유치원/초등생 로봇 교육에 대한 학부모의 인식 조사

1. 서 론

로봇 교육에 대한 관심이 증가하고 공교육뿐 만 아니라 사교육 분야에서 로봇을 주제로 한 교육과정과 경진대회 등이 보편화 되고 있다. 로봇은 기구 설계와 같은 기계공 학적인 지식뿐 만 아니라 회로 및 제어와 같은 전기전자 공학적인 지식이 결합된 대표적인 융합 학문이라 할 수 있다. 또한 실제 로봇의 인지와 동작 수행을 위해서는 S/W 지식을 활용한 프로그래밍 과정이 필요하다. 특히, 2015년도에 중학교 과정에 S/W 수업이 정규 교과목에 등 장하고 이후에는 2017년에 초등학교, 2018년에는 고등학교 교과목으로 도입될 예정이다.

S/W 학습에 있어 단순한 프로그래밍 교육보다는 로봇이 라는 대상체를 활용할 경우 효과적이라는 연구 결과들이 보고되면서 S/W 정규교과목 도입과 더불어 다시금 로봇 교육에 대한 관심이 증가되고 있다^[1].

로봇 교육에 대한 관심은 STEAM (Science Technology Engineering Art Mathematics) 교육을 통한 과학기술 교육 활 성화 정책으로부터 시작되었다. 교육 현장에 로봇이 본격 적으로 도입된 계기는 국내외 교육용 로봇 교구 제조사 들이 로봇경진대회 들을 주최하기 시작하면서 자사의 유 아/초등용 교구 로봇을 공급하면서부터이다^{[2, 3]}. 이러한 영 향으로 2006년부터 2010년 까지 교육 및 연구 분야 로봇 에 대한 국내 시장의 규모는 매년 40% 가까운 증가율을 기록하였고 2012년 국내 교육용 로봇 생산은 약 860억원 으로 2011년 대비 62.6% 증가하였다^{[4, 5]}.

공교육에서는 2006년 1학기에 학교 내 방과 후 수업이 도입되면서 학부모들과 학생들의 관심이 증가하였고 자연 스럽게 방과 후 수업에 개설된 로봇 교육의 수요에 따라 교구 로봇 시장이 활성화되었다. 이 때 개설된 방과 후 로 봇 수업이 학교 교사가 아닌 외부 강사에 의존하기 시작 하면서 각 교구 로봇 회사에 소속된 전문강사들이 담당하 게 되었고 자연스럽게 학생들이 사교육과 연결되는 통로 가 된 것이 사실이다. 사교육분야에서는 로봇 교구 전문 기업을 중심으로 개최되는 경진대회를 준비하는 학생 들 이 늘어나면서 전문학원, 문화센터 내의 강좌, 개인별 홈 스쿨 등을 통해 진행되고 있다.

다양한 교육 방식, 많은 조립 교구 종류, 프로그래밍 교 육 등 고려할 부분이 많아 적절한 교육 선택을 위한 학부 모들의 판단이 어려워지고 있다. 기존에는 선생님 및 유치 원 학부모의 인식을 조사한 연구들이 있었으나 지능 로봇 을 교육에 활용하는 사례에 대한 인식을 주로 조사하였고 조립용 교구 로봇과 같이 학생들이 직접 사용하는 형태의 교육에 대한 인식 조사 결과는 보고된 사례가 없다^{[6, 7]}.

본 논문에서는 유치원생과 초등생들의 학업 선택에 큰 영향력을 발휘하는 학부모들을 대상으로 조립용 교구 로 봇을 활용한 교육에 대한 인식을 조사하고자 한다.

본 논문의 내용은 다음과 같이 구성되어 있다. 2장에서 는 공교육과 사교육을 중심으로 유치원생과 초등학생들의 주요 교육과정 현황 및 교육에 사용되는 교구 현황을 분 석한다. 3장에서는 학부모들의 인식에 대한 설문조사를 수 행하고 주요 결과를 분석한다. 마지막으로 4장에서는 본 논문의 결론과 개선안 및 향후 연구과제에 대해 언급한다.

