Immersive Learning Technologies in English Language Teaching

Abstract

With the emerging technologies that advance faster than ever before, dramatic transformations are observed in every aspect of our lives, and education is one such aspect. All fields of education try to keep up with the innovations so that the learners can be prepared for future demands. English Language Teaching (ELT) is one such field requiring the need to consistently offer new opportunities for learners to improve themselves. ELT integrate various immersive learning technologies such as Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) in order to foster learner-centered instruction and increase learners’ motivation. Studies have been conducted to verify the effect of immersive learning technologies on learning outcomes of English by focusing on various language skills such as speaking, listening, reading, vocabulary, and so on. For immersive learning technologies to be effectively integrated into ELT and progressively operate, various variables and elements which influence lessons need to be investigated. It has been challenging to find a study displaying an analysis regarding what design elements have a positive or negative influence on immersive learning technologies in ELT. That is why, there is a need for detailed analysis of design elements which indicate what parts of the relevant studies should be employed and what parts to be avoided. To this end, the aim of this study was to perform a systematic review and meta-analysis of the learning outcomes of immersive learning technologies in the context of ELT by examining the effects of moderator variables. Hence, systematic review was implemented to find the trends in the literature of this topic as well as main findings from the literature. Furthermore, meta-analysis was employed to calculate and synthesize the effect size of the individual studies. Systematic reviews can contribute to the literature by producing results which can set grounds for future research as well as offer insights for practitioners and scholars. Meta-analysis not only draws conclusion with regards to the direction among variables, but also suggests a direction regarding what kinds of research are required in the relevant field and in what directions the studies should be carried out in the future (Borenstein, Hedges, Higgins, & Rothseen, 2009). The research questions of this study are as follows: 1. What are the trends in immersive learning technologies in ELT research? 2. What are the main findings from the existing body of literature? 2.1. What are the main findings in ELT employing immersive learning technologies? 2.2. What are the main results that are peculiar to VR and AR technologies? 3. What is the overall effect size of immersive learning technologies on learning effectiveness in the context of ELT? 4. What is the mean effect size and the mean effect size of each sub-element on the learning effectiveness by immersive learning technologies in ELT (cognitive domain, affective domain, and interpersonal domain)? 