정보영재를 교육시키기 위한 프로그래밍 교육방법의 많은 문제점에도 불구하고 프로그래밍교육을 통해 얻을 수 있는 잠재적인 교육효과가 크기 때문에 프로그래밍 교육은 컴퓨터 정보영재 교육과정에서 빠질 수 없는 부분이다. 본 연구는 정보영재들에게 프로그래밍 교육을 실시할 때 프로그래밍 교육방법의 문제점을 극복할 수 있는 도구로 로봇을 소개하고, 로봇을 이용한 체계적인 로봇프로그래밍 교육과정의 개발로 문제해결력, 창의력, 사고력, 판단력 등의 고등인지기능을 신장시키고자 한다.
본 연구는 초등학교 SW 교육에서 로봇의 활용이 몰입에 미치는 효과를 살펴보고, 성별의 차이를 알아보고자 하였다. 이를 위해 경기도 A 초등학교 로봇 활용 SW 교육에 참여한 초등학생 155명을 대상으로 로봇 활용 SW 교육을 실시하고, 대응 표본 t검정, 공분산분석을 통해 평균의 차이를 분석하였다. 연구 결과, 로봇 활용 SW 교육을 실시한 후 몰입이 유의하게 향상되었으나, 성별에 따른 몰입의 차이는 유의하지 않았다. 본 연구는 초등학생의 로봇 활용 SW 교육의 효과를 검증하고, 성별의 차이를 규명하여 로봇 활용 SW 교육에 대한 이해를 확장시켰다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.
세계적으로 로봇 산업이 차세대 신성장 동력 산업으로 급부상하여 인간과 상호작용 즉 HRI 연구가 활발히 이루어지고 있는데, 최근 들어 로봇의 교육적 활용 연구가 시작되고 있다. 이에 본 연구에서는 교사 보조 로봇의 수업에서의 활용 가능성을 보기위해 사전에 만화 시나리오를 통한 적합한 교과목 후보를 정하였고, 초등학생 6학년의 기대역할을 갖는 프로토타입 로봇을 설계 개발하여 후보 교과목 수업에 활용하는 실험을 실시하였다. 이를 통해 아동이 로봇에게 기대하는 역할이 실험자의 의도와 일치하는지와 교육적 효과 제고에 기여를 하는지를 알아보고자 하였다. 그 결과, 아동은 교사 보조 로봇을 자신보다 약간 높은 나이로 인식하고, 친근하지만 자신보다 우월하여 자신을 이끌어 줄 수 있는 역할을 기대한다는 것을 알 수 있었다. 또한 교사 보조 로봇 활용이 교사와 아동의 흥미 유발에 있어 매우 효과적임을 보여, 향후 교사 보조 로봇은 ICT 활용 교육의 또 다른 매체로서의 가능성을 확인하였다.
본 논문은 로봇 교육에 대한 연구의 동향 파악을 목적으로 학술연구정보서비스(RISS)를 활용하여 2000년부터 2011년까지 발간된 로봇 교육관련 국내학술지논문 119개를 분석하였다. 구체적인 조사 영역은 활용된 로봇의 종류, 연도별 논문 발행 수, 주제, 연구 대상, 적용교과, 연구방법으로 나누고 가장 많이 다루어지고 있는 연구 부분을 파악하였다. 주로 각 논문의 초록을 면밀히 분석하였으며 모호하다고 생각이 들 경우에는 논문 내용을 확인하였다. 연구 결과 로봇 교육 관련 연구는 해가 갈수록 증가하는 추세에 있으며 연구 방법으로는 양적 연구가 주를 이루지만 2007년 이후 질적 연구와 통합 연구 또한 증가하고 있었고, 로봇은 21가지 중에 주로 사용되는 것이 NXT와 피코 크리켓, iRobiQ였다. 연구 주제는 고차원적인 사고와 정서적인 측면을 측정하는 로봇 활용 교육이 다수를 차지하였고, 대상은 주로 초등학생에 집중되어 있었다. 연구에 적용된 교과를 살펴보면 주로 정보교과와 재량활동이나 방과후 활동, 통합교육 순이었다.