2. 로봇교육 및 교구 현황

산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원이 2014년에 발행한 산업기술 R&BD 전략 중 로봇 분야에서는 교육용 로봇을 개인서비스용 로봇의 한 분야로 정의하여 19개의 로봇 세부 분야 중 하나로 취급하였다^[5].

교육용 로봇은 크게 교구 로봇과 교사 로봇으로 나뉘어 진다. 본 연구에서는 학생들이 직접 사용자가 되는 교구 로봇으로 한정하도록 한다.

현재 로봇을 이용한 공교육 형태는 대부분 방과 후 수 업에서 행해지고 있다. 방과 후 수업의 로봇 교육은 교사 보다는 외부 전문 강사를 통해 단시간에 진행됨으로써 학 생들의 수준을 고려하기 보다는 통일된 교육 진도에 따라 일방적으로 진행되는 실정이다. 또한 외부 강사 대부분이 교구 로봇 전문 기업에 소속된 강사이기 때문에 특정 브 랜드의 로봇만을 다루게 되어 다양성이 떨어지는 현상도 생긴다. 또한 제한된 시간 때문에 개인적으로 추가 교육을 원하는 학생들이 자연스럽게 사교육 시장을 선택하는 실 정이다. 이러한 공교육의 부실화를 지적한 연구도 보고되 고 있다^[8].

사교육 시장의 경우 교구 로봇 전문 기업들이 지사 형 태로 운영하는 학원을 비롯하여 문화센터 등의 강좌, 개인 교사 들의 홈스쿨 등 다양한 방법으로 운영되고 있다. 학 생들의 교육적 수요적인 측면에서 다양한 방법의 형태가 있다는 것은 목적에 맞게 부모들의 선택의 폭이 넓어진다 는 장점이 있지만, 대부분의 학생들과 부모님들이 각 기업 이 주최하는 경진대회의 참가 및 수상을 목표로 한다는 점에서 과도한 경쟁과 교구의 기능에만 집중하는 역효과 를 불러 일으키고 있는 실정이다.

교육용 로봇에 대한 관심과 연구는 2000년에 들어와 본 격적으로 시작되었고 초등 교육을 위한 교육용 로봇의 조 건을 언급한 연구도 있었다^[9]. 해당 연구에서는 교육용 로 봇의 형태를 4가지로 구분하였고 그 중 한가지로 “블록 조 립형 로봇” 을 정의하였다. 이는 본 연구에서 언급하고 있 는 조립 교구 로봇이라 할 수 있다. 또한 “블록 조립형 로 봇” 의 교수/학습 특징을 아래와 같이 7가지로 요약하였다.

① 논리적 사고의 향상

② 소근육 및 두뇌 발달

③ 공간 지각력 향상

④ 관찰력 및 사고력 증진

⑤ 문제 해결 능력 및 창의적 아이디어 산출

⑥ 쉬운 제작 및 기능 이해

⑦ 고가의 가격 및 부품 분실 가능

이 후 전문 기업들이 다양한 제품을 출시하게 되면서 방과 후 수업에서 요구하는 가격을 맞추기 위해 위에서 언급한 1~6번까지의 장점은 유지하면서 7번의 가격 문제 는 적절한 수준으로 맞추어 오고 있다.

다양한 교구 로봇들 중에서 대표적인 주요 교구 로봇들 의 종류와 특징은 표 1에 나타나 있다. 국내의 큰 시장 규 모로 볼 수 있듯이 많은 전문 기업이 있으며 해외에서 출 시된 제품 중에는 Lego 사의 Mindstorms 와 최근 선보인 EV3 를 중심으로 한 로봇 교육이 대표적으로 초등학교 과 정뿐 만 아니라 중고등학교 수업이나 대학 수업에도 널리 적용되어 있다.

