로봇 활용 소프트웨어 교육

왜 로봇을 활용한 소프트웨어 교육인가?'
2016년 3월 9일, 전 세계를 들썩이게 만든 한 사건이 있었다. 우리나라의 프로 바둑기사 이세돌과 구글 딥마인드의 인공지능 '알파고'의 바둑 대결에서 인간이 우세할 것이라는 예상을 뒤집고 인공지능이 바둑에서 인간을 이겼다. 인공지능 즉, 소프트웨어의 힘을 느낄 수 있었던 시간이었다.
전 세계는 소프트웨어 중심 사회로 빠르게 변화하고 있으며, 소프트웨어 교육을 통해 컴퓨팅 사고력을 기반으로 문제를 해결하는 역량을 기를 수 있다. 이 책에서는 컴퓨팅 사고력 기반의 로봇 활용 소프트웨어 교육 내용 등을 소개하였다. 컴퓨팅 사고력을 신장시키기 위한 소프트웨어 교육의 방법에는 여러 가지가 있지만 특히, 그 중에서도 로봇을 활용한 소프트웨어 교육은 그 효과를 크게 높일 수 있다.
로봇을 활용한 소프트웨어 교육은 학습자들에게 단순히 흥미만을 제공하는 것은 아니다.
이 책을 활용하여 학습자들이 생각한 것을 프로그래밍해 보고 그것을 로봇을 통해 구현해 보는 활동을 통해서 소프트웨어 교육의 목적인 컴퓨팅 사고력을 효과적으로 키울 수 있는 교재이다.
2015 개정 교육과정을 살펴보면 초등 실과 교과에서 로봇을 다루고 있고, 중등 정보 교과에서도 피지컬 컴퓨팅을 다루고 있다. 이렇게 로봇을 활용한 소프트웨어 교육은 2015 개정 교육과정에서 추구하는 인재상인 창의? 융합형 인재를 육성하는 데 큰 역할을 할 수 있을 것이다. 시대적 변화의 흐름, 컴퓨팅 사고력 기반의 로봇 활용 소프트웨어 교육 내용 등을 이 책에 담고자 노력을 하였다.

[책의 특징]
1. 대표적인 교육용 로봇을 소개!
소프트웨어 교육과 로봇에 대한 이론적 내용, 컴퓨팅 사고력에 대한 개념적 이해를 도울 수 있는 내용으로 구성하였으며 이를 바탕으로 소프트웨어 교육 수업 모형을 제시하였다. 또한 교육용 로봇을 형태에 따라 분류하고 대표적인 로봇들을 최대한 많이 소개하였다.

2. 프로그래밍의 기본 요소인 순차, 반복, 선택 명령 구조 학습을 쉽게!
완성형 로봇 중 하나인 '햄스터 로봇'과 교육용 프로그래밍 언어인 '스크래치'를 이용하였다. 햄스터 로봇에게 명령을 내리는 과정을 통해 프로그래밍의 기본 요소인 순차, 반복, 선택 명령 구조를 학습할 수 있다. 실생활과 관련된 다양한 문제 상황을 제시하고 이를 해결해 보는 과정을 통해 학생들이 쉽게 흥미를 느낄 수 있도록 하였다.

3. 사물 인터넷 만들기를 통한 컴퓨팅 사고력이 쑥쑥!
조립형 로봇 중 하나인 '로보티즈 IoT'와 교육용 프로그래밍 언어인'엔트리'를 이용하였다. 로보티즈 IoT를 이용하여 실생활에서 접하는 문제를 해결하는 형태로 각 모듈을 구성하였다. 사물 인터넷 장치를 직접 만들어 보고 이를 제어하는 활동을 통해 학생들의 컴퓨팅 사고력을 기를 수 있도록 하였다.

4. 드론을 이용해 다양한 문제 상황 해결!
최근 이슈가 되고 있는 '드론'을 피지컬 컴퓨팅의 한 예로 가져와 다양한 모듈을 구성하였다. 단순히 드론을 조종하는 수준에서 벗어나 블록형 프로그래밍 언어를 통해 드론의 기본 움직임을 조작하고, 다양한 움직임을 기본으로 하여 다양한 문제 상황을 해결해 볼 수 있도록 하였다.

Ⅰ. 소프트웨어 교육과 로봇
1. 소프트웨어 교육이란?
2. 컴퓨팅 사고력이란?
3. 왜 로봇을 활용한 소프트웨어 교육인가?
4. 로봇 활용 소프트웨어 교육을 위한 수업 모형은?
5. 교육용 로봇의 종류는?
참고 문헌 및 참고 사이트, 사진 출처

Ⅱ. 완성형 로봇
모듈 1. 햄스터 로봇 경주하기
모듈 2. 안전 보장! 우리 집 보안 지킴이
모듈 3. R/C 햄스터 로봇 만들기
모듈 4. 내 애완동물 햄스터 로봇
모듈 5. 이어달리기 경주하기
모듈 6. 햄스터 로봇 씨름하기

Ⅲ. 조립형 로봇
모듈 1. 알아서 켜지고! 알아서 꺼지고! 똑똑한 스마트 전등
모듈 2. 혼자서도! 어디서도! 나만의 스마트 운동 기구
모듈 3. 나만의 기타로 연주하기
모듈 4. 보안 철저! 내 사물함을 스마트 금고로 만들기
모듈 5. 자동 사료 급여기로 여행도, 외출도 OK
모듈 6. 내가 만드는 무인 자동차

Ⅳ. 피지컬 컴퓨팅
모듈 1. 미션, 드론 파일럿이 되어 보자!
모듈 2. 미션, 드론으로 구조 요청하기!
모듈 3. 미션, 밭에 배추씨를 심어요
모듈 4. 미션, 드론을 이용하여 놀이를 해요
모듈 5. 미션, 드론 운동회하기

부 록
소프트웨어 교육과 로봇 참고 사이트
찾아보기
사진 출처
참고 문헌 및 참고 사이트

배영권 저자 배영권은

(현)대구교육대학교 컴퓨터교육과 교수

대구교육대학교 영재교육원장

글로벌교육혁신연구소 소장

Indiana University(2006~2007년) Visiting Scholar

The University of Georgia(2013~2014년) Visiting Scholar