유아교육용 서비스 로봇에 대한 교사의 수용과 유아-로봇 상호작용

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to improve the understanding of the intelligent service robots in kindergarten education by examining a process wherein the teachers at Girin Kindergarten accepted the functions of the intelligent service robot in early childhood education and identifying the characteristics of the interaction between and the robot. The research questions for this study are as follows.

1. What was the teachers’ attitude toward the intelligent service robot for early childhood education ?
2. How do children interact with the intelligent service robot ?

The subjects of this study were 21 three-year-old and 28 five-year-old kindergarten students and two teachers from Girin Kindergarten in Euijeongbu, Gyeonggi-do, who were the first in the world to use the intelligent service robot for early childhood education. The observation of a total of 79 classes, including the first observation (40 times twice a week) and the second observation (39 times once a week) was carried out for the study. The observation was conducted during the period between when the students and teachers arrived at the kindergarten and left from there. A full-day class was excluded from the observation. Formal or informal interviews were conducted in the process of collecting the data, when the understanding or interpretation of teachers was needed. The children were also interviewed in order to examine their opinion or intention regarding relevant activities. The data were collected through the researchers’ participation in 79 classes interviews, documents, pictures, videotaping, and audio recording, from December 2008 to July 2009. The participation results and interviews were documented in field diaries, and the collected data were categorized and analyzed.
They also integrated the robot in their educational activities through trial and error and were uncomfortable with the new medium of . , the teachers were disappointed because the robot did not sufficiently carry out the expected functions, including teacher’s task sharing or educational data supply. They were also worried that the children would use the robot to play computer games. A while after the introduction of the robot, however, the teachers got over their concerns regarding the use of the robot, and they overcame their initial apprehensions regarding the misuse of the robot after observing the children use it. When the teachers and children became familiar with the functions of the robot, they used it in diverse ways during class, and the teachers reorganized the functions of the robot in order to apply them in an integrated manner.
Second, the children personified the robot and recognized it as their friend, regardless of their ages. This recognition was related to the interaction between the children and the robot. In the interaction between the children and the robot, both the three-year-old and five-year-old children engaged in physical contact with the robot and occasionally tried to control its functions. Five-year-old children even engaged in conversations with and cared for the robot. In the child-robot interaction, the children searched their favorite functions and used them repeatedly, but also lost interest in its repeated . Regardless of their interest, however, the attendance or portfolio organization functions, . With regard to the interaction between peers, there were frequent quarrels regarding the use of the robot at first, but they were solved by the intervention of peers or teachers, and the children who were familiar with the use of the robot helped their friends; this was considered as cooperative behavior. Children usually used the robot with their friends. Three-year-old children used it with random friends, while five-year-old children used it with their close friends. The robot was a medium for both the three-year-old and five-year-old children to find new friends. Peer group activities were experimented and new friendships were created as a result of the use of the robot.
The results of this study showed that the teachers’ training with regard to the use of the robot and information sharing via the establishment of a teachers’ network were essential in helping the teachers adopt the use of robots as a medium of instruction. The most important aspect was the development of high-quality educational curricula wherein the children’s age and the characteristics of their levels and the teaching and learning methodology, which is different from the existing multimedia contents, are considered. It was found that the children’s personification of the robot as their friend and a consideration of the child-robot interaction can lead to the improvement of children’s social and mental development as well as the promotion of their proactivity and learning motive. For this purpose, the continuous improvement of robot technology, including voice recognition, visual recognition, and autogenous movement, is essential. In particular, the study results indicated that long-term support and prolonged study rather than prejudiced expectations are required with regard to the introduction of the robot to early childhood education.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 유아교육용 지능형 서비스 로봇이 기린유치원 교사들에 의해 어떻게 받아들여지는지 그 과정을 살펴보고, 만 3세와 만 5세반 유아들이 로봇과 상호작용할 때 나타나는 특성은 무엇인지를 밝혀 유치원에서 지능형 서비스 로봇을 활용하는데 대한 이해를 제시하는데 목적이 있다. 이러한 연구목적에 따른 연구문제는 다음과 같다.

1. 교사는 유아교육용 지능형 서비스 로봇을 어떻게 받아들이는가?

2. 유아는 유아교육용 지능형 서비스 로봇과 어떻게 상호작용 하는가?

본 연구는 세계 최초로 상용화된 유아교육용 지능형 서비스 로봇을 도입한 경기도 의정부에 위치한 기린 유치원에 있는 만 3세와 만 5세반 유아 각각 21명과 28명과 교사 2명을 대상으로 하였다. 주 2회씩 1차 관찰 40회와 주 1회씩 2차 관찰 39회를 포함한 총 79회의 수업을 참여관찰하면서 이루어졌다. 관찰은 등원부터 하원할 때까지 이루어졌으며, 종일반 내용은 관찰에서 제외되었다. 자료수집 과정에서 교사의 이해나 해석이 필요한 경우 형식적 혹은 비형식적 면담을 실시하였고, 관련 활동에 대한 의견이나 의도를 알기 위해 유아들과도 면담을 실시하고 기술하였다. 자료는 2008년 12월부터 2009년 7월까지 총 79회의 참여관찰, 면담, 문서수집, 사진 및 동영상 녹화, 오디오 녹음 등의 연구방법을 사용하여 수집되었다. 참여관찰 및 면담내용 등은 현장일지로 작성하여 자료화하였으며, 수집된 자료는 범주화하여 분석하였다.

