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문제 정의
- 본 연구의 목적은 유아의 교구로봇 프로그램 개발을 위한 기초연구로 유아와 초등학생의 로봇교육의 연구동향을 알아보는 데 있다. 분석대상은 2006년부터 2016년 5월까지 석· 박사 학위논문과 학술지 논문 총 155편이다.
- 분석대상은 2006년부터 2016년 5월까지 석· 박사 학위논문과 학술지 논문 총 155편이다. 이를 통하여 유아와 초등학생의 로봇교육의 연계를 위해 유아의 발달에 적합한 교구로봇 프로그램 개발의 기초자료를 제공하고 유아 로봇교육의 시사점을 제안하는데 목적이 있다. 본 연구에서 얻어진 유아와 초등학생의 로봇교육 동향분석 결과를 중심으로 논의 및 결론은 다음과 같다.
- 또한, 유아 교구로봇의 필요성 및 요구가 선행연구에서 나타나고 있으나, 유아 교구로봇에 대한 구체적 연구는 보고된 바가 없어 앞으로 유아교육의 새로운 로봇교육 환경인 교구로봇 프로그램 개발을 위해 유아와 초등학생의 로봇교육의 연구 동향 분석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 그 동안 유아와 초등학생에게 이루어진 로봇교육의 연구 자료를 동향 분석하여 유아의 교구로봇 활동을 위한 프로그램 개발의 기초자료를 제공하고 유아 로봇교육의 시사점을 제안하고자 한다.
제안 방법
- 이를 위해 김철(2012)의 5개 영역 준거(연도별 분석, 연구 주제, 연구방법, 연구대상, 효과에 관한 분석)과[5], 천희영 외(2016)의 3개 영역 준거(연구방법, 학문분야, 효과분석)[20], 그리고 조현정(2016)의 2개 영역 준거(연구 방법, 효과분석)[23] 등에서 분류의 틀 및 기준을 분석하였다. 각 논문에서 분석기준의 내용을 도출한 후에는 선행연구에서 논문의 세부내용들을 범주화하고 적절성을 검토하였다. 이와 같은 과정을 거쳐 유아와 초등학생의 로봇교육 관련 연구의 세부내용을 연구주제, 연구 내용, 효과성 검증으로 분석하였다.
- 둘째, 연구내용에 따른 분석 준거는 연구 설계의 방법에 따라 ‘문헌연구’, ‘사례연구’, ‘관찰연구’, ‘실험연구’, ‘조사연구’, ‘개발연구’로 구분하였으며, 복수 범주에 해당하는 경우 다중 응답빈도로 처리하였다.
- 또한 정규교과에 로봇을 활용한 ‘통합교육’, ‘STEAM융합교육’, ‘교육프로그램’, 교사의 인식과 태도 및 교사교육 방안 등과 관련된 ‘태도 및 인식연구’, 유아의 태도 및 반응특성을 살펴 본 연구들은 ‘반응연구’로 구분 하였다.
- 본 연구의 결과는 연도별 논문 수량, 연구주제, 연구방법, 연구대상, 연구분야, 효과성 검증 논문의 6가지 분석기준에 의해 제시되었다.
- 본 연구의 목적을 달성하기 위해 2016년 6월 1일부터 7월 15일까지 유아와 초등학생의 로봇교육에 관한 논문수집 및 내용분석을 실시하였고, 7월 16일부터 30일까지 선행연구의 고찰을 통해 자료 분석 기준을 수립하였다. 예비분석은 8월 1일부터 10일까지 연구자를 포함하여 유아교육과 박사과정 2인과 로봇교육 전문가 1인에 의해 실시되었다.
- 자료 분석 기준을 일부 수정한 후, 유아교육과 교수 1인에게 내용타당도를 검증받았다. 수집한 총 155편의 논문을 대상으로 8월16일부터 본 분석을 시작하여 연도별 논문 수량, 연구주제, 연구방법, 연구대상, 연구분야, 효과성 검증의 분석에 있어서 객관성 유지를 위해 논문 초록과 본문 내용에 대해 6차례의 분석과정을 거쳤다. 분석을 위한 자료의 처리는 SPSS 21.
- 연구분야는 연구자 전공분야의 성격에 따라 ‘유아교육’, ‘아동학’, ‘특수교육’, ‘초등컴퓨터교육’, ‘초등과학교육’, ‘초등실과교육’, ‘로봇 및 융합(STEAM)교육’, ‘발명영재교육’, ‘기타’로 분류하였다.
- 본 연구의 목적을 달성하기 위해 2016년 6월 1일부터 7월 15일까지 유아와 초등학생의 로봇교육에 관한 논문수집 및 내용분석을 실시하였고, 7월 16일부터 30일까지 선행연구의 고찰을 통해 자료 분석 기준을 수립하였다. 예비분석은 8월 1일부터 10일까지 연구자를 포함하여 유아교육과 박사과정 2인과 로봇교육 전문가 1인에 의해 실시되었다. 연구대상 논문들 중 10편의 논문을 분석기준에 의해 분류한 후 분류한 결과가 일치하지 않거나 불분명할 경우, 해당 논문에 대한 토의와 재분류 과정을 거쳤다.
