기존 지구의를 이용한 교육은 학습 교재와 지구의가 개별적으로 구성되어 있기 때문에 학습 내용이 단순하고 학습 단원과의 관련성이 다소 부족하다. 따라서 본 연구에서는 학습 내용과 지구의간의 연계성을 고려한 멀티미디어 기반의 교육용 지구의 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 컴퓨터 제어를 기반으로 하는 지구의 장치와 학습용 소프트웨어로 구성된다. 지구의 장치는 태양을 중심으로 스스로 자전하는 기능을 제공하며, 컴퓨터와 지구의를 연동하여 학생들에게 보다 효과적이며 시각적인 교육 환경을 제공한다. 학습용 소프트웨어는 각 나라의 시차, 기후, 문화. 교육정보 등에 관한 멀티미디어 콘텐츠를 제공하며, 또한 이 소프트웨어는 지구의 공전을 시뮬레이션 할 수 있다. 지구의 장치는 컴퓨터와 연동하지 않을 경우 오프라인으로 동작할 수 있도록 하였다. 본 시스템은 산학협력에 의해서 개발되었으며 주요 전시회에 참가하여 좋은 반응을 받았으며 향후 상품화를 추진할 예정이다.
기존 지구의를 이용한 교육은 학습 교재와 지구의가 개별적으로 구성되어 있기 때문에 학습 내용이 단순하고 학습 단원과의 관련성이 다소 부족하다. 따라서 본 연구에서는 학습 내용과 지구의간의 연계성을 고려한 멀티미디어 기반의 교육용 지구의 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 컴퓨터 제어를 기반으로 하는 지구의 장치와 학습용 소프트웨어로 구성된다. 지구의 장치는 태양을 중심으로 스스로 자전하는 기능을 제공하며, 컴퓨터와 지구의를 연동하여 학생들에게 보다 효과적이며 시각적인 교육 환경을 제공한다. 학습용 소프트웨어는 각 나라의 시차, 기후, 문화. 교육정보 등에 관한 멀티미디어 콘텐츠를 제공하며, 또한 이 소프트웨어는 지구의 공전을 시뮬레이션 할 수 있다. 지구의 장치는 컴퓨터와 연동하지 않을 경우 오프라인으로 동작할 수 있도록 하였다. 본 시스템은 산학협력에 의해서 개발되었으며 주요 전시회에 참가하여 좋은 반응을 받았으며 향후 상품화를 추진할 예정이다.
In the existing education using the globe. teaching contents are very simple and the relationship among learning units lacks a little bit because teaching materials are composed individually with the globe. Therefore, in this study, we developed the education glove system based on multimedia that is...
In the existing education using the globe. teaching contents are very simple and the relationship among learning units lacks a little bit because teaching materials are composed individually with the globe. Therefore, in this study, we developed the education glove system based on multimedia that is closely connected with teaching materials and the globe. This system is composed of the globe device and the learning software based on computer control. The globe device rotates itself on its axis as the solar center, and provides more efficient and visual education environment to students through the link between computer and the globe. The learning software provides the multimedia contents such as parallax, climate, culture, and education information about each country, and this software also can simulate the revolution of the earth around the sun. The globe device can be operated in off-line without the computer link. This system was developed by the industry cooperation and was displayed in the principal exhibitions. We have obtained positive results through the exhibitions and will promote the product in the future.
In the existing education using the globe. teaching contents are very simple and the relationship among learning units lacks a little bit because teaching materials are composed individually with the globe. Therefore, in this study, we developed the education glove system based on multimedia that is closely connected with teaching materials and the globe. This system is composed of the globe device and the learning software based on computer control. The globe device rotates itself on its axis as the solar center, and provides more efficient and visual education environment to students through the link between computer and the globe. The learning software provides the multimedia contents such as parallax, climate, culture, and education information about each country, and this software also can simulate the revolution of the earth around the sun. The globe device can be operated in off-line without the computer link. This system was developed by the industry cooperation and was displayed in the principal exhibitions. We have obtained positive results through the exhibitions and will promote the product in the future.
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문제 정의
하지만 이들 시스템은 학습 교재 내용을 반영하여 게임과 접목시켜 흥미를 유발할 수 있는 장점이 있으나 가상 게임 공간에서의 학습만으로 구성되어 있어 본 논문에서와같이 해당 학습 내용과 지구의 등의 주변 장치와의 연계성은 고려하지 않고 있다. 따라서 본 논문에서는 세계 각 국가의 정보를 데이터베이스로 구축하여 사용자에게 제공하고 태양, 지구, 달 사이의 공전효과를 시뮬레이션 할 수 있게끔 이용하기 편한 그래픽 환경의 소프트웨어를 구현한다. 또한 지구의와 소프트웨어 간의 연동을 통해 보다 시각적인 멀티미디어 기반 교육용 지구의를 설계하고 구현한다.
