로봇기반교육의 구성요소에 대한 탐색적 연구

고영미(Go, Young-Mi) 한국어린이미디어학회 2014 어린이미디어연구 Vol.13 No.2

본 연구는 로봇기반교육의 질적 향상을 위해 요구되는 구성요소가 무엇인지 이론적으로 탐색해보기 위한 것이었다. 이를 위하여 로봇기반교육의 등장배경과 개념 및 특징, 교육용 로봇의 개념과 기능 및 특징, 교육용 로봇콘텐츠의 개념 및 기능, 교육용 로봇 및 교육용 로봇콘텐츠에 대한 유아 및 교사의 요구 관련 문헌을 분석하였다. 문헌 분석결과를 토대로 시사점을 도출하였으며, 도출된 시사점의 핵심 내용을 중심으로 로봇기반교육의 구성요소를 제시하였다. 연구 결과, 로봇기반교육의 구성요소 도출을 위한 고려 사항으로 누리과정과의 연계, 에듀테이적 요소, 교사의 활용과 재구성의 용이, 유아의 조작과 활용의 용이가 제시되었다. 이 같은 고려 사항을 토대로 로봇의 외형적 구성요소, 로봇의 기능적 구성요소, 로봇의 콘텐츠적 구성요소를 각각 제시하였다. 로봇의 외형적 구성요소로는 인간친화적인 얼굴, 몸통, 손과 다리가 제시되었으며, 로봇의 기능적 구성요소로는 상호작용, 감정교류, 이동성, 인공지능, 사물인식, 음성인식이 제시되었고, 로봇의 콘텐츠적 구성요소로는 교사수업 및 업무지원 콘텐츠, 유아학습 및 정서지원 콘텐츠, 학부모의 유아 및 교육과정 이해 콘텐츠가 제시되었다. 이 같은 3가지 구성요소는 상호 영향을 주고받는 구성요소로 로봇의 외형 및 기능적 구성요소를 최대한 활용할 수 있는 콘텐츠를 구성요소로 포함하는 것이 중요하다는 점을 제시하였다. This study aimed to explore the components of R-Learning in kindergarten. Under this objective, literature on the R-Learning, educational robot, robot contents, and needs of teachers and children about R-learning was reviewed. Based on the comparative analysis of the literature, I deduced consideration factor and several important components for R-learning. Result showed that consideration factor for component of R-Learning were connection with the Nuri Curriculum, edutainment elements, easy of utilization and reconstruction by teachers, and easy of manipulation and Utilization by children. Based on these consideration factor, external components of robot, functional components of robot, and contents components of robot were suggested. The external component were human-friendly outward appearance. The functional components of robot were interaction, emotion interchange, mobility, artificial intelligence, object perception, and language perception. The contents components of robot were contents for teacher’s teaching and work support, contents for children’s learning and emotion support, and contents for parents’ understand about children and curriculum.