각 교구들은 유치원생들과 초등학생들의 활동 수준 등 을 고려한 단계별 학습을 유도하기 위해 다른 형태의 모 델로 구분하거나 동일 모델 내에서도 단계를 두어 학습이 가능하도록 구성되어 있는 것이 특징이다. 로보티즈^[10] 의 예를 들어보면 표 2와 같이 연령에 따라 2개의 모델로 구 분하고 각 모델 내에 4단계의 교구를 분리하여 운영하고 있다. 그에 따라 조립 부품의 사이즈도 다르고 모터 등의 구동기, 제어기 및 프로그래밍 등의 가능 여부도 단계별로 차등 적용하고 있다. 따라서, 하나의 교구를 선택하여 학 습을 시작하게 되면 시간이나 비용 등의 문제로 다른 교 구로 전환하거나 추가적으로 학습하기 어려운 실정이다. 이러한 호환성 문제에 대한 연구자들의 인식을 통해 다른 제조사의 각 교구 간 조립 호환성을 해결하기 위한 연구 도 진행되었다^[11]. 각 교구의 특징이나 교육 프로그램에 대 한 특징들은 학생들 스스로가 판단을 하기 어렵기 때문에 부모들의 판단에 따라 결정이 되는 것이 일반적이며 이 때의 부모의 인식과 판단이 학생의 로봇 교육에 큰 영향 을 주고 있다.Table .1-2

Table 1.

Various robots for education[2,5]

Table 2.

Example of Robot Educational Kits[10]

3. 학부모들의 인식 조사

본 연구를 위해 강원도 원주시에 거주하는 유치원생 또 는 초등학생을 자녀로 두고 있는 학부모 105명을 대상으 로 설문 응답을 받았다. 본 연구 목적에 맞도록 현재 로봇 교육을 진행하고 있는 전문가의 검토를 거쳐 설문 문항을 개발하였고 표 3과 같은 주요 문항을 도출하였다.Table 3

Table 3.

Survey contents

3.1. 설문 대상자 분석

105명의 응답자 중 조사 대상인 아이의 연령별 분포와 현재 로봇 교육 수행 여부에 대한 결과는 표 4에 나타나 있다. 응답자 중 75명(71.4%)은 유치원생의 학부모이고, 나 머지 30명(28.6%)은 초등학생 자녀를 둔 학부모였다. 응답 자 중 81명(77.1%)이 현재 또는 과거에 로봇 교육을 받은 경험이 있는 것으로 나타나 높은 비율을 나타내었다. 유치 원생의 경우 응답자의 72%, 초등학생의 경우 응답자 중 90% 가 교육을 받은 경험이 있는 것으로 나타났다. 이는 설문의 특성 상 평소 교육에 관심이 있는 부모들이 본 설 문조사의 응답에 상대적으로 많이 참여한 것으로 보인다.Table .4

Table 4.

Survey subjects

3.2. 교육 실태 분석

로봇 교육을 수강한 경험이 있는 81명 학생들의 로봇 교육을 처음 접한 시기를 분석해보면 그림 1과 같이 7세 가 27명(33.3%), 5세가 24명(29.6%) 으로 비율이 상대적으 로 높게 나타났다. 이것은 현재 교육체계에서 아이들이 유 치원에 입학하는 시기인 5세와 취학 직전인 7세에 로봇 교육을 시작하는 비율이 높음을 알 수 있다. 학생들이 새 로운 교육과정을 시작하는 시기에 학부모들도 새로운 교 육에 대한 필요성을 느끼고 로봇 교육을 시작하는 것으로 보인다.

부모들이 평소 로봇 교육에 대해 들어본 적이 있는지에 대한 질문에서는 응답자 전원이 들어본 적이 있다고 대답 했으며 구체적으로 듣게 된 경로를 분석해 보면 표 5의 결 과와 같이 지인의 소개가 36명(54.3%), 카페나 블로그 상 의 정보가 37명(35.2%) 로 응답에 답한 부모들 대부분이 로봇 교육에 대한 정보를 공공매체나 교육기관이 아닌 주 변의 소개와 온라인 커뮤니티 상의 후기 및 광고로부터 얻는다는 것을 알 수 있었다.Fig .1Table .5

Table 5.

