간호대학생을 위한 증강현실 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 교육 프로그램 개발 및 효과: 혼합연구
The Effect of the Practice of Donning and Doffing Level D Personal Protective Equipment Using Augmented Reality on Nursing Students: A Mixed Method Research
Article information
Trans Abstract
Purpose
This study investigated the effect of practice of donning and doffing level D personal protective equipment (PPE) based on augmented reality (AR) on the knowledge and performance confidence, practical immersion, practical satisfaction, and practical experience of nursing students.
Methods
This mixed-method study included 28 participants in the experimental group and 28 in the control group in C city. The intervention in the experimental group was practice of donning and doffing level D PPE based on AR and the control group received video-based training. Quantitative data were analyzed using the IBM SPSS program, and qualitative data were subjected to content analysis.
Results
There were significant differences in performance confidence (t=3.17, p=.002) and practice satisfaction (z=-2.13, p=.033), but not in knowledge (z=-0.90, p=.366) and practice immersion (t=1.71, p=.093) regarding PPE. In the experience of nursing students who participated in AR-based practice, the facilitating factors were “good concentration in practice,” “can use the technology accurately,” “the skills remain in memory for a long time,” and “the practice was interesting and fun.” The obstacles to AR-based practice were “using smart glasses to watch AR content was uncomfortable” and “it was difficult to adapt to AR-based content.”
Conclusion
Based on the results of this study, we suggest applying AR-based practice in practical education to increase nursing students’ performance confidence and practice satisfaction.
서 론
1. 연구의 필요성
간호학은 전문 지식과 그 지식에 바탕을 둔 기술(skill)을 습득하고, 이를 환자 간호에 활용하는 실천학문으로[1], 간호교육의 목적은 다양한 임상 상황에 맞는 기술을 적용할 수 있는 전문적인 간호사를 양성하는 것이다[2]. 간호교육의 목적을 달성하기 위해 간호학과에서는 이론교육과 실습교육을 실시하며, 실습교육은 대학의 실습실에서 이루어지는 실습실 실습과 간호 현장에서 간호대상자를 직접 대면하는 임상실습으로 구성되어있다. 실습교육은 간호대학생이 습득한 간호지식을 간호 현장의 상황에 맞게 적용할 수 있도록 기술과 창의적 문제해결 능력을 갖추도록 교육하므로 간호 교육과정의 핵심적 요소이다[3]. 그러나 의료 환경의 변화와 의료소비자들의 안전과 권리가 강화됨에 따라 간호대학생들이 간호 현장에서 직접 간호를 수행하는 실습은 제한되고, 관찰 중심의 실습이 이루어지고 있어 임상실습 후에도 간호술기에 대한 수행자신감이 낮다[4]. 수행자신감은 어떤 일을 할 수 있다는 자신감으로 임상수행능력[5], 문제해결능력과 판단능력 향상[6]에 영향을 미치므로, 다양한 교수학습방법을 실습교육에 적용하여 간호대학생의 수행자신감을 향상시키는 것이 필요하다.
최근 컴퓨터나 스마트폰뿐 아니라 인터넷 동영상 강의, 실시간 화상 강의 등 다양한 매체에 익숙한 학생들이 입학하면서 교육에 대한 요구가 변화되고 있다[7]. 특히 코로나 19 팬데믹 시기에 대면교육이 제한되면서 실습교육에서 교수가 시범을 보인 후 학생이 실습하는 전통적인 교수학습방법에 대한 도전이 발생하였다. 이에 4차 산업 혁명에 의해 발달된 정보통신 기술을 활용한 가상현실(Virtual Reality, VR), 증강현실(Augmented Reality, AR)과 같은 실감콘텐츠를 실습교육에 활용하여[7] 학생들의 수행자신감을 향상시킬 뿐 아니라 학생들이 실제 간호현장처럼 느끼게 하여 실습 상황에 집중하게 하는 실습몰입을 높이기 위해 노력하고 있다.
AR은 VR의 한 형태이지만 실제 세계에 디지털 기술로 구현된 가상세계를 결합하여 보여줌으로써 가상현실과 현실의 다리 역할을 하며, ‘ learning by doing’을 지원하는 체험교육에 적합하다[8]. 또한 AR을 교육에 활용하면 시간이나 공간적 제약 없이 반복적으로 교육할 수 있다는 장점이 있다[9]. 그러므로 반복 실습이 필요하나 환경과 장비의 제약으로 반복 학습이 어려운 실습교육에 AR을 적용하다면 간호대학생에게 반복적인 실습 기회를 제공하여 수행자신감을 높일 수 있을 것이다 [9]. 또한 AR을 활용한 교육 콘텐츠는 학습자가 학습 객체를 손으로 직접 조작하면서 능동적으로 학습을 하도록 유도하는 콘텐츠로 현실감이 높기 때문에 몰입을 높인다[10]. 몰입은 개인이 과제를 수행하는 중에 최적 경험을 제공하는 심리상태로, 실습교육에 AR을 활용하면 학생들에게 흥미를 유발하여 실습에 깊이 몰두시키기 때문에 VR을 활용한 실습교육은 실습몰입과 함께 실습 만족감을 높인다[11].
간호학에서 AR 또는 VR을 교육에 활용한 선행연구를 살펴보면, Kim과 Jeong [12]은 AR 기반 수혈 자율실습이 간호대학생의 술기 수행자신감을 높였음을, Dubovi 등[13]은 VR 기반 약물 투여 실습이 간호대학생의 지식을 높이는 것으로 보고하였다. 또한 Kravitz 등[14]은 VR을 활용한 PPE 교육 전자모듈(e-module) 교육보다 의대생과 전공의들의 수행자신감을 증가시킨 것으로 보고하였다. Tsukada 등[15]은 VR을 활용한 PPE 교육과 대면교육이 동영상 교육보다 간호대학생의 수행점수를 높인 것으로 보고되어 AR 또는 VR 기술이 주사, 약물 실습 뿐 아니라 개인보호구 착탈의 교육에 활용되고 있음을 알 수 있었다.