5. Are there any differences in the mean effect sizes of the immersive learning technologies in the context of ELT according to the moderator variables? This study investigated 59 articles published between 2010 and 2019 for systematic review. The findings are as follows: There was an abrupt rising in the number of the papers regarding immersive learning technologies in ELT starting from 2017. It is worth noting that Taiwan revealed the highest number of the studies. Mixed methods research was the mostly employed research method. University students were the most commonly studied sample group. In this review, it was revealed that formal settings (e.g. classroom or laboratory) were the most common educational context. The most commonly studied language skill was vocabulary. The next common language skill studied in the articles was speaking, followed by listening. AR was the most commonly implemented technology. Smartphones were the mostly utilized tools to integrate these immersive technologies. Most studies employed an existing program/application/system. The most commonly mentioned advantage was learning motivation, improving learning achievement, learning enjoyment, learner engagement, interaction, drawing attention, reducing anxiety, and so forth. The review showed that the most commonly reported challenge was technical/internet related problems. Also, further analysis was conducted regarding the characteristics of immersive learning technologies. Accordingly, interaction in VR environments occurred with real people in a majority of the studies, and audiovisual was the most commonly preferred interaction method. The most commonly implemented educational content through VR was training. In most of the AR articles, AR changed the learning environment towards learner-centered environment and promoted learning by doing. The most common senses that AR addressed were sight and hearing. Moreover, the most commonly implemented educational content via AR was communication. Lastly, marker-based AR was the most commonly utilized AR type. Next, this study included and examined 12 articles for meta-analysis according to the inclusion criteria of the control condition, which addresses pretest-posttest control group designs and single-subject designs. A total of 20 effect sizes were yielded, and the CMA program was employed to conclude the results. The findings are as follows: First, the overall effect size was .84 implying a large effect size. Hence, it indicates a positive impact of immersive learning technologies on English language education. Second, the mean effect size of immersive learning technologies in ELT on dependent variables was reported to be effective in cognitive and affective domains. The effect sizes for learning domains were reported to have large effect size for both cognitive domain (academic achievement and retention) .85 and affective domain (motivation) .98. Third, it was revealed that degree of immersion was the only moderator variable that can explain the differences in effect sizes among studies. Finally, sample scale, type of work, type of technology, type of tool, type of program, duration, instructional technique, and AR type were the moderator variables which did not show significant differences in learning outcomes. According to the results, it was concluded that immersive learning technologies have a positive impact on learning in the context of ELT. Nevertheless, presenting an in-depth discussion was challenging due to a small number of studies especially in terms of meta-analysis on the learning outcomes of immersive learning technologies in ELT. Furthermore, limitations were observed in calculating the effect size by considering various variables which might influence the learning outcomes at the same time (Cho, 2018). ;최근 들어 더 빠르게 발전하고 있는 신흥 기술들을 통해 우리 사회는 보다 다양한 방면에서 극적인 변화를 겪고 있으며 교육 또한 그 중 하나이다. 