최근 K-12교육에선 교수학습도구로 로봇을 활용하는 연구가 꾸준히 증가하고 있다. 핸즈온 특성을 기반으로 하는 로봇은 과학, 수학 교과학습 뿐만 아니라 STEAM 융합활동에서도 긍정적 교육효과를 제공하며 비판적 사고력, 창의성, 의사소통능력, 협동심 등의 21세기에 필요한 능력 신장에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 하지만 많은 연구 성과에 비해 초중등 교육현장에서 로봇의 도구적 활용을 향상시키기 위한 로봇교육과정 연구는 아직 부족한 실정이다. 즉, 학교급/학년별로 도구적 활용을 제고하기 위한 체제적인 교육내용, 교육방법, 그리고 교육평가에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 초등학교와 중학교에서 '로봇'과 관련된 교육과정을 개발하고 운영할 수 있도록 국내외의 로봇교육과정 및 관련 사례를 분석한 후 개정될 컴퓨터과학 교육과정의 하위 영역으로써 로봇영역의 성취 목표를 제시하고, 교수학습 방법과 평가 방법의 고려사항을 제시하였다.
최근 K-12교육에선 교수학습도구로 로봇을 활용하는 연구가 꾸준히 증가하고 있다. 핸즈온 특성을 기반으로 하는 로봇은 과학, 수학 교과학습 뿐만 아니라 STEAM 융합활동에서도 긍정적 교육효과를 제공하며 비판적 사고력, 창의성, 의사소통능력, 협동심 등의 21세기에 필요한 능력 신장에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 하지만 많은 연구 성과에 비해 초중등 교육현장에서 로봇의 도구적 활용을 향상시키기 위한 로봇교육과정 연구는 아직 부족한 실정이다. 즉, 학교급/학년별로 도구적 활용을 제고하기 위한 체제적인 교육내용, 교육방법, 그리고 교육평가에 대한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 초등학교와 중학교에서 '로봇'과 관련된 교육과정을 개발하고 운영할 수 있도록 국내외의 로봇교육과정 및 관련 사례를 분석한 후 개정될 컴퓨터과학 교육과정의 하위 영역으로써 로봇영역의 성취 목표를 제시하고, 교수학습 방법과 평가 방법의 고려사항을 제시하였다.
Recently, research using robots as a learning tool has increasingly been conducted in K-12 education area. It has been known that hands-on robots give positive educational effect not only on science and mathematics, but on STEAM activity, and help improve the abilities necessary in the 21 century, s...
Recently, research using robots as a learning tool has increasingly been conducted in K-12 education area. It has been known that hands-on robots give positive educational effect not only on science and mathematics, but on STEAM activity, and help improve the abilities necessary in the 21 century, such as critical thinking, creativity, communication skills, and team work. Despite many research achievements, there is still few research on robot based curriculum to improve the instrumental application of robots in the primary and secondary education fields. In other words, there is a lack of studies of systematic educational contents, educational methods and educational evaluation to increase the instrumental application according to schools and class years. Therefore, this study analyzed domestic and foreign robot based curriculums and relevant cases to develop 'robot' related educational programs in primary school and middle school, suggested the achievement objectives in the robot area as a sub category of the computer science curriculum which will be revised, and proposed teaching-learning method and evaluation method.
Recently, research using robots as a learning tool has increasingly been conducted in K-12 education area. It has been known that hands-on robots give positive educational effect not only on science and mathematics, but on STEAM activity, and help improve the abilities necessary in the 21 century, such as critical thinking, creativity, communication skills, and team work. Despite many research achievements, there is still few research on robot based curriculum to improve the instrumental application of robots in the primary and secondary education fields. In other words, there is a lack of studies of systematic educational contents, educational methods and educational evaluation to increase the instrumental application according to schools and class years. Therefore, this study analyzed domestic and foreign robot based curriculums and relevant cases to develop 'robot' related educational programs in primary school and middle school, suggested the achievement objectives in the robot area as a sub category of the computer science curriculum which will be revised, and proposed teaching-learning method and evaluation method.
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문제 정의
'구조와 운동'영역은 구조물의 안전성, 기어와 벨트를환용한 동력의 변환 그리고 다양한 출력장치의 효과 석인 환용에 대해 평가한다.
