교구용 로봇을 활용한 교육의 학생 만족도 조사

송정범(Song, Jeong-Beom),한규정(Han, Kyu-Jung) 한국문화콘텐츠학회 2011 문화예술콘텐츠 Vol.- No.7

이 연구에서는 교구용 로봇을 활용한 STEAM 교육의 학생 만족도를 조사하고자 하였다. 설문의 대상은 A대학교에서 운영하고 있는 학교로 가는 생활과학교실에 참가하는 초등학생 총 87명으로 하였다. 만족도 설문지는 전반적인 평가, 운영 내용, 운영 과정면에서 각 5문항씩 총 15명 문항으로 구성하였다. 성별, 지역별, 학년별로 만족도 차이를 분석하였으며 결과는 다음과 같다. 첫째, 성별에 따른 만족도의 차이는 남학생이 여학생보다 약간 높게 나타났으나, 통계적으로 유의하지는 않았다. 둘째, 지역에 따른 만족도의 차이는 운영 과정을 제외한 전반적인 평가, 운영 내용 항목에서 군 지역 소재 학생이 시 지역 소재 학생보다 만족도가 약간 높게 나타났으나, 통계적으로 유의하지는 않았다. 셋째, 학년에 따른 만족도의 차이는 전반적인 평가, 운영 내용, 운영 과정의 모든 항목에서 학년이 올라갈수록 만족도가 높게 나타났으며, 이중 운영 과정 항목에 있어서는 통계적으로 유의미하였다. 특히 운영 과정 항목에서의 저학년일수록 낮은 만족도를 개선하기 위해서는 저학년을 배려한 수준별 수업, 적절한 피드백 등이 필요함을 알 수 있었다. 앞으로 학생들의 수학·과학과 흥미도 제고를 위해 STEAM 교육의 지속적인 연구 수행이 이어져야 할 것으로 사료된다. In this study, we researched about student's satisfaction in STEAM education with using robot. This survey was conducted by 87 students who participate in "life-science-class in school" managed by A university. The questionnaire about student's satisfaction consist of whole evaluation, operating contents and operating process. Each section has 5 question, and total number of question is 15. We analyzed differences of satisfaction based on sex, local, and grade categories. First, in differences of satisfaction based on sex, Boy's satisfaction show a little higher rate than girls. But that wasn't meaningful in statistic. Second, in differences of satisfaction based on local, students who live in Gun local show a little more satisfaction with their education than student who live in city. But that wasn't meaningful in statistic. Third, in differences of satisfaction based on grade, the higher grade shows the higher satisfaction in overall categories included whole evaluation, operating contents and operating process. Especially, To improve low-grade student's satisfaction in operating process, there should be differentiated instruction and proper feedback for them. From now on, STEAM education should be studied constantly to enhance student's interest in math and science.

인공지능 도구 활용 환경 주제 STEAM교육 프로그램 개발

송정범(Jeong-Beom Song),박정호(Jung-Ho Park) 한국디지털콘텐츠학회 2021 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.22 No.11

정보교과교육 : 로봇을 활용한 수학교과서 재구성 방안 연구

송정범 ( Jeong Beom Song ),전윤주 ( Yun Ju Jeon ),이태욱 ( Tae Wuk Lee ) 한국컴퓨터교육학회 2012 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.16 No.2

본 연구는 로봇을 활용한 수학교과서의 재구성 방안이다. 세계 각국의 수학교과서는 수학적 내용 외에도 기술, 공학, 과학의 내용을 통합적으로 가르치고 있다. 이러한 통합적 교과내용을 위해 공학적 도구를 활용한 학습이 이루어지고 있다. 우리나라는 수학과에 대한 학생의 흥미가 매우 부족하다. 흥미를 이끌기 위해서 다양한 방법이 필요하다. 한 가지 방법으로 로봇을 활용한 교육을 제안하고자 한다. 다양한 연구에서 로봇은 학생의 흥미를 높일 수 있는 교구임을 알 수 있다. 로봇은 통합적 교육, 융합적 교육이 가능하다. 로봇은 첨단 기술의 집합체로서, 현실세계를 반영하는데 좋은 교구임이 틀림없다. 로봇을 활용한 수학교과서의 재구성은 학생들의 흥미화 학업성취도를 높이는데 기여할 것으로 판단된다.

