KR102135437B1 - 코딩 교육용 학습장치 및 코딩 교육 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 코딩 교육용 학습장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치는, 진행신호, 회전신호, 정지신호 중 적어도 하나를 포함하는 주행제어신호를 시각적으로 표시하는 복수 개의 지시부와, 상면에 교차로를 포함하여 서로 다른 방향으로 배열된 복수 개의 주행로가 배치되며, 주행로를 따라 지시부가 배열되는 주행보드, 및 주행보드에 배열된 지시부에 표시된 주행제어신호를 촬영하는 촬영부를 구비하며, 촬영부를 통해 인식한 주행제어신호에 따라 주행보드를 주행하는 주행로봇을 포함할 수 있다.

Description

코딩 교육용 학습장치 및 코딩 교육 방법{Device and method for coding training}
본 발명은 코딩 교육용 학습장치 및 코딩 교육 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해하고 실습할 수 있는 코딩 교육용 학습장치 및 코딩 교육 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 소프트웨어 교육은 컴퓨팅적 사고(computational thinking)를 통해 문제를 해결하는 능력을 키우는 교육으로서, 문제를 접하면 문제 해결을 위한 알고리즘을 설계하고 이를 프로그래밍 언어로 코딩하는 과정을 거쳐 완성된 프로그램 코드를 디바이스에 적용하여 문제를 해결하는 단계적인 과정으로 수행된다. 따라서, 소프트웨어 교육을 할 때에는, 프로그래밍 언어를 사용하여 응용 프로그램을 어떠한 토대와 규칙으로 코딩해야 하는지를 논리적으로 만들어 줄 수 있는 알고리즘에 대한 교육도 함께 진행되어야 한다. 알고리즘에 대한 교육은 일종의 논리적 언어를 배우는 과정이므로, 논리적 언어가 가지고 있는 기초적인 개념을 알게 하고, 창조적인 경험과 사용자가 만들어낸 것에 대한 성취감을 느끼도록 하는 것이 중요하다. 이러한 알고리즘 교육을 통해 자연스럽게 논리적 사고를 향상시킬 수 있으며, 창의적인 사고가 가능하도록 도와줄 수 있다.
그러나, 프로그래밍 언어는 대부분 외국어로 되어 있어 전문적 프로그래밍 수준에 준하는 지식이 필요하며, 이로 인해, 어린이, 특히, 미취학 아동에 교육하기에 적합하지 않다. 또한, 종래의 소프트웨어 교육은 소프트웨어를 활용하는 것에 중점을 두고 있어, 알고리즘에 대한 교육이 제대로 이루어지지 못하는 실정이다.
이에, 어린이, 특히, 미취학 아동이 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해하고 실습할 수 있는 교육 장치가 필요하게 되었다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0101402호 (2017. 09. 06)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해하고 실습할 수 있는 코딩 교육용 학습장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해하고 실습할 수 있는 코딩 교육 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치는, 진행신호, 회전신호, 정지신호 중 적어도 하나를 포함하는 주행제어신호를 시각적으로 표시하는 복수 개의 지시부와, 상면에 교차로를 포함하여 서로 다른 방향으로 배열된 복수 개의 주행로가 배치되며, 상기 주행로를 따라 상기 지시부가 배열되는 주행보드, 및 상기 주행보드에 배열된 상기 지시부에 표시된 상기 주행제어신호를 촬영하는 촬영부를 구비하며, 상기 촬영부를 통해 인식한 상기 주행제어신호에 따라 상기 주행보드를 주행하는 주행로봇을 포함한다.
상기 주행로봇은, 본체와, 상기 본체에 회동 가능하게 결합되어 상기 주행보드 위를 굴러가는 적어도 한 쌍의 바퀴부와, 상기 바퀴부에 구동력을 제공하는 모터부, 및 상기 촬영부가 촬영한 상기 주행제어신호를 인식하여 상기 모터부와 상기 바퀴부에 동작신호를 인가하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 지시부는, 발광소자가 내장되어 상기 주행제어신호를 시각적으로 표현하는 스크린모듈과, 상기 스크린모듈에 표시되는 상기 주행제어신호를 선택하는 스위치부를 포함하여, 상가 스위치부의 동작에 따라 선택된 상기 주행제어신호가 고정적으로 상기 스크린모듈에 표시될 수 있다.
