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로봇을 왜 어떻게 교육에 활용하는가?
How and why the Robot is used in Education?

: 학습과학적 관점에서 로봇활용교육 바라보기

2013년 1월
한국교육학술정보원 정책연구부
조규복(ckb@keris.or.kr)

본 발표자료에서 제시된 의견 등은
한국교육학술정보원의 공식 입장이 아니라 조규복의 개인적인 견해입니다.

목차

<서론>
1. 로봇활용교육에서의 로봇이란?
2. 로봇활용교육에서의 로봇은 어떻게 구분하는가?
3. 교육용 로봇과의 커뮤니케이션은 어떻게 구분하는가?
4. 교육용 로봇이 가지는 ‘디지털’과 ‘온라인’의 특성은 어떤 의미를 가지는가?
5. 교육용 로봇도 신체화되어야 하는가?
6. 교육용 로봇을 수업에 활용하기 위한 디자인절차는 어떻게 되는가?

<본론>
7. 로봇을 왜 교육에 활용하는가?
8. 로봇을 어떻게 교육에 활용하는가?
9. 로봇활용교육시 주의점은 무엇인가?
10. 기타 로봇활용 교육에 대한 질문 5가지

<마무리>
11. 교실안에서의 로봇활용수업을 어떻게 디자인하는가?(교사의 역할)

1. 로봇활용교육에서의 로봇이란?
・교육 ⊃ ICT활용교육 ⊃ 로봇활용교육
‘로봇활용교육은 ICT활용교육에 포함되는가?
로봇활용교육에서의 로봇은 ICT의 하나로 볼 수 있는가?’

・ ICT ⊃ 로봇
‘로봇의 장단점을 말하면서 ICT의 장단점을 말하고 있는가? ICT의 단점
을 로봇이 가지고 있지 않다고 생각하는가? 로봇의 장점을 ICT가 가지고
있지 않다고 생각하는가?‘

・ 로봇 = 학습도구
로봇은 교구로서의 특성과 교재로서의 특성을 가진다.

・ 로봇 = 디지털 + 온라인
로봇은 정보를 ‘디지털’ 기반에서 ‘온/오프라인’으로 처리한다.

2. 로봇활용교육에서의 로봇은 어떻게 구분하는가?
・ 교육용 로봇을 ‘어떤 정보가 어떻게 처리되는가’를 기준으로 구분
단순정보처리로봇 고도정보처리로봇
장난감 – 교구로봇 사람 - 인공지능로봇
인형 – 휴머노이드로봇
애완동물 – 감성로봇
기타 – 보조로봇, 가상로
봇, 원격로봇

단방향 상호작용
사람 – 로봇 사람 ↔ 로봇
사람 – 로봇 - 정보 사람 ↔로봇 ↔ 사람
사람 – 로봇 – 사람 로봇 ↔ 로봇(사물기반)
로봇 – 로봇(사물기반)

・ 단순정보처리로봇이 인공지능을 가지고 상호작용을 할 수 있게 된다면
로봇의 교육적 활용방법과 효과는 ?

3. 교육용 로봇과의 커뮤니케이션은 어떻게 구분
하는가?

・ 사람-로봇-사람

・ 사람-로봇

・ 로봇-로봇(사물기반)

・ 일방향, 양방향, 상호작용

4. 로봇이 가지는 ‘디지털’과 ‘온라인’의 특성은
어떤 교육적 의미를 가지는가?

・ 디지털의 교육적 의미는 무엇인가?

・ 온라인의 교육적 의미는 무엇인가?

・ 디지털 + 온라인의 시너지 효과를 어떻게 교육적으로 활용가능한가?

・ 정신적 도구와 물리적 도구의 특성을 가지며 2 도구간의 이탈착이
자유롭고 변용과 공유가 용이하다.

・ 정보(콘텐츠)가 정보로서 존재하며 그 진가를 보이게 된다.

5. 로봇용 로봇도 ‘신체화’되어야 하는가?

・ 모든 도구는 신체화되어야 한다.

・ 그러나 로봇이 지능을 가지게 된다면 우리의 감성에 영향을 미친다면
도구를 넘어 하나의 객체가 될 수 있다.

・ ‘로봇이 가지는 지능’과 ‘로봇으로부터 영향받는 우리의 감성’을
고려한 교육이란?

6. 교육용 로봇을 수업에 활용하기 위한 디자인 절
파는 어떻게 되는가?
(1)수업목적

(2)수업목적 달성을 위한 학습자의 활동과 대화

(3)수업디자인 – 교재, 교구(아날로그 + 디지털 교재 교구)
– 교재 교구의 온라인 + 오프라인에서의 활용
・ 로봇활용의 디지털 + 온라인의 시너지 효과를 어떻게 교육적으로
활용가능한가?


(1)커뮤니케이션

- ‘통해서’ : ‘로봇을 통한 커뮤니케이션’
굳이 로봇을 통해서 교수학습을 해야 하는가?

- ‘와’ : ‘로봇과의 커뮤니케이션’
과연 로봇과의 학습 즉 인공지능과 인터페이스가 가능한가?

- 학습자는 교실 안에서 교사와 학생들과 함께 있는데 왜 로봇과 혹은
로봇을 통해 커뮤니케이션하는가?(목적)

※ 로봇간 대화 http://youtu.be/WnzlbyTZsQY

siri를 통한 대화 http://www.youtube.com/watch?v=TbJldUklxzs


(2)리플렉션(Reflection)

・ 성찰의 전제조건
- 학습자는 학습하면서 성찰하고 있는가?
- 교사는 학습자의 성찰을 도와주고 있는가?
- 교사는 가르치면서 스스로의 교수행위를 성찰하고 있는가?
- 정보는 교사와 학습자의 성찰을 보다 잘 지원하기 위해 디지털화되고
온라인되어져야 하는가?

