KR20220081493A - 학습용 주판 및 그 주판을 이용한 온라인 주산 교육 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 학습용 주판 및 그 주판을 이용한 온라인 주산 교육 시스템에 대한 것으로, 본 발명에 따르면 따로 시간을 내어 학원에 방문하지 않더라도 컴퓨터 또는 스마트기기 등의 학습자단말을 통해 온라인으로 주산 학습을 실시할 수가 있어서, 학생들의 지능 발달과 노인들의 치매 예방에 도움을 줄 수 있고, 특별하게 설계된 학습용 주판을 이용함으로써 가상의 주판과 동기화된 학습용 주판, 오답이나 정답을 알려주는 발광수단, 그리고 자동으로 움직이는 주판알의 이동 모습을 통해 흥미를 유발시켜 학습 효과를 크게 높여줄 수 있는 것이다.

Description

학습용 주판 및 그 주판을 이용한 온라인 주산 교육 시스템{Abacus and online abacus training system using the abacus}

본 발명은 주판 및 그 주판을 이용한 온라인 주산 교육 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 IT기술을 활용하여 흥미롭게 주산 교육을 진행할 수 있도록 하는 기술에 대한 것이다.

주산(珠算)이란 주판(珠板)을 사용하여 셈을 하는 계산법을 말한다. 한때 학교에서도 주산교육을 특기교육의 하나로 장려할 정도로 널리 보급되었으나, 전자계산기와 컴퓨터의 발달로 실용성이 떨어진 것은 사실이다. 하지만 학생들의 지능 발달에 매우 효과적이고 치매 예방에도 도움이 된다는 연구 결과가 발표되면서 주산교육에 대한 관심도가 다시 늘고 있다.

통상적인 주산교육은 사설학원에 방문하여 진행하는 것이 일반적이지만, 바쁜 현대 사회에서 주산 학습을 위해 학원을 따로 방문하는 것은 쉬운 일이 아니다. 특히 거동이 불편한 고령의 노인들이 치매 예방을 위해 학원을 방문하는 것은 더욱 어렵다는 문제가 있다.

한편 주산학습과 관련된 종래기술로는 대한민국공개특허 제10-2006-0038648호(2006.05.04. '운주운지법을 이용한 6단계 온라인 주산학습 시스템 및 제공 방법') 등이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 온라인을 통해 주산 교육이 가능토록 하여 언제 어디서든 쉽고 재미있게 주산 교육을 진행할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

더불어 온라인 주산 교육을 위해 특화된 학습용 주판을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 학습용 주판은, 상하부가 개방된 주판틀; 상기 주판틀의 내측에서 좌우를 연장하여 설치되는 가름대; 상기 가름대를 관통하여 상기 주판틀의 상하부에 고정 설치되는 자릿대; 상기 자릿대에서 상기 가름대의 위쪽 끼워지는 윗알과, 상기 자릿대에서 상기 가름대의 아래쪽에 끼워지는 복수의 아래알을 포함하는 주판알; 상기 자릿대에 설치되어 상기 주판알의 위치를 감지하여 센싱 신호를 출력하는 복수의 센싱수단; 상기 자릿대에 설치되어 발광제어 신호에 따라 발광하는 복수의 발광수단; 및 상기 센싱수단의 센싱 신호를 학습자단말 측으로 전송하고, 상기 학습자단말로부터 발광제어 신호를 수신하여 상기 발광수단의 발광을 제어하는 제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 자릿대에 설치되어 상기 주판알을 이동시키는 복수의 이동지원수단;을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 학습자단말로부터 이동제어 신호를 수신하여 상기 이동지원수단을 작동시킬 수 있다.