상기 지시부는, 발광소자가 내장되어 상기 주행제어신호를 시각적으로 표현하는 스크린모듈과, 상기 스크린모듈에 표시되는 상기 주행제어신호를 선택하는 스위치부를 포함하여, 상기 스위치부의 동작에 따라 상기 주행제어신호가 순차적으로 또는 랜덤 방식으로 변경되어 상기 스크린모듈에 표시될 수 있다.
상기 주행로봇은 외부 제어기기와 통신하여 주행경로를 제공받는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 통신부로부터 제공받은 상기 주행경로를 따라 상기 주행로봇을 이동시키되, 상기 주행로 상에 배열된 상기 지시부의 상기 주행제어신호를 인식하여 상기 주행경로로 유도하는 신호에만 상기 바퀴부를 동작시킬 수 있다.상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 코딩 교육 방법은, 상면에 교차로를 포함하여 서로 다른 방향으로 배열된 복수 개의 주행로가 배치된 주행보드를 준비하는 (A) 단계와, 상기 주행보드 상에 진행신호, 회전신호, 정지신호 중 적어도 하나를 포함하는 주행제어신호를 시각적으로 표시하는 복수 개의 지시부를 배열하는 (B) 단계, 및 상기 주행보드 상면에 상기 주행제어신호를 촬영하는 촬영부가 구비된 주행로봇을 배치하고, 상기 주행로봇을 동작시키는 (C) 단계를 포함한다.
상기 (B) 단계 이전에, 상기 주행제어신호가 고정적으로 표시되거나 순차적으로 변경되거나 랜덤 방식으로 변경되도록 상기 지시부를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (C) 단계는, 외부 제어기기로부터 제공받은 주행경로를 따라 상기 주행로봇을 이동시키되, 상기 주행로 상에 배열된 상기 지시부의 상기 주행제어신호를 인식하여 상기 주행경로로 유도하는 신호에만 상기 바퀴부를 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 블록 형태의 지시부를 주행보드에 자유롭게 배치하는 과정을 통해 알고리즘 교육이 이루어진다. 따라서, 전문적 프로그래밍 수준에 준하는 지식이 없는 어린이, 특히, 미취학 아동에게 교육하기에 적합하며, 알고리즘 교육이 공부가 아닌 놀이 개념으로 인식되어 지속적으로 흥미를 유발할 수 있다.
또한, 주행보드에 배열된 지시부의 주행제어신호에 따라 주행로봇이 주행하므로, 어린이가 스스로 작성한 알고리즘을 시각적으로 확인할 수 있어 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해하고 실습할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 지시부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 주행로봇을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지시부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치 및 코딩 교육 방법에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치는 프로그래밍 언어를 사용하여 응용 프로그램을 어떠한 토대와 규칙으로 코딩해야 하는지를 논리적으로 만들어 줄 수 있는 알고리즘을 교육하기 위한 장치이다.
코딩 교육용 학습장치는 블록 형태의 지시부를 주행보드에 자유롭게 배치하는 과정을 통해 알고리즘 교육이 이루어진다. 따라서, 전문적 프로그래밍 수준에 준하는 지식이 없는 어린이, 특히, 미취학 아동에게 교육하기에 적합하며, 알고리즘 교육이 공부가 아닌 놀이 개념으로 인식되어 지속적으로 흥미를 유발할 수 있다. 또한, 주행보드에 배열된 지시부의 주행제어신호에 따라 주행로봇이 주행하므로, 어린이가 스스로 작성한 알고리즘을 시각적으로 확인할 수 있어 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해하고 실습할 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 코딩 교육용 학습장치(1), 및 코딩 교육 방법에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 지시부를 확대하여 도시한 도면이며, 도 3은 주행로봇을 확대하여 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
본 발명에 따른 코딩 교육용 학습장치(1)는 복수 개의 지시부(10)와, 주행보드(20), 및 주행로봇(30)을 포함한다.