간호사들은 임상에서 감염에 노출될 위험이 높으므로 졸업 전에 간호교육과정에서 개인보호구 착 ‧ 탈의에 대한 교육이 중요하다. 특히 메르스, 코로나 19와 같은 신종 감염병의 출현으로 인해 감염관리에 대한 중요성은 더욱 커지고 있어 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의와 같은 고도화된 기술에 대한 교육도 필요하다. 그러나 현재 실습실 실습교육은 한국간호교육평가원에서 제시하고 있는 핵심간호술을 단계별로 교육하는데 주안점을 두고 있기 때문에 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 교육은 거의 이루어지지 않고 있다.
이에 본 연구에서는 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 프로그램을 개발하고 이를 간호대학생의 실습교육에 적용하여 간호대학생의 개인보호구에 대한 지식, 수행자신감, 실습몰입, 실습만족도에 미치는 효과와 AR 기반 실습에 참여한 간호대학생의 경험을 분석하고자 한다.
2. 연구목적
본 연구의 목적은 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습이 간호대학생의 지식, 수행자신감, 실습몰입, 실습만족도에 미치는 효과와 AR 기반 실습에 참여한 간호대학생의 경험을 분석하여 실습실 실습에서 활용할 수 있는 교육 프로그램을 개발하는 것이며 구체적인 목적은 다음과 같다.
AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 교육 프로그램을 개발한다.
AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습이 간호대학생의 개인보호구에 대한 지식, 수행자 신감, 실습몰입, 실습만족도에 미치는 효과를 규명한다.
AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 참여한 간호대학생의 경험을 분석한다.
연구방법
1. 연구설계
본 연구는 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습이 간호대학생의 개인보호구에 대한 지식, 수행자신감, 실습몰입, 실습만족도에 미치는 효과를 규명하고, AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 참여한 경험을 이해하기 위해 비동등성 대조군 전후 설계를 이용한 유사실험연구와 성찰일지를 분석한 혼합연구이다.
2. 연구대상
본 연구의 대상은 G도 C시에 소재하고 있는 C대학 간호학과 2학년 재학생 중 AR 기반 실습 교육에 참여한 경험이 없는 자를 대상으로 하였다. 본 연구에서 간호학과 2학년을 대상으로 선정한 이유는 3, 4학년 학생은 임상실습에서 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의에 대해 교육받거나, Level D 개인보호구를 착 ‧ 탈의하는 의료종사자를 관찰하거나 또는 직접 착 ‧ 탈의를 경험할 수 있기 때문이다. 그리고 본 연구 이전에 AR 기반 실습에 참여한 경험이 본 연구결과에 영향을 미치는 것을 통제하기 위해 AR 기반 실습에 참여한 경험이 없는 학생을 대상자로 선정하였다. 대상자를 모집하기 위해 간호학과 게시판에 모집공고문을 부착하고, 연구에 참여하기를 희망하는 학생 중에서 대상자 선정기준에 적합한 학생을 대상자로 선정하였다. 실험군과 대조군은 각 8개 조로 구분하고, 각 조에 4명의 학생을 배정하였으며, 마지막 8조에는 2명을 배정하였다.
본 연구에서 표본크기는 G*Power 3.1.7 프로그램을 이용하여 산출하였다[16]. 대상자 수를 산출하기 위해 분석방법은 independent t-test를, 효과크기는 선행연구[12,15]의 연구결과를 근거로 .80으로 설정하였으며, 유의수준은 .05, 검정력은 .80으로 설정하였을 때 집단별 대상자 수는 최소 26명이 필요한 것으로 산출되었다. 본 연구에서는 탈락률 10%를 고려하여 각 군당 30명씩 총 60명을 선정하였다. 실험군과 대조군에서 각 2명씩이 사후 조사에 참여하지 않아 탈락되어 최종 대상자는 실험군 28명, 대조군 28명 총 56명이었다. 질적 자료는 실험군 중에서 본 연구의 목적을 이해하고 본인이 작성한 성찰일지를 내용 분석에 활용하는데 동의한 자를 대상으로 하였으며, 실험군 28명 모두 동의하여 28명을 대상으로 하였다.
3. 연구도구
1) 양적연구도구
(1) 일반적 특성
본 연구에서 대상자의 일반적 특성은 연령, 성별, 학교생활 만족도, 간호학전공 만족도, 선호하는 교육방법, 지난 학기 성적을 포함한 6개 항목으로 조사하였다.
(2) 개인보호구 지식
본 연구에서 개인보호구 지식은 Cho [17]가 개발한 개인보호구 착용 지식도구를 개발자에게 도구사용 승인을 받은 후 측정하였다. 이 도구는 3개 영역(개인보호구 정의, 손위생, 개인보호구 착탈의), 20개 문항으로 구성되었으며 각 영역별 문항 수는 개인보호구 정의 2개 문항, 손위생 3개 문항, 개인보호구 착의 및 탈의 15개 문항이다. 각 문항별 점수는 정답 1점, 오답과 모른다는 0점으로 채점하였으며, 도구의 점수의 범위는 0점에서 20점까지이며 점수가 높을수록 지식이 높음을 의미한다. Cho [17]의 연구에서 도구의 내용타당도는 문항별로 .75∼1.00이었고, 도구의 신뢰도 Kuder-Richardson Formula 20(KR-20)은 .25였다. 본 연구에서 도구의 신뢰도 KR-20은 .87이었다.
