Kim, Yoon-Sang;Seok, Kwang-Ho;Lee, Chang-Mug;Kwon, Oh-Young
Journal of information and communication convergence engineering
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제8권2호
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pp.180-184
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2010
This paper proposes a robot motion authoring using finger-robot interaction. The proposed method is a user friendly method that easily authors (creates and controls) robot motion according to the number of fingers. The effectiveness of the proposed motion authoring method was verified based on motion authoring simulation of an industrial robot.
In this paper, we propose a design and development of instructional cards to understand the grammar of coding, solving the problems and extending the computational thinking in the robot-driven environment. First, we designed the input/output module of the robot to process the coding grammar through the function analysis of the robot. And we designed the module of command card to learn coding grammar using color sensors. We have proven the validity of the designed instruction card by examining the experts to see if it is suitable for coding grammar learning. Designed robot and command card were developed with 28 cards and sensor robot. After applying the developed robot and command card to the elementary school students, the questionnaire showed that students grow the understanding and confidence of coding. In addition, students showed an increased need for programming learning.
홈 로봇이 인간과 원활한 상호작용을 하기 위해서 인간과 로봇의 상호작용 즉 HRI(Human-Robot Interaction) 연구가 절실히 필요하다. 본 연구에서는 최근 개발된 홈 로봇 'iRobi'와 아동의 상호작용을 통해 홈 로봇이 아동의 심리적 인식에 어떤 영향을 미쳤는가와 홈 로봇 학습이 얼마나 효과적인가를 알아보았다. 심리적 인식 측면에서 홈 로봇과의 상호작용은 아동에게 친근감과 상호작용이 가능한 상대로 인식하도록 하였으며 아동의 불안을 해소시키는 것으로 분석되었다. 학습 효과 측면에서 홈 로봇을 이용한 경우가 다른 학습 매체(책, WBI)에 비해 학습 집중도와 학습 흥미도 그리고 학업 성취도가 높은 것으로 분석되었다. 따라서 홈 로봇은 아동의 정서적, 교육적 상호작용 도구로서 긍정적인 의미가 있는 것으로 보여진다.
본 논문에서는 레고 마인드스톰 NXT 로봇을 이용한 프로그래밍 교육을 위한 가상 로봇 교육 시스템 (VRES; Virtual Robot Education System)을 설계하고 구현한다. 제안된 시스템을 통하여 프로그램 학습자는 소스 코드를 편집, 컴파일, 그리고 로봇에 다운로드하여 자신의 실행 코드를 동작시킨다. 로봇을 관찰하기 위하여 시스템은 웹 카메라를 포함하고 있어 모니터링 서비스를 제공한다. 따라서 학생들은 자신의 프로그램을 다운로드한 로봇의 동작을 자세하게 검증할 수 있으며 필요시 디버깅 할 수 있다. 추가로 간단한 사용자 친화적 프로그래밍 언어와 이에 대한 컴파일러를 설계한다. 이러한 도구를 이용하여 학습자는 자바 언어보다 쉽게 NXT 로봇 프로그램을 생성하여 테스트할 수 있다. 교수자는 시스템에서 제공하는 직접 제어 모드를 이용하여 수업 주제를 위한 로봇의 제어와 관리가 가능하다. 그럼으로. 제안된 시스템은 학생들이 정규 수업 또는 방과 후에 인터넷과 웹브라우저를 사용하여 로봇 프로그래밍을 학습할 수 있도록 지원할 수 있다.
로봇을 활용한 프로그래밍 교육은 학생들의 몰입도를 높일 수 있는 방법으로 각광받고 있다. 로봇은 메커니즘 요소와 프로그램 요소가 결합된 형태라고 볼 수 있는데 방과후 수업에서 이루어지고 있는 형태를 보면 로봇의 메커니즘 요소에 대한 교육이 대부분이다. 그에 비하여 로봇 프로그래밍에 대한 교육은 이제 시작하는 단계로 볼 수 있으며 센서들과 연결하여 프로그래밍하는 것에 대하여 학생들은 어려움을 느끼고 있다. 따라서 본 논문에서는 센서부터 동작 기기까지의 로봇 프로그램 요소들의 관계를 설정하고 교육에 적용하였다. 적용 결과에 대한 평가 설문에서 학생들은 관계를 이해한 후 로봇 프로그래밍에 대하여 보다 잘 이해할 수 있다고 응답하였다.