또한, 상기 이동지원수단은 전원 공급에 따라 자화되는 전자석일 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온라인 주산 교육 시스템은, 교육 정보를 제공하는 운용서버; 상기 운용서버에 접속하여 교육 정보를 제공받아 출력하는 학습자단말; 및 상기 학습자단말과 통신채널을 연결하고, 상기 학습자단말 측으로 주판알의 위치에 따른 센싱 신호를 전송하거나, 상기 학습자단말로부터 수신되는 발광제어 신호를 수신하여 발광수단을 발광시키는 학습용 주판;을 포함한다.

본 발명에 따른 온라인 주산 교육 시스템에 의하면 따로 시간을 내어 학원에 방문하지 않더라도 컴퓨터 또는 스마트기기 등의 학습자단말을 통해 온라인으로 주산 학습을 실시할 수가 있어서, 학생들의 지능 발달과 노인들의 치매 예방에 도움을 줄 수 있다.

특히 본 발명에서는 온라인 학습을 위해 특별하게 설계된 학습용 주판을 이용함으로써, 가상의 주판과 학습용 주판의 동기화를 통해 교수자가 학습자의 학습 상태를 정확하게 확인한 후 지도할 수가 있고, 학습자는 발광수단에 의한 주판알의 발광과 자동으로 이동되는 주판알을 통해 직관적으로 학습 진행 상태를 확인할 수 있다.

즉 본 발명에 따른 학습용 주판을 이용하면 언제 어디에서든 쉽게 주산 학습을 실시할 수 있고, 가상의 주판과 동기화된 학습용 주판, 오답이나 정답을 알려주는 발광수단, 그리고 자동으로 움직이는 주판알의 이동 모습을 통해 흥미를 유발시켜 학습 효과를 크게 높여줄 수 있는 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 온라인 주산 교육 시스템을 설명하기 위한 블록도.
도2는 도1에 도시된 온라인 주산 교육 시스템에서 학습용 주판을 설명하기 위한 사시도.
도3은 도2에 도시된 학습용 주판의 구성을 설명하기 위한 도면.
도4는 도2에 도시된 학습용 주판의 자릿대에 마련된 센싱수단과 발광수단을 설명하기 위한 개념도.
도5는 도2에 도시된 온라인 주산 교육 시스템을 통해 주산 교육이 이루어지는 하나의 과정을 설명하기 위한 도면
도6은 도2에 도시된 온라인 주산 교육 시스템을 통해 주산 교육이 이루어지는 다른 과정을 설명하기 위한 도면.
도7은 학습용 주판의 다른 예시를 설명하기 위한 도면.
도8은 도7에 도시된 학습용 주판에 의해 주판알이 자동으로 이동되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도9는 학습용 주판에서 이동지원수단의 다른 예시를 설명하기 위한 도면.
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온라인 주산 교육 시스템을 설명하기 위한 도면.
도11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온라인 주산 교육 시스템을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

더불어 이하에서 설명하게 되는 각 구성부와 서버 및 시스템은 반드시 각각의 기능을 수행하는 독립적인 구성부나 서버로 이루어져야 하는 것은 아니며, 하나 이상의 프로그램 또는 하나 이상의 서버 또는 하나 이상의 시스템의 집합으로 구현되거나 일부가 공유될 수도 있음을 밝히는 바이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 온라인 주산 교육 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 온라인 주산 교육 시스템은 운용서버(200), 교수자단말(210), 학습자단말(221,222) 및 학습용 주판(100)을 포함한다.