21세기는 과히 로봇 혁명의 시대이다. 불과 몇 해 전만 하더라도 로봇 시장에서의 주류는 산업용 로봇이었다. 그러나 현재는 다양한 유형의 로봇이 여러 가지 목적으로 우리의 일상생활에서 활용되고 있으며, 가까운 미래에는 인간과 유사하게 사고하고 행동하는 로봇이 등장할 전망이다. 결과적으로 로봇 혁명은 인류의 생활양식을 통째로 변화시킬 것으로 예상된다. 따라서 미래 로봇사회에 적응할 창의적 인재 양성을 위해 로봇교육이 이루어져야 하며 특히 로봇의 움직임을 프로그래밍 할 수 있는 기회는 초등정보과학영재에게 논리적 사고력을 함양할 수 있는 효과적인 교육이 될 것이다. 본 논문에서는 로봇교육의 가장 큰 특징인 '다양한 알고리즘을 통한 프로그래밍 교육을 강화하여 일반학생이 아닌 초등정보과학영재를 대상으로 하는 로봇교육과정을 설계하였다. 로봇교육에 대한 연구가 아직은 부족한 실정으로 본 논문의 교육과정을 설계하기 위해 로봇에 대한 흥미를 갖고 있는 학생을 대상으로 한 특기적성 로봇교육과정을 분석하며 그 시사점을 초등정보과학영재를 위한 로봇교육과정 설계 시에 적용하였다. 또한 설계된 교육과정의 타당성을 검증하기 위하여 전문가 집단을 선정한 후에 델파이 조사를 실시하였다.
본 연구는 국내 로봇활용 SW교육에 관한 최근 연구 동향을 분석하고, 로봇활용 SW교육 및 연구 시사점을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 최근 11년간 국내 학술지에 게재된 로봇활용 SW교육 관련 논문 108편을 대상으로 연구동향을 분석하였다. 연구결과, 국내 로봇활용 SW교육 연구는 점차 증가하는 추세이며, 연구방법은 개발연구가 가장 많이 이루어졌다. 과반수이상의 연구에서 초등학생을 대상으로 연구를 진행하였으며, 프로그래밍 도구로는 스크래치, NXT-G 등을, 로봇 도구로는 마인드스톰 시리즈, 피코크리켓 등을 활용하는 것으로 나타났다. 또한 로봇활용 SW교수설계 시 PBL, CPS 등의 교수설계 모형을 적용하였으며, 로봇활용 SW교육은 학습자의 인지적 정의적 영역의 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구는 국내 로봇활용 SW교육의 교육적 가치를 확인하고, 향후 로봇활용 SW교육 연구의 방향성을 제공하였다는 점에서 의의가 있다.
인터넷은 지식정보화 사회의 새로운 커뮤니케이션 도구가 되면서 사람들 간의 정보 교류와 의사소통의 장으로 확장되고 있다. 최근 로봇교육기관들도 인터넷을 이용한 각자의 홈페이지들을 구축, 운영하면서 다양한 로봇관련 자료들을 제공하고 있다. 그러나 로봇교육기관 홈페이지들은 대부분 제한적인 검색기능과 일반적인 자료만 제공하고 있어 사용자들을 위한 유용한 로봇교육정보들과 교육활동들을 공유할 수 있는 기능은 미흡한 실정이다. 이에 로봇교육교사들과 사용자들을 위한 로봇교육소식제공, 로봇학습기능, 다양한 로봇교육경험의 공유, 실시간 정보교류를 할 수 있는 온라인 로봇교육 커뮤니티 시스템을 연구하였다.
