응용영역을 넓혀가고 있는 스마트폰을 포함한 무선단말의 기본인 통신시스템을 직접 설계/제작하는 과목이다.
저항(R) 기반의 감쇄기(Attenuator), 연산증폭기(OP Amp) 기반의 오디오 증폭기(Audio Amplifier), 인덕터(L)와 커패시터(C) 기반의 필터(Filter), 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor) 기반의 RF 증폭기를 설계 및 제작하고 설계를 통해 제작한 소자를 조립하여 통신 시스템 H/W의 실재를 익힌다. 또한 설계 S/W인 SPICE를 이용하여 아날로그 통신시스템을 직접 설계한다.
전자회로설계를 실제로 해봄으로써 이전에 배운 회로이론, 전자회로의 개념을 명확히 하고 실무용 통신시스템 설계 및 제작에 응용할 수 있다.
Softbox arduino software education, softbox 소프트박스 제품소개서 봉조 김
피지컬 아두이노 소프트웨어 교육도구
피지컬 아두이노 소프트웨어 교육도구 소프트박스(softbox)
softbox 교육도구는 주변환경과 밀접한 7종의 센서입력부와 입력부를 처리하여 제어와 통신을 담당하는 제어통신부, 센서 입력을 읽고 분석하여 제어가 가능한 5종의 구동출력부를 인쇄회로기판(PCB) 위에 견고하게 모아 제작한 피지컬 아두이노 소프트웨어 교육도구입니다.
softbox는 가장 기본적인 “아두이노 피지컬 소프트웨어 교육도구”로서 학생들과 일반인이 처음으로 소프트웨어를 배우기에 적합한 도구입니다. 기본 교육 과정을 마치면 수준에 따른 프로젝트를 진행하게 되는데 이러한 프로젝트를 통해 창의적인 아이디어를 소프트웨어로 구현하는 과정을 배우도록 하는 것이 바로 “프로젝트 실습에 따른 코딩교육”이며 프로젝트를 실행하기 위한 다양한 소스코드와 메이커 활동에 필요한 콘텐츠를 제공합니다.
softbox 특징
•견고하게 제작되어 고장이 없고, 반복적인 사용이 가능
•점퍼선을 제거하고 모듈화 하여 소프트웨어 교육에 시간 집중
•아두이노 통합개발환경인 Sketch 환경에서 소프트웨어 교육
•블럭코딩을 지원하는 엔트리, mblock 환경에서 모든 입출력 제어 가능
•arduino UNO 보드와 환경이 동일하고 확장이 용이한 mega2560 사용
•센서입력부(7종), 구동출력부(5종), 제어통신부(2종) 3부분으로 구성
•USB 연결 케이블로 간단한 소프트웨어 교육환경 구성
•태블릿, 스마트폰을 사용하여 프로그래밍이 가능함(otg usb 케이블)
•연결선과 USB 통신 케이블로 간단하게 실습
•다양한 프로젝트 기반의 소프트웨어 교육 프로그램 지원
•메이커들의 창작활동을 돕는 프로그램 개발과 필요 부품 지원
•창의적인 아이디어를 즉시 테스트 가능
•단순한 융합 프로젝트를 즉시 실행 가능
응용영역을 넓혀가고 있는 스마트폰을 포함한 무선단말의 기본인 통신시스템을 직접 설계/제작하는 과목이다.
저항(R) 기반의 감쇄기(Attenuator), 연산증폭기(OP Amp) 기반의 오디오 증폭기(Audio Amplifier), 인덕터(L)와 커패시터(C) 기반의 필터(Filter), 트랜지스터(BJT: Bipolar Junction Transistor) 기반의 RF 증폭기를 설계 및 제작하고 설계를 통해 제작한 소자를 조립하여 통신 시스템 H/W의 실재를 익힌다. 또한 설계 S/W인 SPICE를 이용하여 아날로그 통신시스템을 직접 설계한다.
전자회로설계를 실제로 해봄으로써 이전에 배운 회로이론, 전자회로의 개념을 명확히 하고 실무용 통신시스템 설계 및 제작에 응용할 수 있다.