예비초등교사의 프로그래밍 교육을 위한 NXT 로봇프로그래밍 학습 콘텐츠 개발

문회식 ( Shik Wae Moon ) 서울敎育大學校 初等敎育硏究所 2012 한국초등교육 Vol.23 No.4

새로운 창의성 학습교구로 각광을 받고 있는 교육용로봇은 융합적 학문의 특성이 강하여 문제해결력, 알고리즘 향상 등에 매우 효과적이다. 특히, 로봇을 동작시키기 위한 프로그래밍 과정을 통해서 반성적(反省的) 사고를 높일 수 있다. 본 연구는 예비교사인 교육대학생 (심화과정: 컴퓨터교육) 들에게 프로그래밍 능력을 키우기 위한 방법으로 학습자 단독 또는 오프라인학습과 병행하여 사용할 수 있는 NXT 로봇프로그래밍 학습콘텐츠를 개발하였다. 10 주 분량의 교육과정을 구성하고, 스토리보드를 작성하였다. 교육과정과 스토리보드를 기초로 로봇의 동작과 움직임을 동영상과 저작도구로 구현하여 최종적으로 DVD로 제작하였다. 구현한 콘텐츠가 프로그래밍 교육의 학습도구로서 성공 가능성을 평가하기 위해 설문조사와 평가를 시행한 결과, 일부 학습영역에서 오프라인학습 보다 콘텐츠학습이 우수함을 알 수 있었다. 따라서, 학습자가 오프라인 수업시 개발한 본 콘텐츠를 병행하여 학습할 경우 높은 프로그래밍 학습효과를 가질 수 있다. Education purpose robot that has taken center stage as a brand new education tool of creativity has strong features of integrated science and thus is very effective in improving student`s problem solving and algorithm ability. Especially through the programming process to operate robot, students can foster reflective thinking. This study, to support Programming teaching for students in university of education(In depth course: computer education), developed a NXT robot programming learning contents designed for learners by themselves or that can go together with off-line class at the same. A teaching program of 10 weeks was designed with an organized story board. Based on the curriculum and story board, it realized the motions of robots by video images and authoring tool, and finally made a DVD. To evaluate the potentiality of the realized contents as an education tool for Programming, this study used a survey research. From the result of survey, it could be observed that the designed contents is superior to off-line class in partial areas. Therefore, when learners use this contents developed in this study together with off-line class, they can achieve high efficiency in Programming learning.

예비초등교사의 프로그래밍 교육을 위한 NXT 로봇프로그래밍 학습 콘텐츠 개발

문외식 서울교육대학교 초등교육연구원 2012 한국초등교육 Vol.23 No.4

Education purpose robot that has taken center stage as a brand new education tool of creativity has strong features of integrated science and thus is very effective in improving student's problem solving and algorithm ability. Especially through the programming process to operate robot, students can foster reflective thinking. This study, to support Programming teaching for students in university of education(In depth course: computer education), developed a NXT robot programming learning contents designed for learners by themselves or that can go together with off-line class at the same. A teaching program of 10 weeks was designed with an organized story board. Based on the curriculum and story board, it realized the motions of robots by video images and authoring tool, and finally made a DVD. To evaluate the potentiality of the realized contents as an education tool for Programming, this study used a survey research. From the result of survey, it could be observed that the designed contents is superior to off-line class in partial areas. Therefore, when learners use this contents developed in this study together with off-line class, they can achieve high efficiency in Programming learning. 새로운 창의성 학습교구로 각광을 받고 있는 교육용로봇은 융합적 학문의 특성이 강하여 문제해결력, 알고리즘 향상 등에 매우 효과적이다. 특히, 로봇을 동작시키기 위한 프로그래밍 과정을 통해서 반성적(反省的) 사고를 높일 수 있다. 본 연구는 예비교사인 교육대학생(심화과정 : 컴퓨터교육)들에게 프로그래밍 능력을 키우기 위한 방법으로 학습자 단독 또는 오프라인학습과 병행하여 사용할 수 있는 NXT 로봇프로그래밍 학습콘텐츠를 개발하였다. 10주 분량의 교육과정을 구성하고, 스토리보드를 작성하였다. 교육과정과 스토리보드를 기초로 로봇의 동작과 움직임을 동영상과 저작도구로 구현하여 최종적으로 DVD로 제작하였다. 구현한 콘텐츠가 프로그래밍 교육의 학습도구로서 성공 가능성을 평가하기 위해 설문조사와 평가를 시행한 결과, 일부 학습영역에서 오프라인학습 보다 콘텐츠학습이 우수함을 알 수 있었다. 따라서, 학습자가 오프라인 수업시 개발한 본 콘텐츠를 병행하여 학습할 경우 높은 프로그래밍 학습효과를 가질 수 있다.