소프트웨어는 세계 지도를 컴퓨터 그래픽 기반으로 사용자의 선택에 따라 해당 국가 정보인 정치, 경제, 대학, 생활 및 문화 정보 등을 데이터베이스화하였고, 태양, 지구, 달 사이의 공전 관계를 확인할 수 있는 시뮬레이션 기능을 제공하였다. 또한 하드웨어와의 연동을 통해 선택 한 국가의 현 시간을 기준으로 지구의가 자전 되어 보다 시각적인 교육이 가능하게끔 구현하였다. 물론 하드웨어 자체 제어기능인 지구의 정지, 초기화, 회전속도 조절 등을 소프트웨어 부분에서도 제어가 가능하다.
본 논문에서는 지구의를 개인용 컴퓨터에 연결하여 지구의가 태양을 기준 축으로 자전토록 하고 지구의 자체 제어가 가능한 로컬 디지털 제어 장치를 설계하였다. 사 용자는 하드웨어 단독으로 제공되는 지구의 회전속도, 위 치값 증가/감소, 정지/초기화 버튼을 통해 해당 기능을 확인할 수 있다.
제안 방법
본 논문에서는 지구의를 개인용 컴퓨터의 USB에 연결하여 지구의가 태양을 기준 축으로 자전토록 하고 사용자는 프로그램에서 해당 나라를 선택하면 그 나라의 현재 시간 때에 맞추어 지구가 이동을 한 후 자전한다. 그리고 지구의 회전속도, 위치 이동, 초기화 등의 지구의 자체 제어가 가능한 로컬 디지털 제어 장치를 개발한다.
또한 공전 속도를 사용자가 임의대로 조절 가능하며 어느 시점에 멈추어 설명 이 필요할 경우를 위해 멈춤/동작 기능을 제공한다. 끝으로 지구 과학 교육과정을 고려하여 춘분, 하지, 추분, 동지 기능을 제공하여 4가지 중 사용자가 원하는 절기를 확인할 수 있게 하였다.
따라서 본 논문에서는 세계 각 국가의 정보를 데이터베이스로 구축하여 사용자에게 제공하고 태양, 지구, 달 사이의 공전효과를 시뮬레이션 할 수 있게끔 이용하기 편한 그래픽 환경의 소프트웨어를 구현한다. 또한 지구의와 소프트웨어 간의 연동을 통해 보다 시각적인 멀티미디어 기반 교육용 지구의를 설계하고 구현한다.
또한 컴퓨터 기반의 그래픽으로 세계 각 나라의 기후, 기상변화, 문화 등의 정보를 제공하여 소프트웨어만으로 도 교육 효과를 낼 수 있는 프로그램을 개발한다. 물론 지구의와 소프트웨어와의 연동을 통해 보다 시각적인 멀티미디어 교육효과를 극대화 할 수 있도록 하였다.
본 논문에서 개발한 USB 컴퓨터 제어방식의 교육용 지구의는 크게 하드웨어와 소프트웨어 부분으로 구성된다. 하드웨어 부분은 지구의 자체에 태양을 상징하는 형 광장치, 회전을 가능하게 하는 회전 모터, 형광 장치의 빛을 조절하는 빛 조절 장치, 컴퓨터와의 연결 및 지구의 제어를 담당하는 USB 부분으로 나뉜다.
본 논문에서는 지구의를 개인용 컴퓨터의 USB에 연결하여 지구의가 태양을 기준 축으로 자전토록 하고 사용자는 프로그램에서 해당 나라를 선택하면 그 나라의 현재 시간 때에 맞추어 지구가 이동을 한 후 자전한다. 그리고 지구의 회전속도, 위치 이동, 초기화 등의 지구의 자체 제어가 가능한 로컬 디지털 제어 장치를 개발한다.
소프트웨어는 세계 지도를 컴퓨터 그래픽 기반으로 사용자의 선택에 따라 해당 국가 정보인 정치, 경제, 대학, 생활 및 문화 정보 등을 데이터베이스화하였고, 태양, 지구, 달 사이의 공전 관계를 확인할 수 있는 시뮬레이션 기능을 제공하였다. 또한 하드웨어와의 연동을 통해 선택 한 국가의 현 시간을 기준으로 지구의가 자전 되어 보다 시각적인 교육이 가능하게끔 구현하였다.