Softbox arduino software education, softbox 소프트박스 제품소개서 봉조 김
피지컬 아두이노 소프트웨어 교육도구
피지컬 아두이노 소프트웨어 교육도구 소프트박스(softbox)
softbox 교육도구는 주변환경과 밀접한 7종의 센서입력부와 입력부를 처리하여 제어와 통신을 담당하는 제어통신부, 센서 입력을 읽고 분석하여 제어가 가능한 5종의 구동출력부를 인쇄회로기판(PCB) 위에 견고하게 모아 제작한 피지컬 아두이노 소프트웨어 교육도구입니다.
softbox는 가장 기본적인 “아두이노 피지컬 소프트웨어 교육도구”로서 학생들과 일반인이 처음으로 소프트웨어를 배우기에 적합한 도구입니다. 기본 교육 과정을 마치면 수준에 따른 프로젝트를 진행하게 되는데 이러한 프로젝트를 통해 창의적인 아이디어를 소프트웨어로 구현하는 과정을 배우도록 하는 것이 바로 “프로젝트 실습에 따른 코딩교육”이며 프로젝트를 실행하기 위한 다양한 소스코드와 메이커 활동에 필요한 콘텐츠를 제공합니다.
softbox 특징
•견고하게 제작되어 고장이 없고, 반복적인 사용이 가능
•점퍼선을 제거하고 모듈화 하여 소프트웨어 교육에 시간 집중
•아두이노 통합개발환경인 Sketch 환경에서 소프트웨어 교육
•블럭코딩을 지원하는 엔트리, mblock 환경에서 모든 입출력 제어 가능
•arduino UNO 보드와 환경이 동일하고 확장이 용이한 mega2560 사용
•센서입력부(7종), 구동출력부(5종), 제어통신부(2종) 3부분으로 구성
•USB 연결 케이블로 간단한 소프트웨어 교육환경 구성
•태블릿, 스마트폰을 사용하여 프로그래밍이 가능함(otg usb 케이블)
•연결선과 USB 통신 케이블로 간단하게 실습
•다양한 프로젝트 기반의 소프트웨어 교육 프로그램 지원
•메이커들의 창작활동을 돕는 프로그램 개발과 필요 부품 지원
•창의적인 아이디어를 즉시 테스트 가능
•단순한 융합 프로젝트를 즉시 실행 가능
이번 강의에서는 지난 7개월간 이어진 강의의 마지막 편으로 파이썬이 각광받고 있는 이유와 장점에 대해서 다루어 봅니다.
그리고 저의 개인적인 강의 경험도 알려드릴까 합니다.
- 강의 키노트 자료는 다음 링크를 통해 다운 받으세요
https://drive.google.com/drive/folders/1UrrO4_ch4xcIErbExstwpUVY6vFvPdkW
- 강의 소스코드는 다음 링크를 통해 다운 받으세요
https://github.com/dongupak/Basic-Python-Programmingwjd
한국 인터넷 진흥원 자료 - https://www.kisa.or.kr/
소프트웨어 산업의 중요성이 나날이 높아지고 있는 상황에서, 소프트웨어 인재를 양성하기 위해 어릴 때부터 소프트웨어 교육을 배울 수 있도록 의무화하는 나라가 많아지고 있다. 이러한 세
계 각국의 소프트웨어 교육 현황에 대해 살펴보고, 이를 통해 앞으로 소프트웨어 교육을 의무화 해야하는데 있어 필요한 사항을 정리해 보고자 한다.
2016년 11월 모 대학에서 IT 계열 전공 재학생들을 대상으로 진행했던 진로 특강 자료입니다.
앞쪽의 제반 내용들은 다양한 자료들을 정리하면서 제 생각을 담았습니다.
이 자료의 가장 핵심적인 내용은 5가지 유형의 현직 선배들을 대상으로 설문을 실시하여 후배들에게 들려주고 싶은 현실적이고 진솔한 이야기를 정리한 부분입니다.
IT 분야 그리고 소프트웨어 개발자의 삶의 모색하는 분들에게 조금이나마 도움이 되길 바라는 마음에 자료를 공개합니다.