지시부(10)는 알고리즘을 작성하는데 사용되는 것으로, 블록 형태로 형성될 수 있다. 도면 상에는 지시부(10)가 사각 블록 형태로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 지시부(10)의 형태는 삼각 블록, 원통 블록 등 다양하게 변형될 수 있다. 지시부(10)는 일 면, 예를 들어, 전면(前面)에 주행을 제어하는 주행제어신호를 표시하며, 주행제어신호는 지시부(10)의 전면에 직접 도시되거나 인쇄물로 부착되거나 스크린 상에 출력되는 등 다양한 형태로 표시될 수 있다. 이 때, 주행제어신호는 직진 주행을 유도하는 진행신호, 좌회전 또는 우회전 주행을 유도하는 회전신호, 주행을 중지하는 정지신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 진행신호 복수 개의 지시부(10)는 각각, 전면에 진행신호, 회전신호, 정지신호 중 적어도 하나를 표시할 수 있다.
이하, 도 2을 참조하여, 주행제어신호가 스크린 상에 출력되는 구조를 보다 중점적으로 설명한다. 지시부(10)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 전면에 스크린모듈(11)이 배치되며, 스크린모듈(11)은 복수 개의 발광소자(11a)가 내장되어 주행제어신호를 시각적으로 표현할 수 있다. 스크린모듈(11) 상에는 진행신호, 회전신호, 정지신호 중 어느 하나가 고정적으로 표시될 수 있다.
예를 들어, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 발광소자(11a)는 스크린모듈(11) 상에 일(一) 자 형태로 점등되어 정지신호를 출력할 수 있다. 또한, 복수 개의 발광소자(11a)는 스크린모듈(11) 상에 위쪽을 향하는 화살표(↑) 형태로 점등되어 진행신호를 출력할 수도 있다. 또한, 복수 개의 발광소자(11a)는 스크린모듈(11) 상에 왼쪽을 향하는 화살표(←) 형태로 점등되어 좌회전신호를 출력할 수도 있다. 또한, 복수 개의 발광소자(11a)는 스크린모듈(11) 상에 오른쪽을 향하는 화살표(→) 형태로 점등되어 우회전신호를 출력할 수도 있다. 그러나, 복수 개의 발광소자(11a)가 일(一) 자 형태로 점등되어 정지신호를 출력하거나, 위쪽을 향하는 화살표(↑) 형태로 점등되어 진행신호를 출력하거나, 왼쪽을 향하는 화살표(←) 형태로 점등되어 좌회전신호를 출력하거나, 오른쪽을 향하는 화살표(→) 형태로 점등되어 우회전신호를 출력하는 것으로 한정될 것은 아니며, 점등 형태는 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 발광소자(11a)는 사각형(■, □) 형태로 점등되어 정지신호를 출력할 수도 있고, 위쪽 삼각형(▲, △) 형태로 점등되어 진행신호를 출력할 수도 있다. 또한, 복수 개의 발광소자(11a)는 왼쪽 삼각형(◀, ◁) 형태로 점등되어 좌회전신호를 출력할 수도 있고, 오른쪽 삼각형(▶, ▷) 형태로 점등되어 우회전신호를 출력할 수도 있다.
또한, 지시부(10)에는 스위치부(12)가 구비될 수도 있으며, 스위치부(12)는 스크린모듈(11)에 표시되는 주행제어신호를 선택할 수 있다. 즉, 스위치부(12)의 동작에 따라 선택된 주행제어신호가 고정적으로 스크린모듈(11)에 표시될 수 있다. 예를 들어, 스크린모듈(11) 상에 정지신호가 출력된 상태에서 스위치부(12)를 동작할 경우, 진행신호가 출력되고, 진행신호가 출력된 상태에서 스위치부(12)를 동작할 경우, 좌회전신호가 출력될 수 있다. 또한, 스크린모듈(11) 상에 좌회전신호가 출력된 상태에서 스위치부(12)를 동작할 경우, 우회전신호가 출력되고, 우회전신호가 출력된 상태에서 스위치부(12)를 동작할 경우, 정지신호가 출력될 수 있다. 지시부(10)에 스위치부(12)가 구비됨으로써, 지시부(10)의 배치 상태를 바꾸지 않고도 알고리즘을 변경할 수 있다. 지시부(10)의 전면에 주행제어신호가 직접 도시되거나 인쇄물로 부착된 경우, 알고리즘을 변경하기 위해서는 다른 주행제어신호를 표시하는 지시부(10)를 재배열해야 한다. 그러나, 지시부(10)의 스위치부(12)가 구비되면, 스위치부(12)의 동작에 의해 주행제어신호가 변경되므로, 지시부(10)를 재배치하지 않아도 알고리즘을 용이하게 변경할 수 있는 것이다.