의 다양한 탐구 활동을 경험하게 된다. 또한 체계적인 방법으로 문제해결책을 비교 평가한 후 일반화 모델을 개발하는 것이다. 4단계의 시卜부 싱취기준은[Table 9]와 같다.
로봇의 구성장치, 로봇부품 정리정돈, 생환 속의 다양한 로봇활용사례 둥 로봇의 3요소에 헤당되지 않는 일반적인 내용에 대해 다룬다.
본 논문에서는 초등학교와 중학교에서 창의성과 문제해걸능력에 효과적인 도구로 알려진 로봇을 체계적으로 배우고 활용할 수 있도록 초중등 로봇교육과정 개발연구를 수행하였다. 이를 위해 국내외의 로봇 교육 과정 및 관련 사레를 분석한 후 개정될 컴퓨터과학 교육과정의 하위 영역으로써 로봇영역의 성취 목표를 제시하고, 교수학습 방법과 평가 방법의 고려사항을 제시하였다.
하지만 초중둥 교육 현장에서 체계적인 로봇교육을 위한 교육내용, 교육 방법, ri리고 교육평가에 대한 인구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 국내외 로봇교육 사례 비교를 동해 초중등 로봇교육과정을 제안하였다.
제안 방법
, 기초'영역은 로봇에 대한 기초적인 이해, 응용 사례탐색, 우리 몸 또는 킴퓨터와 같은 다른 징 노기기와의 기능별 이해도를 평가한다.
또한 로봇환동에서 중요한 것은 학습자 스스로 문제를 해결하도록 하는 것이다. 그리고 로봇의 오류처치(trouble shooting)를 지도할 때는 기계적(mechanical)인 문제와 프로그래밍 문제를 분기하여 해결하도록 한다. 또한 다른 학습자가 직면한 오류를 함께 해경하고 결과를 공유하는 학습 분위기를 형성한다.
끝으로 로봇 영역의 평가는 단순한 지식이나 기능의평가뿐마 아니라 인지적, 기능적, 정의적 요소를 균형 있게 평가하기 위한 방법을 제시하였다.
내용체계는 로봇체험(1~2학년), 로봇장작(3~4학년), 로봇제어(5~6학년), 로봇탐구(중학교)의 4단계로 구분하였으며 각 단계별 로봇 기초', 센서', '구조와 운동', '제어', '문제해결활동'의 5개 하위 영역으로 구성하였다.
따라서 로봇과 컴퓨터의 비교, 기어와 벨트를 활용한 로봇창작, 프로그랜 작성, 과학 실험장치 고안 후 실험하기, 문제해결은 위한 로봇제작으로 구성되었다. 2 단계와 차이는 로봇 창작에 기어와 벨트와 같은 추가부품을 환용하이 몰리적, 기계적 웅용하기, 센서와 모터를 활용한 과학수입, 직접 프로그래밍은 작싱해보기, 환경적 제약이 있는 문제해결은 위한 로봇제작 환동이 추가 된 것이다.
이 딘계에서 요구되어지는 학셍들의 힉, 업 싱취 목표는 단순조작을 넘어 로봇의 구성요소를 이해하고 창작에 환용하는 것이다. 따라서 생활 속의 로봇 사례, 센서의 종류와 특징, 프로그래밍 수정, 센서를 주가한 로봇창작, 문제해결을 위한 로봇 활용으로 구성되었다. 1 단계와의 차이는 四.
이 단계에서 요구되어지는 학셍들의 학업 성취 목표는 다양한 로봇담구 활동을 동해 과학 법칙의 발견, 동작의 개선, 일반화 모델을 개발하는 것이다. 따라서 알고리즘 기반의로봇동직; 실험을 동한 과학법칙의 발견, 로봇 성능 향상, 로봇동작 분석, 일반화 모델의 개발에 관한 내용으로 구성되었다. 3단계와 주요 차이는 제작한 로봇을 향상시키기 위해 알고리즘의 정제화(refinement), 기어와 벨트를횔용한 구조적 개선을 다루고, 실험, 로봇동직.