로봇교육에서 보조교사 지원 유형이 학습자의 창의성과 자기효능감에 미치는 영향

송정범 ( Jeong Beom Song ),권오성 ( Oh Sung Kwon ),고병오 ( Byong Oh Koh ),양권우 ( Kwon Woo Yang ),신수범 ( Soo Bum Shin ) 한국컴퓨터교육학회 2011 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.14 No.1

이 연구의 목적은 로봇교육 특히, 로봇교육 캠프에서 보조교사가 학습자를 지원하는 유형에 따라서 학습자들의 창의성과 자기효능감에 어떤 변화가 있는지 확인하는 것이다. 연구의 대상은 캠프 참가자 초등학생 72명을 9명씩 1모둠으로 총 8모둠을 구성하여, 이중 4모둠은 보조교사가 공동 참여, 나머지 4모둠은 필요한 정보나 질문에 대한 피드백을 제공하는 형태로 지원하도록 하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 가설은 보조교사가 학생들의 로봇 제작과 프로그래밍 활동에 지원하는 형태에 따라 학습자의 창의성과 자기효능감에는 유의미한 차이가 없을 것이다로 설정하였다. 이와 같은 가설을 검증하기 위하여 이질 통제 집단 전후 검사 설계 방식을 적용하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 보조교사 지원 유형에 따라 학습자의 창의성은 유의미한 차이가 없었으나, 자기효능 감에서는 보조교사가 공동으로 참여한 학생 집단보다 보조교사가 학습자들이 필요한 정보나 질문에 피드백을 제공하는 지원 형태의 학생 집단이 자기효능감에서 높은 성취를 보였다. 이 결과는 보조교사가 직접적으로 학습자들을 도와줄 경우 학습자들은 보조교사에게 의존하여 학습의 과정에서 자기주도성 및 통제감이 떨어지기 때문으로 사료되며, 이 점은 향후 로봇교육에서 보조교사의 지원 유형에 관한 후속 연구에 시사점을 제공하리라 판단된다. The purpose of this research is to confirm that how the support type of the assistant teacher changes the students` creativity and self-efficacy in the Robot Education, particularly Robot Edu-Camp. The study objects are 72 elementary students for 8 groups; each group has 9 students, and 4 groups of them have the assistant teachers and others are supported by giving some feedbacks for their questions or some information if they need. The assumption of this study sets up as in the following; there are no differences for the students` creativity and self-efficacy between the supporting of the assistant teachers with making robots and programing together and the giving feedbacks and information if students need. To verify this assumption, we use the nonequivalent control group in the pretest-posttest designs. The result is as in the following. There`s no meaningful differences of the students` creativity by the support type of the assistant teachers. But in the self-efficacy, the groups which are giving feedbacks and information if they need have more higher level of achievement than others. The result shows that if the assistant teachers help the students directly, the students` levels of the self-direction, and control are low because they lean on the teachers. This will give you some implications to the follow-up studies about the support type of the assistant teachers in the Robot Education.

언플러그드 블록형 퍼즐 조립 로봇교육 시스템 설계

송정범(Jeong-Beom Song) 한국컴퓨터정보학회 2013 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.18 No.4

