• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.183-190
• /
• 2013

로봇교육은 학생들의 창의성, 문제해결력 등 21세기 학습자들에게 필요한 핵심적인 역량 개발에 효과적이라는 연구 보고가 많다. 그러나 컴퓨터가 있는 환경에서만 교육이 가능한 점과 컴퓨터를 조작할 수 있는 초등학교 고학년 이상에서만 적용이 가능한 문제점이 내재되어 있었다. 또한 로봇을 제어하기 위한 소프트웨어가 각기 달라 새로운 기계어를 학습해야 하는 부담감이 있었다. 따라서 이 연구에서는 컴퓨터 없이 로봇 프로그래밍을 하기 위해 명령어가 내장된 프로그래밍 블록을 설계하였다. 블록의 모양은 직관성을 높이고 학습의 전이를 고려하여 순서도 교육에서 사용하는 형태를 사용하였으며, 로봇 프로그래밍 교육에 필요한 블록의 종류와 블록의 세부 설명을 기술하였다. 명령 블록끼리의 결합은 RS-485방식을 사용하여 연결된 블록끼리 상호 통신할 수 있도록 설계하였다. 또한 설계한 명령 블록을 활용한 로봇 프로그래밍 과정에 대한 프로토타입을 제시하여 언플러그드 로봇교육 시스템의 교육적 가능성을 제시하고자 하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
• /
• pp.446-450
• /
• 2012

미래사회의 삶의 주역이 될 유아들은 첨단기술 로봇시대에 적응하기 위해서 로봇교육이 필요하다. 유아들이 로봇을 학습하기 위해서는 적극적인 관심과 학습의 필요성 및 정보기반사회에서 정보기술을 활용한 창의적인 학습이 필요하다. 교육과학기술부에서도 유아 로봇교육의 필요성에 따른 정부의 스마트교육 추진과 영유아기 교육 보육에 대한 국가차원의 수학적 과학적 문제해결능력을 기르고 창의적 문제해결력을 신장하는 유아로봇교육콘텐츠의 개발이 절실히 필요하다. 본 논문은 태블릿PC에서 창의적인 문제해결력 신장을 위한 유아로봇교육콘텐츠를 연구한다. 유아로봇교육콘텐츠 요구사항을 분석하고, 로봇교육콘텐츠 아이디어와 콘텐츠 설계 및 구축을 한다. 그리고 유아로봇교육콘텐츠 수업모형설계와 창의력 효과측정 방안과 창의력 문제해결 검토, 실행 전략 및 창의력 문제해결 비교를 한다. 본 논문의 목표는 누리교육과정을 이용한 과학기술기반의 융합과학기술 유아인재 양성을 위한 기초를 마련하고자 한다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제16권8호
• /
• pp.67-76
• /
• 2011

본 논문은 초등학교 정규교과에서 로봇활용수업의 효과 분석을 위해 교과별 목표 달성에 적합한 로봇 및 PC연동 어플리케이션을 개발하고 수업적용을 통해 학습자의 반응을 살펴보았다. 연구결과 사후 이미지 프로파일의 대부분의 항목에서 로봇에 대한 긍정적인 응답이 나타났으며 특히, '이론적-실천적', '비협동적-협동적' 두 항목에서 유의미한 차이가 발견되었다(p<.05). 또한 학습자가 그린 사후 이미지 분석 결과 사전에 비해 구체적인 학습상황과 연계된 로봇 이미지가 형성된 것으로 나타났다. “로봇활용수업”에 대한 학습자 인식을 살펴보기 위한 면담결과 로봇의 직 간접 체험 모두 긍정적인 학습참여를 유도하고 실제적 학습경험을 제공하였다고 나타내었다. 또한 로봇활용수업을 통해 모둠 구성원과 자연스러운 협력활동이 관찰되었고 학생들도 동료와 협력활동에 대해 긍정적으로 인식하고 있었다. 이와 같은 결과는 로봇활용 교육이 새로운 학습 패러다임으로서의 가능성을 보여준다고 볼 수 있다.

