[논문 리뷰] When elephants nodded and dolls spoke: Bringing together robotics and storytelling for environmental literacy

M. V. Mukil, Gayathri Manikutty외 3명|arXiv (Cornell University)|2022. 12. 19.

Environmental Education and Sustainability인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 인도 청소년을 대상으로 환경 인식 교육 프로그램에 과학, 기술, 공학, 수학 교육(특히 계산적 사고, 로봇 기술, 메이커 기술)을 통합한 스토리텔링 기반 로봇 워크숍 모델을 제시한다. 농촌 및 준도시 학교의 참가자들이 디지털 애니메이션과 애니메트로닉스를 활용해 환경 이야기를 담은 상호작용형 로봇 다이오라마를 제작함으로써 깊이 있는 몰입과 즐거운 학습을 경험했으며, 창의적이고 실습 중심의 과학·기술·공학·수학 경험을 통해 지속 가능한 환경 보전 의식을 기를 수 있음을 보여주었다.

ABSTRACT

Inculcating principles of environmental stewardship among the children and youth is needed urgently today for creating a sustainable future. This paper presents a model for promoting environment literacy in India using story telling based workshops while focusing on STEM education including computational thinking, robotics and maker skills. During the workshop, participants build a robotic diorama with digital animations and animatronics to tell their story. Our initial observations from pilot studies conducted in 2019 in six rural and semi-urban schools in India showed us that the children were deeply engaged and enthusiastic throughout the workshop making the entire learning experience a very meaningful and joyful one for all.

연구 동기 및 목표

• 인도의 어린이와 청소년들에게 환경 보존 의식을 제고하기 위한 급박한 필요성을 충족시키기 위해 환경 인식 교육을 과학·기술·공학·수학 교육에 통합한다.
• 스토리텔링, 로봇 기술, 메이커 기술을 융합한 참여도가 높고 다학제적인 워크숍 모델을 개발하여 생태의식을 교육한다.
• 특히 농촌 및 준도시 인도 학교에서 이러한 모델의 타당성과 영향력을 평가한다.
• 계산적 사고와 디지털 설계 기술을 서사 중심의 과학·기술·공학·수학 활동에 통합하여 기쁨을 느끼고 의미 있는 지속 가능한 학습을 촉진한다.

제안 방법

• 워크숍은 인도의 여섯 개 농촌 및 준도시 학교에서 어린이와 청소년 대상으로 진행되었다.
• 참가자들은 센서, 모터, 마이크로컨트롤러를 통합한 저비용 재료와 전자 부품을 사용해 로봇 다이오라마를 설계하고 제작했다.
• 환경 주제를 중심으로 디지털 애니메이션과 애니메트로닉스 요소를 통합해 이야기를 생생하게 구현했다.
• 스토리텔링 요소는 지역 생태 문제, 예를 들어 야생동물 보존과 지속 가능한 생활 방식 등을 중심으로 하여 관련성과 정서적 몰입도를 높였다.
• 서사의 트리거에 반응하도록 로봇 요소를 프로그래밍하여 계산적 사고를 통합했다.
• 최소한의 어른의 간섭을 최소화하고 협업 중심의 학생 주도 학습을 강조하여 자율성과 창의성을 키웠다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 스토리텔링을 로봇 기술과 메이커 활동과 효과적으로 융합하여 인도 학교 청소년들의 환경 인식 능력을 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 생태 주제를 중심으로 한 로봇 기반 스토리텔링 워크숍에 참여할 때 학생들이 보여주는 몰입도와 학습 수준은 어떠한가?
• RQ3 서사 중심 활동에 계산적 사고와 디지털 설계 기술을 통합할 경우 학생들이 환경 문제를 이해하는 데 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 농촌 및 준도시 학생들은 지역 환경 문제를 중심으로 한 실습 중심의 다학제 과학·기술·공학·수학 활동에 어떻게 반응하는가?

주요 결과

• 프로토타입 워크숍에 참가한 어린이들은 세션 전반에 걸쳐 높은 수준의 지속적인 몰입도와 열정을 보였으며, 즐겁고 의미 있는 학습 경험임을 시사했다.
• 스토리텔링과 로봇 기술, 애니메트로닉스의 융합은 야생동물 보호와 지속 가능성과 같은 환경 주제에 대한 더 깊은 정서적 투자로 이어졌다.
• 참가자들은 로봇 제어를 위한 실습을 통해 순서 구성, 디버깅, 이벤트 기반 프로그래밍 등의 계산적 사고 기술을 기초적으로 습득했다.
• 지역적으로 관련성이 있는 이야기와 저비용 재료의 사용은 다양한 학교 환경에서 접근성과 문화적 공감대를 확보했다.
• 이 모델은 과학·기술·공학·수학 교육과 환경 인식 교육을 효과적으로 연결했으며, 자원이 부족한 교육적 맥락에서의 확장 가능성을 보여주었다.
• 초기 관찰 결과에 따르면 서사 중심의 로봇 기반 활동은 청소년의 기술적 능력 향상과 함께 생태의식 향상에도 기여할 수 있다.