로봇교육은 학생들의 창의성, 문제해결력 등 21세기 학습자들에게 필요한 핵심적인 역량 개발에 효과적이라는 연구 보고가 많다. 그러나 컴퓨터가 있는 환경에서만 교육이 가능한 점과 컴퓨터를 조작할 수 있는 초등학교 고학년 이상에서만 적용이 가능한 문제점이 내재되어 있었다. 또한 로봇을 제어하기 위한 소프트웨어가 각기 달라 새로운 기계어를 학습해야 하는 부담감이 있었다. 따라서 이 연구에서는 컴퓨터 없이 로봇 프로그래밍을 하기 위해 명령어가 내장된 프로그래밍 블록을 설계하였다. 블록의 모양은 직관성을 높이고 학습의 전이를 고려하여 순서도 교육에서 사용하는 형태를 사용하였으며, 로봇 프로그래밍 교육에 필요한 블록의 종류와 블록의 세부 설명을 기술하였다. 명령 블록끼리의 결합은 RS-485방식을 사용하여 연결된 블록끼리 상호 통신할 수 있도록 설계하였다. 또한 설계한 명령 블록을 활용한 로봇 프로그래밍 과정에 대한 프로토타입을 제시하여 언플러그드 로봇교육 시스템의 교육적 가능성을 제시하고자 하였다. Many researchers in the 21st century has found that robot education is effective to develop the learners' creativity and problem-solving ability. However, the robot education can only be applied to the students whose computer skills are high. Also it can be taught in the well-prepared computer classroom. Students have to learn machine language to control their robots, and robots are controlled by different types of software. Therefore this study has constructed command-based programming blocks to do a robot programming without computers. It also presents a prototype of the programming process and a technological method to combine the command and the programming blocks. We used the blocks which are similar with something in flow chart: to support intuition, and to help students transfer what they learned. And types of blocks and details are described for the Robot Programing Education. Combination of command blocks is made by RS-485 connection method and, it is designed to intercommunicate with connected blocks. It also presents a prototypes: of the programming process using designed command blocks, and of the possibility of Unplugged Robot Education System.

초등학교 프로그래밍 수업 과정의 과학적 분석

송정범(Jeong-Beom Song),정복문(Bok-Mun Jeong),이태욱(Tae-Wuk Lee) 한국컴퓨터정보학회 2012 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.17 No.10

이 연구에서는 비주얼베이직, 스크래치, 교육용 로봇의 한 종류인 피코 크리켓을 활용한 초등학교 프로그래밍 수업의 과정적인 모습을 과학적으로 분석하고자 하였다. 인지적인 영역의 분석은 창의성 검사로 했으며, 수업의 과정적인 분석은 최근 수업 장학에 널리 사용되고 있는 학생 과업 집중도와 학생 활동 소요 변인 분석법을 활용하였다. 분석 결과 창의성에서는 세 교구를 활용한 집단 모두 수업 전보다 향상은 있었지만, 유의미한 향상은 아닌 것으로 분석되었다. 학생 과업집중 분석 결과의 수업 시점에 따른 결과를 살펴보면 피코크리켓 활용 집단과 스크래치 활용집단은 약간의 하락을 나타냈으나, 비주얼베이직 활용 집단의 과업 집중도가 현저하게 떨어지는 것으로 나타났다. 마지막으로 학생 활동 소요 변인 분석 결과는 스크래치와 피코 크리켓 활용 집단에서 토론 토의, 프로그래밍에 비교적 많은 시간이 할애된 반면 비주얼베이직 활용 집단의 경우 코딩 에러 수정에 많은 시간이 할애 되었다. 다만 피코크리켓 활용 집단에서는 교구의 준비와 기기 점검 등의 준비 활동에 많은 시간이 할애됨을 알 수 있어 수업 설계시 반영해야 할 사항으로 분석되었다. 이를 통해 초등학교 프로그래밍 교육에서는 비주얼베이직 언어보다는 스크래치와 같은 교육용 프로그래밍 언어와 교육용 로봇을 적절히 활용하는 것이 학생들의 학습 집중도와 수업 시간 운영에 효과적인 대안이 될 수 있을 것으로 판단되었다. This study intends to analyse the programming class with visual-basic, scratch and pico-cricket in elementary school. The study analyses cognitive domain by creativity tests and instructional process by student task engagement and the required factor of student's activity-nowadays, a lot of encouragement of learning use-. According to the result, The creativity of groups who use three teaching aid improves, but it hasn't any meaning. according to the student task engagement analysis by instructional process, According to the student task engagement analysis by instructional process, The concentration of group that uses pico-cricket and scratch falls down a little, but The concentration of group that uses visual-basic falls down remarkably. At last, according to the result of the required factor of student's activity, scratch and pico-cricket spend time discussing and programming, but visual-basic spends time correcting coding error. But pico-cricket spends much time preparing teaching aid or checking instrument, so this fact has to reflect when teacher plans his class. Through this fact, scratch and pico-cricket are better than visual basic as effective teaching aid when teacher teaches programming.