운용서버(200)는 교수자단말(210) 및 학습자단말과 유무선 네트워크를 통해 연결되어, 교수자단말(210) 및 학습자단말 측으로 교육 정보를 제공하기 위해 마련된다. 예컨대 운용서버(200)는 동영상, 음성, 사진, 텍스트, 프리젠테이션 등의 다양한 형태로 저장되어 있는 교육 정보를 학습자단말의 요청에 따라 로딩하여 제공할 수 있다. 이러한 교육 정보는 교수자단말(210)을 통해 미리 입력되어 저장된 상태일 수 있다. 또한 운용서버(200)는 학습자의 회원 정보를 관리하고 각 학습자의 진도에 따라 적절한 교육 정보를 로딩하여 제공할 수 있다. 또한 운용서버(200)는 교수자단말(210)에서 실시간으로 촬영되는 동영상 교육 정보를 학습자단말로 제공할 수도 있다. 또한 운용서버(200)는 학습자단말로부터 센싱 신호를 수신하여 학습용 주판(100)의 주판알(141~144,145) 상태를 교수자단말(210)과 학습자단말의 화면에 그대로 표시되도록 처리할 수 있다. 또한 운용서버(200)는 학습자단말 측으로 발광제어 신호 또는 이동제어 신호를 전송하여 학습용 주판(100)의 발광수단(161~167)이 발광되도록 하거나 특정 주판알(141~144,145)을 이동시킬 수도 있다.

교수자단말(210)은 교수자가 사용하는 단말을 말하며, 운용서버(200)를 통해 하나 또는 다수의 학습자단말과 연결되어 실시간으로 교육 정보를 제공하기 위해 마련된다. 또한 교수자는 임의의 시간에 접속한 학습자에게 제공할 교육 정보를 교수자단말(210)에 입력하여 운용서버(200)에 저장시킬 수도 있다.

학습자단말(221,222)은 유무선 네트워크를 통해 운용서버(200)와 연결하여 운용서버(200)로부터 교육 정보를 수신하여 출력하거나, 학습자단말(221,222)에서 입력된 정보 또는 학습용 주판(100)에서 입력된 신호들을 운용서버(200) 측으로 전송하기 위해 마련된다. 이러한 학습자단말(221,222)로는 데스크톱 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿PC 등이 사용될 수 있으며, 도1 내지 도9에서는 학습자단말로써 데스크톱 컴퓨터(221)가 사용된 예시를 도시하고 설명할 것이며, 도10 및 도11에서는 학습자단말로써 스마트폰이나 태블릿PC 등의 스마트기기(222)가 사용된 예시를 도시하고 설명할 것이다.

학습용 주판(100)은 온라인 주산 교육을 위해 필요한 교구이다. 본 발명에서 다루어지는 학습용 주판(100)은 일반적인 주판과 기본적인 형태가 같고 조작 방식도 동일하지만, 온라인 교육을 위해 특별하게 설계되어 있다. 즉, 주판알(141~144,145)의 위치를 감지하여 운용서버(200) 측으로 센싱 신호를 전송하고, 운용서버(200)로부터 수신되는 발광제어 신호 및 이동제어 신호에 따라 동작이 이루어지도록 설계되어 있다. 이러한 학습용 주판(100)의 구조를 도2 내지 도4를 통해 설명하면 다음과 같다.

도2는 학습용 주판을 설명하기 위한 사시도이고, 도3은 학습용 주판의 구성을 설명하기 위한 개념도이며, 도4는 학습용 주판의 자릿대에 마련된 센싱수단과 발광수단을 설명하기 위한 도면이다. 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 학습용 주판(100)은 주판틀(110), 가름대(120), 자릿대(130), 주판알(141~144,145), 센싱수단(151~157), 발광수단(161~167) 및 제어본체(190)를 포함한다.

주판틀(110)은 학습용 주판(100)의 나머지 구성들을 감싸고 있는 테두리 전체를 말하며, 주판틀(110)의 안쪽 상부와 하부는 개방된 형태이다.