로봇교육을 위한 교수학수방법으로 수준별 교육, STEAM교과와 연계, 도전감 있는 과제 중심 학습, 학습자 주도의 문제해결활동 그리고 적절한 스캐폴딩 전략 등을 제시하었다.
로봇체험. 로봇창작, 로봇제어, 로봇담亍의 4단계로 올라갈수록 단순한 로봇의 조작에서 창의적 문제해결 활동과 결합되고 학습내용이 반복 심화되도록 하였다.
학생 달은 기]비(levers), 훤과 악셀(wheel-and-axles), 도르래 (pulleys), 기어(gears)를 배우고 이리한 공학적 사고 과정을 거쳐 창의적 수단을 개발하게 된다. 이 콘텐츠들은 초등학교 3~6학년 학생을 대상으로 개발되었으며, 로봇공학활동을 통해서 자연스럽게 과학적인 원리들을 학습할 수 있도록 구성하였다. 특징적인 것。-루는 교육과정 자체를 처음부터 STEM을 염두에 두고 개발했다는 점이벼, 교육과정의 기본적인 아이디어는 수학과 과학적 지식은 바탕으로 하고 있다.
수행하였다. 이를 위해 국내외의 로봇 교육 과정 및 관련 사레를 분석한 후 개정될 컴퓨터과학 교육과정의 하위 영역으로써 로봇영역의 성취 목표를 제시하고, 교수학습 방법과 평가 방법의 고려사항을 제시하였다.
첫째, 로봇 영억은 학녀별로 수주에 맞게 세분화하여제시힌. 디.
대상 데이터
운영하였다[5]. 2005년 가음에 각 교실에서 14명의 학생들로 총 4개의 학급, 총 56명으로 싱별로 각 28 명씩 로봇 수입에 참이하였나. 로봇교육과정은 뉴욕 주의 수학, 과학, 기술의 3가지 학업성취 표준을 준수하였 。-며 '담구'를 주제류 개발되었다.
성능/효과
그리고 측정결과를 보터, LED, 사운드 등의 출력장치에 연계한 STEM환동 설계가 가능하다.
넷째, 구조와 운동에 관한 기겨〕-공학적 요소와 제어에 필요한 프로그래밍은 포함하고 있었다.
넷째, 문제해결환동에서 학습자는 문제해결 절차의싱공과 실패를 경험할 수 있도록 미리 계획하고 싱공할수 있도록 충분한 스캐폴딩, 사전경험, 기술 그리고 지식을 제공하이야 한다. 또한 로봇환동에서 중요한 것은 학습자 스스로 문제를 해결하도록 하는 것이다.
둘째, 학습초기에는 단순한 체험위주의 학습에서 출발하고 단계가 올라갈수록 점차 논리석 사고, 다양한 로봇 구성요소를 활용한 과제, 복잡하고 추상적인 내용, powerful ideas를 포함하였다.
셋째, 로봇을 활용한 문제해결활동이 포함되었다. 싱활 속에서 접하는 문제 또는 교과학습의 문제해결에 로봇은 환용하였다.
셋째, 로봇의 단순 기능습득 위주의 학습내용을 지양하고 학습올 통해 교과 또는 실생활의 문제해결 능력을 기를 수 있도록 한다.
셋째, 학습자의 흥미유발을 위해 도전감 있는 과제를 제시해야 한다. 로봇은 STEAM 융합의 효과적인 도구로 활용될 수 있는데, 로봇의 구성요소 중 센서(빛, 소리, 온도, 초음파)는 다양한 외부 자극은 인식하게 하고 LED, Motor와 인동된 프로-[렘은 사극-반응의 원리를실제적으로 표현할 수 있게 도와준다.
첫째, 학습자 수준에 따라 차별화된 활동은 제공할필A가 있다. 동일한 주제라도 류봇의 구조에 대한 이해가 부족하거나 프로래밍 능릭이 낮을 경우에는 기초적인 활동과제를 제시하고 상위수준의 학생에게는 문제해결을 수반하는 과제를 융동성 있게 부여한다.
후속연구
향후 로봇교육과정을 바탕으로 체계적인 로봇 소양 교육 및 활용교육에 대한 인구가 확산될 수 있을 것이라 기대된다.
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