STEAM 교육을 위한 로봇 콘텐츠 개발

남윤정(Yun Jeong Nam),김희선(Hee Sun Kim) 한국산업정보학회 2015 한국산업정보학회논문지 Vol.20 No.1

로봇을 이용한 교육은 학생들에게 고차원의 사고, 창의적 표현, 발견 학습의 기회를 제공하고 있다. 또한 로봇을 통해 다양한 교과 영역을 가르칠 수 있으므로 STEAM 교육에도 적합한 도구라 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 로봇을 이용한 STEAM 교육 콘텐츠를 설계하고 개발하였다. 초등학교 교과서를 분석하여 과학, 기술, 공학, 예술, 수학에서 로봇을 통해 효과적으로 전달 가능한 내용들을 추출하여 융합 콘텐츠를 설계하였다. 설계한 내용을 바탕으로 로봇을 조립하고, 프로그램하여 콘텐츠를 개발하였다. 개발된 콘텐츠를 초등학교 방과 후 수업에 직접 적용하였고, 수업 후 설문조사를 통해 교과목의 이해도와 흥미도, 참여도를 평가하였다. 연구결과 로봇을 활용한 STEAM 콘텐츠 수업에서 교과내용의 이해도와 흥미도, 참여도가 높게 나타났다. 이를 통해 STEAM 교육에 로봇의 활용이 교육적 효과가 있다는 점과 개별 교과지식보다 STEAM기반의 융합형 콘텐츠를 이용한 교육의 효과가 높다는 점을 확인할 수 있었다. Educational learning methods that take advantage of a robot provide opportunities for students to develop high dimensional thinking, a creative expression and discovery learning opportunity. It is also perceived as a suitable tool for STEAM systems which can be used in a variety of school curriculums. Therefore we designed and developed STEAM educational contents using robots in this study. This study analyze elementary text books and design the convergence contents from various subjects such as math, science, engineering and art through a robot. This study has developed educational materials by making a robot based on the designed contents. They have been applied to after school materials and then evaluated for comprehension, interest and participation. The results of this study have shown very encouraging evaluations from participating students. Accordingly, this study has shown that STEAM contents that take advantage of a robot have improved student participation, interests, and comprehension in the curriculums. Additionally, integrating STEAM educational content has proved more effective in contrast to being separated

UCR 전자키트를 활용한 초등실과 전자교육 콘텐츠 개발

문성환 ( Seong Hwan Moon ),허우정 ( Woo Jeong Heo ),백현순 ( Hyun Soon Baek ),조혜경 ( Hye Kyung Cho ) 서울敎育大學校 初等敎育硏究所 2012 한국초등교육 Vol.23 No.1

이 연구의 목적은 초등학교 실과 전자 제품 만들기 단원의 교수·학습을 위해 문성환(2011)에의해 2011년도에 개발된 UCR(User Created Robot) 전자키트를 다인수 교실 환경에 효과적으로 적용하기 위한 멀티미디어 교육 콘텐츠 개발에 있다. UCR 전자키트를 활용한 실과 전자수업 분석을 통해 콘텐츠의 교수·학습 절차와 전략을 설계하고 플래시를 기반으로 콘텐츠를 개발하였다. 본 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, ADDIE 모형을 바탕으로 제작된 한국교육과정평가원의 교수·학습 콘텐츠 개발 모형의 분석, 설계, 개발, 평가의 과정을 거쳐 UCR 전자키트 교육 콘텐츠를 개발하였다. 둘째, 전자 부품 조립 과정은 2D를 기반으로, 로봇 부품 조립 과정은 3D 를 기반으로 하여 조립에 필요한 부품을 드래그 앤 드롭 방식으로 사용자가 직접 조립한 후 결과를 확인할 수 있도록 교육 콘텐츠를 개발하였다. 개발된 UCR 전자키트 교육 콘텐츠를 실과 수업에 활용함으로써 교사는 실과 수업을 좀 더 효율적으로 진행할 수 있으며, 학생은 학습 내용을 효과적으로 습득할 수 있어 UCR 전자키트 활용 실과 수업의 질을 높일 수 있을 것이라 기대한다. The purpose of this study is to develop the UCR(User-Created-Robot) electronic kit educational contents for effective using UCR electronic kit in a large class to learn electronics part of Practical Arts in elementary schools. After applying UCR electronic kit to teach electronics part of Practical Arts in elementary schools, the understanding and interest of students in electronics education was improved. UCR electronic kit is a useful tool to teach electronics part of Practical Arts in elementary schools. But, there is a limit to instruct a large class. Development of UCR electronic kit educational contents is needed to assist the teacher`s lesson and attract voluntary participation from students. After applying the prototype of UCR electronic kit educational contents to Practical Art class in elementary schools once, the contents were modified based on the students`` feedback. The results of this study are as follows: First, UCR electronic kit educational contents are developed using guidelines by Korea Institute for Curriculum and Evaluation(KICE) based on ADDIE(Analysis, Design, Development, Implementation and Evaluation) model. Second, the assembly process of electronic components is built on 2D while the assembly process of robot components is built on 3D. User can assemble components with drag and drop and check the result directly. UCR electronic kit educational contents may help a teacher to improve the quality of Practical Arts lesson in elementary schools and students to acquire knowledge from the lessons.

