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아두이노 N-스크린 통신보드를 활용한 피지컬 컴퓨팅 교육 프로그램
Development of Education Program for Physical Computing using Arduino N-screen Communication Boards 원문보기

JPEE : Journal of practical engineering education = 실천공학교육논문지, v.7 no.2, 2015년, pp.97 - 105  

허경 (경인교육대학교 컴퓨터교육과) ,  이주열 (경인교육대학교 컴퓨터교육과) ,  이혜민 (경인교육대학교 컴퓨터교육과) ,  이해상 (경인교육대학교 컴퓨터교육과)

초록
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본 논문은 PBL 기반 프로그래밍 교육방법에 기초하여 피지컬 컴퓨팅 내용을 중심 학습 요소로 선정하였다. 본 논문에서는 아두이노를 활용한 피지컬 컴퓨팅 내용을 개발하고 로봇 프로그래밍 교육 발전에 걸림돌로 작용하는 과도한 비용 문제나 시간적, 공간적 제약과 같은 환경적 여건의 부족 문제를 해소하기 위한, 아두이노 교육 프로그램을 제안한다. 그리고 실험 수업을 통해 교육 현장에 적용함으로써 논리적 사고력과 문제해결력에 미치는 영향을 검증하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we have selected physical computing as the focused learning elements with the PBL-based programming instruction method. Students experienced physical computing by using Arduino. Development of robot using Arduino can create an effective educational environment and also provide solutio...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 소프트웨어 교육은 개념과 이론을 전달했던 과거의 교육 방법에서 벗어나 보다 능동적으로 탐구하고 실험하여 그 결과를 바로 확인할 수 있다. 본 논문에서는 아두이노를 활용 하여 학생들과 상호작용하는 인터랙티브 아두이노에 대해서 고찰했다. 아두이노에 부가적으로 장착되는 각종 센서들을 조합하여 주변 환경의 변화나 학생들의 반응을 탐지하고, LED, 모터, 오디오 등으로 반응에 대응하는 결과를 바로 도출하여 학생들의 흥미와 적극적인 관심을 이끌어낼 수 있다.
  • 본 논문은 PBL (Problem-Based Learning) 기반 프로그래밍 교육방법에 기초하여 아두이노를 활용한 피지컬 컴퓨팅 내용을 중심 학습 요소로 선정하였다. 본 논문에서는 아두이노를 활용한 피지컬 컴퓨팅 내용을 개발하여 로봇 프로그래밍 교육 발전에 걸림돌로 작용하는 과도한 비용 문제나 시간적, 공간적인 제약과 같은 환경적 여건의 부족 문제를 해소하기 위해, 아두이노 교육 프로그램을 제안하였다. 그리고 실험 수업을 통해 교육 현장에 적용함으로써 논리적 사고력과 문제해결력에 미치는 영향을 검증하였다.
  • 아두이노를 활용 하면 소프트웨어 및 하드웨어에 대한 교육에 쉽게 접근할 수 있다. 본 논문에서는 학생들의 창의력 증진을 위해 아두이노를 활용하여 사람과 사물이 상호작용할 수 있는 방법에 대해 고찰해 보고자 한다. 즉, 단순한 LED 제어가 아니라 주변 환경의 변화나 학생들의 반응에 따라 다양한 동작을 할 수 있는 방법이다[5].
  • 인터랙티브 아두이노를 교육 현장에서 활용하기 위해서는 처음 접하는 학생들도 쉽게 교육 받을 수 있도록 구체적인 교육 계획 및 다양한 콘텐츠와 학습 자료가 확보되어야 하고, 새로운 정보 기술에 관련된 교육이 필요하다고 인식하고 있는 교사들에게 연수 및 전문 교사 육성을 통하여 교육 역량 강화에 힘써야 한다. 이에 본 논문에서는 초등 정규 교육과정에서 피지컬 컴퓨팅 기반의 정보과학 수업의 도입을 통해, 학생들의 흥미와 인지 수준을 고려함과 동시에, IT 분야의 다양한 기술을 적용할 수 있는 융합형 교육과정의 적용을 제안하였다.
  • 무엇보다 인터랙티브 아두이노를 위해서는 학생들의 반응이나 주변 환경의 변화를 측정하고, 그에 대한 적절한 출력을 나타내야 한다. 인터랙티브 아두이노를 활용하기 위한 구체적인 아두이노 입력과 출력에 관해서 고찰해본다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
아두이노는 무엇인가? 절친한 친구라는 뜻의 아두이노는 저렴하고, 상상한 것을 실현할 수 있는 작은 마이크로컴퓨터이다. 아두이노를 활용 하면 소프트웨어 및 하드웨어에 대한 교육에 쉽게 접근할 수 있다.
스마트 교육이 강조되면서 어떤 교육의 필요성이 두드러지고 있는가? 이렇게 스마트 교육이 강조되면서 컴퓨팅 사고력이 요구 되고 이를 위한 창의적 소프트웨어 교육의 필요성이 두드러지고 있다. 국내의 대기업은 초등학생을 대상으로 스크래치 소프트웨어 교육을 진행하고 있고, 비영리 전문 연구 단체 소프트웨어 교육 연구소, 한국창의교육개발원 등에서도 어린이 코딩 교육을 실시하고 있다.
정보화 사회에 맞춰 전세계 국가들은 어떤 교육에 관심을 가지고 정책을 수립하고 있는가? 또한 기술의 발전으로 고도화된 스마트 기기를 일반인들이 쉽게 사용할 수 있게 되었고, 스마트 기기를 활용해 획득한 수많은 정보를 의미 있는 정보로 만들어야 한다. 이런 시대의 흐름에 맞추어 국내를 비롯한 미국, 영국, 핀란드, 싱가포르, 일본 등의 국외에서도 기존의 교육 방식에서 벗어난 새로운 패러다임 즉, 스마트 교육에 관심을 갖고 정책을 수립하고 추진하고 있다[1-4].
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참고문헌 (8)