(3) 개인보호구 수행자신감
본 연구에서 개인보호구 수행자신감은 Kwon [18]이 개발한 개인보호구 수행도구를 원저자에게 승인을 받은 후 수행자신감 도구로 수정하여 사용하였다. 이 도구는 20개 문항, 5점 Likert 척도로, 문항별 점수는 ‘매우 자신 없다’ 1점에서 ‘매우 자신 있다’ 5점까지이다. 도구의 점수 범위는 20점에서 100점까지이며, 점수가 높을수록 수행자신감이 높음을 의미한다. 본 연구에서 수정한 개인보호구 수행자신감 도구의 전문가 내용타당도는 간호학과 교수 4명에게 검증받았으며 문항별 내용타당도(Item Level-Content Validity Index, I-CVI)는 모든 문항에서 .80 이상이었다. Kwon [18]의 연구에서 도구의 신뢰도 Cronbach's ⍺는 .86이었고, 본 연구에서 .97이었다.
(4) 실습몰입
본 연구에서 실습몰입은 Engeser와 Rheinberg [19]가 개발한 Flow Short Scale을 본 연구에서 번역한 실습몰입 도구로 측정하였다. 본 연구에서 실습몰입 도구를 번역하기 위해 1차 영어도구를 한글로 번역하였고, 2차 한글과 영어에 능통한 이중 언어 사용자가 영어로 역번역하였다. Engeser와 Rheinberg [19]는 Flow Short Scale을 13개 문항, 7점 도표평정척도로 개발하였으나, 본 연구에서는 13개 문항, 5점 척도로 수정하였다. 1∼10번 문항은 5점 Likert 척도로 문항별 점수는 1점 ‘전혀 아니다’에서 5점 ‘매우 그렇다’이며 11∼13번 문항은 5점 어의구별척도로 구성하였다. 점수범위는 13점에서 65점까지로 점수가 높을수록 실습몰입이 높음을 의미한다. 이 도구의 전문가 내용타당도는 간호학과 교수 4명에게 검증받았으며, 도구의 I-CVI는 1.00이었다. Engeser와 Rheinberg [19] 연구에서 도구의 신뢰도 Cronbach's ⍺는 .92였고, 본 연구에서는 .90이었다.
(5) 실습만족도
본 연구에서 실습만족도는 Chang과 Park [20]이 간호대학생을 대상으로 학습만족도를 측정하기 위해 개발된 도구 중 교수자에 대한 만족도를 묻는 문항을 삭제하고 ‘학습’을 ‘실습’으로 수정한 후 개발자에게 도구의 수정과 사용에 대해 승인받은 후 측정하였다. 이 도구는 17개 문항, 5점 Likert 척도로, 각 문항별 점수는 ‘전혀 그렇지 않다’ 1점에서 ‘확실히 그렇다’ 5점이며, 점수 범위는 17점에서 85점으로 점수가 높을수록 실습만족도가 높음을 의미한다. Chang과 Park [20]의 연구에서 도구의 신뢰도 Cronbach's ⍺는 .86이었다. 본 연구에서는 .96이었다.
2) 질적연구도구
본 연구에서 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 참여한 실험군의 경험은 ‘ AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 참여한 경험은 어떠하였습니까?’라는 개방형 질문에 대해 작성한 자아성찰 일지의 내용을 분석하였으며 구체적인 질문은 다음과 같다.
AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에서 좋았던 경험은 무엇이었습니까?
AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에서 아쉬웠던 경험은 무엇이었습니까?
4. AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 프로그램 개발 및 운영
1) AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 내용 선정
AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 내용은 질병관리청과 대한의료 관련감염관리학회에서 발표한 의료 관련감염 표준예방지침[21]과 질병관리청[22]이 개발한 동영상을 근거로 선정하였다. AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습은 이론 2차시, 실습 1차시, 총 3차시, 120분으로 구성되었다. 프로그램의 구체적인 내용은 다음과 같았다. 1차시 이론교육은 코로나 19 바이러스 교육, 개인보호구 종류, 개인보호구 착 ‧ 탈의법의 중요성과 감염관리이었다. 2차시 이론교육은 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 동영상을 보고 개인보호구 착 ‧ 탈의 방법에 대한 설명으로 구성하였다. 3차시 실습은 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의를 실습하였다(Table 1, Figure 1).
2) AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 콘텐츠 제작
본 연구에서 개발한 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 콘텐츠는 AR 기능이 있는 스마트폰 카메라(iPhone 12 mini, Apple, USA)를 이용하여 1인칭 시점, 3인칭 시점, 1인칭과 3인칭 혼합 시점의 동영상을 촬영 후 편집하였다. 1차 AR 기반 실습 콘텐츠에서는 1인칭과 3인칭 시점의 영상을 혼합하여 편집하고 자막의 위치를 영상의 하단에 배치하였다. 편집한 콘텐츠는 간호학과 교수 2명, 코로나 격리병동에서 근무한 경험이 있는 간호사 2명, AR 기반 교육 콘텐츠를 개발한 경험이 있는 간호사 2명에게 자문받았다. 전문가 자문에서 간호수행자의 시점으로 촬영된 1인칭 시점 영상이 실습을 하는데 가장 적절하며, 실습 관찰자 시점에서 촬영된 3인칭 시점 영상은 기존 실습 동영상 콘텐츠와의 차별성이 낮고 학생이 동영상을 보면서 실습하는데 시점과 방향에 차이가 있어 적절하지 않은 것으로 평가하였다. 또한 1인칭과 3인칭 시점을 혼합하여 편집한 영상은 학생들에게 혼돈을 유발할 수 있으며, 어지러움증을 유발한다는 전문가의 의견이 있었다. 전문가의 의견을 검토하여 1인칭 시점의 영상을 최종 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 콘텐츠로 채택하였다. 자막의 위치가 하단에 있어 실습을 방해한다는 전문가의 의견을 반영하여 자막을 콘텐츠의 상단으로 옮겼다. 최종 편집한 동영상은 준비 단계(40초), 개인보호구 착의 단계(4분 5초), 개인보호구 탈의 단계(4분 27초)로 총 9분 12초이었다.