The way for parents to know robots in education

Fig. 1.

Ages when the students start to study robots

교육을 받는 형태는 그림 2와 같이 학원/홈스쿨/과외 등 사교육이 68명(75.6%) 로 높게 나타났으며 학교/유치원의 방과 후 수업 18명(20%), 그리고 문화센터(4명) 등의 순서 로 나타났다. 주당 교육시간은 1시간이라고 응답한 학부모 가 68명(84%), 2시간이라는 응답은 13명(16%) 으로 학생들 대부분이 1주일에 1~2시간 정도의 수업을 받는 것을 알 수 있으며 월 교육비 지출은 표 6과 같이 10만원 이하의 비용을 지출하는 것을 알 수 있다. 또한 92.5% 비율의 아 이들은 수업 시간 이후 집에서 개인적으로 1~2시간 정도 로봇 교구를 활용하는 것으로 조사되었다.Fig .2Table .6

Table 6.

Weekly class hours and monthly educational expense

Fig. 2.

The place where students receive education in robots

3.3. 교육에 대한 기대 효과 및 인식 분석

아이들이 로봇 교육을 수강하기 시작하게 된 이유에 대 한 설문에서는 유치원생의 경우 아이의 의지에 따라 시작 하게 된 경우가 68.5% 였으며, 언론매체에서 중요하다고 해서 학부모의 뜻에 따라 시작한 경우가 18.5% 였다. 이에 반해, 초등생의 경우 92.6% 의 경우가 아이의 뜻에 따라 시작한 경우로 유치원생에 비해 월등히 그 비율이 높음을 알 수 있다. 이는 초등생의 로봇 교육의 경우 부모의 판단 보다는 아이들의 의지에 의해 결정되는 경향이 강함을 알 수 있다. 기타 의견으로는 “재미있는 수업”, “균형 있는 영 역 발달” 등의 의견이 있었다.

로봇 교육을 수강함에 있어서 아이들이 좋아하는 이유 에 대한 응답에서는 표 7과 같이 새로운 것을 만들 수 있 다는 것(51.9%) 과 만든 작품이 움직인다는 것(48.1%) 에 대한 의견이 비슷한 비율이었다. 이는 로봇 교육을 통한 창의성 발달의 효과와 모터 등의 구동기를 통한 이동성 (Mobility)이라는 로봇의 특징을 특히 좋아하는 것을 알 수 있다. 반면에 어려워하거나 싫어하는 부분에 대한 응답에 서는 조립의 어려움(45.1%), 집중력 필요(25.5%), 동작 이 해 어려움(15.7%), 프로그래밍 어려움(13.7%) 의 순으로 나 타났다. 아직 소근육 발달이 필요한 연령대의 학생임을 감 안할 때 작은 부품을 장시간 조립해야 하는 로봇 교구의 특징에 대해 어려움을 나타내고 있으며 구동을 위한 원리 이해와 프로그래밍 등의 기본 원리 이해 과정에서 어려움 이 있음을 알 수 있다.Fig .3

Fig. 3.

The reason to start robotic education

로봇 교육에 대한 긍정적인 효과의 응답으로는 새로운 것을 만드는 창의성에 대한 응답이 51명(63.0%) 이었으며 집중력이 좋아졌다는 응답도 28명(34.5%) 가 있었다. 이에 반해 현재의 로봇 교육 시스템과 체계에 대한 의견으로는 전문교육기관이나 전문인력이 부족하다는 응답이 46명 (66.7%)으로 전체의 2/3 정도로 높게 나타났다. 교육비와 교구비가 부담된다는 응답도 16명(23.2%)이 있었고 교육의 난이도가 어렵다는 응답이 7명(10.1%) 순으로 나타났다. 이것은 현재 로봇 교육을 수강하고 있는 형태가 대부분 사교육 체제에서 이루어지고 있는 현실을 반영한 것으로 학부모들은 아이에 대한 사교육비 증가에 대한 부담이 있 으며 무엇보다 사교육기관에 대한 전문성 결여에 대해 우 려를 나타내고 있음을 알 수 있다.Table .7

Table 7.