본 논문에서는 2015 개정 실과교과서의 로봇 교육과 관련된 단원을 분석하였다. 분석결과, 모든 교과서는 도입, 전개, 정리의 공통 체제를 지니고 있었고, 모두 비슷한 흐름을 보이고 있었다. 학습목표는 모든 교과서에서 제시하고 있었으나, 인지, 기능적인 목표 이외에 정의적인 목표는 제시되지 않았다. 로봇 학습 내용은 로봇의 의미와 종류, 로봇의 구조와 센서, 로봇 만들기 활동을 제시하고 있으나 로봇 윤리, 다양한 로봇작품 제작 및 활동, 문제해결과정에서 로봇활용 등의 내용은 제시되지 않고 있다. 조립형 로봇과 적외선 센서를 공통으로 사용하고 있으며, 체험활동에 로봇제작 및 제어 실습자료 제시, 평가하기를 통한 단원 정리 등으로 구성되어 있으며, A, C, F교과서에서는 단원보조자료 등도 제시하고 있다. 추후 로봇 한계 인지, 올바른 사용 원칙, 안전교육, 개인정보 및 사생활보호 등의 설계·제조자와 사용자 중심의 로봇윤리 교육내용을 포함할 필요가 있을 것이다.
두리틀은 프로그래밍을 통해 컴퓨터 과학의 원리 및 개념의 학습을 돕는 교육용 프로그래밍언어이다. 로봇을 이용한 프로그래밍 학습은 학습자의 흥미를 유발하여 학업성취도를 향상시킨다. 그러나 두리틀과 로봇 제어용 언어는 명령어나 언어체계, 실행체계가 다르다. 따라서 학습자는 로봇제어를 위해 사실상 두 가지 언어를 습득해야 하므로 두리틀의 교육용언어로써의 장점을 감소시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 두리틀 거북객체 명령어를 로봇 제어 명령어로 변환하여 주는 parser를 이용하여 두리틀과 로봇 로봇제어용 언어의 일원화를 시도하였지만, 거북객체와 로봇의 속성이 다름으로 인해 적용 가능한 명령어가 일부분에 그치는 제약을 극복하지 못하였다. 본 연구에서는 두리틀 표준객체군에 로봇을 직접 제어할 수 있는 로봇객체를 추가함으로써 두리틀과 로봇 제어용 언어 일원화의 근본적인 해결책을 제시하여 로봇을 포함한 두리틀의 다양한 객체를 동시에 제어하는 프로그래밍이 가능하도록 하여 로봇을 이용한 프로그래밍 학습의 교육적 효과를 제고하였다.
인공 지능 시대가 도래함에 따라, 로봇 교육과 그 역량 강화에 대한 교육은 전 세계적으로 널리 적용되고 적용되었습니다. 본 연구의 목적 : 학생 교육 및 교육에서 AI 교육 로봇의 응용 효과를 체계적으로 평가; 본 연구의 방법 : 컴퓨터를 사용하여 "Web of Science", "CNKI", "ERIC", "IEEE"와 같은 검색 도구에서 관련 교육을 검색하십시오. 로봇 티칭과 전통적인 티칭의 효과에 대한 비교 연구 검색 시간은 2000 년 1 월부터 2020 년 1 월까지입니다. 포괄적인 MetaAnalysis 2.0을 메타 분석에 사용했습니다. 본 연구 결과 : 31 개의 유효한 연구 문헌에 대한 정량 분석과 메타 분석이 AI 교육 로봇에 미치는 영향에 대한 객관적인 평가 분석 결과 AI 교육 로봇이 학생 학습 효과에 미치는 효과는 0.465임 이는 교육용 로봇이 학생의 학습 효과에 어느 정도 긍정적인 영향을 미침을 나타냅니다. 이 연구의 결론 : 학생 교육 및 교육에서 AI 교육 로봇의 적용 효과는 전통적인 교육 방법보다 우수하며 학생 학습을보다 효과적으로 홍보 할 수 있습니다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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