・ 로봇활용교육에서의 성찰의 특성
- 로봇이기 때문에 가능한 교사와 학습자의 성찰 지원하는 특성과
방법은 무엇인가?
- PC와 단말기의 소통 및 검색기능 혹은 PC와 단말기 안의 LMS기능과
차별되는 로봇의 성찰지원 가능성은 무엇인가?


(3)시뮬레이션(체험)

・ 시뮬레이션의 교육적 의미
- 교실에서 혹은 일상에서 체험하기 어려운 것을 체험함으로써
학습효과가 높아질 수 있다.
즉, 시청각 체험(보고 듣기 어려운 동영상, 사진 등), 원격체험(만나기
어려운 사람과 대화, 만져보기 어려운 것을 만지기 등),
가상체험(아바타 등)

・ 로봇활용교육에서의 시뮬레이션의 특성
- 로봇이기 때문에 가능한 교사와 학습자의 시뮬레이션을 지원하는
특성과 방법은 무엇인가?


(4)치료와 보조


(1)학습자중심(How students learn?)

로봇을 로봇을
어떻게 활용해서
가르치는가?
< 통해 어떻게
학습하는가?


(2)지식의 질 중심

量 < 質

・ 현실의 문제해결에 도움이 되는 지식

・ 그 지식 학습을 지원하는 로봇은 어떤 것인가?
※안경형 디스플레이 http://youtu.be/9I0hF0cbw8E
원격마우스(Leap Motion) http://youtu.be/ssZrkXGE8ZA


(3)지식의 질에 대한 평가 중심

量

<
質
집단 개별
간헐적(정기) 임의적(수시)

※ 인공지능 활용 평가 사례
싱가폴 지안중학교(Ngee Ann Secondary School), 과학기술중학교(The School of
Science and Technology)
(http://www.moe.gov.sg/media/press/2012/11/joint-ida-moe-press-release-fo.php)


(4)체험중심(시뮬레이션)

- 교실에서 혹은 일상에서 체험하기 어려운 것을 체험

- tele-presence(원격체험, 아바타)

- 신체성을 높이는 비신체?

- 상호작용+리플렉션+시뮬레이션 ?


(5)공동체중심

・ 학습자의 협력학습과 언어표현을 지원하는 로봇은 어떤 것인가?


(1)신기성 : 학습자의 학습태도 및 학습결과에 대한 착시와 확대해석유발

(2)흥미중심으로 인한 피상성, 산만성, 일시성

(3)중독, 대인관계 장애, 폭력성, SEX 등
※ chat 로봇 http://youtu.be/FxK-pOFFx1o

(4)산업주의(기기중심) : 로봇산업 발전을 위한 로봇활용교육
로봇활용을 위한 교육과 교육을 위한 로봇활용

(5)인간소외 : 학습자와 교사를 수동적으로 만들 가능성


(6)패러다임 간과 : 로봇과 로봇활용교육 교수학습이 개발되어도 교육제도를
포괄한 교육환경이 변화되지 않는다면 적용되기 곤란함
(※학생1인당 1 i-Pad활용의 성과와 한계에 대한 미국교사의 조언
http://kr.smatoos.com/?p=6985 )

(7) 아날로그와 오프라인 학습에 대한 경시

(8) 효과성(있다/없다) 중심의 연구

(9) 소극성 : 로봇을 통해 학생의 고차원 사고능력이 향상될 수 있음을
적용하거나 분석하기 어려워함

(10)비언어적 메시지와 감성적 요소의 확대해석 : 로봇활용교육의
중심대상과 장소는 일반 학습자의 교과지식을 포괄한 리터러시, 문제해결력
등의 능력 향상이어야 함. 치료와 상담 등은 부차적인 것임.

10. 기타 로봇활용교육에 대한 질문 3가지
(1)로봇 활용 수업의 학습효과가 있는가?
- 먼저 어떤 방법으로 어떤 효과를 어떤 학습상황을 대상으로 측정하는지에
대한 검토가 있어야.

(2) 로봇을 활용하면 교수 및 학습이 효율적으로 되는가?
- 먼저, 기존의 지식전달형 일제 수업에서의 효율성을 말하는 것인지에 대한
검토가 있어야.

(3) 로봇을 활용하면 로봇을 전혀 사용하지 않은 수업에서 할 수 없는 것이
가능해지는가? 왜 수업중에 굳이 로봇을 활용할 필요가 있는가?인터넷과
PC(단말기) 그리고 디지털콘텐츠 혹은 LMS 등이 구축된 정보환경에서의
교육으로 충분하지 않은가?
- 한정된 공간에서 장시간 마주하고 있고 교수학습 교재와 교구가 갖추어져
있는 상황에서 각종 교육정보화 인프라(인터넷, PC, 디지털콘텐츠, LMS
등)의 필요성을 찾거나 활용하는 것은 어렵다.
더욱이 교육정보화 인프라까지 충분히 갖추어진 교실환경속에서
로봇활용의 필요성과 활용방법을 찾는 것은 더 어렵다. 2개 모두 얻어지는
더 큰 교육적 장점은 있을 것이고 이를 모색하는 것은 수업현장에서 교사가
중심이 되어 찾아낼 수 있는 과제임.

11. 교실안에서의 로봇활용수업을 어떻게 디자인
하는가?

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