Journal of Internet Computing and Services (인터넷정보학회논문지)

Korean Society for Internet Information (한국인터넷정보학회)
권호 표지

A Study on the Design and Development of Robot Game-based Project for Teaching Children to Program Computers

프로그램교육 목적의 로봇게임 프로젝트 학습 구안에 관한 연구

  • 신승용 (경기도안양과천교육청) ;
  • 유상미 (한성대학교 멀티미디어공학과) ;
  • 김미량 (성균관대학교 컴퓨터 교육과)
  • Published : 2009.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The objective of this research is to explore a method to utilize a programmable robot, as a potential learning tool in the elementary school's curricula. Due to their programmability and operational ease of use, programmable robots are among digital toys that today offer specially instructive features. In this research, we developed the robot game-based project contents as a tool for teaching the elementary school children to learn the algorithm, the essential part of computer programming. The LEGO material, selected as the construction kit for robot, consists of a mechanical assembly system, a set of sensors and actuators, a central control unit, a programming environment. The project requires the children to complete 3 separate tasks, each of which is developed based on the principles of algorithm. The classroom feedback supports that the robotic experiences provided the children with fun and absorption. It is likely that implementing learning with robot in regular classroom in elementary school can bring new possibilities to the educational system, provided that a thorough preparation backs up the plan.

본 연구의 목적은 초등학교 교육과정에서 활용이 가능한 학습도구로서 프로그래밍이 가능한 로봇의 활용 방안을 알아보기 위함이다. 로봇은 다른 디지털 교구와는 달리 프로그래밍과 이를 통한 조작이 쉽다는 점에서 교수-학습목적의 차별화된 매체적인 특성을 갖는다. 이 연구에서는 초등학교 학생들에게 컴퓨터 프로그램의 핵심인 알고리즘을 가르치기 위한 도구로서 로봇게임프로젝트 개발을 통해 연구목적을 달성하고자 하였다. 본 연구에서 교구로 사용한 레고는 프로그래밍을 할 수 있는 환경을 갖추고 있으며, 중앙제어장치, 센서 및 모터세트를 기계적으로 조합하여 로봇을 만들 수 있다. 개발한 프로젝트는 학생들이 6차시 수업을 통해 3개의 과제를 해결하도록 하는 과정에서 이루어졌다. 이들 각각은 알고리즘의 기본적 원리들을 바탕으로 구성되었으며, 이 프로그램을 교실수업에 적용해 본 결과, 학생들이 상대적으로 학습의 즐거움을 경험하고 몰입의 효과가 나타났음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 일반적인 초등학교 교실에서 직접 로봇을 조작하는 활동이 학교교육활동에 새로운 가능성을 가져올 수 있음을 보여준 것이라고 하겠다.