이러한 지시부(10)는 사용자의 의도에 따라 주행보드(20)에 배열된다. 주행보드(20)는 일정한 두께를 갖는 판 상의 부재로, 상면에 교차로를 포함하여 서로 다른 방향으로 배열된 복수 개의 주행로(20b)가 배치될 수 있다. 즉, 사용자가 서로 다른 주행제어신호를 표시하는 복수 개의 지시부(10)를 주행보드(20)의 주행로(20b)를 따라 임의로 배열하는 행위를 통해 알고리즘 교육이 이루어지는 것이다. 주행보드(20)는 지시부(10)가 설치되는 설치구역(20a)과, 후술할 주행로봇(30)이 이동하는 주행로(20b)로 구분될 수 있다. 도면 상에는 주행로(20b) 사이에 설치구역(20a)이 배치된 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 주행로(20b)와 설치구역(20a)의 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
주행로봇(30)은 주행보드(20)에 배열된 지시부(10)에 표시된 주행제어신호에 따라 주행보드(20) 상면을 주행하는 것으로, 주행제어신호를 촬영하는 촬영부(31)를 구비할 수 있다. 즉, 촬영부(31)가 지시부(10)에 표시된 주행제어신호를 촬영하면, 주행로봇(30)은 촬영된 주행제어신호에 따라 주행보드(20) 상면을 주행한다. 예를 들어, 촬영부(31)에 진행신호가 인식된 경우, 주행로봇(30)은 주행보드(20) 상면, 구체적으로, 주행로(20b)을 직진 주행하고, 촬영부(31)에 좌회전신호가 인식된 경우, 주행로봇(30)은 주행로(20b)을 좌회전 주행할 수 있다. 또한, 촬영부(31)에 정지신호가 인식된 경우, 주행로봇(30)은 주행을 중지하고, 촬영부(31)에 우회전신호가 인식된 경우, 주행로봇(30)은 주행로(20b)을 우회전 주행할 수 있다. 주행보드(20)에 배열된 지시부(10)의 주행제어신호에 따라 주행로봇(30)이 주행함으로써, 어린이가 스스로 작성한 알고리즘을 시각적으로 즉각 확인할 수 있어 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해할 수 있다. 또한, 알고리즘 교육이 공부가 아닌 놀이 개념으로 인식되어 지속적으로 흥미를 유발할 수 있다.
도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 주행로봇(30)은 본체(32)와, 적어도 한 쌍의 바퀴부(33)와, 모터부(34), 및 제어부(35)를 포함한다.
본체(32)는 주행로봇(30)의 전체 형상을 이루는 것으로, 사각통 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 본체(32)가 사각통 형태로 형성되는 것으로 한정될 것은 아니며, 본체(32)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 본체(32)에는 적어도 한 쌍의 바퀴부(33)가 결합된다. 바퀴부(33)는 주행보드(20)위를 굴러가는 것으로, 본체(32)에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 바퀴부(33)는 본체(32)의 양 측면에 각각 배치되는 한 쌍의 바퀴를 포함하며, 본체(32)는 바퀴부(33)에 의해 주행보드(20) 위를 주행할 수 있다. 바퀴부(33)는 모터부(34)로부터 구동력을 제공받아 회전 구동하며, 모터부(34)는 각각의 바퀴에 연결되어 구동력을 제공할 수 있다.