미세먼지 공기청정기 메이커활동 제안서. 우리나라의 공기질과 미세먼지는 국내 산업과 중국의 영향으로 점점 더 악회되고 있다. 우리나라 공기질이 악회되는 원인은
◈ 미국 예일대와 컬럼비아대 공동연구에서 발표한 환경성과지수에 따르면 우리나라 공기질은 조사대상 180개국중 173위로 나타남
◈ 미세먼지의 주범으로 화력발전소와 경유차가 지목되는 가운데, 선진국들은
청정화력발전계획을 통해 석탄→LNG로 연료를 교체하는 반면 우리나라는 석탄화력발전을 확대·증설하고 있고,
◈ 유럽에서는 경유차의 도심 진입을 금지하는 정책이 진행되는 상황에서 우리나라는 비용적 경제성과 상대적으로 유리한 배출기준 등으로 경유차가 확대되는 사회적 구조의 문제점이 가장 큰 원인으로 지적
미세먼지를 비롯한 공기질은 국민건강과 직결되는 만큼 신재생에너지 확대 등 범국가적 노력과 대응이 필요하다. 또한 우리나라 대기환경과 공기질에 대한 기본교육과 가정이나 실내에서 손쉽게 만들어 사용할 수 있는 공기청정기 메이커 활동을 소프트웨어 교육 차원에서 진행한다.
This slide introduces Java technology based on its Object Oriented Programming features. It is now used in my class for a high school in Korea.
I'd like somebody who is willing to learn Java to enjoy this.
Here I have to mention that some clip arts in this slide are searched via Googling and some sentences to define terms and features are from books like Thinking in Java, Bruce Eckel.
Please let me know if anyone find some of them has patent or legal issues.
Feel free to ask me if you have any question.
Jongdae.Lim@oracle.com
Jongdae.Lim@gmail.com
Caramel.Macch@gmail.com
An Analysis of Educational Tools for Physical Computing Educationyunjae jang
The purpose of this study is to analyze the educational tools which is used generally in the physical computing education, and to derive the implications. The educational tools used in this study are Pico board, Arduino and Raspberry Pi. Pico board is easy to use, but utilization is low relatively. Arduino and Raspberry Pi have a high complexity and readiness. But it was found which can be utilized in various ways.
이번 강의에서는 지난 7개월간 이어진 강의의 마지막 편으로 파이썬이 각광받고 있는 이유와 장점에 대해서 다루어 봅니다.
그리고 저의 개인적인 강의 경험도 알려드릴까 합니다.
- 강의 키노트 자료는 다음 링크를 통해 다운 받으세요
https://drive.google.com/drive/folders/1UrrO4_ch4xcIErbExstwpUVY6vFvPdkW
- 강의 소스코드는 다음 링크를 통해 다운 받으세요
https://github.com/dongupak/Basic-Python-Programmingwjd
한국 인터넷 진흥원 자료 - https://www.kisa.or.kr/
소프트웨어 산업의 중요성이 나날이 높아지고 있는 상황에서, 소프트웨어 인재를 양성하기 위해 어릴 때부터 소프트웨어 교육을 배울 수 있도록 의무화하는 나라가 많아지고 있다. 이러한 세
계 각국의 소프트웨어 교육 현황에 대해 살펴보고, 이를 통해 앞으로 소프트웨어 교육을 의무화 해야하는데 있어 필요한 사항을 정리해 보고자 한다.
2016년 11월 모 대학에서 IT 계열 전공 재학생들을 대상으로 진행했던 진로 특강 자료입니다.
앞쪽의 제반 내용들은 다양한 자료들을 정리하면서 제 생각을 담았습니다.
이 자료의 가장 핵심적인 내용은 5가지 유형의 현직 선배들을 대상으로 설문을 실시하여 후배들에게 들려주고 싶은 현실적이고 진솔한 이야기를 정리한 부분입니다.
IT 분야 그리고 소프트웨어 개발자의 삶의 모색하는 분들에게 조금이나마 도움이 되길 바라는 마음에 자료를 공개합니다.
미세먼지 공기청정기 메이커활동 제안서. 우리나라의 공기질과 미세먼지는 국내 산업과 중국의 영향으로 점점 더 악회되고 있다. 우리나라 공기질이 악회되는 원인은
◈ 미국 예일대와 컬럼비아대 공동연구에서 발표한 환경성과지수에 따르면 우리나라 공기질은 조사대상 180개국중 173위로 나타남
◈ 미세먼지의 주범으로 화력발전소와 경유차가 지목되는 가운데, 선진국들은
청정화력발전계획을 통해 석탄→LNG로 연료를 교체하는 반면 우리나라는 석탄화력발전을 확대·증설하고 있고,
◈ 유럽에서는 경유차의 도심 진입을 금지하는 정책이 진행되는 상황에서 우리나라는 비용적 경제성과 상대적으로 유리한 배출기준 등으로 경유차가 확대되는 사회적 구조의 문제점이 가장 큰 원인으로 지적
미세먼지를 비롯한 공기질은 국민건강과 직결되는 만큼 신재생에너지 확대 등 범국가적 노력과 대응이 필요하다. 또한 우리나라 대기환경과 공기질에 대한 기본교육과 가정이나 실내에서 손쉽게 만들어 사용할 수 있는 공기청정기 메이커 활동을 소프트웨어 교육 차원에서 진행한다.
