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로봇 프로그래밍 학습에서 문제해결력에 영향을 미치는 오류요소
Influential Error Factors of Robot Programming Learning on the Problem Solving Skill 원문보기

정보교육학회논문지 = Journal of the Korean Association of Information Education, v.12 no.2, 2008년, pp.195 - 202  

문외식 (진주교육대학교 컴퓨터교육과)

초록
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로봇을 이용한 프로그래밍 학습은 획일적이고 정형화된 기존 교육환경에서 벗어나 미래사회의 창의적 학습을 미리 경험할 수 있으며 수학 및 과학의 가장 기초가 되는 알고리즘을 이해하고 향상시키는데 가장 적절한 학습방법이다. 본 연구에서는 초등학생들이 로봇프로그래밍 시 나타날 수 있는 오류의 유형들을 제안하였으며 학습을 위한 교육과정을 개발한 후 초등학생 5, 6학생들을 대상으로 로봇프로그래밍 학습을 시켰다. 학습과정에서 발생한 오류들을 수집하고 분류하였으며 또한, 기존 연구된 컴퓨터기반 프로그래밍언어와 비교 분석하였다. 본 연구에서의 로봇프로그래밍 실행경험을 통해 컴퓨터기반 프로그래밍에서 창의성학습에 큰 장애요소로 평가된 오류요소들 즉, 프로그램사용 미숙으로 인한 오류, 단순한 오타, 문법오류 그리고 코딩실수 등을 전체 오류의 약 21%로 나타나 기존 컴퓨터기반 프로그래밍언어 학습에서 조사된 오류비율(약 53%)에 비해 현저하게 줄어드는 것으로 분석되었다. 이러한 오류의 감소는 초등학생들의 흥미도와 성취도 향상을 위한 주요요소로 판단된다. 따라서, 학습과정에서 보다 많은 논리 및 문제해결을 위한 요소들에 노출되어 있어 창의성 알고리즘 학습에 매우 효과적임을 알 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The programming learning by using a robot may be one of the most appropriate learning methods for enabling students to experience the creative learning of future society by avoiding the existing stereotyped style educational environment, and understand and improve algorithm which is the basic fundam...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 교육과정 각 영역을 학습하고 각 영역(순서도 작성을 제외한 5영역)마다 제시한 프로그래밍 과정에서 얻은 오류의 종류들을 수집하고 2.3에서 제안한 오류 종류 항목과 종류별로 분류하였다. 보다 정확한 오류수집을 위해서 프로그래밍 작성에서 작업종료까지 오류검사원 2명을 담당교사와 함께 배치하여 오류 데이터를 수집하였다.
  • 교육과정은 NXT를 교육용로봇으로 기초로 하여 프로그래밍 위주로 구성하였으며 전체 교육과정의 60% 이상을 알고리즘 향상 및 문제 해결력 향상에 초점을 두었다. 학습차시는 2시간을 1차시로 구성하였으며 방과 후 학습(5, 6학년용에 초점을 두었다.
  • 그리고 프로그래밍을 수행하는 과정에서 발생되는 오류들을 수집하였으며 제안한 오류유형별로 분류하고 분석하였다. 또한, 기존 컴퓨터기반 프로그래밍 학습에서 발생되는 오류 및 문제점들과 비교하였다.
  • 그리고 프로그래밍을 수행하는 과정에서 발생되는 오류들을 수집하였으며 제안한 오류유형별로 분류하고 분석하였다. 또한, 기존 컴퓨터기반 프로그래밍 학습에서 발생되는 오류 및 문제점들과 비교하였다. 비교 분석된 오류자료들을 교사가 활용하면 향후 새로운 학습도구인 로봇과 기존 학습도 구인컴퓨터와의 장단점을 파악하고 초등학교에서 자기 주도적인 문제해결력 향상과 논리적사고력을 획기적으로 키울 수 있는 창의성 학습도구를 선택할 수 있다.
  • 본 연구에서는 방과 후 학습시간에 로봇을 이용하여 조립과 프로그래밍을 학습시킨 후 주어진 문제를 그룹(4명이 1조)이 협동하여 알고리즘화 하였다. 그리고 프로그래밍을 수행하는 과정에서 발생되는 오류들을 수집하였으며 제안한 오류유형별로 분류하고 분석하였다.
  • 본 연구에서는 수학의 학년석차 5% 이내인 일반 학교 5, 6학년을 대상으로 로봇을 이용한 프로그래밍 교육을 실시하고 주어진 문제를 해결하게 한 후문제 해결력과 논리력 향상에 영향을 주는 오류의 요소들을 수집하고 분류하였다. 수학능력의 학년석차에 제한을 둔 것은 기존 연구(프로그래밍오류)에 참여한 학습자들과 비슷한 학습능력자들을 대상으로 오류 데이터를 비교하고 분석을 하기 위해서 이다.
  • 수집한 오류데이터는 2.3에서 기술한 로봇 프로그램 오류 유형에 기초하여[표 4]에서 제안한 오류유형별로 수집하고 분류하였다.
  • 특징으로는 학습자가 스스로 여러 브릭(불럭)을조립하고 모터, 램프, 센서 등의 각종 입출력장치를결합시켜 로봇의 외관을 만든 후 P.C에서 프로그래밍 한 명령을 로봇에 전송시키어 동작시키는 창의성 알고리즘 학습도구이다. 마인드스톰은 두 종류의 교육용 로봇(RCX와 NXT)과 로봇을 제어하는 프로그래밍언어로 C 및 Lab View 를 기본으로 하는 드래그 & 드롭형인 몇 가지 프로그램언어들을 제공하고 있다[5].
  • 두었다. 학습차시는 2시간을 1차시로 구성하였으며 방과 후 학습(5, 6학년용에 초점을 두었다.

대상 데이터

  • 3에서 제안한 오류 종류 항목과 종류별로 분류하였다. 보다 정확한 오류수집을 위해서 프로그래밍 작성에서 작업종료까지 오류검사원 2명을 담당교사와 함께 배치하여 오류 데이터를 수집하였다.
  • 본 연구는 2007년 9월 1일부터 25일까지 경남 고성군 A초등학교에서 인근지역 학교, 5학년 10명 그리고 6학년 10명으로 모두 20명이 방과 후 모여서 2명의 전문교사에 의해 총 40시간 학습 및 실습을 하였다. 로봇교육은 4명이 1조로 하여 모두 5조가 협동 학습으로 하였으며 학습에 참여한 학생들의 평균 수학성적은 학년 전체의 상위 5% 이내이다.
  • 이 데이터는 영재교육원의 학생(4, 5학년)을 상대로 비주얼 베이 직을 학습한 후 지정한 과제를 작성부터 실행과정까지 프로그래밍에서 발생한 모든 오류들을 추 집 한 평균 데이터이다.
  • (그림 5)과 같다. 컴퓨터기반 프로그래밍언어의 오류데이터는 참고문헌⑵의 pp.324-325에 있는 오류데이터를 인용하였다.
  • 학습에 사용된 로봇은 마인드스톰 NXT이며 각 조에 1세트씩 지급하였으며 실습에 제공된 로봇의 프로세스와 부품, 프로그래밍언어는[표 3]과 같다.

이론/모형

  • 마인드스톰은 두 종류의 교육용 로봇(RCX와 NXT)과 로봇을 제어하는 프로그래밍언어로 C 및 Lab View 를 기본으로 하는 드래그 & 드롭형인 몇 가지 프로그램언어들을 제공하고 있다[5]. 본 연구에서는 32비트 컴퓨터 프로세서를 탑재하고 있는 NXT를 학습도구로 사용하였다.
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