기하학적 정보와 특징적 정보를 활용한 5세 유아의 가상공간 표상

Abstract

본 연구는 5세 유아의 가상공간 표상에서 기하학적 정보와 특징적 정보의 활용을 알아보고자 하였다. 또한, 시점을 전환하는 연습이 유아의 가상공간 표상을 향상시킬 수 있는지 알아보고자 하였다. 이를 위해 전라남도 광양시와 순천시에 거주하는 5세 유아 78명을 세 조건(기초선, 시점전환연습 실시, 시점전환연습 미실시)에 무선할당하였다. 모든 조건에서 유아는 직육면체와 마름모 기둥 형태의 가상의 방을 탐색한 후, 주어진 두 모형 중 어느 것이 가상의 방을 나타내는 모형인지 선택하였다. 이때 제시된 모형 중 하나는 가상의 방과 기하학적 정보와 특징적 정보가 모두 일치하는 정답 모형이었고, 나머지 하나는 가상의 방에 비해 기하학적 정보가 불일치하거나(벽면 길이 비율 및 각도의 조작을 통해 공간의 전체적 형태를 변경) 특징적 정보가 불일치하는(공간의 전체적 형태는 유지하고, 색칠된 벽면을 변경) 오답 모형이었다. 시점전환연습 실시 조건과 미실시 조건의 유아는 가상의 방을 탐색하기 전에 그림을 보며 사물 및 공간을 위에서 내려다본 모습을 상상하는 연습을 하거나, 그러한 연습 없이 그림 속 사물의 특징을 묘사하였다. 기초선 조건의 유아는 이러한 그림을 보지 않고 곧바로 가상의 방 탐색 후 모형 선택 과제를 실시하였다. 모형 선택 과제가 끝난 뒤, 모든 유아는 위치 선택 과제를 제시받았다. 즉, 유아는 사다리꼴 기둥 형태의 또다른 가상의 방을 탐색한 후, 주어진 한 개의 모형에서 가상의 방 내에 물체가 있던 위치와 동일한 위치를 골랐다. 이때 모형은 가상공간의 기하학적 정보와 특징적 정보를 갈등적으로 제시하였다(가상공간 내 위치와 형태가 일치하는 위치는 벽면의 색이 불일치, 가상공간 내 위치와 벽면의 색이 일치하는 위치는 형태가 불일치). 두 과제에 대한 유아의 응답은 IBM SPSS Statistics 26.0 프로그램을 사용하여 기술통계, 빈도분석, Wilcoxon 순위합 검정, Mann-Whitney U 검정을 통해 분석하였다. 연구결과는 다음과 같았다. 첫째, 모형 선택 과제에서 유아는 직육면체 형태의 가상공간에 대해 기하학적 정보(전체적 형태)를 성공적으로 표상하였고, 특징적 정보(색칠된 벽면)도 성공적으로 표상하였다. 반면에, 마름모 기둥 형태의 가상공간에 대해서는 기하학적 정보(전체적 형태)와 특징적 정보(색칠된 벽면) 모두 표상하지 못했다. 요컨대, 5세 유아의 가상공간 표상에서 기하학적 정보와 특징적 정보의 활용은 공간의 기하학적 형태에 따라 다르게 나타났다. 둘째, 위치 선택 과제에서 유아는 가상공간 내 위치와 형태가 일치하는 위치보다 벽면의 색이 일치하는 위치를 더 많이 골랐다. 즉, 5세 유아는 형태(모서리 각도)와 같은 기하학적 정보, 색깔과 같은 특징적 정보 중 어느 하나를 기준으로 선택해야 하는 갈등적 상황 속에서, 특징적 정보를 기준으로 공간 내 물체의 위치를 선택하였다. 마지막으로, 시점전환연습은 벽면의 길이 비율이라는 기하학적 정보가 아닌, 각도라는 기하학적 정보를 활용해야 하는 마름모 기둥 형태의 가상공간을 표상하는 데 효과가 있었다. 즉, 시점전환연습은 마름모 기둥 형태의 가상공간의 전체적 형태를 표상하는 데 효과가 있었다. 반면에, 직육면체 형태의 방을 표상하거나, 마름모 기둥 형태의 방의 특징적 정보를 표상하는 데 있어서는 효과가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 가상공간에 대한 5세 유아의 표상 능력이 공간의 형태에 의해 영향을 받음을 보여준다. 즉, 공간을 표상하기 위해 필요한 기하학적 정보가 길이 비율의 차이일 때보다 각도일 때 더 어려움을 겪음을 보여주어, 유아에게 모든 종류의 기하학적 정보가 똑같이 쉽게 부호화되는 것이 아닐 수 있을 가능성을 제기한다. 또한, 이 연구의 결과는 가상공간 내의 위치 표상에서 기하학적 정보와 특징적 정보가 갈등을 일으킬 때, 5세 유아는 특징적 정보에 의존함을 보여준다. 즉, 색상과 같은 특징적 정보 역시 유아의 공간표상에 있어서 유용하게 활용되는 중요한 정보임을 보여준다. 마지막으로, 본 연구는 공간에 대해 수직으로 조망하는 시점전환연습에 따라서 유아의 공간표상 능력이 향상될 수 있음을 확인하였다. 종합적으로, 이 연구의 결과는 공간표상 시 기하학적 정보와 특징적 정보를 맥락에 따라 유연하게 활용한다는 적응적 조합 이론을 지지한다고 볼 수 있으며, 가상공간에 대한 5세 유아의 표상 능력에 관한 이해를 넓히는 데 기여할 수 있다.

The present study aimed to examine 5-year-old childrens representation of virtual space. More specifically, we investigated whether they used geometric and featural information in their virtual space representation, and whether a perspective shift training would improve childrens virtual space representation. We also examined whether children would rely on geometric information or featural information when the two kinds of information conflicted. Seventy-eight 5–year-old children in Seoul and Kyongui area participated in this study. They explored virtual rooms using Google Cardboard, and received a model selection task and a location selection task. In the model selection task, children were asked to choose a model that represented the virtual room. In the location selection task, children were asked to place an object at one of the four corners of the model room, reflecting the object location in the virtual space. They were also asked to explain their choices. Collected data were analyzed using IBM SPSS Statistics 26.0. Frequency analysis, one-sample Wilcoxon signed rank sum tests, and Mann-Whitney U tests were performed. The main results were as follows: First, in the model selection task, childrens successful representation of virtual rooms differed depending on the geometric characteristics of the virtual room. When the virtual room was a cuboid (with a rectangular floor and four vertical walls), children represented both the geometric information and featural information well. In contrast, when the virtual room had a rhombus floor and four vertical walls, children represented neither the geometric information (overall shape) of the room nor the featural information (location of the colored wall). Second, in the location selection task, children were more likely to rely on the featural information (the colors of the adjacent walls) rathre than the geometric information (the angle of the corners). Lastly, a perspective shift training was effective in improving childrens representation of the geometric information of the rhombus room. These results suggest that 5-year-old childrens representation of virtual space is influenced by the geometric characteristics of the space. Also, the results indicate that when 5-year-old children represent locations in virtual space and the geometric information conflicts with the featural information, they tend to rely on featural information. Further, our results suggest that practicing visual perspective shifts may help 5-year-old childrens representation of geometric information of virtual space. Taken together, the present study supports the theoretical position that children flexibly use both geometric and raises the possibility that certain kinds of geometric information such as angles may not be readily represented by young children in spatial representation.