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논문KCI 등재

AI 로봇 진로 교육 프로그램 개발

Development of an AI Robot Career Education Program

박수진
한국실과교육연구학회 (The Society Of Korean Practical Arts Education)|2024.11|실과교육연구 (Journal of Korean Practical Arts Education Research)|제30권 제4호|pp. 79-102|DOI https://doi.org/10.29113/skpaer.2024.30.4.05

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진로CareerEducation Program로봇교육 프로그램RoboticsArtificial Intelligence (AI)인공지능(AI)
주제분류교육학

초록

이 연구의 목적은 초등학생들이 AI 로봇의 개념과 원리를 이해하고, AI 로봇 공학자가 수행하는 프로그래밍 과정을 체험할 수 있는 기회를 제공하기 위해 AI 로봇 진로 교육 프로그램을 개발하는 데 있다. 연구는 AI, 로봇, 진로 교육과 관련된 선행 연구를 검토하여 프로그램 초안을 설계하고, 프로그램의최종 개발을 위해 AI 교육, 로봇 교육, 진로 교육 관련 현장 교사 10명으로 구성된 자문단과 함께 2023 년 9월부터 대면 평가 협의회를 진행하였다. 이를 통해 mBot 2를 활용한 AI 로봇 진로 교육 프로그램12차시를 수정 및 보완하였다. 프로그램의 실험 적용은 G 광역시교육청 산하 Y 초등학교에서 2023년 10월부터 12월까지 12차시로진행되었으며, 적용 과정에서 발견된 사항들을 반영하여 최종 프로그램을 완성하였다. AI 로봇 진로 교육 프로그램은 주제별로 2차시씩 구성된 모듈형 프로그램으로, AI 로봇 공학자, 데이터로 세상을 읽는로봇과의 대화, AI와 로봇의 협력으로 스마트 로봇 만들기, AI 자율주행 로봇 설계, AI 로봇 공학자의진로 로드맵 등 총 6개의 주제를 다루었다. 이 프로그램을 통해 학생들은 AI 로봇 공학자 진로 탐색, 로봇 제어 및 센서 기술 체험, AI 알고리즘에 따른 프로그래밍 체험, 로봇 설계 실습, 자율주행 로봇 프로그래밍 체험 등의 다양한 활동을 경험하였다. 프로그램은 AI, 로봇, 진로 교육의 핵심 내용을 반영하여 각 차시별로 내용 요소, 학습 목표, 교수학습 활동, 학습 경험, 교구 및 준비물, 평가 내용 및 방법 등을 체계적으로 구성하였다. 또한, mBot 2 와 사이버파이를 활용하여 실제 로봇을 제어하고 팀별 프로젝트를 통해 자율주행 AI 택배 로봇, 색 인식 과일 안내 로봇, 장애물 감지 AI 로봇, 자율주행 주차 로봇, 대화형 AI 로봇, 쇼핑 대행 로봇, 그림그려주는 AI 로봇 등 다양한 로봇 프로젝트를 완성하였다. 본 프로그램을 일반화하기 위해서 교사들에게 AI, 로봇, 진로 교육과 관련된 지속적인 연수 기회를제공하여 학생들에게 양질의 경험을 제공할 수 있도록 해야 할 것이다.

Abstract

The purpose of this study is to develop an AI Robot Career Education Program that enables elementary school students to understand the concepts and principles of AI robots and experience the programming process performed by AI robotics engineers. The study involved reviewing previous research related to AI, robotics, and career education to draft the initial program design. To finalize the program, a face-to-face evaluation and consultation meeting was conducted with an advisory group of 10 field teachers specializing in AI education, robotics education, and career education from September 2023. The experimental implementation of the program was conducted over 12 sessions at Y Elementary School, under the G Metropolitan Office of Education, from October to December 2023. Based on the findings during the implementation, the final version of the program was refined. The AI Robot Career Education Program is designed as a modular program with six themes, each consisting of two sessions: AI Robotics Engineer, Communicating with Robots through Data, Creating Smart Robots through AI-Robot Collaboration, Designing AI Autonomous Driving Robots, and the Career Roadmap of an AI Robotics Engineer. Through this program, students explored the career of AI robotics engineers, experienced robot control and sensor technology, engaged in programming based on AI algorithms, practiced robot design, and participated in autonomous driving robot programming. The program incorporates the core contents of AI, robotics, and career education, systematically organizing each session with elements such as content, learning objectives, teaching-learning activities, learning experiences, materials, and evaluation methods. Using mBot 2 and CyberPi, students controlled real robots and completed various team-based projects, such as autonomous delivery AI robots, color-recognizing fruit guide robots, obstacle-detecting AI robots, autonomous parking robots, conversational AI robots, shopping assistant robots, and art-drawing AI robots. To generalize the program, it is essential to provide continuous training opportunities for teachers in AI, robotics, and career education, enabling them to offer students high-quality learning experiences.

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