This slide introduces Java technology based on its Object Oriented Programming features. It is now used in my class for a high school in Korea.
I'd like somebody who is willing to learn Java to enjoy this.
Here I have to mention that some clip arts in this slide are searched via Googling and some sentences to define terms and features are from books like Thinking in Java, Bruce Eckel.
Please let me know if anyone find some of them has patent or legal issues.
Feel free to ask me if you have any question.
Jongdae.Lim@oracle.com
Jongdae.Lim@gmail.com
Caramel.Macch@gmail.com
An Analysis of Educational Tools for Physical Computing Educationyunjae jang
The purpose of this study is to analyze the educational tools which is used generally in the physical computing education, and to derive the implications. The educational tools used in this study are Pico board, Arduino and Raspberry Pi. Pico board is easy to use, but utilization is low relatively. Arduino and Raspberry Pi have a high complexity and readiness. But it was found which can be utilized in various ways.
1. 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한
프로그래밍 언어 활용 방안 연구
고려대학교 컴퓨터교육학과
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
박사수료 장윤재
2014년 한국컴퓨터교육학회 하계 학술대회
2. 목차
1. 서론
2. 이론적 배경
1. 피지컬 컴퓨팅과 로보틱스
2. 교육용 프로그래밍 언어 환경 분석 요소
3. 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 프로그래밍 환경
3. 연구방법 및 절차
4. 연구결과
1. 분석 요소 선정
2. 프로그래밍 언어 분석 결과
5. 결론 및 제언
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
3. 서론
• Maker Movement, IoT(Internet of Things), 3D Printer 등
누구나 아이디어만 있으면 쉽게 자신의 프로젝트를
만들어 볼 수 있는 환경 조성
http://www.businessweek.com/articles/2012-02-16/the-diy-maker-movement-meets-the-vcs
http://www.mcgrawhillprofessionalbusinessblog.com/2014/03/07/the-maker-movement-is-changing-the-world/
http://www.control4.com/blog/2014/03/the-internet-of-things-and-the-connected-home
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
4. 서론
• 피지컬 컴퓨팅 (Physical Computing)
– ICT를 활용하여 컴퓨터와 인간과의 상호작용하기 위한
분야로 시작
– 특히, 비교적 저렴하면서 강력한 성능과 오픈소스 문화를
바탕으로 한 폭 넓은 커뮤니티와 풍부한 레퍼런스를
무장으로 한 아두이노(Arduino)라는 오픈소스 하드웨어가
등장하면서 폭발적으로 성장
– 피지컬 컴퓨팅은 다양한 입력 센서 및 출력 부품을 통해
흥미로운 작품을 손 쉽게 만들 수 있어 일반인이나
학생들이 쉽게 배울 수 있는 장점
– 미디어아트, 컴퓨터 교육에서도 학생들의 흥미와 창의성을
위한 교육 주제로 선정하여 연구가 진행중임.
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
http://en.wikipedia.org/wiki/Arduino
5. 서론
• 그 러 나 , 아 두 이 노 와 같 은 피 지 컬 보 드 를 다 루 기
위해서는 범용적인 프로그래밍 언어(대표적으로 C언어)
를 사용해야 함.
• 비 개발자나 초보 학습자에게는 여전히 사용하기 어려움
• 특히 피지컬 컴퓨팅을 통한 실생활 중심의 흥미로운
문 제 해 결 학 습 으 로 서 는 , 프 로 그 래 밍 지 식 과 함께
하드웨어, 전자회로 등에 대한 이해도 필요하기 때문
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
http://www.ktechno.co.kr/embedded/embedded01.html
6. 서론
• 최근에는 교육용 프로그래밍 언어에서 아두이노와 같은
하드웨어를 제어할 수 있는 환경이 개발되고 있음.
• 초기 단계이기 때문에 교사가 적절한 도구를 선택하는데
필요한 정보가 부족한 실정임.
• 교육의 3요소는 교사, 학생, 교육내용이며, 프로그래밍
교육을 위한 적절한 교육내용을 선정하기 위해서는 교육
도구의 특성을 이해해야 한다.