본 연구에서 개발한 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 콘텐츠는 스마트 글라스에 탑재하여 간호대학생이 실습할 때 활용하였다. AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 콘텐츠는 스마트 글라스 화면에 투사되는 개인보호구 착 ‧ 탈의 영상과 현실의 실습실 환경을 동시에 보면서 직접 술기를 할 수 있도록 개발하였다. 본 연구에 사용된 스마트 글라스(Moverio-BT-300, Epson, Korea)는 실리콘 유기발광다이오드(Si-OLED) 패널 탑재로 고화질의 영상을 최대 320인치의 대화면으로 볼 수 있는 효과가 있다. 영상은 양쪽 모서리에서 투사되어 화면을 보여주는 방식으로 3D와 증강현실을 구현할 수 있으며, 동시에 렌즈의 하단 부분을 통해 사물을 보면서 실습이 가능한 장점이 있다[23].
예비 연구는 본 연구를 진행할 대학과 다른 지역에 소재한 대학의 간호학과에 재학 중인 2학년학생 4명에게 실시하였다. 예비 연구결과, 안경을 착용한 학생들은 스마트 글라스를 착용하는 것이 불편하며, 스마트 글라스를 30분 이상 착용하면 어지럽다는 의견이 있었다. 이와 같은 예비연구결과를 반영하여 다음과 같이 수정하였다. 스마트 글라스와 안경을 함께 착용하는 것의 불편감을 완화시키기 위해 스마트 글라스에 안경용 코패드를 끼운 후 착용하게 하고, 1회 실습 후 5분간의 휴식을 취한 후 반복 연습하도록 하였다. 최종 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 콘텐츠에 대한 전문가 내용타당도(Content validity ration, CVR)는 간호학과 교수 2명과 병원에서 Level D를 착용하는 부서에서 근무하고 있는 2명의 간호사에게 검증받았으며 CVR은 1.0이었다.
3) AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 운영
본 연구에서 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습은 기관생명윤리위원회(Institutional Review Board, IRB)의 승인받은 후 정규교육과정과 별개의 프로그램으로 운영하였다. 본 연구에서 이론교육은 실험군과 대조군에게 동일하게 진행하였으며 실습교육은 실험군은 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 콘텐츠를 탑재한 스마트 글라스를 착용하고 실습하고, 대조군은 노트북에 탑재된 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 동영상을 활용하여 실습하였다. 1차시 이론교육은 실험군과 대조군별로 집단교육을 실시하였으며, 2차시 이론교육과 3차시 실습교육은 조별로 실시하였다. 3차시 실습교육에서 실험군은 AR 기반 level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습을, 대조군은 노트북에 탑재된 동영상을 활용한 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습을 하였다. 실험군은 4개의 스마트 글라스를, 대조군은 4대의 노트북을 활용하여 실습하였기 때문에 대상자들은 개인별로 실습하였으며, 연구자는 조에 따라 2 또는 4명의 대상자를 관리하였다.
예비연구에서 스마트 글라스를 30분 이상 착용하면 어지러움증을 호소한 점을 반영하여 실험군은 1회 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습을 한 후에 스마트 글라스를 벗고 5분간 휴식을 취한 후에 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습을 3회 반복 실습하도록 지도하였다. 대조군에게도 동일한 중재를 제공하기 위해 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습을 한 후에 5분간 휴식을 취하게 하였으며, 총 3회 반복 실습하도록 지도하였다. 실습 중에 실험군은 연구자에게 스마트글라스 작동법이나 오작동에 대해서, 대조군은 노트북 작동법이나 오작동에 대해서만 질문하도록 하고 이에 대해 답변하였다.
연구의 내적타당성을 높이기 위한 방안으로 첫 번째는 실험효과의 확산을 방지하기 위해 실험군과 대조군은 수업시간이 겹치지 않으며, 서로 만나지 않도록 교과목 분반을 고려하여 배정하였다. 그리고 실험군과 대조군의 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습 일정이 겹치지 않도록 계획하고 실시하였다. 두 번째는 호손효과를 방지하기 위해 실험군과 대조군이 모두 자신이 실험군과 대조군 중 어느 집단에 소속되는지 모르게 하는 단측눈가림법을 사용하였다.
5. 자료수집
1) 양적연구자료
본 연구에서 양적연구의 자료수집기간은 2022년 4월 12일부터 2022년 5월 6일까지였으며, 사전과 사후 자료는 구글폼을 이용하여 만든 온라인 설문지를 이용하여 수집하였다. 온라인 설문지는 연구참여를 희망한 학생 중 연구목적과 진행 과정, 연구 기간, 연구 미참여로 인한 불이익이 없음과 비밀 유지, 익명성 보장을 포함하는 설명문을 읽고 ‘동의합니다’에 체크한 학생만 작성할 수 있도록 제작하였다. 연구보조원은 설명문과 연구참여 동의서가 포함된 온라인 설문지의 링크(URL)를 대상자에게 전달하였다. 온라인 설문지를 작성하는데 소요된 시간은 15∼20분 정도였다.
2) 질적연구자료
본 연구에서 질적연구의 자료는 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 참여한 실험군에게 실습 직후에 ‘ AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 참여한 경험은 어떠하였습니까?’라는 개방형 질문에 대해 성찰일지를 작성하도록 하였다. 성찰일지를 작성하는데 소요된 시간은 10∼15분이었다.
