[Paper] 블록리를 시각 장애인 및 저시력 사용자를 위해 접근 가능하게 만드는 확장 기반 접근성 프레임워크

Source: arXiv - 2601.10688v1

개요

Scratch와 Code.org와 같은 블록 기반 프로그래밍 환경(BBPEs)은 K‑12 학생들에게 코딩을 가르치는 사실상의 표준이 되었습니다. 하지만 이러한 시각 중심 인터페이스는 시각 장애인 및 저시력(BVI) 학습자를 대부분 배제합니다. 이 논문은 기존 Blockly 기반 편집기에 핵심 라이브러리를 재작성하지 않고도 연결할 수 있는 **Extension‑based Accessibility Framework (EAF)**를 소개하여, 보다 풍부하고 화면 읽기 프로그램 친화적인 경험을 제공합니다.

주요 기여

• 모듈식 확장 아키텍처는 어떤 Blockly 기반 BBPE에도 삽입할 수 있어 침습적인 코드 변경을 피합니다.
• 스택 라벨링 및 블록 번호 매기기가 포함된 3‑D 계층형 네비게이션 모델은 BVI 사용자에게 프로그램 구조에 대한 명확한 인식을 제공합니다.
• 모드 기반 편집 제어는 네비게이션과 변형을 분리하여 실수로 블록을 이동하거나 삭제하는 것을 방지합니다.
• WAI‑ARIA 통합을 통해 Blockly의 DOM을 주류 스크린 리더(VoiceOver, JAWS, NVDA)에 노출합니다.
• 실증적 검증은 두 개의 실제 BBPE(177개 테스트 케이스)와 네 명의 BVI 참가자를 대상으로 한 반구조화 인터뷰를 통해 측정 가능한 사용성 향상을 보여줍니다.

Methodology

1. Framework Design – 저자들은 EAF를 Blockly의 기존 API를 감싸는 독립적인 JavaScript 확장 모음으로 구축했습니다.
2. Navigation Model – 세 차원 탐색 방식을 도입했습니다:
   • Depth (중첩된 스택에 들어가거나 나가기)
   • Breadth (형제 블록 사이를 좌우로 이동)
   • Layer (“navigation” 모드와 “edit” 모드 간 전환)
     스택 레이블(예: “If‑else block 2”)과 순차 번호는 ARIA 라이브 영역을 통해 알립니다.
3. Implementation – WAI‑ARIA 역할/속성을 Blockly의 DOM 노드에 추가하여 화면 판독기가 블록을 계층 관계를 가진 리스트 항목으로 인식하도록 했습니다.
4. Evaluation –
   • Technical coverage: 두 개의 인기 있는 BBPE에 EAF를 통합하고 177개의 기능 테스트 케이스(키보드 탐색, 블록 생성, 삭제, 재배열)를 수행했습니다.
   • User study: 세 가지 화면 판독기를 사용하는 네 명의 BVI 참가자를 대상으로 반구조화 인터뷰를 진행했습니다. 참가자들은 전형적인 프로그래밍 작업을 수행하면서 생각을 소리 내어 말했으며, 그들의 피드백은 기록되고 코딩되었습니다.

결과 및 발견

• 공간 인식: 모든 참가자는 중첩 블록에 대한 더 명확한 정신 지도를 보고했으며, 이는 스택‑라벨링 및 번호 매기기 체계 덕분이라고 설명했습니다.
• 오류 감소: 모드 기반 편집은 기본 Blockly 키보드 탐색에 비해 우발적인 블록 삭제를 약 70% 감소시켰습니다.
• 스크린 리더 호환성: WAI‑ARIA 주석 덕분에 VoiceOver, JAWS, NVDA가 블록 계층 구조와 포커스 변화를 정확히 알릴 수 있었으며, 이는 기본 Blockly 구현에서는 불가능합니다.
• 커버리지: 이 프레임워크는 177개의 테스트 케이스 중 100%를 처리했으며, 모듈식 확장이 기존 기능을 깨뜨리지 않고 네이티브 탐색 로직을 대체할 수 있음을 보여줍니다.

Practical Implications

• For BBPE developers: EAF는 플러그인으로 채택될 수 있어 편집기를 완전히 다시 작성하지 않고도 접근성을 크게 향상시킵니다. 이는 교육 플랫폼이 법적 접근성 표준(예: WCAG 2.1)을 충족하는 장벽을 낮춥니다.
• For educators & schools: 접근 가능한 BBPE를 배포하면 시각 장애인(BVI) 학생들이 주류 코딩 커리큘럼에 참여할 수 있어 포괄적인 STEM 파이프라인을 촉진합니다.
• For assistive‑technology vendors: ARIA 기반 접근 방식은 다른 시각 중심 웹 도구(예: 다이어그램 편집기, 시각 데이터‑플로 언어)를 스크린 리더에 노출하기 위한 청사진을 제공합니다.
• Open‑source community: EAF가 널리 사용되는 Blockly 라이브러리를 기반으로 구축되었기 때문에 기여를 프로젝트 간에 공유할 수 있어 생태계 전체의 접근성 성숙도를 가속화합니다.

제한 사항 및 향후 연구

• 소규모 사용자 샘플: 정성 연구는 네 명의 참가자만 포함했으며, 통계적 일반화가 제한됩니다.
• 스크린 리더 차이: 주요 스크린 리더 세 가지를 테스트했지만, 플랫폼별 동작 차이(예: iOS와 Android)는 충분히 탐색되지 않았습니다.
• 레이블링 확장성: 매우 큰 프로그램에서는 스택 번호가 다루기 어려워질 수 있습니다; 향후 연구에서는 동적 요약이나 계층적 축소를 조사할 수 있습니다.
• 비‑Blockly BBPE로의 확장: 현재 설계는 Blockly 기반을 전제로 하며, 다른 시각적 프로그래밍 프레임워크(예: Snap!, App Inventor)로 개념을 적용하는 것은 아직 해결되지 않은 과제입니다.

핵심 요약: Extension‑based Accessibility Framework는 잘 설계된 모듈형 플러그인이 시각‑전용 프로그래밍 환경을 진정으로 포괄적인 학습 도구로 전환할 수 있음을 보여줍니다—시각이 정상인 동료와 함께 코딩할 수 있는 기회를 시각 장애 및 저시력 학생들에게 열어줍니다.

저자

• Rubel Hassan Mollik
• Vamsi Krishna Kosuri
• Hans Djalali
• Stephanie Ludi
• Aboubakar Mountapmbeme

논문 정보

• arXiv ID: 2601.10688v1
• Categories: cs.HC, cs.SE
• Published: 2026년 1월 15일
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