가름대(120)는 주판틀(110)의 위쪽에서 일정 지점 떨어진 지점에서 주판틀(110)의 좌우를 가로질러 설치됨으로써 아래알(141~144)과 윗알(145)이 섞이지 않도록 가로막은 판을 말한다. 또한 가름대(120)에는 일정 간격으로 자릿점(121)이 표시되어 있다. 자릿점(121)이란 수의 자리를 정하기 위해 사용되며, 세 자리를 주기로 위치해 있다. 즉 어느 하나의 자릿점(121)을 일의 자리로 지정하고 셈을 한다면, 기준이 되는 자릿점(121)의 주판알(141~144,145)들은 일의 자리, 그리고 일의 자리에서 한 칸 왼쪽의 주판알(141~144,145)들은 십의 자리, 두 칸 왼쪽의 주판알(141~144,145)들은 백의 자리이다. 또한 일의 자리에서 세 칸 왼쪽의 주판알(141~144,145)들은 천의 자리를 나타내며, 해당 위치에 다시 자릿점(121)이 표시되어 있다.

자릿대(130)는 주판알(141~144,145)을 꿰어 놓은 막대를 말하며, 가름대(120)를 관통하여 위쪽과 아래쪽이 각각 주판틀(110)에 고정된다.

주판알(141~144,145)은 자릿대(130)에 끼워진 상태로 자릿대(130)를 따라 상하로 이동하면서 셈을 하는 단위가 되는 알맹이를 말한다. 이러한 주판알(141~144,145)은 네 개의 아래알(141~144)과 한 개의 윗알(145)로 구분되며, 가름대(120)를 기준으로 아래쪽의 자릿대(130)에 네 개의 아래알(141~144)이 끼워져 있고, 위쪽의 자릿대(130)에 한 개의 윗알(145)이 끼워져 있다. 아래알(141~144)은 1을 뜻하고 올리거나 내릴 때 엄지 손가락을 사용한다. 윗알(145)은 5를 뜻하고 올리거나 내릴 때 검지 손가락을 사용한다.

센싱수단(151~157)은 주판알(141~144,145)이 자릿대(130)에서 어디에 위치하는지 감지하기 위한 구성을 말한다. 즉 도4를 참조하면, 자릿대(130)의 아래쪽(도4 기준으로 우측)으로 제1 내지 제5센싱수단(151~157)이 일정 간격으로 설치되어 있고, 자릿대(130)의 위쪽(도4 기준으로 좌측)으로 제6 내지 제7센싱수단(156,157)이 일정 간격으로 설치되어 있다.

도4와 같은 주판알(141~144,145) 위치에서는 제2 내지 제5센싱수단(152~155)과 제7센싱수단(157)에서 센싱 신호가 검출될 것이고, 이러한 센싱 신호는 제어본체(190)의 제어부(192)가 운용서버(200) 측으로 전송함으로써, 운용서버(200)에서는 해당 학습용 주판(100)이 0을 가리키고 있음을 알게 된다.

반면 제1아래알(141)과 제2아래알(142)이 올려진 상태이고, 윗알(145)이 내려진 상태라면, 제1, 제2, 제4, 제5, 제6센싱수단(151,152,154,155,156)에서 센싱 신호가 검출되어 7을 가리키고 있음을 알게 된다.

센싱수단(151~157)은 주판알(141~144,145)의 접촉을 인지하기 위한 마그네틱 센서, 광센서, 리미트스위치 또는 기타 공지된 접촉센서를 통해 구현될 수 있다. 이를 위해 자릿대(130), 주판틀(110) 및/또는 가름대(120) 내에는 센싱수단(151~157)과 제어본체(190)가 신호를 송수신할 수 있도록 신호선(미도시)이 내장되어 있을 수 있다.

발광수단(161~167)은 제어본체(190)로부터 발광제어 신호를 수신하여 특정 색상의 빛을 발광하는 구성이다. 이러한 발광수단(161~167)은 LED 등으로 구현될 수 있으며, 도4에 도시된 바와 같이 자릿대(130)에서 센싱수단(151~157)이 설치된 위치에 대응하여 발광수단(161~167)도 함께 설치된다. 다만 발광수단(161~167)에서 발생하는 빛을 학습자가 용이하게 확인할 수 있도록 자릿대(130)에서 주판틀(110)의 상부면을 향하는 방향으로 발광수단(161~167)이 설치되고, 센싱수단(151~157)은 자릿대(130)에서 측면 또는 아래쪽에 설치되는 것이 바람직하다.