대학 융합교육을 위한 로봇 교육 콘텐츠 개발에 관한 연구

박민숙(Park, Min-Sook) 한국문화산업학회 2021 문화산업연구 Vol.21 No.4

기업들의 로봇 도입을 위한 인프라가 구축·지원되고 있고 이에 따른 로봇 도입과정에서 시스템화하고 운영 및 관리를 담당할 전문인력에 대한 수요가 성장하고 있다. 이에 본 연구는 내부 인력의 전문성 부족과 재정 부담으로 인해 자사의 표준화활동에 제약이 있는 로봇 제조 및 유통기업들의 현실에 필요한 대학 융합 교육의 방향을 검토하고자 대학에서 로봇 관리를 위한 전문가 육성을 위한 교육콘텐츠 개발의 필요성 및 중요성을 검토하고 실무에서 요구하는 로봇관리 전문가 육성을 위한 교육콘텐츠는 어떤 내용으로 구성될 수 있는지에 대한 실무 전문가들의 의견을 수렴하였다. 실무에서 요구하는 로봇 전문 교육은 기업에서 도입하는 로봇의 기본 체계를 이해하고 관리하기 위한 전문가를 육성하는 것이 중요하며 대학과 기업의 데이터 기반 로봇 시스템 구축 및 운영 전문과 과정 개발안 공동 모색이 중요하다는 관점에서 인재양성을 위한 대학과 기업 간의 교류 및 협력을 위해 공동 개발한 플랫폼 운영에 대한 방안을 모색하였다. 연구결과를 통해 실무에서 요구하는 로봇 교육 콘텐츠 개발방안과 운영방안에 대해 제안하였다. The infrastructure for the introduction of robots by companies is being built and supported, and the demand for professional manpower to systematize, operate, and manage robots in the process of introducing robots is growing. Therefore, this study aims to review the direction of university convergence education necessary for the reality of robot manufacturing and distribution companies that have limitations in their standardization activities due to lack of professionalism and financial burden of internal personnel. We reviewed the necessity and importance of content development and collected opinions of working-level experts on what kind of content can be composed of educational content for nurturing robot management experts required in practice. It is important to cultivate experts to understand and manage the basic system of robots introduced by companies for the professional robot education required in practice, and it is important to jointly seek out a plan for developing and developing data-based robot system construction and operation between universities and companies. From this point of view, a plan was sought for the operation of a platform jointly developed for exchange and cooperation between universities and companies for nurturing talent. Based on the research results, we suggested development and operation plans for robot education contents required in practice.

유아교육기관에서의 교사보조 서비스 로봇의 콘텐츠 개발

현은자(Hyun Eun-Ja),윤현민(Yoon Hyun-Min),장시경(Jang Sie-Kyung),연혜민(Yeon Hye-Min),조경선(Cho Kyung-Seon) 한국어린이미디어학회 2009 어린이미디어연구 Vol.8 No.1