컴퓨터와 연결된 지구의 제어 부분의 핵심인 USB 칩은 사이프레스 사의 칩(Cy7c63743)을 이용하였으며 이미지, 영상 전송을 하지 않기 때문에 USB 1.1 스펙[11]을 기반으로 통신 가능하게 작성하였다. 또한 개발에 사용된 에뮬 레 이 터 는 Cy3654 Platform Board와 P05 Personality Board[12]를 사용하였다.
그림 3은 본 시스템을 구현함에 있어 사용된 하드웨어와 소프트웨어의 목록을 나타낸다. 하드웨어 구현은 USB 칩, USB 포트, Motor, FND, Sensor, 고휘도 LED 장치들을 PCB 보드에 설계하였다. 컴퓨터와의 연동을 통해 실제 지구의 동작을 위한 펌웨어는 CYASM을 이용하여 작성하였다.
대상 데이터
1 스펙[11]을 기반으로 통신 가능하게 작성하였다. 또한 개발에 사용된 에뮬 레 이 터 는 Cy3654 Platform Board와 P05 Personality Board[12]를 사용하였다. 펌웨어 작성을 위해서는 CYASM 을 이용하여 코드를 작성하였다.
이론/모형
소프트웨어 구현은 세계 지도에서 사용자가 선택한 국가에 대한 상세정보, 지도 이미지 구분, 검색 기능 등을 Visual Basic 6.0을 기반으로 작성되었으며, 각 나라별 정보를 저장, 관리하기 위해 MS-Access DBMS를 이용하였다. 지구의 연동을 위해서는 Win32 API를 사용하였고 지구의 공전 효과 시뮬레이션 프로그램은 플래시를 통해 구현하였다.
하드웨어 구현은 USB 칩, USB 포트, Motor, FND, Sensor, 고휘도 LED 장치들을 PCB 보드에 설계하였다. 컴퓨터와의 연동을 통해 실제 지구의 동작을 위한 펌웨어는 CYASM을 이용하여 작성하였다. 결국, PCB 보드에 설계된 USB 포트를 통해 컴퓨터와의 연동으로 지구의 작동이 이루어진다[9].
또한 개발에 사용된 에뮬 레 이 터 는 Cy3654 Platform Board와 P05 Personality Board[12]를 사용하였다. 펌웨어 작성을 위해서는 CYASM 을 이용하여 코드를 작성하였다.
성능/효과
향후에는 과학 교육 프로그램의 실험 장치 외 일반 가정에서 가족 모두가 참여하여 지구의를 게임 장치처럼 활용이 가능할 것으로 판단된다. 끝으로, 본 시스템의 개발은 USB가 접목된 모든 하드웨어 제어 부분 개발에 있어 초석을 마련한 계기가 되었다.
본 논문에서 구현된 시스템은 하드웨어와 소프트웨어 부분이 단독으로 수행 가능하며 또한 둘 간의 연동을 통해 보다 시각적인 지구과학 교육이 가능하다. 따라서 하드웨어와 소프트웨어 간의 통신을 위해서 16진수(Hex) 기반의 8 바이트(Byte) 크기의 프로토콜을 정의하여 사용한다.
후속연구
기존에는 국가별 정보만을 제공하였으며 지구의 장치 또한 소프트웨어와의 연동 기능이 존재하지 않았기 때문에 사용자의 직접 조작을 통한 단편적인 확인에 불과하였다. 따라서 본 논문의 시스템 개발로 인해 소프트웨어와 지구의 장치 간의 연동 기능을 제공함으로써 보다 효과적인 교육을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문을 통해 기존 이론 위주의 교육 시스템에서 탈피함으로써 보다 다양한 교육 분야에 적용될 것으로 기대된다. 향후에는 다른 교육 관련 응용 분야에 적용할 수 있는 방안을 모색할 예정이다.
향후에는 과학 교육 프로그램의 실험 장치 외 일반 가정에서 가족 모두가 참여하여 지구의를 게임 장치처럼 활용이 가능할 것으로 판단된다. 끝으로, 본 시스템의 개발은 USB가 접목된 모든 하드웨어 제어 부분 개발에 있어 초석을 마련한 계기가 되었다.
본 논문을 통해 기존 이론 위주의 교육 시스템에서 탈피함으로써 보다 다양한 교육 분야에 적용될 것으로 기대된다. 향후에는 다른 교육 관련 응용 분야에 적용할 수 있는 방안을 모색할 예정이다.
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