성별의 차이를 고려한 로봇 프로그래밍 학습이 여중학생의 몰입수준과 문제해결력에 미치는 효과

송정범(Jeong Beom Song),백성혜(Seoung Hey Paik),이태욱(Tae Wuk Lee) 한국컴퓨터교육학회 2009 컴퓨터교육학회 논문지 Vol.12 No.1

초등학교 저학년 대상 인공지능 도구 활용 STEAM 교육 프로그램 개발

송정범(Jeong-Beom Song) 한국디지털콘텐츠학회 2020 한국디지털콘텐츠학회논문지 Vol.21 No.12

정보과학기술 및 영재교육 : 언플러그드 교육용 로봇 시스템 개발

송정범 ( Jeong Beom Song ),전윤주 ( Yun Ju Jeon ),정복문 ( Bok Mun Jeong ),이태욱 ( Tae Wuk Lee ) 한국컴퓨터교육학회 2012 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.16 No.2

기존의 로봇교육은 학교 정규교육 정착에 상당한 어려움을 겪고 있다. 이는 컴퓨터 없이는 로봇교육을 할수 없는 환경의 제약을 들 수 있다. 따라서 이 연구에서는 복잡한 로봇 프로그램 언어를 각각의 명령어 또는 변수 단위로 실제 퍼즐블록 또는 프로그래밍 블록의 조립 블록 형태로 작성함으로써, 사용자의 언플러그드 프로그래밍(Unplugged programming)이 가능한 로봇 시스템 및 그 프로그래밍 방법의 프로토타입을 제공하고자 한다. 이는 학생들의 다양한 생각 등을 자유롭게 표현할 수 있는 환경을 제공하고, 교사의 로봇교육에 대한 부담감을 대폭 줄일 수 있을 것이며, 교육용 로봇의 표준화를 위한 계기를 마련할 수 있을 것이다.

교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육의 효과성 연구

송정범(Jeong-Beom Song),신수범(Soo-Bum Shin),이태욱(Tae-Wuk Lee) 한국컴퓨터정보학회 2010 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.15 No.6

이 연구의 목적은 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육이 수학 교과의 태도 수준 향상에 미치는 영향을 검증하는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 가설을 설정하였다. 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육과 기존 전통적인 수학 학습에 의한 초등학생들의 수학 교과 태도 수준에는 유의미한 차이가 있을 것이다. 이와 같은 가설을 검증하기 위하여 초등학교 1학년 56명을 대상으로 이질 통제 집단 전후 검사 설계 방식을 적용하였다. 연구의 결과로 이 연구의 가설은 채택 되었으며, 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육은 초등학생의 수학 교과태도 수준 신장에긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 다양한 교과의 지식과 활동을 교육용 로봇을 매개로 통합 융합할 수 있는 교육활동이 필요하다. The purpose of this research is to verify the influence of STEM integrate education using educational robots on improvement of the level of attitude towards Mathematics. The following hypothesis was formulated in order to achieve this purpose: There will be a meaningful difference in the level of attitude towards Mathematics between elementary school students educated by STEM integrated education with robots and by the traditional method of teaching Mathematics. To prove this hypothesis, 56 of first grade students were tested under the nonequivalent control group in the pretest-posttest designs. As a result of the study, it is showed that STEM integrated education has a positive effect on promoting the level of elementary school students' attitude towards Mathematics. Therefore, we need the instructional activities which can combine the knowledge gained from a variety of curriculum with activities by using educational robots.