합리적인 로봇 교육을 위한 콘텐츠 재구성 = Contents reconstruction for reasonable robot education

국문 초록 (Abstract)

실과 교육은 창의성 교육이다. 미래의 사회생활을 이해하고 사회에 적응하기 위해 필요한 지식과 기능을 습득하여 스스로 사회 변화에 대처할 수 있는 창의적인 능력과 태도를 길러야한다. 첨단 기술의 발전은 불과 몇 십 년 만에 일상생활이 IT화되었고 컴퓨터와 로봇을 이용한 우리 생활의 자동화는 일상화 되었다. 산업, 연구용으로 이용되기 시작한 로봇활용의 새로운 형태는 청소용 로봇을 비롯 가사용, 전쟁용 등 미래 우리 생활에 많이 활용될 것이다.
현재 특기·적성 교육으로 로봇 교육이 실시되고 있으나 학생들에게 로봇에 대한 관심을 충족시켜 주며 교과서 내용으로는 부족한 로봇 관련 기초 지식을 보충하고 바람직한 방향의 컴퓨터 프로그래밍 학습 방향을 모색하여야 한다. 정형화된 교과서 중심의 틀을 넘어 로봇에 관한 기본적인 전 과정을 향상시켜야 한다. 초등학교에서 합리적인 로봇 교육을 위한 콘텐츠를 재구성하여 적용해 봄으로써 로봇의 교육적 활용 및 일반화 가능성과 창의성에 효과가 있는지를 알아보고자 본 연구를 실시하였다.
본 연구는 학년별로 산재되어 있는 로봇 관련 콘텐츠를 `주제 통합'하여 5학년 교육과정으로 재구성하였다. 통합 교육과정의 모형은 Forgarty의 모형에서 여섯 번째 모형인 `거미줄형 모형'을, 주제 중심 통합교육의 교수 모형은 신헌재, 강충열(1998)의 모형을 기본으로 채택하였으며 이 모형을 보충 적용하여 `로봇' 주제 통합교육 프로그램을 개발하였다.
연구 대상은 서울시 서초구에 위치한 B초등학교 5학년인 로봇 교육 동아리반과 일반학급 1개 반을 실험집단으로 하고, 통제집단은 다른 1개 반으로 하였다. `로봇' 주제 통합교육 프로그램을 11명의 로봇 교육 동아리반 대상으로 4월부터 11월까지 60분 단위 총 50차시를, 일반 학급 대상으로 10월부터 12월까지 40분 단위 총 20차시를 적용하였다.
`로봇' 주제 통합교육 프로그램에 대한 검증 도구는 실험집단을 대상으로 6가지 영역으로 구성된 설문지를 활용하였고, 프로그램 진행 과정에서 학생들의 수업 관찰, 결과물, 면담을 통해 질적 분석하였다. 또 창의성 검증 도구는 한국가이던스에서 개발한 창의성 검사지를 활용하였고, 실험, 통제집단에 사전-사후 실시하여 SAS통계프로그램으로 본 연구의 효과 검증을 분석하였다.
연구 결과 `로봇' 주제 통합 교육 프로그램은 초등학교 수준에 적절하여 학습자의 관심과 흥미도를 높이고 다양한 학습 경험으로 창의성 성향을 신장시키는데 효과가 있었다. 로봇에 대한 기초 과학적 지식이 향상되고 로봇의 지능화를 위해 컴퓨터를 이용하여 교육 활동을 실시, 그 활용도를 높였다. 또한 실과를 중심으로 교과, 재량 시간을 활용하여 일반화 시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.