한편 주판알(141~144,145)에 의해 발광수단(161~167)이 가려진 상태에서도 발광 상태를 확인할 수 있도록, 주판알(141~144,145)은 빛의 투과가 가능한 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 자릿대(130)에는 발광수단(161~167) 측으로 발광제어 신호를 전달하기 위한 신호선(미도시)이 내장 설치될 수 있다.

제어본체(190)는 자릿대(130)에 설치된 센싱수단(151~157)의 센싱 신호를 학습자단말(221,222)로 전송하거나, 학습자단말(221,222)로부터 발광제어 신호를 수신하여 발광수단(161~167)이 빛을 발산할 수 있도록 제어하기 위해 마련된다. 이러한 제어본체(190)는 주판틀(110)의 일측에 마련되어 있으며 통신인터페이스(191) 및 제어부(192)를 포함한다.

통신인터페이스(191)는 학습용 주판(100)과 학습자단말(221,222) 사이의 통신 채널을 연결하고 정보를 송수신하기 위해 마련된다. 예컨대 통신인터페이스(191)는 USB 접속수단일 수 있으며, 이에 따라 USB케이블을 이용하여 학습용 주판(100)과 컴퓨터(221)가 연결될 수 있다. 또는 통신인터페이스(191)는 블루투스 등의 근거리무선통신수단일 수 있으며, 이에 따라 학습용 주판(100)과 스마트기기(222)가 블루투스를 통해 통신 채널이 연결될 수도 있다.

제어부(192)는 센싱수단(151~157)에서 감지한 센싱 신호를 통신인터페이스(191)를 통해 학습자단말(221,222) 측으로 전송 처리하거나, 학습자단말(221,222)로부터 수신한 발광제어 신호를 통해 특정 발광수단(161~167)의 발광을 제어하기 위해 마련된다.

한편 제어본체(190)가 USB케이블 등을 통해 학습자단말(221,222)과 연결될 경우 센싱수단(151~157)과 발광수단(161~167)의 구동에 필요한 전력을 학습자단말(221,222)로부터 공급 받을 수 있지만, 블루투스 등의 근거리 무선 통신 방식으로 연결될 경우 자체적으로 전원 공급이 필요하기 때문에, 제어본체(190) 내부에 충전식 배터리(미도시)이 추가로 설치될 수도 있다.

도5는 도2 내지 도4에 도시된 학습용 주판이 학습자단말인 컴퓨터에 연결된 상태를 도시한 것이다.

즉 컴퓨터(221)에는 학습용 주판(100)이 케이블로 연결되어 있고, 운용서버(200)로부터 수신된 교육 정보가 컴퓨터(221)의 화면에 출력된 상태이다. 학습자는 컴퓨터(221)에 출력된 영상이나 스피커를 통해 출력되는 음성 형태의 교육 정보를 통해 운지운주법 등의 주산 학습을 실시하게 된다.

이때 컴퓨터(221)의 화면에 출력되는 교육 정보에는 학습용 주판(100)의 주판알(141~144,145) 상태가 연동되어 함께 표시된다. 즉 교수자의 지도에 따라 [76 + 28]의 연산을 수행하여 [104]의 연산 결과가 도출되었다면, 학습용 주판(100)의 백의 자리(L3)에서 제1, 제3, 제4, 제5, 제7센싱수단(151,153,154,155,157)에서 센싱 신호가 검출되고, 십의 자리(L2)에서는 제2, 제3, 제4, 제5, 제7센싱수단(152,153,154,155,157)에서 센싱 신호가 검출되며, 일의 자리(L1)에서는 제1, 제2, 제3, 제4, 제7센싱수단(151,152,153,154,157)에서 센싱 신호가 검출된다. 이렇게 검출된 센싱 신호는 제어부(192)에서 취합하여 통신인터페이스(191)를 통해 컴퓨터(221)로 보내어지고, 컴퓨터(221)에서는 다시 운용서버(200)로 센싱 신호를 전달한다. 이에 따라 운용서버(200)에서는 센싱 신호에 기반하여 교육 정보에 포함된 가상의 주판 영상을 학습용 주판(100)과 동기화 시켜 [104]가 표시되도록 그래픽 처리하며, 이렇게 학습용 주판(100)과 가상의 주판이 동기화된 영상은 다시 교수자단말(210)과 컴퓨터(221)로 전달되어 화면 출력된다.