전술한 촬영부(31)에서 촬영된 주행제어신호는 제어부(35)로 제공되며, 제어부(35)는 촬영부(31)가 촬영한 주행제어신호를 인식하여 모터부(34)와 바퀴부(33)에 동작신호를 인가할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(31)로부터 좌회전신호가 제공되면, 제어부(35)는 본체(32)가 좌측으로 회전하도록 바퀴부(33)의 조향각(操向角, steering angle)을 반 시계 방향으로 a° 변화시킬 수 있다. 이 때, 본체(32)에 두 쌍의 바퀴부(33)가 결합된 경우, 제어부(35)는 전방에 배치된 바퀴부(33)의 조향각만 변화시켜 본체(32)를 좌측으로 회전시킬 수도 있고, 후방에 배치된 바퀴부(33)의 조향각도 같이 변화시켜 본체(32)를 좌측으로 회전시킬 수도 있다. 제어부(35)가 전방에 배치된 바퀴부(33)의 조향각만 변화시키는 경우, 회전 각도가 커져 본체(32)의 회전 경로가 길어질 수 있으며, 후방에 배치된 바퀴부(33)의 조향각도 같이 변화시키는 경우, 회전 각도가 작아져 본체(32)의 회전 경로가 짧아질 수 있다.
본체(32)에는 센서부(37)가 결합될 수 있다. 센서부(37)는 본체(32) 또는 바퀴부(33)의 전방 또는 측방의 장애물을 감지하는 것으로, 예를 들어, 비접촉으로 장애물이 근접한 것을 검출하는 근접센서일 수 있다. 본체(32)에 센서부(37)가 결합됨으로써, 주행로봇(30)이 지시부(10)에 접촉하거나 주행로(20b)을 이탈하지 않고 원활하게 주행할 수 있다.
또한, 본체(32)에는 통신부(36)가 결합될 수 있다. 통신부(36)는 외부 제어기기와 통신하여 제어부(35)의 소프트웨어를 업데이트하는 것으로, 블루투스(Bluetooth), 와이파이(wi-fi) 등의 방식으로 외부 컴퓨터와 직접 통신하거나 별도의 통신중계기를 통하여 외부 컴퓨터와 간접 통신할 수 있다.
본 발명에 따른 코딩 교육 방법은 주행보드(20)를 준비하는 (A) 단계와, 주행보드(20) 상에 복수 개의 지시부(10)를 배열하는 (B) 단계, 및 주행보드(20) 상면에 주행로봇(30)을 배치하고 주행로봇(30)을 동작시키는 (C) 단계를 포함한다.
도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면, 사용자는 상면에 교차로를 포함하여 서로 다른 방향으로 배열된 복수 개의 주행로(20b)가 배치된 주행보드(20)를 준비한다. 주행보드(20)가 준비되면, 주행보드(20) 상에 진행신호, 회전신호, 정지신호 중 적어도 하나를 포함하는 주행제어신호를 시각적으로 표시하는 복수 개의 지시부(10)를 배열한다. 지시부(10)를 주행보드(20) 상에 배열하기 전에 주행제어신호가 고정적으로 표시되거나 순차적으로 변경되거나 랜덤 방식으로 변경되도록 지시부(35)를 미리 제어할 수 있다. 사용자는 주행보드(20) 상면의 출발지점에 위치한 주행로봇(30)이 주행제어신호에 따라 주행하여 도착지점에 도착할 수 있도록 경로를 미리 예측하며 출발지점과 도착지점 사이에 복수 개의 지시부(10)를 배열할 수 있다. 예를 들어, 출발지점에 위치한 주행로봇(30)이 직진, 좌회전, 직진, 우회전하면 도착지점에 도달하는 경우, 진행신호를 표시하는 지시부(10)와, 좌회전신호를 표시하는 지시부(10), 진행신호를 표시하는 지시부(10), 우회전신호를 표시하는 지시부(10)를 설치구역(20a)에 차례로 배열하고, 도착지점에 정지신호를 표시하는 지시부(10)를 배열할 수 있다.