  1. Department for Education of United Kingdom, Harmful ICT curriculum set to be dropped to make way for rigorous computer science [Internet]. Available: https://www.gov.uk/government/news/harmful-ict-curriculum-set-tobe-dropped-to-make-way-for-rigorous-computer-science/. 

  2. J. A. Stankovic, I. S. Lee, A. Mok, and Raj Rajkumar, "Opportunities and obligations for physical computing systems," Institute of Electrical and Electronics Engineers, computer vol. 38, issue 11, pp. 23-31, Nov., 2005. 

  3. G. W. Recktenwald, "Using Arduino as a platform for programming, design and measurement in a freshman engineering course," in Proceeding of the 118th American Society of Engineering Education(ASEE) Annual Conference & Exposition, Vancouver: BC, 2011. 

  4. Department for Education of United Kingdom, National Curriculum in England: computing program of study [Internet]. Available: https://www.gov.uk/government/publications/national-curriculum-in-england-computingprogrammes-of-study/. 

  5. J. Blum, Exploring Arduino: Tools and Techniques for Engineering Wizardry, Hoboken, NJ: Wiley, 2013. 

  6. J. Boxall, Arduino Workshop: A Hands on Introduction with 65 Projects, San Francisco, CA: No Starch Press, 2013. 

  7. A. Nguyen, New computing curriculum 'still does not meet IT industry needs', Sep. 20, 2013 [Online]. Available:http://www.computerworlduk.com/news/careers/new-computing-curriculum-still-does-not-meet-itindustry-needs-3469834/. 

  8. W. Y. Shin, "Performance evaluation of parallel opportunistic multihop routing," Journal of Information and Communication Convergence Engineering, vol. 12, no. 3, pp. 135-139, Sep., 2014. 

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