본 연구의 목적은 유아교육기관에서 교사의 역할을 보조할 수 있는 기능을 수행할 수 있는 로봇용 콘텐츠를 개발하고 이것을 현장에 적용하여 콘텐츠에 대한 유아 및 교사의 수용성을 알아보기 위한 것이다. 먼저 콘텐츠 제작을 위해 유아교육기관의 하루일과를 관찰하고 일과 안에서 활용 가능한 로봇의 기능 네 가지(체크, 주의집중, 디스플레이, 멀티미디어)를 선정하였다. 이 네 가지 기능을 대표하는 콘텐츠로 출석, 정리정돈, 학습, 동화와 동요 감상을 선정하여 개발, 설계하였다. 개발된 교사보조용 로봇 콘텐츠를 서울과 경기도에 위치한 어린이집 두 곳에서 일주일간 현장 적용하였으며, 그곳의 만 4-5세 유아 31명과 교사 두명으로부터 체크리스트와 인터뷰를 통해 수용성에 대한 평가를 받았다. 기능적인 면에서 몇 가지 개선할 점이 지적되기는 했지만 유아와 교사 모두 긍정적인 반응을 보였다. 교사는 로봇의 출석과 정리정돈, 디스플레이 기능이 도움이 되었다고 대답하였으며, 유아는 로봇이라는 매체 자체에 큰 관심을 보이고 개발된 로봇의 콘텐츠를 쉽게 사용하였다. 그러나 교사와 각 교실의 설비상태에 따라 실제 사용방법에 있어 차이를 보여, 교사교육 프로그램 개발과 인터넷상에서의 교사 공유 커뮤니티 활성화 필요성이 제기되었다. The purpose of this study is to develop the digital contents of educational service robot to be used in early childhood education settings. Field study was implemented in two child care centers in Seoul and Gyeonggi-do in order to examine the acceptability of the contents by young children and teachers. In order to develop robot contents, the daily schedule and teachers' role of a day care center and a kindergarten was observed and listed. Based on the list, the function of the educational service robot was categorized as following: attendance check, attention, display and multimedia. The acceptability of the robot contents was measured based on the data from classroom observation, teacher checklist, and interview with teachers and young children. As a result, teachers and children were likely to show positive responses on physical and functional aspects of the teacher assisting robot. Teachers agreed that the robot lessened some of their work load and also helped them to understand the children. It was observed a considerable difference between both teachers in the way of utilizing robot functions, so that the development of teacher education program or teachers' community on internet was suggested.

IT융합 기반의 고고범퍼카 콘텐츠 개발 및 프로젝트 적용 사례

박홍준 ( Hong Joon Park ),전영국 ( Young Cook Jun ) 한국컴퓨터교육학회 2015 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.18 No.2

본 논문의 목적은 오픈하드웨어 기반의 고고보드를 사용하여 IT융합 기반의 로봇교육용 콘텐츠를 설계 및 개발하고 프로젝트 수행 사례를 제공하는데 있다. 연구자는 3회에 걸쳐 프로젝트를 실시하였으며 초등학생 및 중학생들의 작품 사진, 산출물, 설문지 자료, 팀별 활동에 관한 비디오, 교수자 및 학생들의면담 자료를 수집하여 분석하였다. 개별 학생은 고고보드를 활용하여 차체의 전면과 후면에 부착된 터치센서의 입력신호로 모터를 구동하는 범퍼카를 직접 제작하는 과정을 통해 센싱에 의한 디지털 보드 제어 원리와 전동장치의 작동을 이해할 수 있었다. 참여 학생들은 후속 단계에서 도미노 게임과 3단계 주행구간에서 고고 면허증을 따는 팀별 활동을 수행하였다. 영재반 학생들은 자신의 아이디어를 새롭게 고안하여 로봇예술의 일환으로 개인 창작품을 제작하였다. 사례 분석 결과 제안된 프로젝트는 참여학생들이 교수자의 면밀한 도움 아래 공작 체험이 디지털 보드 활용에 관한 기술에 대한 친밀감, 재미, 집중력을 제공하였고 더 나아가 자신의 아이디어를 점진적으로 발전시켜 창의적 작품을 만들어나가는 확장성을 보여주었다. This paper aims at developing IT convergence robot education contents using open hardware-based GoGo Board and presenting three cases that were applied into educational settings with elementary and middle school students. Several types of data for their activities were collected: photos, work output, survey data, video data and interview with robot teacher and students. Each student experienced building up a GoGo Bumper Car with touch sensors attached at front and back sides and figuring out the principle of digital board control and operating of electronic devices by sensing. The participants, in the following phases, conducted domino chain-reaction with GoGo Bumper Cars and acquiring GoGo Driving Licence by driving test on three different road maps. Students in a gifted education program creatively implemented their own ideas as part of robotic art. The result of case analysis showed that the proposed project provides students not only intimacy for technology, fun, concentration but her own empowerment for developing ideas and creative implementation.