복수 개의 지시부(10)가 배열되면, 주행보드(20) 상면에 주행제어신호를 촬영하는 촬영부(31)가 구비된 주행로봇(30)을 배치시킨다. 이 때, 주행로봇(30)은 전술한 바와 같이, 주행보드(20) 상면의 출발지점에 배치될 수 있다.
주행보드(20) 상면에 주행로봇(30)이 배치되면, 주행로봇(30)을 동작시킨다. 주행로봇(30)의 촬영부(31)는 지시부(10)에 표시된 주행제어신호를 촬영하여 제어부(35)로 제공하며, 제어부(35)는 인식된 주행제어신호에 대응하여 모터부(34)와 바퀴부(33)에 동작신호를 인가한다. 따라서, 주행로봇(30)은 주행제어신호에 따라 주행보드(20) 위를 주행할 수 있다. 예를 들어, 촬영부(31)에 진행신호가 촬영되면, 제어부(35)는 촬영부(31)로부터 진행신호를 제공받아 주행로봇(30)이 직진하도록 바퀴부(33)의 조향각을 0°로 유지시키고, 주행로봇(30)은 다른 주행제어신호가 제공될 때까지 직진 주행할 수 있다. 이어서, 촬영부(31)에 후단에 배열된 지시부(10)가 표시하는 좌회전신호가 촬영되면, 제어부(35)는 좌회전신호를 제공받아 주행로봇(30)이 좌회전하도록 바퀴부(33)의 조향각을 반 시계 방향으로 a° 변화시키고, 주행로봇(30)은 좌측으로 회전하여 직진 주행할 수 있다. 이어서, 촬영부(31)에 후단에 배열된 지시부(10)가 표시하는 진행신호가 촬영되면, 제어부(35)는 진행신호를 제공받아 주행로봇(30)이 직진하도록 바퀴부(33)의 조향각을 다시 0°로 유지시키고, 주행로봇(30)은 다른 주행제어신호가 제공될 때까지 직진 주행할 수 있다. 이어서, 촬영부(31)에 후단에 배열된 지시부(10)가 표시하는 우회전신호가 촬영되면, 제어부(35)는 우회전신호를 제공받아 주행로봇(30)이 우회전하도록 바퀴부(33)의 조향각을 시계 방향으로 a° 변화시키고, 주행로봇(30)은 우측으로 회전하여 직진 주행할 수 있다. 마지막으로, 촬영부(31)에 정지신호가 촬영되면, 제어부(35)는 정지신호를 제공받아 주행로봇(30)이 주행을 중지하도록 모터부(34)와 바퀴부(33)에 동작신호 인가를 중단할 수 있다.
주행로봇(30)이 복수 개의 지시부(10)의 주행제어신호를 차례로 수행하며 주행함으로써, 어린이가 스스로 작성한 알고리즘을 시각적으로 즉각 확인할 수 있어 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해하고 실습할 수 있으며, 알고리즘 교육이 공부가 아닌 놀이 개념으로 인식될 수 있어 지속적으로 흥미를 유발할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치(1)에 관하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지시부를 확대하여 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치(1)는 지시부(10)의 스크린모듈(11) 상에 주행제어신호가 순차적으로 또는 랜덤 방식으로 변경되어 표시된다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 코딩 교육용 학습장치(1)는 지시부(10)의 스크린모듈(11) 상에 주행제어신호가 순차적으로 또는 랜덤 방식으로 변경되어 표시되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되, 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.
