이루어졌다.
• 제안된 다섯 구성 요소 프레임워크는 다음과 같다: (1) 웨어러블 유형, (2) 학습 환경, (3) 대상 인구군, (4) 학습 목표, (5) 평가 방법.
• 장기적 연구, 윤리적 고려사항, 신경다양성 학습자들을 위한 포괄적 설계 분야에 여전히 큰 격차가 존재한다.
• 웨어러블의 장기적인 학습 성과에 미치는 영향을 분석하거나, 웨어러블 학습 응용 분야에서의 공정성과 접근성 문제를 탐색한 연구는 소수에 그치고 있다.