6. 윤리적 고려
본 연구는 대학교 IRB (GIRB-A22-Y-0017)의 승인을 받은 후 실시하였다. 연구대상자는 연구대상자 모집 공고를 보고 참여를 희망하는 학생을 대상으로 하였으며, 연구참여 동의서를 작성하는 과정에서 실험군과 대조군 모두에게 실험에 참여하는 동안 중단할 수 있으며 실험에 참여하는 것을 중단하여도 어떠한 불이익이 없음을 설명하였다. 실험이 끝난 이후 대조군에서 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 대해 설명하고 실습에 참여하기를 희망하는 학생에게는 실습의 기회를 제공하였다. 실험에 참여한 모든 학생에게 소정의 선물을 제공하였다.
7. 자료분석
1) 양적연구자료분석방법
본 연구에서 수집한 양적연구자료는 SPSS/WIN 25.0 프로그램을 이용하여 다음과 같이 분석하였다.
대상자의 일반적 특성은 빈도, 백분율, 평균과 표준편차로, 실습만족도는 평균과 표준편차로 분석하였다. 실험군과 대조군의 일반적 특성의 동질성 검정은 x2 test, independent t-test, Manny-Whitney U test로 분석하였으며 종속변수인 지식, 수행자신감, 실습몰입, 실습만족도의 정규성은 shapiro-wilk test로 확인하였다.
AR 기반 개인보호구 실습의 효과는 정규성이 가정된 수행자신감과 실습몰입은 independent t-test, paired t-test로, 정규성이 가정되지 않은 지식은 Manny-Whitney U test, Wilcoxon signed ranks test로 분석하였다.
2) 질적 자료분석방법
본 연구에서 간호대학생의 AR 기반 실습에 대한 경험을 분석하기 위해 자아성찰일지에 기록된 AR 기반 실습에 대한 경험을 분석하였다. 먼저 연구자는 간호대학생의 AR 기반 실습 경험에 대해 작성한 성찰일지를 반복해서 읽으며 관련 단어나 문구에 밑줄을 긋고 여백에 메모를 하거나 제목을 다는 개방코딩을 시행하였다. 간호대학생의 AR 기반 실습과 관련된 주요 내용에 초점을 맞추어서 내용을 해석하고 기록한 뒤 자유롭게 범주를 생성하였다. 이후 진술된 자료의 의미나 특성에 따라 범주의 목록을 더 높은 수준으로 모으기 위해 범주를 그룹화하였다. 범주를 구성할 때 연구자는 해석을 통해 동일한 범주에 어떤 것을 넣을 것인지 결정하고, 추상화하기 위해 각 범주의 이름을 특정한 단어를 사용하여 명명하였다. 질적 자료는 2명의 연구자가 논의하면서 분석하였다.
연구결과
1. 대상자의 일반적 특성과 연구변수의 동질성과 종속변수의 정규성 검정
대상자의 일반적 특성의 동질성을 검정한 결과, 연령, 성별, 학교생활만족도, 간호학전공만족도, 선호하는 교육방식, 지난학기 성적은 두 군간에 통계적으로 유의한 차이가 없어 두 군은 동질한 집단으로 검정되었다. 본 연구의 종속변수인 지식, 수행자신감, 실습몰입도 실험군과 대조군 간에 통계적으로 유의한 차이가 없어 두 군은 동질한 집단으로 검정되었다(Table 2). 본 연구에서 실험군과 대조군의 지식, 수행자신감, 실습몰입, 실습만족도의 정규성을 검증한 결과, 개인보호구 수행자신감과 실습몰입은 정규분포를 가정할 수 있었으나, 개인보호구 지식과 실습만족도는 정규분포를 가정할 수 없었다(Table 3). 따라서 수행자신감과 실습몰입는 모수검증인 independent t-test와 paired t-test를 이용하여, 지식과 실습만족도는 비모수 검증인 Manny-Whitney U test와 Wilcoxon's signed-ranks test를 통하여 프로그램의 효과를 검증하였다.
2. AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습의 효과
본 연구에서 실험군의 개인보호구 지식은 사전 15.61±4.18점에서 사후 17.79±1.40점으로 통계적으로 유의하게 증가하였으며(z=-2.65, p=.008), 대조군은 사전 16.29±3.64점에서 사후 17.43±1.75점으로 증가하였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다(z=-1.86, p=.063). 실험군과 대조군의 사전사후 변화량은 통계적으로 유의한 차이가 없었다(z=-0.90, p=.366) (Table 4).
본 연구에서 실험군의 개인보호구 수행자신감은 사전에 70.36±14.07점에서 사후 95.36±7.98점으로 통계적으로 유의하게 증가하였으며(t=-9.45, p<.001), 대조군도 사전 74.57± 13.86점에서 사후 87.00±15.20점으로 통계적으로 유의하게 증가하였다(t=-4.21, p<.001). 실험군과 대조군의 사전사후 변화량은 통계적으로 유의한 차이가 있었다(t=3.17, p<.002) (Table 4). 본 연구에서 실험군의 실습몰입은 사전 46.64±7.98점에서 사후 56.25±4.90점으로 통계적으로 유의하게 증가하였으며(t=-7.02 p=.001), 대조군도 사전 46.71±6.33점에서 사후 53.21±5.36점으로 통계적으로 유의하게 증가하였으나(t=-5.43, p=.001), 실험군과 대조군의 사전사후 변화량은 통계적으로 유의한 차이가 없었다(t=1.71, p=.093)(Table 4). 실습만족도는 사후 조사에서만 측정하였으며 실험군은 82.11±4.65점이며, 대조군은 80.04±7.13점으로 두 군간에 유의한 차이가 있었다(z=2.13, p=.033)(Table 4).
3. AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 대한 경험
본 연구에서 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 대한 경험은 실험군 28명이 ‘ AR 기반 실습 경험은 어떠하였습니까?’에 대해 작성한 자아성찰일지의 내용을 분석하였다. AR 기반 실습에 참여한 간호대학생의 AR 기반 실습의 촉진요인은 ‘실습에 집중이 잘 됨’, ‘술기를 정확하게 수행할 수 있음’, ‘술기가 오래 기억에 남음’, ‘ AR을 활용하여 실습하니 흥미롭고 재미있었음’이었다. AR 기반 실습에 참여한 간호대학생의 경험에서 AR 기반 실습의 장애요인은 ‘ AR 기반 콘텐츠를 보는 스마트 글라스가 불편함’, ‘ AR 기반 실습의 콘텐츠에 적응하기 힘듦’이었다.
1) AR 기반 실습의 촉진요인
(1) 실습에 집중이 잘 됨
참여자들은 스마트 글라스를 쓰고 AR 기반 콘텐츠를 보면서 실습하기 때문에 실습에 온전히 몰입할 수 있고, 현실감이 있어서 집중이 잘되었다고 진술하였다.
AR 기반 콘텐츠가 내 시야와 상관없이 보여서 온전히 실습에 집중할 수 있었다.(참여자 26)
AR 기반 콘텐츠를 보면서, 동시에 실습할 수 있어서 집중이 더 잘 된다.(참여자 2)
AR 기반 콘텐츠를 보면서 실습하니까 더 현실감이 있어서 몰입할 수 있었다.(참여자 27)
(2) 술기를 정확하게 수행할 수 있음
참여자들은 학생의 관점인 1인칭 시점으로 촬영된 AR 기반 콘텐츠를 보면서 천천히 따라 할 수 있어서 헷갈리거나 막히지 않고 술기를 정확하게 수행할 수 있었다고 진술하였다.
AR 기반 콘텐츠가 1인칭 시점으로 촬영되어서(술기의) 자세한 부분까지도 확인할 수 있어서(술기를) 정확하게 수행할 수 있었다.(참여자 19)
AR 기반 콘텐츠는 하나하나 보면서(실습)할 수 있어서(술기를) 정확히(수행) 할 수 있어서 좋았다.(참여자 11)
디테일한 영상을 보면서 따라 하니 순서대로 차근차근 할 수 있었다.(참여자 23)
AR 기반 콘텐츠는 술기를 할 때 헷갈리거나 기억이 나지 않는 술기를 멈추지 않고 영상을 보면서 할 수 있었다.(참여자 25)
AR 기반 콘텐츠를 시청하면서 실습할 수 있었기에 순서를 막힘없이 진행할 수 있었다.(참여자 20)
(3) 술기가 오래 기억에 남음
참여자들은 AR 기반 콘텐츠를 눈으로 보면서 직접 술기를 수행하니 술기가 기억에 오래 남았다고 진술하였다.
동영상은 단순히 눈으로 보기만 하고 동영상을 끄고 나면 뭘 배웠는지 어떤 순서로 했는지 기억이 안 났는데, AR 은 내가 눈으로 보면서 직접 하는 거라 기억에 오래 남았다.(참여자 10)
동영상은 보고 난 후에 하는 것이기 때문에 잊어버리는 부분도 있는데 AR은 바로 바로 할 수 있어서 잊어버리는 부분 없이 실행 할 수 있었다.(참여자 12)
(4) AR을 활용하여 실습하니 흥미롭고 재미있었음
참여자들은 스마트 글라스를 쓰고, 영상에 나오는 모습대로 따라서 실습하니 재미있었다고 진술하였다.
요즘 시대에 맞는 실습 방법이어서 흥미로웠다.(참여자 16)
AR 기반 실습에서는 순서대로 천천히 알려주어서 쉽고 재미있었다.(참여자 23)
AR 기반 실습을 따라 하면서 하니깐 너무 재밌었어요.(참여자 27)
2) AR 기반 실습의 장애요인
(1) AR 기반 콘텐츠를 보는 스마트 글라스가 불편함
안경을 착용하는 참여자들은 기존 안경 위에 스마트 글라스를 착용하는 것과 스마트 글라스를 착용하고 벗을 때 불편하다고 진술하였으며, 안경을 착용하지 않는 참여자들은 평소에 착용하지 않는 안경과 비슷한 스마트 글라스 착용하는 것이 불편하다고 진술하였다.
저는 안경을 끼고 있어서 AR 기반 콘텐츠를 시청을 위해 안경을 한 번 더 끼다 보니 사물이 겹쳐 보이고 불편하였다.(참여자 9)
스마트 글라스를 착용하고 벗는데 불편감이 있었다.(참여자 16)
AR 고글이 자꾸 얼굴에서 내려와서 계속 고글을 올려주어야 해서 불편하였다.(참여자 17)
AR 안경 낀 채로 실습하기는 너무 불편하였다.(참여자 18)
(2) AR 기반 콘텐츠에 적응하기 힘듦
참여자들은 새롭게 접한 AR 기기를 잘 작동하지 못해 영상이 빠르고 적응하기 힘들었다고 진술하였다.
동영상 실습이 더 나은 것 같다. AR로는 한 번 놓치니까 따라 하기 힘들고, 진행이 매끄럽지 못했다.(참여자 14)
AR 영상이 조금 빨라서 처음 하는 사람은 따라 하기가 조금 힘들었다.(참여자 11)
내가 직접 멈추는 작업이 불편하고, 살짝 울렁거림이 있었다.(참여자 19)
AR 영상은 새로워서 처음에는 적응이 안 되어 불편하게 느껴졌다.(참여자 29)
논 의
본 연구는 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습교육 프로그램을 개발하고 그의 효과를 규명하기 위해 간호학과 2학년 재학생을 대상으로, 실험군에는 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습을, 대조군에게는 동영상을 활용한 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습을 하였으며, 본 연구결과를 근거로 논의하고자 한다.