지시부(10)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 전면에 복수 개의 발광소자(11a)가 내장되어 주행제어신호를 시각적으로 표시하는 스크린모듈(11)이 배치되고, 측면에 스크린모듈(11)에 표시되는 주행제어신호를 선택하는 스위치부(12)가 배치될 수 있다. 스크린모듈(11) 상에는 스위치부(12)의 동작에 따라 주행제어신호가 순차적으로 또는 랜덤 방식으로 표시될 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 발광소자(11a)는 스크린모듈(11) 상에 정지신호를 출력하다가 스위치부(12)의 동작에 의해 진행신호를 출력할 수 있다. 이어서, 복수 개의 발광소자(11a)는 진행신호를 출력하다가 스위치부(12)의 동작에 의해 좌회전신호를 출력하고, 좌회전신호를 출력하다가 스위치부(12)의 동작에 의해 우회전신호를 출력할 수 있다. 이어서, 복수 개의 발광소자(11a)는 우회전신호를 출력하다가 스위치부(12)의 동작에 의해 다시 정지신호를 출력할 수 있다. 그러나, 스위치부(12)의 동작에 의해 주행제어신호가 순차적으로 또는 랜덤 방식으로 표시되는 것으로 한정될 것은 아니며, 예를 들어, 일정 시간이 경과한 후에 자동으로 주행제어신호가 순차적으로 또는 랜덤 방식으로 표시될 수도 있다.
한편, 주행로봇(30)의 통신부(36)는 외부 제어기기와 통신하여 주행경로를 제공받을 수 있으며, 주행경로는 사용자에 의해 직접 설정될 수 있다. 즉, 사용자가 주행경로를 미리 설정하여 통신부(36)에 입력하는 행위를 통해 알고리즘 교육이 이루어지는 것이다. 이 때, 제어부(35)는 통신부(36)로부터 제공받은 주행경로를 따라 주행로봇(30)을 이동시키되, 주행로(20b) 상에 배열된 지시부(10)의 주행제어신호를 인식하여 주행경로로 유도하는 신호에만 바퀴부를 동작시킬 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 통신부(36)가 외부 제어기기로부터 직진, 좌회전, 정지하는 주행경로를 제공받아 제어부(35)에 제공하면, 촬영부(31)는 지시부(10)에 표시된 주행제어신호를 촬영하여 제어부(35)에 제공한다. 스크린모듈(11) 상에 순차적으로 점등되는 정지신호, 진행신호, 좌회전신호, 및 우회전신호 중 촬영부(31)에 진행신호가 촬영되어 제어부(35)에 진행신호가 제공된 경우에만 주행로봇(30)은 직진 주행할 수 있다. 만약, 촬영부(31)에 진행신호가 촬영되지 않고 좌회전신호 또는 우회전신호 또는 정지신호가 촬영되어 제어부(35)에 좌회전신호 또는 우회전신호 또는 정지신호가 제공된 경우, 주행로봇(30)은 현재 위치에서 주행을 중지하고, 촬영부(31)는 다시 주행제어신호를 촬영하여 제어부(35)에 제공할 수 있다. 주행로봇(30)이 직진 주행하다가 촬영부(31)에 좌회전신호가 촬영되어 제어부(35)에 좌회전신호가 제공된 경우, 주행로봇(30)은 좌측으로 회전할 수 있다. 만약, 촬영부(31)에 좌회전신호가 촬영되지 않고 우회전신호 또는 정지신호 또는 진행신호가 촬영되어 제어부(35)에 우회전신호 또는 정지신호 또는 진행신호가 제공된 경우, 주행로봇(30)은 현재 위치에서 주행을 중지하고, 촬영부(31)는 다시 주행제어신호를 촬영하여 제어부(35)에 제공할 수 있다. 주행로봇(30)이 좌측으로 회전하여 직진 주행한 후 촬영부(31)에 정지신호가 촬영되어 제어부(35)에 정지신호가 제공된 경우, 주행로봇(30)은 주행을 중지할 수 있다. 