- 유아와 초등학생 로봇교육 관련 논문의 분석기준을 마련하기 위해서는 로봇교육 관련 연구에서 사용하고 있는 연구내용의 분석을 통해 마련하는 것이 필요하다고 보고 선행연구의 분석준거와 내용분석법을 활용하였다. 이를 위해 김철(2012)의 5개 영역 준거(연도별 분석, 연구 주제, 연구방법, 연구대상, 효과에 관한 분석)과[5], 천희영 외(2016)의 3개 영역 준거(연구방법, 학문분야, 효과분석)[20], 그리고 조현정(2016)의 2개 영역 준거(연구 방법, 효과분석)[23] 등에서 분류의 틀 및 기준을 분석하였다.
- 각 논문에서 분석기준의 내용을 도출한 후에는 선행연구에서 논문의 세부내용들을 범주화하고 적절성을 검토하였다. 이와 같은 과정을 거쳐 유아와 초등학생의 로봇교육 관련 연구의 세부내용을 연구주제, 연구 내용, 효과성 검증으로 분석하였다. 구체적인 내용을 살펴보면, 첫째, 연구주제별 세부 분석 준거로는 로봇의 프로그래밍을 위한 수단으로 활용된 경우에 해당하는 ‘로봇프로그래밍’과 ‘설계개발’에는 로봇이해를 위한 로봇 설계 조립, 로봇지원 시스템 개발이 포함되었다.
대상 데이터
- 논문의 연구대상은 ‘유아’, ‘초등학생’, ‘교사(예비교사)’, ‘학부모’, ‘기타(기관, 원장 등)’을 포함하여 범주화 하였다.
- 본 연구는 유아와 초등학생의 로봇교육에 관한 최근의 연구동향을 분석하기 위해 2006년부터 2016년 5월까지 발표된 석·박사학위논문 및 학술지논문 중에서 국회도서관 (nanet.go.kr)과 한국학술정보(kiss.kstudy.com), 한국교육 학술정보원(riss.kr)의 국내 학술데이터베이스 검색을 통해 주제어로 ‘교육’, ‘유아’, ‘초등’의 ‘로봇’ 및 ‘R-러닝 (R-Learning)’과 관련된 1차 논문을 선정하였다.
- 분석대상 논문은 2006년부터 2016년 5월까지 발표된 석· 박사 학위 논문 및 학술지를 포함하여 제시하였으며, 연도별 논문 수량 분석 결과는 표 2과 같다.
- 분석대상은 2006년부터 2016년 5월까지 석· 박사 학위논문과 학술지 논문 총 155편이다.
- 선정된 논문들 중에서 학회 구두발표 논문, 토론 원고 및 분석이 불가 능한 14편을 제외하였으며, 석·박사학위논문과 학술지에 이중 게재된 논문은 게재시기가 빠른 학위논문을 목록에 포함 하여 2차 분석대상 논문을 선정하였다.
- 분석이 시작되는 2006년은 유아교육현장에 융합기술을 바탕으로 로봇교육의 보급이 확대되는 2000년 후반의 시점[19]과 초등교육은 방과 후 교육에서 벗어나 로봇교육이 활성화되면서 논문의 수가 증가하기 시작하는 2006년의 시점[5]을 반영하였다. 이러한 자료수집 과정을 거쳐 최종적으로 선정된 분석대상 논문은 유아 59편, 초등학생 96편으로 총 155편이었다.
데이터처리
- 수집한 총 155편의 논문을 대상으로 8월16일부터 본 분석을 시작하여 연도별 논문 수량, 연구주제, 연구방법, 연구대상, 연구분야, 효과성 검증의 분석에 있어서 객관성 유지를 위해 논문 초록과 본문 내용에 대해 6차례의 분석과정을 거쳤다. 분석을 위한 자료의 처리는 SPSS 21.0을 이용하여 빈도와 백분율로 처리 하였다.
이론/모형
- 유아와 초등학생 로봇교육 관련 논문의 분석기준을 마련하기 위해서는 로봇교육 관련 연구에서 사용하고 있는 연구내용의 분석을 통해 마련하는 것이 필요하다고 보고 선행연구의 분석준거와 내용분석법을 활용하였다. 이를 위해 김철(2012)의 5개 영역 준거(연도별 분석, 연구 주제, 연구방법, 연구대상, 효과에 관한 분석)과[5], 천희영 외(2016)의 3개 영역 준거(연구방법, 학문분야, 효과분석)[20], 그리고 조현정(2016)의 2개 영역 준거(연구 방법, 효과분석)[23] 등에서 분류의 틀 및 기준을 분석하였다. 각 논문에서 분석기준의 내용을 도출한 후에는 선행연구에서 논문의 세부내용들을 범주화하고 적절성을 검토하였다.
성능/효과
- 구체적인 내용을 살펴보면, 첫째, 연구주제별 세부 분석 준거로는 로봇의 프로그래밍을 위한 수단으로 활용된 경우에 해당하는 ‘로봇프로그래밍’과 ‘설계개발’에는 로봇이해를 위한 로봇 설계 조립, 로봇지원 시스템 개발이 포함되었다.