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
http://blog.yengawa.com/archives/25
7. 서론
• 본 연구의 목적
– 피지컬 컴퓨팅을 통한 프로그래밍 교육에서 활용할
수 있는 프로그래밍 언어의 특성을 분석하여 교육적
활용 방안 제안
• 본 연구의 기대점
– 본 연구를 통해 피지컬 컴퓨팅을 배우고자 하는
학습자에게 프로그래밍 언어의 선택 기준을 제시할
수 있으며, 피지컬 컴퓨팅 학습을 위한 프로그래밍
언어의 필수 요소를 제시할 수 있음.
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
8. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅
• 피지컬 컴퓨팅(Physical Computing)
Programming
Circuit Microcontroller Computer
– ICT를 활용하여 인간으로 부터 물리적인 형태로
정보를 입력받아 처리한 결과를 물리적인 형태로
출력하여 인간 또는 환경과 상호작용하는 컴퓨팅
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
Wired / Wireless
Communication
Sensors
Actuators
9. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅
• 피지컬 컴퓨팅 vs 로보틱스
– 로보틱스(Robotics) 는 로봇의 설계, 구성, 제어, 응용
을 다루는 기술의 한 분야이며, 이를 제어, 피드백, 정
보 처리를 위한 컴퓨터 시스템과 관련된 분야
– 로보틱스는 자동화(autonomous)에 초점
– 피지컬 컴퓨팅은 사람과의 인터랙티브(interactive)에
더 중점
– 즉, 로보틱스는 어떻게 해야 인간처럼 스스로 움직일
수 있는지, 인간의 두뇌와 유사한 컴퓨터 뇌를
구성할지를 탐구한다면, 피지컬 컴퓨팅은 인간 또는
환경과의 상호작용과 그 확장에 대한 탐구에 초점
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
10. 이론적 배경 – EPL 환경 분석 요소
• 위키피디아의 교육용 프로그래밍 언어 분류
– 학습경로(learning path)
• Assembly language, BASIC, C, Java-based, Lisp-based,
Scala-based, Smalltalk-based, Other
– 대상
• Children, University
– 학년(US educational level)
– 대략적 사용나이(Approximate Age)
– 경험수준(Experience level)
– 활용 가능한 언어(Appropriate languages)
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
11. 이론적 배경 – EPL 환경 분석 요소
• 김수환 외(2009)는 26개의 교육용 프로그래밍 언어 분석
– 언어별 특징
• 수준, 적용교과, 상용/공용, 사용환경, 사용언어
– 교육요소
• 문제표현(그림,기호,코드), 문제설계, 변수(텍스트,숫자), 텍스
트입출력(입력,출력), 제어문(조건문,유한반복문), 알고리즘 구
현, 배열, 정렬구현, 탐색구현, 시뮬레이션/애니메이션
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
12. 이론적 배경 – EPL 환경 분석 요소
• 신수범(2014)은 교육용 프로그래밍 언어의 선택요소로 3
개의 영역, 9개의 핵심 요소로 선정
– 컴퓨터과학 연계성
• 컴퓨터과학 개념 학습 가능 언어, 컴퓨터과학 개념의 추상화
언어, 프로그래밍 언어로 전이능력
– 명확하고 강력한 명령어
• 단순한 명령어 구조, 강력한 명령어 기능
– 편리한 개발환경
• 편리한 피드백 도구, 멀티미디어 컨텐츠 수준, 사용자 친화적
개발 환경
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
13. 이론적 배경 – EPL 환경 분석 요소
• O'Sullivan, D 와 Igoe, T.(2004)는 피지컬 컴퓨팅을 입력,
처리, 출력으로 구분
– 이 중에서 입력과 출력을 디지털과 아날로그 방식으
로 세분화하여 형태를 구분
• 교육용 프로그래밍 언어 환경 및 피지컬 컴퓨팅을 분류
한 요소 종합
– 기능적 영역
• 상용여부, 실행환경(설치형 / 비설치형), 지원되는 보드, 보드
연결방식, 명령어 지원 단계를 포함한다.