만약, 촬영부(31)에 정지신호가 촬영되지 않고 진행신호 또는 좌회전신호 또는 우회전신호가 촬영되어 제어부(35)에 진행신호 또는 좌회전신호 또는 우회전신호가 제공된 경우, 주행로봇(30)은 현재 위치에서 주행을 중지하고, 촬영부(31)는 다시 주행제어신호를 촬영하여 제어부(35)에 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 코딩 교육 방법은, 주행보드(20) 상면에 주행로봇(30)을 배치하고 주행로봇(30)을 동작시키는 (C) 단계가, 외부 제어기기로부터 제공받은 주행경로를 따라 주행로봇(30)을 이동시키되 주행로(20b) 상에 배열된 지시부(10)의 주행제어신호를 인식하여 주행경로로 유도하는 신호에만 바퀴부(33)를 동작시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 주행경로는 외부 제어기기에서 사용자에 의해 직접 설정될 수 있으며, 설정된 주행경로는 외부 제어기기와 통신하는 통신부(36)를 통해 제공받을 수 있다. 사용자가 주행경로를 미리 설정하여 통신부(36)에 입력하는 행위를 통해 알고리즘 교육이 이루어지며, 사용자는 주행로봇(30)의 이동을 통해 스스로 작성한 알고리즘을 시각적으로 확인할 수 있어 알고리즘의 원리를 직관적으로 이해할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 코딩 교육용 학습장치
10: 지시부 11: 스크린모듈
11a: 발광소자 12: 스위치부
20: 주행보드 20a: 설치구역
20b: 주행로 30: 주행로봇
31: 촬영부 32: 본체
33: 바퀴부 34: 모터부
35: 제어부 36: 통신부
37: 센서부

Claims (8)

  1. 진행신호, 회전신호, 정지신호 중 적어도 하나를 포함하는 주행제어신호를 시각적으로 표시하는 복수 개의 지시부;
    상면에 교차로를 포함하여 서로 다른 방향으로 배열된 복수 개의 주행로가 배치되며, 상기 주행로를 따라 상기 지시부가 배열되는 주행보드; 및
    상기 주행보드에 배열된 상기 지시부에 표시된 상기 주행제어신호를 촬영하는 촬영부를 구비하며, 상기 촬영부를 통해 인식한 상기 주행제어신호에 따라 상기 주행보드를 주행하는 주행로봇을 포함하되,
    상기 지시부는,
    발광소자가 내장되어 상기 주행제어신호를 시각적으로 표현하는 스크린모듈과, 상기 스크린모듈에 표시되는 상기 주행제어신호를 선택하는 스위치부를 포함하여, 상기 스위치부의 동작에 따라 상기 주행제어신호가 순차적으로 또는 랜덤 방식으로 변경되어 상기 스크린모듈에 표시되고,
    상기 주행로봇은,
    본체와, 상기 본체에 회동 가능하게 결합되어 상기 주행보드 위를 굴러가는 적어도 한 쌍의 바퀴부와, 상기 바퀴부에 구동력을 제공하는 모터부와, 상기 촬영부가 촬영한 상기 주행제어신호를 인식하여 상기 모터부와 상기 바퀴부에 동작신호를 인가하는 제어부, 및 외부 제어기기와 통신하여 주행경로를 제공받는 통신부를 포함하여,
    상기 제어부는 상기 통신부로부터 제공받은 상기 주행경로를 따라 상기 주행로봇을 이동시키되, 상기 주행로 상에 배열된 상기 지시부의 상기 주행제어신호를 인식하여 상기 주행경로로 유도하는 신호에만 상기 바퀴부를 동작시키는 코딩 교육용 학습장치.
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  6. 상면에 교차로를 포함하여 서로 다른 방향으로 배열된 복수 개의 주행로가 배치된 주행보드를 준비하는 (A) 단계;
    상기 주행보드 상에 진행신호, 회전신호, 정지신호 중 적어도 하나를 포함하는 주행제어신호를 시각적으로 표시하는 복수 개의 지시부를 배열하는 (B) 단계; 및
    상기 주행보드 상면에 상기 주행제어신호를 촬영하는 촬영부가 구비된 주행로봇을 배치하고, 상기 주행로봇을 동작시키는 (C) 단계를 포함하되,
    상기 (B) 단계 이전에,
    상기 주행제어신호가 고정적으로 표시되거나 순차적으로 변경되거나 랜덤 방식으로 변경되도록 상기 지시부를 제어하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (C) 단계는,
    외부 제어기기로부터 제공받은 주행경로를 따라 상기 주행로봇을 이동시키되, 상기 주행로 상에 배열된 상기 지시부의 상기 주행제어신호를 인식하여 상기 주행경로로 유도하는 신호에만 바퀴부를 동작시키는 단계를 포함하는 코딩 교육 방법.
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