최근 과학예술융합교육(Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics; STEAM)의 중요성이 증대되고 있으며, 로봇활용교육도 좋은 대안으로 고려되고 있다. 현재 대부분의 초등 로봇활용교육은 방과후교실로 운영되고 있는데, 주로 과학과 로봇에 관심이 많은 남학생들을 중심으로 이루어지고 있다. 본 논문에서는 먼저 초등학생들이 로봇을 활용하여 STEAM에 대한 흥미를 유발하게 되는지를 살펴보고자 하였다. 로봇활용의 범주를 5가지(추상적 이해형, 구조중심형, 운동중심형, 지능중심형, 가치지향형)로 나눈 후, 초등정규교육과정을 분석하여 적용 가능한 모든 교과와 단원을 추출하였다. 그리고 추출된 단원에 대하여 정규수업시간 내에 수행이 가능한 로봇을 활용하는 교안을 개발하고, 5개월간 적용하였다. 분석 결과, 로봇활용교육이 STEAM에 대한 흥미를 유의미하게 증진시키는 것으로 나타났으며, 특히 여학생의 경우가 더 두드러졌다. 이와 더불어서, 정규 수업에서 로봇활용교육을 운영하는 데 있어서 당면하게 되는 문제점들에 대해 논하고, 향후 STEAM을 위한 로봇활용교육과 관련한 제언을 제시하였다.
The purpose of this study was to examine the usability of a robot in kindergartens and the children's perceptions of that robot. In order to answer these questions, a field study, picture drawing and interviews were conducted over twelve days in a kindergarten located in Seoul. Our results indicated that children were likely to use the robot in a group and girls tended to use it more than boys. Children's affection towards the robot was positive and they perceived the robot mostly in terms of a friend. Finally, the picture drawing activity differed according to the usability level. Children who were in the high usability level grouping engaged more with educational content and storytelling while the low usability level grouping utilized the robot for singing in a large group.
국제학업성취도 비교 연구에 따르면 우리나라 학생들은 과학 수학교과에서 높은 수준의 학업성취결과를 나타낸 반면 학습 동기는 상대적으로 낮게 나타났다. 이에 본 연구는 엔지니어링 수업 모델을 적용한 로봇활용 STEM 융합교육 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 주제는 4학년 과학교육과정의 한 단원이면서 학생들에게 친숙하고 로봇의 활용이 효과적인 '동물'로 정하였다. 로봇활용 STEM 프로그램은 로봇소양교육, 주제관련 교과학습, 엔지니어링 교육활동의 세 영역으로 구성되었다. 개발된 STEM 프로그램은 현장교사 14명으로부터 검토를 받았으며 연구결과 로봇 소양 유무에 상관없이 대부분의 교사가 프로그램의 목표, 내용 구성, 로봇의 활용에 대해 긍정적 반응을 나타내었다.
최근 3년간 재량활동 선택과목 운영현황과 정보관련 교과 운영 현황을 살펴보면 정보교육을 편성한 학교 수와 편성 단위가 꾸준하게 줄어들고 있음을 알 수 있다. 또한 2009개정교육과정에서는 재량활동과 특별활동 시간이 창의적 체험 활동으로 대체되면서 학교에서 정보교육의 입지가 많이 줄어 들 것으로 예상된다. 또한 현재 학교 현장의 정보 교육은 다양한 사회적 요구와 변화에 적극적으로 대처하지 못하고 기존 교육 과정을 답습하고 있는 설정이다. 이에 본 연구에서는 초등 정보교육의 새로운 확대된 영역으로서 로봇활용 교육의 가능성을 모색해보고 이를 정규교육과정인 재량활동(창의적체험활동) 프로그램에 적용하여 창의적 인성과 창의적 유창성에 대한 효과 및 사례를 분석하였다.
In this paper, the instrument for scientific education in elementary school is developed with the application of basic robot technology for coming IT future world. Particularly, a kind of robot game to fun a race with each other is planed to give a motive or interest in scientific education. This robot game is played with two robots per player, One robot is moved wirelessly with a remote controller and the other robot is moved automatically with intelligence given by computer program made by a player. This game system will be in spotlight as multi-objective educational system not only to teach basic technology of IT, but also to improve the ability for logical and creative thought in elementary school students.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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