Keywords

References

  1. 이은경.이영준. 로봇 프로그래밍 교육이 문제해결력에 미치는 영향. 컴퓨터교육학회논문지, 10(6), 19-27, 2007.
  2. 한선관, 김경신. 초등학생을 위한 컴퓨터 과학의 언플러그드 학습 방법 연구. 한국 정보교육학회. 11(4), 497-503, 2007.
  3. 임민영, 정상목, 한병래. 초등학교 컴퓨터 교육에서 검색과 정렬 알고리즘 학습가능성에 관한 연구. 한국정보교육학회. 10(3), 289-298, 2006.
  4. 백선련, 송정범, 박정호, 이태욱. 초등학생의 문제해결력을 위한 놀이 중심 알고리즘 교재 개발 및 적용. 컴퓨터교육학회논문지. 11(1), 85-95, 2008.
  5. E. Dale. Audio-Visual Method in Teaching, New York :The Dryden Press, 1954.
  6. 문외식. 교육용로봇을 이용한 프로그래밍 학습 모형. 한국정보교육학회. 11(2), 231-241, 2007.
  7. Helgesen, M., Playing in English:Games and the L2 classroom in Japan. In S. Savignon & M. Berns(Eds.), Initiatives in communicative language teaching. Reading, MA: Addison-Weesley Publishing Company, 1987.
  8. Gasser, M. & Waldman, Using songs and games in ESL classroom. Rowley, MA: Newbury House, 1979.
  9. Lee, W., Language teaching games and tests. Oxford: Oxford University Press, 1993.
  10. 김경애. 신성장동력으로 부상하고 있는 에듀 테인먼트 콘텐츠 산업현황. 정보과학학회지 제 24권 제2호. pp. 5-9, 2006.
  11. Amory A., Naicker K., Vincent J. &Claudia A., Computer games as a learning resource. In Proceedings of ED-MEDIA, ED- TELECOM 98, world conference on education multimedia and educational telecommunications, 1998.
  12. Conati, C. and X. Zhou. Modeling students’ emotions from cognitive appraisal in educational games. In: S.A. Cerri, G. Gouarderes and F. Paraguacu, Editors, Intelligent Tutoring Systems 2002, LNCS, 2363., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, pp. 944.954, 2002.
  13. Kearney, P., Engaging young minds- using computer game programming to enhance learning, Proceedings of ED-MEDIA World Conference on Educational Multimedia, Hypermedia and Telecommunications, pp. 3915.3920, 2004.
  14. Price, S. Y. Rogers, M. Scaife, D. Stanton and H. Neale., Using tangibles to promote novel forms of playful learning, Interacting with Computers 15, pp. 169 - 185, 2003. https://doi.org/10.1016/S0953-5438(03)00006-7
  15. 고재혁, 최성. 재미요소를 삽입한 에듀게임 개발을 위한 기술 연구. 한국게임학회, 2002.
  16. Wilkerson, L. & Gijselaers, W. H., Bring Problem-Based Learning to Higher Education : Theory and Practice. Jossey-Bass Publishers, 3-10, 1996.
  17. Duch, B. J. What is problem-based learning? http://www.udel.edu/pbl.cte/ jan 95-what.html.
  18. Deborah E. Allen, Barbara J. Duch, Susan E. Groh., Bring Problem-Based Learning to Higher Education : Theory and Practice. Jossey-Bass Publishers, 43-52, 1996.
  19. Bodner, G. M., "Why Changing the Curriculum May Not be Enough." Journal of Chemical Education, 69, 186-190, 1992. https://doi.org/10.1021/ed069p186
  20. Levitin, A., Do We Teach the Right Algorithm Design Techniques? SIGCSE. New Orleans, LA, USA, 1999.
  21. 이주희, 김갑수. "구체적 조작기의 초등학생을위한 정렬 알고리즘 교수-학습에 관한 연구",한국정보교육학회 학술발표논문집 11(2),95-100, 2006.
  22. 홍순조, 한선관. "알고리즘 분석을 통한 컴퓨터교육에서의 알고리즘 교육의 방향", 한국정보교육학회 학술발표논문집 9(2), 236-241, 2004.
  23. 문교식. 개념적 알고리즘에 기반 한 컴퓨터 알고리즘 교육의 방향. 한국정보교육학회 학술발표논문집 11(1), 29-38, 2007.
  24. 홍선학, 김송미, C언어로 즐기는 LEGOMINDSTORMS NXT, 이지테크, 2007.
  25. 이명우, 공민식, CREATE ROBOT : 창작로봇, 이지테크. 2007.
  26. Davis, F. D., Bagozzi, R. P., & Warshaw, P. R., "User acceptance of computer technology: A comparison of two theoretical models", Management Science, 35, pp. 82- 1003, 1989.
  27. Novak, T.P., Hoffman, D.L., and Yung, Y.F., "Measuring the Customer Experience in Online Environments: A Structural Modeling Approach," Marketing Science, Vol. 19, No.1, pp. 22-42, 2000. https://doi.org/10.1287/mksc.19.1.22.15184