피코 크리켓(Pico Cricket)을 활용한 프로그래밍 교육이 문제해결력에 미치는 효과

국문 초록 (Abstract)

2007년말 기준으로 국내 로봇 시장은 약 270억, 교육기관 매출은 약 1000억으로 추정하고 있을 정도로 로봇에 관련된 산업과 교육은 활성화되고 있다. 또한, 로봇은 창의력과 문제해결력 신장 도구로 초등학교 현장에 빠르게 확산되고 있다. 하지만, 초등학교 정규시간에는 찾아보기 힘든데 이러한 이유는 현행 교육에서 로봇이 창의력, 문제해결력을 신장시키기 위한 도구로 활용되기 보다는 로봇 제작 중심으로 매뉴얼과 따라하기식의 학습방법으로 이루어지고 있기 때문으로 사료된다. 따라서 이 연구의 목적은 정보통신기술교육 교육과정 중 프로그래밍 영역에 로봇 교구를 도입하여 초등학생의 문제해결력 신장의 가능성을 검증하는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 가설을 설정하였다. 피코 크리켓을 활용한 프로그래밍 학습과 비주얼베이식을 활용한 전통적 프로그래밍 학습에 의한 초등학생들의 문제해결력에는 유의미한 차이가 없을 것이다. 이와 같은 가설을 검증하기 위하여 초등학교 6학년 73명을 대상으로 이질 통제 집단 전후 검사 설계 방식을 적용하였다. 연구의 결과로 로봇을 활용한 프로그래밍 교육은 초등학생의 문제해결력 신장에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 다양한 교과에 로봇을 매개로 하는 창의적인 교육활동을 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The robot market has been enlarged over the years. In 2007, robot market in Korea is estimated to be worth about 27,000,000,000 and the robot sales from educational institutions are estimated to be 100,000,000,000. Also, Robot is spreading rapidly in elementary schools as a material that develops creativity and problem-solving ability. However, it is still really hard to find robots used in the elementary school regular class hour; The reason is estimated that the classes under the current education curriculum are concentrated only on making robots by following a manual instead of using a robot as a material that develops creativity. Therefore, the purpose of this study was to examine the possibility of development of problem-solving ability by apply robots as a material on ICT (Information Communication Technology) classes. The following hypotheses were stated and utilized for the purpose of the study. There is no significant difference between the experimental group of Pico Cricket programming learning and control group of conventional programming learning in terms student's problem-solving ability. To verify the hypotheses of the study, a pretest-posttest control group design was applied 73 students in their sixth year of elementary school including both the experimental group and the control group. The programming education using Pico Cricket was apllied to the experimental group, conventional programming education using Visual Basic was allied to the control group. The result of the research shows that ICT classes used robot as materials had positive effect on the development of problem-solving ability. Future educational activities using robots in various educational courses are expected.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• I. 서론
• 1. 연구의 필요성
• 2. 연구의 목적
• 3. 연구의 문제
• 4. 연구의 가설
• II. 이론적 배경
• 1. 피코 크리켓(Pico Cricket)
• 2. 로봇 프로그래밍 학습의 교육적 효과
• 3. 기존 로봇 프로그래밍 연구와의 비교
• III. 피코 크리켓을 활용한 프로그래밍 학습을 위한 교수 · 학습설계
• 1. 교수 · 학습설계의 원리
• 2. 교수 · 학습설계
• IV. 연구 방법
• 1. 연구 대상
• 2. 연구 설계
• 3. 연구 도구 및 절차
• V. 연구 결과 및 해석
• VI. 결론 및 제언
• 1. 결론
• 2. 제언
• 참고 문헌
• ABSTRACT

참고문헌 (Reference)

1 채유진, "컴퓨팅 교육을 위한 교육용프로그래밍언어 두리틀·스퀵의 비교분석" 고려대학교 2005

2 강종표, "초등학교에서의 로봇 교육에 관한 연구" 16 (16): 97-113, 2003

3 박춘애, "초등교육현장에서의 효율적인 로봇교육 운영 방안 연구" 경인교육대학교 2007

4 한국교육학술정보원, "초·중등학교 정보통신기술 교육 운영지침 개정안 및 해설서. 연구보고서 RM2005-51" 한국교육학술정보원 2005

5 김성애, "중학교 기술교과에서의 ＂로봇＂활용 교육 방안" 한국기술교육학회 6 : 127-147, 2006

6 진태석, "일본과학기술교육기본계획의 차세대 로봇 추진 전략" 1366 (1366): 9-20, 2008

7 유인환, "웹 기반의 로봇 프로그래밍 교육 지원 시스템 개발" 10 (10): 1-16, 2007

8 구을회, "실과교육에 대한 인식제고와 창의력 증진을 위한 실과 관련,분야 경진대회 개최에 관한 연구" 18 (18): 281-298, 2003

9 배영권, "성별의 차이를 고려한 로봇프로그래밍 교수전략에 관한 연구" 10 (10): 27-37, 2007

10 전자부품연구원, "미니말리즘(Minimalism) UCR(User Created Robot) 기술 개발. 2008년 차세대로봇 전략기술개발사업 연구기획 중간공청회자료" 전자부품연구원 2008

11 이좌택, "문제기반학습에 터한 로봇 제어 프로그래밍 수업이 중학생의 논리적 사고력에 미치는 효과" 한국교원대학교 2004

12 유인환, "로봇 프로그래밍을 이용한 문제해결, 정보통신기술교육의 가능성 탐색" 교육과학연구소 36 (36): 109-128, 2005

13 이은경, "로봇 프로그래밍 학습이 문제해결력에 미치는 영향" 11 (11): 1-9, 2007

14 조혜경, "교육+로봇:비전과 액션 플랜" 26 (26): 55-64, 2008

15 Bos, N., "What do game designers know about scaffolding? Borrowing SimCity design principles for education. Technical Report for the CILT PlaySpace working group"

16 "The PicoCricket homepage"

17 The Playful Invention Company, "Reference Guide"

18 OECD, "Problem Solving for Tomorrow's World - First Measures of Cross-Curricular Competencies from PISA 2003" OECD 2004

19 Rusk, N., "New Pathways into Robotics: Strategies for Broadening Participation" Journal of Science Education and Technology 59-69, 2008

20 Nagchaudhuri, A., "Middle School Students get Introduced to Fundamentals of Engineering at the UMES-NOAA Summner Camp" 79-80, 2003

21 Csikszentmihalyi, M., "Beyond boredom and anxiety" Jossey-Bass 2000

22 CSTA, "ACM K-12 CS Model Curriculum"

23 이은경, "4CID 모델 기반 로봇 활용 프로그래밍 학습의 몰입 효과 분석" 11 (11): 37-46, 2008