– 교육적 영역
• 교육적 영역에는 코딩방식, 프로그래밍 난이도, 학습 커뮤니
티 규모, 피지컬 보드 입출력 형태를 포함
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
14. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 EPL 환경
• 아두이노(Arduino) IDE
– 아두이노 보드 제어
– 텍스트 기반이며 C와
유사한 형태의 문법과
명령어로 코드 작성
– 디지털 및 아날로그 입
출력이 가능하며 다양
한 라이브러리를 통해
범용 언어로의 확장이
용이
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
15. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 EPL 환경
• Amici
– 독일에서 개발한 그래
픽 인터페이스 형태의
아두이노 보드 제어 환
경
– 블록 형태로 아두이노
제어 코드를 작성하면
자동으로 아두이노 코
드로 변환
– 코드는 블록 형태와 텍
스트 형태를 모두 살펴
볼 수 있음
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
16. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 EPL 환경
• Scratch
– MIT Media Lab에
서 만든 교육용
프로그래밍 언어
– 스크래치 2.0 버
전 에 서 는
Extension 기능을
통해 Picoboard를
연결하여 사용할
수 있으며, 센서별
값을 확인
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
17. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 EPL 환경
• S4A (Scratch for Arduino)
– Scratch 1.4 버전에 아
두이노 보드를 연결하
여 사용할 수 있도록
개발된 환경
– 아두이노 보드에서 지
원하는 디지털, 아날로
그 입출력 값을 모두
제어
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
18. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 EPL 환경
• S2A (Snap for Arduino)
– 버클리대학에서 개발
한 웹 기반 교육용 프
로그래밍 언어인 Snap
에 아두이노 보드를 제
어할 수 있도록 개발된
환경
– S4A보다 더 다양한 제
어 명령어 제공
– 사용자 블록 정의 기능
을 이용하여 다양하게
추상화된 명령어 제작
가능
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
19. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 EPL 환경
• Physical Etoys
– 이토이상에서 아두이
노 보드 제어 환경
– 아두이노 보드에 연결
가능한 다양한 부품들
객체로 제공
– 디지털 및 아날로그 입
출력이 모두 가능
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
20. 이론적 배경 – 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 EPL 환경
• Picoblock
– 스크래치와 유사한 형
태인 블럭 조립을 통해
프 로 그 래 밍 을 하 며
Picoboard를 제어하기
위한 환경
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
21. 연구방법 및 절차
• 첫째, 문헌연구를 통해 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한
프로그래밍 환경에 요구되는 요소를 추출
• 둘째, 전문가 및 연구진의 평가를 통해 요소 선정
– 피지컬 컴퓨팅 및 프로그래밍 교육 경험이 있는
전문가 5명을 대상으로 세미 델파이 통한 요소 선정
• 셋째, 선정된 요소를 바탕으로 피지컬 컴퓨팅 교육을
위한 프로그래밍 언어 분석
• 넷째, 분석된 결과를 토대로 결론 및 시사점 제안
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
22. 연구결과 – 분석 요소 선정
• 피 지 컬 컴 퓨 팅 교 육 을
위한 프로그래밍 환경을
분석하기 위한
– 항목별 중요성을 5점
리 커 트 척 도 로 하 여
응답 받았으며,
– 평 균 3 점 ( 보 통 이 다 )
이상인 항목만 선택
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
항 목
중요성
평균
채택
여부
상용 여부 3.6 O
실행환경(설치형) 4.4 O
실행환경(비설치형) 3.8 O
지원되는 피지컬 보드 4.6 O
피드백 제공여부 3.6 O
지원되는 입출력 형태 4.0 O
피지컬 보드 연결방식 3.6 O
프로그래밍 스타일 3.6 O
프로그램 코딩방식 4.4 O
프로그래밍 난이도 4.2 O
학습 커뮤니티 규모 2.8 X
명령어 지원 수준 4.0 O
23. 연구결과 – 분석 요소 선정
항 목 분 류
기능
영역
상용여부 유료/무료
실행환경(설치형) win/linux/mac/...
실행환경(비설치형) web/flash/기타
지원되는 보드 Arduino/Picoboard/...
보드연결방식 자동/수동
명령어 지원 단계 단순제어/확장가능
한글화 여부 지원/미지원
교육
영역
프로그래밍 스타일 객체지향/객체기반/절차형/함수형/이벤트형/기타
코딩방식 텍스트/비쥬얼(블럭조립)/혼합/기타
프로그래밍난이도 초등/중등/고등
피지컬 보드 입출력 지원 디지털입출력/아날로그입출력/모두
프로젝트 웹 공유 여부 지원/미지원
범용언어로의 확장성 여부 C/JAVA/...