이를 통해 교수자는 실제 학습용 주판(100)의 상태를 볼 수 없더라도, 학습용 주판(100)과 동기화된 가상의 주판의 움직임을 통해 학습자가 올바르게 주판알(141~144,145)을 움직이고 있는지 확인할 수 있게 되어 더욱 효과적인 지도가 가능하다.

도6은 학습용 주판의 발광수단을 통해 학습이 이루어지는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

즉 센싱수단(151~157)에서 감지한 센싱 신호를 통해 컴퓨터(221)의 화면에 표시되는 가상 주판과 실제 학습용 주판(100)이 동기화 되어 주판알(141~144,145)의 위치가 표시되지만, 학습자의 연산 결과가 잘못되었다면 화면에는 올바른 결과가 되도록 가상의 주판을 표시해줌으로써 학습자가 인지하도록 할 수 있다. 그러나 화면에서만 표시해 주는 것 보다는, 학습용 주판(100)에서 정답을 함께 표시해 준다면 보다 직관적으로 잘못된 상태를 확인할 수가 있고, 학습자는 더욱 흥미롭게 학습을 이어갈 수 있다.

예컨대 도6에 도시된 바와 같이 [76 + 28]의 연산 결과가 [104]가 맞다면, 화면에 표시되는 가상의 주판에는 정답 상태인 [104]가 표시되도록 한다. 또한 운용서버(200)는 컴퓨터(221) 측으로 [104]에 대응하는 발광제어 신호를 전송하고, 컴퓨터(221)에서는 학습용 주판(100)의 제어본체(190) 측으로 발광제어 신호를 전달한다. 이후 제어부(192)는 수신된 발광제어 신호에 대응하여 백의 자리(L3)의 제1발광수단(161), 일의 자리(L1)의 제1, 제2, 제3, 제4발광수단(161,162,163,164)이 발광되도록 처리한다.

이에 따라 학습자는 오답으로 [102]를 제출하였지만, 학습용 주판(100)에서는 정답인 [104]에 해당하는 주판알의 위치가 어디인지 직관적으로 확인할 수 있게 된다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 학습용 주판(100)에서는 발광수단(161~167)이 자릿대(130)에 내장된 구조이다. 실시하기에 따라 발광수단이 주판알에 내장되도록 할 수도 있으나, 이 경우에는 이동하는 주판알의 위치에 따라 자릿대로부터 전원을 공급받기 위한 정교한 설계가 필요하다. 그러나 본 발명의 실시예에서와 같이 자릿대(130)에 발광수단(161~167)이 설치되면, 주판알(141~144,145)의 설계가 단순해지기 때문에 제작 비용을 크게 절약할 수가 있다.

도7은 학습용 주판의 다른 예시를 설명하기 위한 도면이다. 도7에 도시된 학습용 주판(100)은 도2 내지 도4에 도시된 학습용 주판(100)의 구성들을 모두 포함하고 있고, 추가적으로 자릿대(130)에 이동지원수단이 내장되어 있고, 주판알(141~144,145)에는 금속링(149)이 내장되어 있다. 이하에서는 추가된 구성인 이동지원수단과 주판알(141~144,145)의 금속링(149)에 대해서만 자세히 설명토록 한다.