본 연구에서 개인보호구 지식 점수는 실험군과 대조군 두 군 모두에서 높아져 두 군간에 통계적으로 유의한 차이가 없었다. Dubovi 등[13]은 VR 기반 약물 투여 실습 후에 지식이 높아졌다고 보고한 결과와는 차이가 있었다. 본 연구에서 실험군과 대조군의 지식 변화량에 차이가 없는 것은 실험군과 대조군 모두에게 대면으로 동일한 이론교육을 실시하였기 때문으로 생각한다. 전통적으로 실습실 실습에서는 실습 전에 술기와 관련된 지식을 교육하고, 교수자가 술기에 대해 시범을 보인 후 학생들이 해당 항목을 실습하면, 교수자는 학생들에게 개별적으로 실습을 지도한다. 그러나 본 연구를 수행한 대학의 정규교육과정인 기본간호학과 기본간호학실습에서 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의에 대해 교육하지 않기 때문에 실험군과 대조군에게 동일한 이론교육을 실습 전에 실시하였다.
본 연구에서 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 참여한 실험군과 동영상을 활용한 대조군 두 군 모두 개인보호구 착 ‧ 탈의에 대한 수행자신감이 증가하였으나 실험 전과 후 수행자신감의 변화량은 실험군이 대조군보다 통계적으로 유의하게 높았다. 이는 Kravitz 등[14] VR을 활용한 PPE 교육에서 수행자신감이 높아졌다고 보고한 결과와 Kim과 Jeong [12]이 AR 기반 수혈간호 자율실습을 실시한 결과, 실험군의 수행자신감이 동영상을 활용하여 교육한 대조군보다 유의하게 향상되었음을 보고한 결과와 일치한다. 또한 Tsukada 등[15]이 VR을 활용한 PPE 교육군과 대면 PPE 교육군이 동영상 PPE 교육군보다 수행점수가 유의하게 높았다고 보고한 결과와도 유사하다. 본 연구에서 실험군의 수행자신감이 높아진 것은 질적연구에서도 확인할 수 있었다. 실험군의 성찰일지를 분석한 질적연구결과에서 도출된 주제 중 술기를 정확하게 수행할 수 있을 것 같음, 술기가 오래 기억에 남음이라는 주제는 AR 을 활용한 교육이 간호대학생의 PPE 수행자신감을 높인 이유를 설명한다고 할 수 있다. 본 연구에서 AR 기반 실습에 활용한 콘텐츠는 학생의 시선인 1인칭 시점으로 촬영된 영상을 현실 세계와 겹쳐보면서 실습하도록 개발되었다. 그러므로 실험군이 실습하면 순서를 잊어버린 경우 실습 중간에 순서를 잊어버리면 실습을 중단하기 않고 스마트 글라스에 구현되고 있는 AR 기반 콘텐츠를 보면서 수행할 수 있으나, 대조군은 실습을 하는 중간에 순서를 잊어버리면 실습을 중단하고 노트북에 있는 동영상을 확인하고 다시 실습을 진행해야 하므로 실험군의 수행자신감이 대조군보다 더 높아진 것으로 판단된다. 본 연구와 선행연구[12-15]결과를 근거로 팬데믹과 같은 위기상황이나 대면 교육을 하기 어려운 상황에서 AR이나 VR을 활용하는 교육을, 대면교육을 대체하는 효과적인 교육방법으로 제안한다.
본 연구에서 실험군과 대조군 간에 실습몰입 점수는 통계적으로 유의한 차이가 없었으나, 실험군의 실습몰입 점수를 100점 만점으로 환산하면 사전에 71점에서 사후 에 87점으로 높아졌다. 이는 Ha [23]가 간호대학생을 대상으로 AR 기반 손 위생 실습 후 실습몰입 점수를 4.23점(100점 환산 시 84.6점)으로 보고한 결과와 유사하였다. 또한 Byeon [24]이 간호대학생 중 시뮬레이션 기반 합실습에 참여한 실험군과 동영상을 활용한 실습 교육에 참여한 대조군 모두 실습몰입이 높아져 두 군간에 차이가 없었다고 보고한 결과와 유사하다. 실습교육은 이론교육에서 습득한 지식을 실제 적용하여 체험하는 학습이기 때문에 AR 뿐 아니라 동영상 등 다양한 교육방법을 활용한 선행연구[23,24]에서 학생들의 실습몰입이 높아진 것으로 생각한다. 그러나 본 연구에서 실험군의 실습몰입 점수의 변화량이 대조군보다 높은 것은 AR 기반 실습이 인터넷, 실시간 화상 강의, VR 과 AR과 같은 정보통신기술(Information Technology, IT)을 활용한 교수학습방법에 익숙한 학생들의 교육 요구[7]를 더 잘 반영하기 때문으로 생각한다. 특히 본 연구에서 실습 교육에 활용한 AR 기술은 스마트 글라스를 통해 구현되는 콘텐츠와 실제 실습실 환경을 겹쳐보면서 실습하고, 실습하는 동안 영상의 속도를 자신의 능력에 맞게 직접 조작할 수 있어 학생들이 실습에 더 몰입한 것으로 설명할 수 있다[25]. 그리고 본 연구에서 개발한 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습은 코로나 19의 팬데믹을 경험하면서 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의에 대한 관심은 증가하였나, 정규 교육과정에서는 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습을 하지 않기 때문에 학생들의 흥미도가 높아지면서 실습몰입이 높았다고 생각한다. 이는 본 연구에서 실험군이 작성한 성찰일지를 분석한 결과로도 설명할 수 있다. 실험군들은 성찰일지에서 ‘요즘 시대에 맞는 실습 방법이어서 흥미로웠다’, ‘ AR 기반 실습은 콘텐츠를 보면서 온전히 실습에만 집중할 수 있어 좋았다’, ‘ AR 기반 실습의 콘텐츠가 현실감이 있어 실습에 몰입되었다’라는 내용이 도출된 점은 본 연구의 양적 결과를 뒷받침한다고 할 수 있다.