모든 교육 분야에서는 학습자들에게 앞으로 요구될 수 있는 조건들을 고려해서 미리 대비할 수 있도록 혁신에 보조를 맞추고 있다. 언어교육 분야에서 영어교육(English Language Teaching: ELT)은 학습자가 스스로를 개선할 수 있는 새로운 아이디어들을 지속적으로 제공할 필요가 있는 분야이다. ELT 교실은 학습자 중심의 교육 발전과 학습자의 동기부여를 높이기 위해 가상현실(Virtual Reality: VR) 및 증강현실(Augmented Reality: AR) 등 다양한 실감형 학습 기술들을 통합한 것이다. 이와 관련된 기존의 연구들을 보면 말하기, 듣기, 읽기, 쓰기와 같은 다양한 언어 영역을 통해서 실감형 학습 기술이 영어 학습 효과에 미치는 영향을 검증한 논문들이 주를 이루고 있었기 때문에 ELT 교실에서 실감형 학습 기술의 지속적이고 효과적인 운영을 위해서 수업에 영향을 미치는 다양한 변인과 요소들에 대해서 연구할 필요가 있다. 기존의 연구들을 살펴본 결과, ELT 교실에 적용되는 실감형 학습 기술에 어떠한 변인들이 긍정적인 영향을 미치는지 혹은 부정적인 영향을 미치는지에 대해 분석한 연구들을 찾는데 어려움이 있었다. 따라서 본 연구는 조절변인의 효과를 검토하여 영어교육에서 실감형 학습 기술을 적용한 연구들에 대한 체계적인 문헌분석과 메타분석을 하는 데에 목적이 있다. 본 연구의 주제에 관한 문헌들과 주요 내용들을 파악하기 위해 선행 연구들을 보다 구체적이고 체계적으로 검토하였다. 이러한 체계적인 문헌분석 방법은 앞으로 진행될 연구들의 밑바탕이 되어 줄 수 있을 뿐만 아니라 학습자들과 연구자들에게 통찰력을 줄 수도 있다. 따라서 본 연구에서는 선정된 선행 연구들의 효과 크기를 계산한 후 종합하여 메타분석을 실시하였다. (조보람, 2018)에 따르면 메타분석은 변수들 간의 방향에 대한 결론뿐만 아니라 그 분야에 어떤 연구가 더 필요하고 앞으로 어떤 방향으로 연구가 이루어져야 하는지에 대한 방향을 제안할 수 있다고 하였다. 따라서 본 논문의 연구 문제는 다음과 같다. 1. ELT 연구에서 실감형 학습 기술의 방향은 어떠한가? 2. 선행 연구에 따른 주요 결과는 어떠한가? 2.1. 실감형 학습 기술을 활용한 ELT에서의 주요 결과는 어떠한가? 2.2. VR 및 AR 기술 특성에 따른 주요 결과는 어떠한가? 3. ELT에서 실감형 학습 기술이 미치는 효과 크기는 어떠한가? 4. EFL에서 실감형 학습 기술이 인지적 영역, 정의적 영역, 대인관계 영역에 미치는 평균 효과 크기와 하위 요소별 평균 효과 크기는 어떠한가? 5. 조절 변인에 따른 EFL 에서 실감형 학습 기술의 평균 효과 크기는 서로 차이가 있는가? 본 연구는 2010년부터 2019년까지의 총 59편의 학술지를 대상으로 삼았으며 선정된 자료들을 바탕으로 체계적 문헌분석을 실시하였다. 따라서 연구 결과는 다음과 같다. 분석 결과 ELT에서 실감형 학습 기술에 대한 연구는 2017년부터 활발히 증가한 것을 확인할 수 있었다. 연구가 가장 많이 이루어진 나라는 대만이었으며 가장 많이 사용된 연구방법은 mixed-methods 연구방법으로 나타났다. 따라서 연구 대상을 대학생으로 선정한 연구가 가장 많았으며 수업 유형으로 형식적인 수업 유형이 가장 많았다. 가장 많이 연구된 영역은 어휘와 말하기 그 다음으로 듣기 순으로 나타났다. 가장 많이 적용된 기술은 AR이었으며 가장 많이 사용된 도구는 스마트폰이였다. 따라서 대부분의 연구는 기존의 프로그램, 어플리케이션, 시스템을 사용하였다. 가장 많이 보고된 장점은 학습 동기, 학업 성취도, 교육을 즐기는 정도, 상호작용, 수업 흥미도, 불안 수준을 줄이기 순으로 나타났다. 반면 가장 많이 보고된 단점은 기술과 인터넷으로 인한 문제들로 나타났다. 또한 실감형 학습 기술의 특성에 대한 추가 분석이 실시되었다. 그 결과, VR 환경에서 학습자들이 실제 사람들과 상호작용을 한 연구가 가장 많이 이루어졌다. 시청각 영역에서 상호작용 방법이 가장 많이 선호되었으며, VR를 통해서 가장 많이 적용된 교육 콘텐츠는 트레이닝이었다. 대부분의 AR연구들에서 AR은 학습 환경을 학습자 중심 환경으로 변화 시키고 행동주의 학습을 촉진하였다. 또한, AR를 통해 가장 많이 적용된 교육 콘텐츠는 소통형이었다. 마지막으로, AR이 가장 많이 다룬 감각은 시각과 청각이었고, AR영역에 있어 마커 기반 AR이 활용되었음을 알 수 있었다. 따라서, CMA 프로그램을 통해 총 20개의 효과크기를 산출하였으며, 그에 관한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째 ELT에서 실감형 학습 기술의 전체 효과 크기는 .84로 나타났으며 이것은 통계적으로 높은 효과 크기로 해석된다. 이것은 실감형 학습 기술이 ELT 교육에 긍정적인 영향을 미친다는 것으로 판단할 수 있다. 둘째 ELT에서 실감형 학습 기술의 효과 크기는 인지적, 정의적, 대인관계 영역에서 통계적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 인지적 영역의 효과 크기는 .85, 정의적 영역의 효과 크기는 .98로 나타났으며 이것은 통계적으로 높은 효과 크기로 판단된다. 셋째 ELT에서 실감형 학습 기술의 연구 간 효과 크기의 차이를 설명하는 조절별인은 몰입 변인으로 나타났다. 넷째 ELT에서 실감형 학습 기술의 연구 간 효과 크기의 차이를 나타내지 못한 조절변인으로 학습 집단 규모, 도구의 종류, 개인이나 그룹 활동, 기술 종료, 프로그램 종료, 실험 실시 횟수, 학습진행방법, AR의 종류 등이 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 실감형 학습 기술이 ELT에 있어서 긍정적인 효과를 미친다는 것으로 판단할 수 있다. 그러나 ELT에서 적용된 실감형 학습 기술의 효과에 대한 메타분석 연구가 아직 미흡한 상태라 보다 구체적이면서 심층적인 논의를 제시하는 데에 어려움이 있었다. 또한 메타분석 방법의 특성상 학습 효과에 영향을 미칠 수 있는 다양한 변인들을 동시에 고려하여 효과 크기를 계산하는데 한계점이 있다(조보람, 2018).