구현 가능한 결과물 형태 피지컬컴퓨팅/게임/애니메이션/시뮬레이션/기타
피드백 도구 여부 지원/미지원
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
24. 연구결과 – 프로그래밍 언어 분석 결과
프로그래밍 언어
항 목
Scratch 2.0
extension
S4A S2A
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
Physical
Etoys
Picoblock Amici Arduino
기능
영역
상용여부 무료 무료 무료 무료 무료 무료 무료
실행환경(설치형) win/linux/mac
win/linux/mac/a
ndroid
win/linux/mac win/linux win/mac win/mac
win/linux/mac/
android
실행환경(비설치형) flash - - - - - -
지원되는 보드 picoboard arduino arduino arduino arduino arduino arduino
보드연결방식 자동 수동 수동 수동 수동 수동 수동
명령어 지원 단계 단순제어 확장가능 확장가능 단순제어 단순제어 단순제어 확장가능
한글화 지원 지원 미지원 미지원 미지원 미지원 미지원 미지원
교육
영역
프로그래밍 스타일 객체기반 객체기반 객체기반 객체기반 객체기반 절차형 절차형
코딩방식 블럭조립 블럭조립 블럭조립 블럭조립 블럭조립 블럭조립 텍스트
프로그래밍난이도 초등 중등 중등 중등 초등 중등 중등
피지컬 보드 입출력 지원
디지털입출력/아날
로그입력
디지털 모두
디지털입출력/
아날로그입력
모두 모두 모두
프로젝트 웹 공유 여부 지원 미지원 미지원 미지원 미지원 미지원 미지원
범용언어로의 확장 여부 - - - - - C C
구현 가능한 결과물 형태
피지컬컴퓨팅/게임
/애니메이션/시뮬
레이션
피지컬컴퓨팅/
게임/애니메이
션/시뮬레이션
피지컬컴퓨팅/
게임/애니메이
션/시뮬레이션
피지컬컴퓨팅/
게임/애니메이
션/시뮬레이션
피지컬컴퓨팅/
게임
피지컬컴퓨팅/
게임
피지컬컴퓨팅/
게임
피드백 도구 여부 미지원 미지원 미지원 미지원 미지원 미지원 미지원
(- 는 해당사항 없음을 의미함)
25. 결론 및 제언
• 피지컬 컴퓨팅 환경은 좋은 프로그래밍 교육 환경이자
방법
– 피지컬 컴퓨팅 기술은 오픈소스화, 손쉬운 사용성,
메이커 문화와 접목되면서 폭발적으로 성장하고 있음
– 그러나 현재 개발중인 다양한 도구들을 프로그래밍
교육에 바로 적용하기에는 교사들의 준비 및 교육
효과 검증이 필요함
– 따라서 본 연구에서 제안한 피지컬 컴퓨팅 교육을
위한 프로그래밍 환경의 분석 결과는 피지컬 컴퓨팅
교육을 준비하는 교사들에게 도움이 될 것이다.
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
26. 결론 및 제언
• 향후 과제
– 첫째, 한글화 작업이 필요
– 둘째, 다양한 교육 적용 사례가 필요
– 셋째, 교육적 효과성 검증이 필요
InC Lab. Dept. Computer Science Education, Korea Univ.
피지컬 컴퓨팅은 ICT를 활용하여 컴퓨터와 인간과의 상호작용하기 위한 분야로 시작되었다. 특히, 피지컬 컴퓨팅 분야는 비교적 저렴하면서 강력한 성능과 오픈소스 문화를 바탕으로 한 폭 넓은 커뮤니티와 풍부한 레퍼런스를 무장으로 한 아두이노라는 오픈소스 하드웨어가 등장하면서 폭발적으로 성장하였다. 또한 피지컬 컴퓨팅은 다양한 입력 센서 및 출력 부품을 통해 흥미로운 작품을 만들 수 있어 일반인이나 학생들이 쉽게 배울 수 있는 장점이 있다. 이로 인해 미디어아트 분야에서는 피지컬 컴퓨팅을 활용한 교육을 활발히 진행하고 있으며[1], 컴퓨터 교육에서도 학생들의 흥미와 창의성을 위한 교육 주제로 선정하여 연구를 진행하고 있다[2].