• 정보처리학회논문지A
• /
• 제18A권5호
• /
• pp.165-176
• /
• 2011

본 논문에서는 대학생 대상의 ROBOTC 기반 레고 마인드스톰 NXT 로봇을 이용한 교육과정 개발 내용을 보이고, 이 과정에 대한 교육효과를 분석하였다. 교육과정은 로봇의 기본 이해와 실습, 응용로봇 실습, 창의로봇 설계 및 구현으로 구성하였다. 2009년부터 3년간 교육을 진행하는 동안, 6개 분반 총 94명의 수강생을 대상으로 설문조사를 실시하여 교육효과를 분석하였다. 분석 결과를 통해 레고 마인드스톰 NXT 로봇을 이용한 교육과정이 학습동기와 학습의욕을 불러 일으켰고, 학생들의 교과목 교육목표 및 학습성과 달성도가 우수하였음을 보인다. 또한 학생들의 수업 및 과제물 수행에 대한 참여도가 매우 높았으며, 문제해결능력과 창의력 향상에 도움을 주었고, 조별 프로젝트 수행으로 협동심도 향상되었다. 마지막으로 ROBOTC기반 프로그래밍에 의한 로봇 제어 실습으로 C언어 프로그래밍 능력 향상에도 도움을 준 것으로 나타났다.

• 디지털융복합연구
• /
• 제10권11호
• /
• pp.613-618
• /
• 2012

개정된 ICT교육지침에는 알고리즘, 자료구조, 프로그래밍 내용과 같은 컴퓨터과학 요소가 매우 강화되었다. 또한 최근 교육과학기술부는 STEAM 교육을 강조하고 있다. 여기에서 가장 중요한 문제는 "어떠한 방법으로 가르쳐야 하는가?"이다. 즉, 교수학습 콘텐츠의 개발이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 레고 마인드스톰 NXT 교육용 로봇을 활용한 스택과 큐 학습 방안을 제시한다. 주된 목표는 로봇이 미로라는 현실적인 구조물을 탐색할 때 스택과 큐가 어떻게 사용되는지를 보여주는 것이다. 교수학습 전략으로는 알고리즘 작성, 순서도, NXT-G 프로그래밍으로 정하였다. 단순한 미로는 왼쪽과 오른쪽 중 어느 한쪽에만 길이 있는 미로이고, 복잡한 미로는 삼거리가 포함된 미로이다. 이 두 개의 미로는 직접 개발하여 제작하였다. 마스터 로봇은 미로의 출구까지 탐색하면서 경로를 스택에 저장한 후, 이 스택을 이용하여 다시 입구까지 되돌아온다. 또한 마스터 로봇은 미로를 탐색하면서 경로를 실시간으로 슬레이브 로봇의 큐에 전달한다. 그 후 슬레이브 로봇은 큐에서 경로를 꺼내어 탐색없이 미로를 주행한다. 로봇의 미로 탐색이라는 미션을 해결하는 과정에서 학습자들은 스택과 큐의 활용 분야를 자연스럽게 이해하게 된다. 이러한 수업을 통해서 학습자들의 논리적인 사고력과 창의력이 향상되고, ICT 교육과 STEAM 교육에도 적용이 가능하리라 기대된다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.572-580
• /
• 2014

본 연구에서는 교육 및 놀이를 통해 창의력 증진이 가능한 재구성 모듈러 로봇에 대하여 다루고 있다. 보통 모듈러 로봇은 각각 셀들의 조합으로 변형 재구성하고 다양한 형태의 구조를 만드는데 적합한 로봇으로 설계되어 있지만 이를 이용하여 교육과 놀이를 주제로 한 연구는 국외에 소수 있으며 국내에는 전무하다. 제안하는 형태는 기존 모듈러 로봇과 같이 같은 동작만 반복하는 모듈이 아니라 소리를 내는 소리모듈, 바퀴가 달린 바퀴모듈, 시각적 표현을 위한 LED모듈, 전원공급을 위한 전원모듈, 통신을 위한 블루투스모듈, 움직이는 동작을 구현 가능하도록 하는 관절모듈이 있는 구조로 설계되어 있다. 이와 같은 다른 능력이 부여된 각 모듈의 다양한 결합을 이용하여 창의적 활동이 가능하도록 하고, 아이들이 쉽게 사용 할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 모듈별 각기 다른 능력을 부여하여 교육과 놀이가 가능하도록 하는 방식의 모듈러 로봇의 설계 및 동작을 다루고 있다. 그리고 연구된 동작은 실제 제작 및 실험을 통해 동작의 유용성을 보였다.

