수학 교육에서 눈추적 활용 현황과 미래 전망

초록

본 논문은 지난 10년간 PME 학술대회 논문들을 대상으로 눈추적(Eye‑Tracking) 기술이 수학 교육 연구에 어떻게 도입되고 발전했는지를 조사한다. 논문 수, 사용 장비 유형, 분석·시각화 방법을 정량·정성적으로 분석해 최근 트렌드와 향후 연구 방향을 제시한다.

상세 분석

이 연구는 PME(Proceedings of the International Conference on Mathematics Education) 논문 전부를 대상으로 “Eye Tracking”, “Gaze Tracking” 등 8가지 키워드로 전면 검색한 뒤, 실제 눈추적 데이터를 수집·분석한 논문만을 선별하였다. 총 33편이 선정됐으며, 2013년 이후 급격히 등장했지만 연도별 증가 추세는 일관되지 않아 2018‑2022년 사이에 집중된 양상을 보인다. 장비 측면에서는 원격형(스크린에 부착된 고정형) 장비가 21편(≈64%)을 차지해 여전히 주류를 이루지만, 2018‑2022년 구간에 포터블형(안경형) 장비 사용이 11편(≈33%)으로 급증했다. 특히 헬싱키 대학에서 개발한 저비용 안경형 장비가 연구에 도입된 점은 비용·접근성 측면에서 중요한 전환점이다. 또한 두 대 이상의 눈추적기를 동시 사용해 협업·상호작용을 분석하는 ‘듀얼·멀티플’ 접근법이 최근 논문에서 눈에 띄게 등장했으며, 이는 사회적 학습 상황을 정밀히 포착하려는 시도로 해석된다. 분석 방법은 크게 세 가지 범주로 나뉜다. 첫째, 고정·주시·휘두름 등 기본 피처를 정량화해 통계적 검증을 수행한 사례가 15편(≈58%)로 가장 많았다. 둘째, 눈추적 영상 자체를 수작업으로 코딩하거나 질적 분석한 경우가 9편(≈27%)이며, 이때 연구자는 시선 흐름을 직접 관찰해 인지·전략적 의미를 추론한다. 셋째, 자동화된 알고리즘을 적용해 문제 해결 성공을 예측하거나 새로운 시각화(예: 파라그래프 플롯, 시선 동기화 그래프)를 제시한 논문이 소수지만 존재한다. 이러한 분석 흐름은 눈추적 데이터의 고차원·대용량 특성 때문에 자동화와 시각화 기술이 향후 핵심 과제가 될 것임을 시사한다. 논의에서는 최근 5년간 눈추적에 대한 관심이 급증했으며, 포터블 장비와 듀얼·멀티플 시스템이 연구 흐름을 주도하고 있음을 강조한다. 또한, 웹캠 기반 저비용 눈추적 기술이 아직 충분히 활용되지 않았으며, 이를 교육 현장에 보편화한다면 대규모 데이터 수집과 실시간 피드백이 가능해질 것으로 전망한다. 마지막으로, 자동 분석 파이프라인의 확산은 연구 비용 절감과 결과 재현성을 높이는 동시에, 교사와 학습자에게 실시간 시선 기반 학습 지원 도구로 전이될 잠재력을 가진다.