In this paper, we propose the effect of project-based robot education program on the interest toward robots and the computational thinking of elementary school students. Software education is being actively carried out around the world in order to cultivate software talents in accordance with the 4th industrial revolution. As a result, the importance of robots in education has increased, and education using robots has been actively introduced. However, the activities of simply assembling and repeating robots in schools were not effective in enhancing elementary school students' interest toward robots and computational thinking. Therefore, it is necessary to overcome traditional teaching-learning methods and to develop robot education. So, in this study, the robot education program that introduces project-based learning was developed for improvement of interest toward robots and computational thinking of elementary school students. In order to verify the developed education program, 114 elementary six grade students were selected as research subjects and the traditional teaching-learning method and project-based learning were applied to the experimental and control group. As a result, project-based learning was more effective for elementary school students' interest toward robot than traditional teaching-learning method. In computing thinking, the experimental group showed a significant improvement, but there was no statistically significant difference in the post-test.
본 연구는 초등학교에서 로봇 활용 SW 교육을 실시하여 학생들의 CT에 미치는 효과를 알아보고 성별의 차이를 검증하고자 하였다. 이를 위해 경기도의 A 초등학교 5, 6학년 학생 143명을 대상으로 로봇 활용 SW 교육을 실시하였으며, 수집된 자료는 대응 표본 t검정, 공분산분석을 통해 평균의 차이를 분석하였다. 연구 결과, 로봇 활용 SW 교육을 실시한 후 학생들의 CT가 유의하게 향상되었으나, CT 수준이 상 집단인 학생들은 개념에서 유의한 향상을 나타내지 않았다. 또한 성별에 따른 차이는 유의하지 않은 것으로 나타났다. 본 연구는 로봇 활용 SW 교육의 효과를 검증하고, 성별에 따라 차이가 있는지 규명하여 로봇 활용 SW 교육에 대한 이해를 확장시켰다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.
This paper deals with an example of the engineering education through the SE-based development of an underwater-robot kit model. It has a purpose of establishing the example of a SE-based development by undergraduate through executing the requirement and functional analysis, hardware and software design, manufacturing, test and evaluation for developing the model. In addition, it also has a purpose of establishing the basis of the development of an optimized underwater-robot kit through understanding the weight and buoyancy characteristics and the actuation and propulsion characteristics of the developed model.
Although there are some calculations of kinetics, dynamics, torque of each joint, size and weight which are used in implementing of humanoid robot, it is too expensive and need much education to make frame of robot body, actuator, and etc. Moreover, since there is lots of differences of operational principle, we need many kinds of experimental and education. However, the real humanoid robot is difficult to propagate because of its prices and other technical problems. Therefore we need small robot platform and control method which can give a enough education effect as similar as real humanoid robot. In this paper, the Kinect Sensor which made by Microsoft will be used for control method of humanoid platform.
International journal of advanced smart convergence
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제8권4호
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pp.147-153
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2019
Recently, the perception of software education, which had been considered as a field of education for programmers in this field, is changing in response to recent changes with the trend of 4th industrial revolution. Major counties competitively invest in software education and the target age group for software education is also on the decline. However, the traditional text-based programing languages such as JAVA and Python, have a high entry barrier. To address the shortcoming, a variety of methods have been recently proposed for the effective software education for kindergarten and elementary school student. In this paper, we propose a robot-based coding education system with steps for coding education for effective software education. The proposed method is divided into three stages, depending on the level of the student being trained in the software coding education to interact with robots. The proposed stages consists of unplugged coding using a remote control, coding using a graphic-based programming language and text- based coding. We conducted an experiment with performing separate missions while providing propoer tutorials for each stage to verify the effectiveness of the proposed software education system.
최근 4차 산업혁명이 진행됨에 따라 초등학교 교육현장에서도 로봇교육의 중요성이 높아지고 있다. 본 논문에서는 2014, 2015 한국정보교육학회 정보과 교육과정모델을 기반으로 초등학교 SW교육에서 로봇분야 관한 개념이해와 학습활동을 고려한 초등학교 로봇 교육과정을 제안하였다. 이는 2015 소프트웨어 표준모델에서 제시한 무학년제 7단계를 개념이해와 학습활동을 고려한 내용체계로 재구성 하였다. 소프트웨어 교육과정 표준모델 일반화를 위하여 본 논문에서 제안한 개념이해 및 학습활동을 고려한 교육과정의 내용체계에 따라 성취기준을 마련하고 그에 따른 교육용 콘텐츠를 개발하여 활용한다면 우리나라 초등학교 소프트웨어 교육과 더불어 로봇교육 활성화에 기여할 것으로 기대된다.