실과 기술 영역 기반 로봇교육프로그램이 초등학생의 기술적 태도에 미치는 효과

배선아 경인교육대학교 교육연구원 2014 교육논총 Vol.34 No.1

이 연구는 실과 기술 영역 기반 로봇교육프로그램이 초등학생의 기술적 태도에 미치는 효과를 알아보는데 목적이 있다. 이의 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 영가설을 설정하였다. 실과 기술 영역 기반 로봇교육을 적용하기 전과 후의 초등학생의 기술적 태도는 ①기술에 대한 흥미, ②기술의 성 역할, ③기술의 중요성과 영향, ④기술의 접근 용이성, ⑤기술과 학교수업, ⑥기술 관련 진로, ⑦기술과 창의적 활동과 같은 하위 요소에서 차이가 없을 것이다. 이러한 가설을 검증하기 위하여 ○○초등학교 6학년 30명을 대상으로 ‘단일집단 사전 사후검사 설계’ 모형을 적용하였다. 수집된 자료는 대응표본 t-검증 실시하여 통계 분석하였다. 이 연구에서 얻은 결과는 다음과 같다. 첫째, 실과 기술 영역 기반 로봇교육은 초등학생의 기술적 태도 향상에 효과적이었다. 둘째, 실과 기술 영역 기반 로봇교육은 초등학생의 기술에 대한 흥미, 기술의 중요성과 영향, 기술의 접근 용이성, 기술과 학교수업, 기술 관련 진로, 창의적 활동에 관한 태도를 높이는데 효과적이었다. 셋째, 실과 기술 영역 기반 로봇교육은 초등학생의 기술의 성 역할에 관한 태도를 향상시키는데 효과적이지 않았다.

로봇 활용 SW 교육에서 활동 및 학습 내용에 따른 학습자 흥미: 햄스터 로봇을 중심으로

노지예,박광현 한국정보교육학회 2019 정보교육학회논문지 Vol.23 No.1

In this paper, we investigated the learners’ interest of activity and learning contents in elementary school SW education using robot. In order to achieve the purpose of this paper, SW education using Entry and Hamster robot was conducted to 15 students who was participated in educational program in Youth training center. In addition, we examined mean difference using descriptive statistics. Our results show that students were generally interested in activities related to hamster robots. Further, interest was associated with gender. Specifically, boys were more interested in activities related to axis acceleration sensor and light sensor and girls were more interested in activities related to sound and movement. This paper was investigated students' interest and identify differences depending on gender, and supposed the concrete data that can be used in the school field. 본 연구에서는 초등학교 로봇 활용 SW 교육에서 진행되는 활동 및 학습 내용에 따른 학습자의 흥미를 알아보고자 하였다. 이를 위해 서울 소재의 A 청소년수련관에서 실시하는 로봇 활용 SW 교육에 참여한 초등학생 15명을 대상으로 엔트리와 햄스터 로봇을 활용하여 4주간 수업을 진행하고 기술통계분석을 실시하였다. 연구 결과, 학생들은 햄스터 로봇과 관련된 활동들을 전반적으로 흥미롭게 여기는 것으로 나타났다. 구체적으로, 남학생들은 가속도 센서, 밝기 센서와 관련된 활동의 흥미가 높고, 여학생은 소리, 움직임과 관련된 활동의 흥미가 높은 것으로 나타나 성별의 차이가 관찰되었다. 본 연구는 활동 및 학습 내용에 따른 학생들의 흥미를 알아보고, 성별의 차이를 분석하여, 학교 현장에서 활용할 수 있는 구체적인 자료를 제공하였다는 데 연구의 의의를 찾을 수 있다.