The effects of education in robots

3.4. 비수강자의 로봇교육 계획 분석

전체 응답자중 현재 로봇 교육을 수강하고 있지 않다고 답한 24명의 응답자에 대해서는 향후 로봇 교육 수강을 고려하는 이유와 현재 교육을 수강하지 않는 이유에 대해 서 질문하였다. 그 결과 로봇 교육 수강을 고려하는 이유 는 표 8과 같이 지인의 추천, 언론매체의 언급, 아이의 의 지 등의 순으로 나타났다. 현재 교육을 받지 않는 이유에 대해서는 아이가 어리다는 응답(54.2%) 과 교육비 및 교구 비가 부담된다는 응답(45.8%)이 나왔으며 이것은 표 7에서 언급된 현 교육 시스템에 대한 인식의 교육비에 대한 부 담 언급과 같은 결과를 보임을 알 수 있다.Table .8

Table 8.

The reason to consider future education in robots

4. 결 론

본 논문에서는 유치원/초등생 학부모 105명을 대상으로 학생들의 로봇 교육에 대한 실태와 학부모들의 인식을 조 사하였다. 그 결과 많은 학부모들이 주변의 추천이나 온라 인 커뮤니티를 통해 로봇 교육의 필요성을 인지하게 되었 고 유치원 입학 나이인 5세와 초등학교 입학 직전인 7세 무렵에 로봇 교육 수강을 시작하는 비율이 높음을 알 수 있었다. 유치원생의 경우 68.5% 정도가 아이의 의지에 따 라 로봇 교육 수강을 시작했지만 초등학생의 경우 92.6% 의 비율로 아이의 의지에 의해 시작했음을 알 수 있었다. 교육 수강은 학원, 홈스쿨, 과외 등의 사교육 기관의 비율 이 높았고 아이들은 1주일에 1~2시간 정도 교육 수강 후 집에서 개인적으로 1시간 내외의 시간 동안 로봇 교구를 다루는 것으로 나타났다. 로봇 교육을 수강하는 학생들의 학부모들은 대부분 월 10만원 이하의 교육비를 지출하고 있었다. 로봇 교육에 대해서는 부모와 학생들 모두 다양한 긍정적인 효과가 있음을 언급하였고 아직 교육을 수강하 지 않는 학생들의 부모들도 향후 로봇 교육 수강을 고려 하고 있음을 알 수 있었다.

이에 반해 학부모들은 교육비와 교구 구입비에 대한 부 담을 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 현재의 로봇 교 육이 상당 부분 사교육 기관을 통해 이루어지고 있는 현 실에 대해 전문 기관과 전문 인력 부족에 대한 문제점을 지적하고 있었다. 특히 학부모들은 학생들이 로봇 교구를 활용하는데 있어 조립의 어려움, 장시간 집중력 필요, 센 서 및 모터 등의 이해 어려움, 프로그래밍의 어려움 등 로 봇의 각 요소를 수행하고 이해하는 데 어려움이 있다고 인지하고 있으며 이를 해결할 수 있는 체계적이고 창의적 인 교육 프로그램이나 기관에 대한 필요성을 지적하였다.