본 논문은 로봇 영역에 대한 교육과정을 학교현장에서 보다 쉽게 적용할 수 있도록 하기위해 개념이해와 학습활동을 고려한 교육과정 모델의 로봇 영역 교육내용체계 및 성취기준에 대한 적절성을 평가하였다. 전국 교육대학교 컴퓨터교육과 교수 전문가들이 교육내용체계의 중요도와 교육 시기의 적절성을 검토하였다. 검토 결과를 바탕으로 소 영역별 개념요소와 성취기준에 대한 수정과 보완을 거쳐 3차에 걸쳐 평가하였고, 최종적으로 개념요소와 성취기준에 대한 교육시기에 대한 합의를 거쳤다. 제안한 로봇컴퓨팅 영역에 대한 교육내용체계 및 성취기준을 학교현장 뿐만 아니라 다양한 로봇컴퓨팅 교육활동에서 학년 구분 없이 학습자의 수준에 맞게 로봇컴퓨팅 교육과정으로 재구성하여 활용할 수 있을 것이다.
'교구로봇' 교육은 영재교육과 경진대회를 통하여 초등학생과, 학부모, 교사에게 기대와 인식이 매우 보편화 되었으며, 창의성과 통섭교육에 대한 관심이 높아짐에 따라 초등학교 방과후 학교의 로봇교육은 더욱 증가할 것으로 보인다. 그러나 방과후 로봇 교실 운영에 대한 초등현장의 교구로봇 교실 운영 실태조사가 이루어지지 않고 있을 뿐만 아니라 지도교사 양성이나 체계적인 프로그램 운영 관리가 부족한 상황이다. 본 연구는 지역별, 지역단위별, 공 사립별, 학급수별에 따른 초등학교의 방과 후 '교구로봇' 교실의 운영실태 및 담당 지도교사의 인식을 조사하여 문제점을 파악하고 보다 바람직하고 효율적인 방향으로 방과후학교 로봇 교실이 정착될 수 있도록 시사점을 제시하고자 한다. 본 연구의 결과에 따르면 지역별, 지역단위별, 학급수에 따른 '로봇교실'의 실시현황은 유의미한 차이를 보였으며, 수업을 운영함에 있어 가장 큰 문제는 반편성 방법에 있는 것으로 나타났다. 또한, 방과후학교 수업을 통하여 기대하는 효과에 대하여 지도교사들은 사교육비 절감 및 창의력 향상을 가장 기대하고 있는 것으로 나타났다.
국내외적으로 STEM교육과 창의성 신장에 관심이 높아짐에 따라 로봇교육이 주목받고 있으며, 우리나라는 최근 초등학교 방과 후 교실, 로봇경진대회, 영재교육 등을 중심으로 매우 활발하게 이루어지고 있다. 이에 따라 로봇에 대한 전문지식을 객관적으로 평가하기 위한 기준을 제시하고자 로봇기술자격시험이 개발되어, 초등학생에서 일반인가지 그 응시규모가 해마다 늘어 국가공인자격증으로서의 준비를 하고 있다. 그러나 방과후학교 로봇교실이 활성화인데 반해, 아직 로봇기술자격시험에 대한 초중등 교사에 대한 인식은 매우 부족한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 로봇기술자격시험의 추진배경 및 검정 기준, 자격증 운영 조직, 내용 및 출제 방향, 급수별 검정 내용, 응시자 현황분석 및 요구를 조사하였다. 로봇기술자격증의 현황을 살펴본 바, 문제의 난이도 및 측정 내용에서 개선 요구사항이 많은 것으로 나타나 학생들의 수준에 맞는 적절한 교재와 학생들의 다양한 로봇기술을 측정할 수 있는 다양한 내용이 뒷받침이 필요하며, 방과 후 교실과 연계하여 자격증 시험을 확대하는 등의 향후 로봇교육의 객관적 인지적 평가기준으로서 자리매김 하기 위한 제언을 제시하였다.
현재 컴퓨터교육은 컴퓨터의 활용보다는 컴퓨터과학을 통한 창의성 신장 교육으로 비중을 높이고 있다. 이에 따라 창의성 교육의 측면에서 로봇을 활용하는 프로그래밍 교육은 컴퓨터교육 연구의 주요 과제로 떠오르고 있다. 로봇 프로그래밍에 관련된 기존 연구를 살펴보면 주로 로봇 프로그래밍 교육의 효과 및 교육과정 개발에 대한 연구가 주를 이루고 있으며, 점차 구체적인 학습 방법에 대한 연구로 초점이 이동되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 로봇프로그래밍 학습 방법으로서 예제의 활용에 주목하고 있다. 예제는 프로그래밍을 가르치고 배우는데 중요한 역할을 하며, 학생과 교사 모두에게 유용한 유형의 학습 자료로 인식된다. 또한, 예제는 학습자가 프로그래밍을 할 때 기본틀, 가이드라인, 힌트 제공의 역할을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 로봇 프로그래밍 교육을 위한 NXC 예제를 개발하고, 이를 학습자들이 쉽게 활용할 수 있는 지원 시스템을 개발하였다. 이 지원 시스템은 최근 관심이 집중되고 있는 스마트 교육의 동향에 따라 모바일 웹 애플리케이션으로 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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