본 연구에서 실습만족도는 AR 기반 실습에 참여한 실험군이 동영상을 활용한 실습에 참여한 대조군보다 높았다. 이는 Kim과 Jeong [12]의 수혈 증강현실 시뮬레이션을 활용한 자율실습 후에 실습만족도가 향상되었다는 연구결과와 일치한다. 이는 본 연구에서 실험군이 작성한 성찰일지를 분석한 질적연구결과 중 ‘ AR 기반 실습은 순서를 천천히 알려주어서 쉽고 재미있었다’와 ‘ AR 기반 실습은 재미있었다’로 설명할 수 있다. 최근 학생들은 각종 IT 매체를 이용한 학습에 매우 익숙한 세대이며[14], AR과 VR을 교육에 활용하는 것에 긍정적이기 때문에[26] 본 연구대상자들의 AR 기반 실습에 대한 실습만족도가 높게 나타난 것으로 생각된다. VR과 AR의 활용에 대한 교육 요구도가 높고, VR과 AR을 활용한 교육에 대한 인식이 긍정적일수록 실습만족도가 높다고 보고한 Ju 등[27]의 연구는 본 연구결과를 지지한다. 본 연구에서 AR 기반 실습에 참여한 실험군은 오래 기억에 남았다고 진술하였는데 이는 단순한 이미지가 아닌 술기 각 단계에 대한 시각화와 함께 적시에 제공되는 정보가 있을 때 복잡한 술기과정을 더 쉽게 기억할 수 있기 때문으로 설명할 수 있다[28]. 그러나 본 연구에서 사용한 AR 스마트 글라스는 글라스를 통해서만 실습 콘텐츠를 볼 수 있으므로 시야각이 좁고 유선으로 본체를 연결해야 하는 단점이 있다[29]. 이와 같은 단점을 극복하기 위해 추후 연구에서는 글라스에 테두리가 없는 투명한 스마트 글라스를 제안하며, 손동작으로 쉽게 진행속도를 조절할 수 있는 홀로렌즈(Holo-lens)를 실습에 활용할 것을 제안한다. 또한 본 연구에서 개발한 AR 기반 실습 콘텐츠에서는 자막을 통해 실습 관련 정보를 제공하였으나 선행연구[30]에서는 영상과 함께 음성정보를 전달함으로써 학생들의 실습몰입과 실습만족도를 높인 것으로 보고하였다. 본 연구와 선행연구[30] 결과를 근거로 추후 AR 콘텐츠는 음성정보를 추가하여 개발할 것을 제안한다.
본 연구는 일개 대학교 간호학과 2학년 재학생을 대상으로 하였기 때문에 연구결과를 일반화하는데 제한점이 있다. 그러나 이러한 제한점에도 불구하고 간호대학생의 간호술기 능력을 증진시키기 위한 실습 교육방법으로 AR 기술의 활용가능성을 검증하였다는데 의의가 있다. 또한 간호대학생의 개인보호구 관련 교육 콘텐츠를 개발하고 그 효과를 검정하였기 때문에 간호대학생의 개인보호구 착 ‧ 탈의와 관련된 역량을 증진시킬 수 있는 교육콘텐츠를 개발하였다는 데 의의가 있다.
결 론
본 연구는 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습이 간호대학생의 개인보호구 지식, 수행자신감, 실습몰입, 실습만족에 미치는 효과를 규명하고자 실시하였으며, 본 연구에서 AR 기반 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습은 간호대학생의 개인보호구 수행자신감, 실습만족도를 높이는데 효과가 있는 것으로 나타났다. 간호대학생의 AR 기반 실습에 참여한 경험을 내용 분석한 결과, 촉진요인은 실습에 집중이 잘 되며, 술기를 정확하게 수행할 수 있고, 술기가 오래 기억에 남음과 AR을 활용하여 실습하니 흥미롭고 재미있었다로 분석되었고, 장애요인은 AR 기반 콘텐츠를 보는 스마트 글라스가 불편하고, AR 기반 콘텐츠에 적응하기 힘들다이었다. 본 연구는 간호대학생을 위한 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 실습에 AR 기술을 활용하였다는데 의의가 있다. 본 연구의 결과를 근거로 본 연구에서 개발된 Level D 개인보호구 착 ‧ 탈의 교육 콘텐츠가 간호교육에 활용되기를 제안하며, 추후 실습실 실습 교육에 AR 기반 실습교육 콘텐츠를 적용하고 그 효과를 규명하는 연구를 제언한다.
CONFLICTS OF INTEREST
The authors declared no conflict of interest.
AUTHORSHIP
Acquiring Research Initiative and Design - Heo SH and Jeon MY were in charge of designing and planning research. Data Collection - Jeon MY provided the data and information needed to practice personal protective equipment using augmented reality. Heo SH collected data by practicing in an experimental group using augmented reality simulation and a control group using traditional methods. Data Analysis and Interpretation - Heo SH and Jeon MY analyzed the results by analyzing the data and worked on the manuscript. Draft and Modification of Manuscripts - Heo SH draft-ed and designed figures. Jeon MY helped with the overall direction, revision, supplementation, and writing of manuscripts. All authors discussed the results and contributed to the final manuscript.
DATA AVAILABILITY
The data that support the findings of this study are available from the corresponding author upon reasonable request.