이러한 설문 결과들과 지적들은 교육부에서 추진하고 있는 로봇 수업의 공교육 도입 취지와 연관이 깊다. 이미 정부에서는 로봇을 통한 교육을 주목하고 교육부와 지식 경제부를 중심으로 2008년부터 로봇을 교육보조에 활용하 고자 “교육용로봇시범사업”을 진행하였고 2009년부터는 “교구로봇 시범사업”을 수행하여 공교육을 중심으로 한 체계적인 로봇교육 방안을 마련하고자 시도하였다^[12]. 하지 만 학부모들이 교육의 전문성 부족을 우려하는 설문 결과 로 볼 때 아직 공교육에서의 체계적인 로봇교육의 도입이 활성화되지 않았음을 알 수 있었다.

이러한 학부모들의 설문 결과 분석을 바탕으로 한 유치 원생 및 초등생의 로봇 교육 내실화를 위한 개선안은 다 음과 같다.

현재의 교육 환경에서 학부모들의 교육비 지출은 교구 구입비를 포함하여 월 10만원 이하이다. 이는 주당 1시간 내외 수업에 지출하는 비용으로써 부담을 가지고 있는 학 부모들이 많은 현실을 고려할 때 개선할 필요가 있다. 교 구를 구입해야 하는 특성상 현실적으로 교구 구입비를 낮 추기 어렵기 때문에 호환성을 확보하여 새 교구 구입에 따른 부담을 최소화하는 것이 한가지 방안이 될 수 있다. 현재는 대부분의 로봇 교구들이 표 2에서와 같이 동일 제 조사에서 공급하는 교구 내에서도 단계 간 부품 호환이 불가능하다. 상위 단계의 교구 학습 시 하위 단계의 부품 을 같이 사용할 수 있도록 호환성을 제공한다면 상위 단 계의 교구 원가를 낮출 수 있을 것이다.

로봇 교육은 융합 지식을 필요로 하는 로봇의 특징 때 문에 설계, 제어, 프로그래밍 등의 지식을 두루 갖춘 전문 교육 인력을 양성하기 쉽지 않다. 학부모들도 현 교육 시 스템에서 전문교육기관과 인력 부족 등에 대한 문제점을 제기하고 있고 교육의 질과 연관되는 부분으로 보완할 수 있는 방안이 시급하다. 설문 분석 결과 학생들이 조립, 동 작 이해, 프로그래밍 등에서 어려움을 느끼고 있는 것을 알 수 있었는데 이 학습요소 중 동작 이해를 포함한 제어 부분과 프로그래밍 과정을 포함한 S/W 부분은 교육 인력 의 전문성을 가늠하는데 중요한 요소들이다. 특히 S/W 부 분은 현재 각 제조 업체마다 자체 프로그래밍 언어를 개 발하여 공급하고 있어 유사한 연령대를 대상으로 하는 다 양한 형태의 교구들의 프로그래밍 작성 난이도를 통일할 필요가 있다. 공교육에 S/W 교과목이 도입되는 현실을 감 안한다면 해당 연령대 학생들의 특징을 최대한으로 고려 한 S/W 플랫폼을 선정하여 정규 교과목에서 교육을 진행 하고 해당 플랫폼과 각 교구 로봇과의 연동을 유도한다면 전문 인력 양성과 학생들의 프로그래밍 교육의 이해도도 높아지는 효과를 동시에 달성할 수 있을 것이다. 미국 MIT Media Lab. 에서 개발되어 국내에도 많이 도입되고 있 는 교육용 프로그램 언어인 스크래치(Scratch)가 초등학생 대상 S/W 의 대표적인 사례라 할 수 있다^[13]. 교육부를 비 롯한 정부의 주도로 교육 및 로봇 전문가들과 교구 전문 기업들이 적극적으로 협력하여 각 연령에 맞는 S/W 및 교 육 커리큘럼을 검토하고 프로그램을 개발하여 로봇 교육 의 질을 높이도록 해야 할 것이다.

로봇 교육의 활성화 및 내실화를 위해서는 위의 개선점 외에도 해결할 과제들이 많다. 향후에는 교육학적인 관점 에서의 효과적인 교육법 개발, 체계적인 교육 프로그램 개 발을 위한 정책 제안 등의 추가 연구가 필요하다.

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