연구 결과를 통하여, `로봇'을 주제로 한 통합교육 프로그램은 로봇의 교육적 활용 및 일반화 가능성과 창의성에 효과가 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 교육현장에서 교사가 로봇 교육의 필요성을 인식하고, 우선적으로 교육과정의 재구성으로 부족한 시수를 확보하여 학교 나름의 로봇 교육 활성화를 위한 프로그램으로 수정·보완되어 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Practical arts education is a kind of creativeness education. Students should cultivate their creative competence and attitude with which they can cope with social changes by themselves through understanding future social life and acquiring knowledge and skills necessary for social adjustment. Development of advanced technology has made daily life IT-oriented just in several decades, and automation of our life using computers and robots routinized. New forms of robots, which have begun to be utilized for industry and research, will be frequently utilized for many aspects of our future life including household jobs, wars as well as cleaning.
Though education about robots are currently fulfilled as a way of specialty and aptitude education, we may as well meet students' interest in robots, make up for their basic knowledge related to robots, about which textbook have only insufficient contents, and explore desirable directions for computer programming learning. The whole basic courses of robots should be enhanced beyond the limitation of stereotyped textbooks.
This study reconstruct robot-related contents scattered by grades into the curriculum for the 5th graders through 'integrating them in terms of topics.' By reconstructing and applying contents for reasonable robot education in elementary schools, this study has been fulfilled to examine whether they have effects on robots' educational utilizability and generalizability, and on creativeness.
The subjects of this study were the robot education club consisting of 5th graders and an ordinary 5th grade class as an experimental group and another 5th-grade class as a control group at B Elementary School at Seocho-gu, Seoul. The inclusive education program on the theme of 'robots' was applied to the 11 students in the robot education club through 50 sessions and 60 minutes per session, and to the ordinary class through 20 sessions and 40 minutes per session.
The results of this study are as follows. The inclusive education program on the theme of 'robots' was appropriate for the level of elementary students and effective in stimulating the learners' interest and enhancing their creativity through various learning experiences. The program improved the students' basic scientific knowledge of robots, and activated the use of computer in education for the intelligence of robots. Furthermore, this study confirmed the possibility of generalizing the program through the practical arts classes and discretionary activity classes.
With these results, I was able to prove that the integrated program with 'robot' as its topic had possibilities for educational utilization and generalization of robots and had effects on creativeness. I believe that the program can be utilized after teachers at scenes modify and make up for it into a program for the activation of robot education in individual schools with the recognition of the necessity of robot education and securing class hours by reconstruction of the curriculum above all.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구의 필요성 = 1
• 2. 연구의 목적 = 3
• 3. 연구 문제 = 3
• 4. 연구의 제한점 = 4
• 5. 용어의 정의 = 4
• Ⅱ. 이론적 배경 및 선행 연구 = 6
• 1. 통합 교육과정 = 6
• 2. 주제 중심 통합 교육과정 = 8
• 3. 교육 프로그램 개발 모형 탐색 = 9
• 4. 로봇의 개념 = 12
• 5. 로봇의 활용 범위와 분류 = 15
• 6. 로봇의 교육적 활용가치 = 22
• 7. 선행 연구의 고찰 = 24
• Ⅲ. 콘텐츠 만들기 위한 실험 연구 = 26
• 1. 실험 연구 대상 및 절차 = 26
• 2. 실험 연구 방법 = 28
• Ⅳ. `로봇' 주제 통합교육 프로그램 개발·적용 = 29
• 1. `로봇' 주제 통합교육 프로그램 개발 = 29
• 2. `로봇' 주제 통합교육 프로그램 적용 = 34
• 가. 동아리반 `로봇' 주제 통합교육 프로그램 적용 = 34
• 나. 교과 시간 활용 `로봇' 주제 통합교육 프로그램 개발·적용 = 36
• Ⅴ. 연구 결과 = 48
• 1. 창의성 성향 검사 분석 = 48
• 가. 실험집단과 통제집단의 동질성 검증 = 48
• 나. 효과의 검증 = 50
• 2. `로봇' 주제 통합교육 프로그램에 대한 분석 = 53
• 가. 학생들의 수업 관찰 = 53
• 나. 설문 조사 결과 = 56
• Ⅵ. 결론 및 제언 = 59
• 참고문헌 = 62
• 외국어 초록 = 64
• 부록 = 66