- 넷째, 유아와 초등학생의 로봇교육의 효과성 검증에 관한 연구에서는 유아는 사회적·정서적인 발달의 효과에 관한 연구가 13편(20.6%)으로 가장 많이 나타났다.
- 둘째, 유아와 초등학생의 로봇교육 연구주제 경향에서 유아는 통합교육이 27편(45.8%)으로 가장 많이 나타났다. 이는 자유선택활동시간에 이루어지는 유아와 교사보조로봇의 상호작용에 관한 연구에 의한 것이라고 볼 수 있다.
- 셋째, 유아와 초등학생의 로봇교육의 연구분야별 논문 편수를 살펴보면, 유아는 유아교육 전공이 41편(69.5%)으로 가장 많이 나타났으며, 초등학생은 초등컴퓨터교육 전공이 56편(58.3%)으로 가장 많이 나타났다. 초등학교에서는 문제 해결과정에 의한 컴퓨팅사고력(CT, Computational Thinking)[11]의 능력을 향상시키기 위해 다학문분야에서 초등학생의 로봇연구가 시도되고 있다.
- 셋째, 효과성 검증은 ‘창의성’에 창의성 관련 연구와 창의적 문제해결력이 포함되었으며, ‘인지적 영역’은 논리적 사고력, 음운인식 및 단어재인, 로봇 이해와 ‘정의적 영역’은 로봇의 흥미, 학습동기, 사회적·정서적 상호작용, 자기 효능감으로 분류하였다.
- 연구대상 논문들 중 10편의 논문을 분석기준에 의해 분류한 후 분류한 결과가 일치하지 않거나 불분명할 경우, 해당 논문에 대한 토의와 재분류 과정을 거쳤다. 자료 분석 기준을 일부 수정한 후, 유아교육과 교수 1인에게 내용타당도를 검증받았다. 수집한 총 155편의 논문을 대상으로 8월16일부터 본 분석을 시작하여 연도별 논문 수량, 연구주제, 연구방법, 연구대상, 연구분야, 효과성 검증의 분석에 있어서 객관성 유지를 위해 논문 초록과 본문 내용에 대해 6차례의 분석과정을 거쳤다.
- 첫째, 유아와 초등학생의 로봇교육 연도별 논문 편수에서 유아는 2011년도에 논문의 수가 18편(11.6%)으로 가장 많이 나타났다. 이것은 R-러닝 영향으로 2010년부터 유아교육 현장에서 교육용 로봇인 제니보, 아이로비Q, 키봇 등을 가지고 로봇활용교육이 활발히 시행된 것을 보고한 김경철, 박성덕(2013)의 연구결과와 같은 맥락이다[19].
후속연구
- 끝으로 본 연구의 제한점에 따라 자료수집과정에서 활용한 데이터베이스와 검색 키워드의 한계로 로봇교육의 분석대상 논문 선정에서 관련 논문이 제외되었을 가능성이 있다. 후속 연구에서는 로봇교육의 확장된 키워드의 적용과 학위논문 및 학술지 논문 외에 다양한 연구 자료들로 범위를 확대하여 연구가 이루어질 수 있도록 제안하는 바이다.
- 둘째, 유아를 대상으로 교구로봇의 활동을 현장에 적용하기 위해서는 교사의 역할과 전문성 등을 조망해 보는 연구 및 유아 학부모를 대상으로 교구로봇에 대한 인식을 알아보는 연구가 필요하다.
- 이와 같은 내용을 종합해 볼 때 이제까지의 로봇교육의 동향 분석 연구는 초등교육과 연계하여 로봇교육의 전체적인 흐름을 살펴 볼 수 있는 선행연구는 없는 실정이다. 또한, 유아 교구로봇의 필요성 및 요구가 선행연구에서 나타나고 있으나, 유아 교구로봇에 대한 구체적 연구는 보고된 바가 없어 앞으로 유아교육의 새로운 로봇교육 환경인 교구로봇 프로그램 개발을 위해 유아와 초등학생의 로봇교육의 연구 동향 분석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 그 동안 유아와 초등학생에게 이루어진 로봇교육의 연구 자료를 동향 분석하여 유아의 교구로봇 활동을 위한 프로그램 개발의 기초자료를 제공하고 유아 로봇교육의 시사점을 제안하고자 한다.
- 첫째, 유아의 로봇교육은 발달수준에 맞는 컴퓨팅사고력의 기초능력 배양을 위해서 실질적으로 만들어보고 체험해 보는 로봇활동이 필요하다. 이를 위한 후속연구로 교구로봇의 프로그램을 개발하고 그의 적용효과를 알아보는 연구가 요구된다.
- 끝으로 본 연구의 제한점에 따라 자료수집과정에서 활용한 데이터베이스와 검색 키워드의 한계로 로봇교육의 분석대상 논문 선정에서 관련 논문이 제외되었을 가능성이 있다. 후속 연구에서는 로봇교육의 확장된 키워드의 적용과 학위논문 및 학술지 논문 외에 다양한 연구 자료들로 범위를 확대하여 연구가 이루어질 수 있도록 제안하는 바이다.
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