본 연구결과를 연구문제에 따라 제시하면 다음과 같다.
첫째, 기린유치원 교사들은 유치원에 도입되어 학급에서 활용하게 된 로봇에 대해 호기심과 기대를 보이고 유아를 위해서 뿐 아니라 자기스스로 흥미를 느끼고 로봇도입을 준비하게 된다. 그러나 정작 로봇이 각 교실에 도입되자 교수매체로서 자주 사용하여야 한다는 점과 유치원에서의 로봇 활용에 대해 선도적 역할을 해야 한다는 부담감과 고가의 로봇이 고장이 나면 어떻게 할까 하는 부담감을 크게 느꼈다. 그리고 새로운 매체인 로봇을 교육활동에 통합시키기 위한 시도에서 여러 번의 시행착오를 거치며 익숙하지 않은 매체에 대한 불편함을 느끼고 있었다. 이러한 과정을 거치며 교사는 처음 기대했던 로봇의 교사업무 분담기능이나 학습자료 제공에 대해 실망감을 표현하고, 유아들이 로봇 콘텐츠를 컴퓨터 게임처럼 활용할 것에 대한 우려를 나타냈다. 그러나 로봇 도입 후 시간이 지남에 따라 교사는 차츰 로봇 사용이나 고장에 대한 부담감과 유아들이 로봇을 사용하는 것을 보며 지나친 사용에 대한 우려에서 벗어날 수 있었다. 교사나 유아 모두 로봇의 기능 활용에 익숙해지자 수업 운영이나 일과 중에 보다 다양하게 로봇을 활용하였고 교사 또한 이러한 경험을 통해 로봇의 기능이나 콘텐츠를 재구성하여 통합적으로 활용하게 되었다.
둘째, 유아는 연령에 상관없이 로봇을 의인화하고, 친구처럼 인식하고 있었고 이러한 인식은 유아와 로봇 상호작용과 관련이 있었다. 유아가 로봇과 상호작용하는 데 있어서는 만 3세와 5세가 공통적으로 신체적 접촉을 시도하거나 때로는 로봇의 기능을 통제하려 하기도 하며, 만 5세 유아의 경우 대화를 시도하고 로봇을 돌보는 행동으로 나타나기도 했다. 유아가 로봇의 콘텐츠와의 상호작용하는데 있어서 제일 먼저 로봇의 콘텐츠를 탐색하고 그 경험을 통해 자신이 선호하는 콘텐츠를 발견하게 되면서 지속적으로 사용하게 되지만 반복적인 사용이나 사용오류 등에 흥미를 잃고 싫증을 내기도 했다. 그러나 유아들이 매일 사용하게 되는 출석이나 포트폴리오 작성 기능 등은 흥미와 상관없이 일상적으로 활용하고 있었다. 마지막으로 로봇을 통한 또래 간 상호작용에 있어서는 처음에는 로봇 사용을 둘러싼 다툼이 자주 일어났지만 또래나 교사의 중재를 통해 해결하고, 오히려 로봇사용이 능숙한 유아가 친구를 도와주는 협동행동이 일어났다. 그리고 주로 로봇을 친구와 함께 사용하였는데 만3세는 우연적으로 사용또래가 결정된 반면 만 5세는 주로 친한 친구와 로봇활동을 같이 했다. 만3세 유아와 만 5세 유아 모두 새로운 친구를 탐색하는 과정에서 로봇이 중간 매개가 되어 또래 활동을 시도하거나 로봇에 사용을 통한 새로운 친구관계 형성이 이루어지기도 했다.
이와 같은 연구 결과를 통해 교사의 교육용 로봇의 수용을 위해서는 로봇 활용에 대한 교사 연수 및 교사 네트워크 구축 등을 통한 정보제공이 요구된다. 또한 교사가 활용할 수 있는 유아의 연령별, 수준별 특성을 고려한 양질의 교육 콘텐츠와 컴퓨터 및 기존의 멀티미디어 콘텐츠와는 차별되는 교수학습방법 개발이 가장 중요할 것이다. 로봇을 의인화하고 친구로 인식하고 유아-로봇 상호작용 특성을 반영하면 유아의 주도성과 학습동기를 촉진하고 사회‧정서적 발달까지 증진시킬 수 있는 가능성을 보여 주었다. 이를 위해서는 음성인식, 시각인식, 자율 주행과 같은 로봇 기술의 지속적인 향상이 뒷받침되어야 할 것이다. 그리고 무엇보다 교육용 로봇이 교육적 효과를 낳기 위해서는 성급한 기대보다 충분한 시간을 가지고 장기적인 지원과 연구가 필요할 것이다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 및 연구문제 5
• II. 이론적 배경 6
• 1. 교수매체 6
• 2. 로봇의 교육적 활용 11
• 3. 인간-로봇 상호작용(HRI) 15
• III. 연구방법 20
• 1. 문화기술지 연구 20
• 2. 연구 참여자 24
• A. 연구대상 선정 24
• B. 연구기관의 특성 27
• C. 교사 35
• D. 유아 35
• 3. 지능형 서비스 로봇 36
• 4. 자료수집 41
• 5. 자료의 타당화 작업 45
• 6. 자료 분석 및 해석 48
• IV. 유치원 지능형 서비스 로봇에 대한 교사의 수용 52
• 1. 준비하기 52
• 2. 계획하고 사용하기 55
• 3. 관찰하고 비추어보기 75
• 4. 다시 사용하기 92
• V. 유아-로봇 상호작용의 특성 101
• 1. 로봇에 대한 유아의 인식 101
• 2. 유아-로봇 상호작용 108
• A. 로봇과의 상호작용 108
• B. 로봇 콘텐츠와의 상호작용 119
• C. 로봇을 통한 또래 상호작용 125
• VI. 논의 및 결론 132
• 1. 논의 132
• 2. 결론 및 제언 139
• 3. 연구후기 142
• 참고문헌 144
• 부록 155
• ABSTRACT 166