• 한국컴퓨터교육학회 학술대회
• /
• 한국컴퓨터교육학회 2018년도 동계학술대회
• /
• pp.33-34
• /
• 2018

학업성취도를 결정짓는 중요한 변인 중 한 가지는 학습에 대해 학습자가 가지는 흥미이다. 따라서 보다 효과적인 로봇 프로그래밍 교육을 위해서는 학생이 로봇에 대해 가지는 흥미를 높여주는 것이 필요하다. 본 연구에서는 초등학생이 로봇에 대해 가지는 흥미를 향상시키기 위해 WeDo 2.0을 활용한 로봇 프로그래밍 교육을 실시한 후 효과를 검증하였다. 그 결과, WeDo 2.0을 활용한 로봇 프로그래밍 교육이 로봇 학습에 대한 흥미와 로봇 학습에 대한 자신감 향상에 효과가 있음을 알 수 있었다. 그러나 본 연구는 WeDo 2.0 활용 로봇 프로그래밍 교육을 실시한 집단만을 대상으로 하여 진행되었으므로 통제집단과의 비교를 통해 보다 정확한 변인을 조사하는 후속 연구가 진행될 필요가 있다.

• 한국정보교육학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보교육학회 2008년도 동계학술대회
• /
• pp.129-135
• /
• 2008

본 연구는 인간의 자아표현 욕구와 창조적 욕구로 인해 자신을 대체할 산물들을 끊임없이 만들어 내는 과정에서 중요하게 작용되는 자기노출라는 심리를 이용하여 아바타와 학습자의 얼굴을 합성하는 증강가상을 통하여 가상세계에서의 현실감을 부여함으로써 학습자의 몰입을 유도하여 그 교육적 효과를 증대하고자 하였다. 이를 실증하기 위하여 컴퓨터기반으로 컨텐츠를 개발한 후, 로봇 컨텐츠로써의 활용을 위해 컨버팅하고 자동 로딩을 통한 학습자의 사진을 아바타와 합성시켰다. 실험 결과 자기노출기반 컨텐츠의 효과는 모든 집단의 경우에서 학습에 대한 집중도에는 긍정적인 영향을 주었으며, 학업성취도에는 유의미하지는 않지만 긍정적 효과를 가지는 것으로 나타났다. 이는 교육용 로봇을 활용한 자기노출 개념 적용에 대하여 긍정적인 결과라고 보여지는데, 보다 유의미한 결과를 얻기 위해서는 단순히 사진을 찍어 로딩시키는 증강가상보다는 얼굴검출을 통한 실시간 증강가상과 같이 증강가상 효과의 증대가 필요하다고 하겠다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.181-189
• /
• 2016

This study examined three elementary school computing curriculum - the CSTA K-12 computer science standards, the computing programme of the national curriculum in England, and the 2015 national curriculum in Korea - focusing on the educational objectives with the perspective of the revision of Bloom's Taxonomy of Educational Objectives. The CSTA K-12 computer science standards mainly addressed applying procedural knowledge and using digital technology is the main theme. The computing programme in England concentrated on understanding factual and conceptual knowledge of computer science, such as algorithms. The 2015 national curriculum also addressed applying procedural knowledge, but the main focus is making softwares and robots. The findings of this comparative analysis suggest that it is needed to set up concrete educational objectives for lower grade and make them related to the secondary education to make more coherent elementary-level learning objectives. And elementary-level computing learning objectives are needed to be organized with the perspective of knowledge and cognitive process level.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제20권1호
• /
• pp.35-43
• /
• 1996

A computer program for automatic deriving the symbolic equations of motion for robots using the programming language MATHEMATICA has been developed. The program, developed based on the Lagrange formalism, is applicable to the closed chain robots as well as the open chain robots. The closed chains are virtually cut open, and the kinematics and dynamics of the virtual open chain robot are analyzed. The constraints are applied to the virtually cut joints. As a result, the spatial closed chain robot can be considered as a tree structured open chain robot with kinematic constraints. The topology of tree structured open chain robot is described by a FATHER array. The FATHER array of a link indicates the link that is connected in the direction of base link. The constraints are represented by Lagrange multipliers. The parallel robot, DELTA, having three-dimensional closed chains is modeled and simulated to illustrate the approach.