피지컬 컴퓨팅의 구성 요소는 먼저 센서(Sensors)와 액츄에이터(Actuators)로 이루어진 변환부분(Transducers)과 이를 마이크로컨트롤러(Microcontroller)와 연결해주는 회로(Circuit) 부분 컴퓨터와 유무선으로 연결되어 프로그래밍을 통해 처리를 담당하는 마이크로컨트롤러 부분과, 컴퓨터(Computer)로 구성되어 있다.
피지컬 컴퓨팅은 로보틱스의 한 분야로 볼 수 도 있지만, 해당 기술이 발전된 역사를 살펴보면 관점이 다른 것으로 이해할 수 있다. 로보틱스(Robotics)는 로봇의 설계, 구성, 제어, 응용을 다루는 기술의 한 분야이며, 이를 제어, 피드백, 정보 처리를 위한 컴퓨터 시스템과 관련된 분야이다[6]. 피지컬 컴퓨팅과 로보틱스의 공통점을 살펴보면, 피지컬 컴퓨팅과 로보틱스의 같은점은 센서와 같은 입력장치, 모터와 같은 출력장치를 사용한다는 점이다. 그러나 로보틱스는 자동화(autonomous)에 초점을 맞춘다면, 피지컬 컴퓨팅은 사람과의 인터랙티브(interactive)에 더 중점을 둔다. 즉, 로보틱스는 어떻게 해야 인간처럼 스스로 움직일 수 있는지, 인간의 두뇌와 유사한 컴퓨터 뇌를 구성할지를 탐구한다면, 피지컬 컴퓨팅은 인간 또는 환경과의 상호작용과 그 확장에 대한 탐구에 초점을 맞춘다.
분석결과, 보다 어린 학생들에게 적합한 프로그래밍 언어는 스크래치와 피코블록으로 분석되었으며, 특히 스크래치는 단순한 형태의 제어 명령어만 지원하지만, 자동 연결방식과 비설치형 지원, 한글화 지원 등 편리한 기능을 제공하고 있다. 반면, Amici와 아두이노는 중등 학생들에게 적합하며 특히 C 와 같은 절차형 언어로의 확장 가능성이 높다. Amici 는 코딩방식이 블록조립이지만 텍스트를 함께 보여줌으로써 교육적 효과를 얻을 수 있다. 한편, 분석된 프로그래밍 언어 모두 피드백 도구가 별도로 제공되지 않아서 피지컬 보드 연결 상태 확인이나 코드 디버깅에 어려움을 겪을 것으로 분석되었다.
피지컬 컴퓨팅은 프로그래밍을 위한 기본 모델인 입력, 처리, 출력 형태를 갖추고 있으며, 물리적인 매체를 활용함으로써 흥미와 동기를 유발할 수 있는 좋은 프로그래밍 교육 환경이자 방법이다. 특히, 최근에는 피지컬 컴퓨팅의 오픈소스화와 손쉬운 사용성 및 다양한 메이킹 문화와 접목되면서 산업계 뿐만 아니라 교육계에서도 주목하고 있다. 현재도 피지컬 컴퓨팅에 대한 다양한 도구와 환경이 개발되고 있으며 이를 교육 환경에 접목하기는 쉽지 않다. 왜냐하면 교육에 적용하기 위해서는 교육적 효과에 대한 검증이 필요하며 이에 앞서 이를 가르칠 교사들의 준비가 필요하기 때문이다. 따라서 본 연구에서 제안한 피지컬 컴퓨팅 교육을 위한 프로그래밍 환경의 분석 결과는 피지컬 컴퓨팅 교육을 준비하는 교사들에게 도움이 될 것이다.
본 연구의 향후 과제로는 다음과 같다.
첫째, 한글화 작업이 필요하다. 국내에서 어린 학생을 대상으로 프로그래밍 언어를 사용하기 위해서는 적용하기 위해서는 한글화 작업이 필요하며
둘째, 다양한 교육 적용 사례가 필요하다. 피지컬 컴퓨팅은 아이디어와 사용되는 부품에 따라 다양한 예제가 만들어 질 수 있으며, 이를 체계화 해서 제공하는 학습 자료는 아직 부족한 편이다. 따라서 교육 현장의 다양한 조건에 맞는 학습 자료 및 적용 사례가 필요하다.
셋째, 교육적 효과성 검증이 필요하다. 효과성을 검증하기 위해서는 학생들이 피지컬 컴퓨팅 프로젝트를 수행하는 과정에서 인지적, 정의적인 효과가 어느정도 발생하는지 구체적이고 다방면으로 평가되어야 한다.