도7에 도시된 바와 같이 자릿대(130)에는 센싱수단(151~157) 및 발광수단(161~167)이 설치된 위치에 대응하여 이동지원수단인 철심과 코일(171~177)이 내장되어 있다. 제어부(192)에 의해 코일(171~177)에 전원이 공급되면 코일(171~177)로 감겨진 철심이 자회되어 전자석이 된다. 또한 주판알(141~144,145)에서 자릿대(130)가 관통하는 내측 둘레에는 금속링(149)이 설치되어 있다. 따라서 특정 코일(171~177)에 전원이 공급되어 자화되면 가장 인접한 위치의 주판알(141~144,145)은 금속링(149)과 코일(171~177)의 자기간섭에 의해 끌려가게 된다.

만약 도7의 상태에서 제1코일(171)과 제6코일(176)에 전원이 공급되면, 제1코일(171)과 인접한 제1아래알(141)이 제1코일(171) 위치로 끌려 올라가게 되고, 윗알(145)은 제6코일(176) 위치로 끌려 내려가게 된다. 그러나 제2아래알(142)은 제1코일(171)의 자기장 영역 밖에 있기 때문에 이동하지 않게 된다. 이에 따라 주판알(141~144,145)은 숫자 6의 상태가 된다.

한편 도7의 상태에서 숫자 4가 되도록 하고자 한다면, 제1, 제2, 제3, 제4코일에 전원을 공급하면 된다. 그러나 도7의 상태에서 제1 내지 제4코일(171~177)에 한꺼번에 전원을 공급한다면, 제1아래알(141)은 제2코일(172)과 자기 간섭을 일으켜 이동하지 않을 가능성이 높다. 따라서 도7의 상태에서 숫자 4를 만들고자 한다면, 제1코일(171)에 먼저 전원을 공급하여 제1아래알(141)이 올라가도록 하고, 이후 제2코일(172)에 전원을 공급하여 제2아래알(142)이 올라가도록 하는 순차적인 제어 방식을 사용해야 한다. 이러한 순차 제어는 운용서버(200)에서 이동제어 신호에 포함되어 컴퓨터(221)를 통해 제어부(192)로 전달되거나, 제어부(192)에서 미리 프로그래밍 된 바에 따라 이루어지게 된다.

도8은 학습용 주판에 설치된 이동지원수단에 의해 주판알이 이동되는 예시를 설명하기 위한 도면이다.

즉 학습자가 학습용 주판(100)을 통해 컴퓨터(221) 화면에 출력된 교육 정보에 따라 [76 + 24]라는 연산을 직접 수행할 수 있다. 그러나 아직 운지운주법에 미숙한 학습자라면 주판알(141~144,145)의 이동이 서투를 수 있고, 교수자가 교수자단말(210)을 통해 올바른 운지운주법 시범을 보여주거나, 교육 정보에 포함된 가상의 주판에서 올바른 주판알(141~144,145) 이동 과정을 그래픽으로 표시해줄 수도 있다.

하지만 본 실시예에서는 운용서버(200)에서 올바른 연산 과정에 대응하는 이동제어 신호를 생성하여 컴퓨터(221)로 전송하고, 컴퓨터(221)에서는 학습용 주판(100)으로 이동제어 신호를 전달한다. 이후 제어부(192)는 이동제어 신호에 따라 도8의 (a)에 도시된 바와 같이 [76]에 해당하는 주판알(141~144,145)이 이동할 수 있도록 십의 자리(L2)와 일의 자리(L1) 코일들(171~177)에 순차적으로 전원을 공급하고, 이후 도8의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 24를 더하는 과정에 대응하여 주판알(141~144,145)이 이동할 수 있도록 각 자리(L1,L2,L3)의 코일들(171~177)에 순차적으로 전원을 공급하게 된다.

이를 통해 학습자는 자신의 학습용 주판(100)에서 스스로 주판알(141~144,145)이 움직이는 과정을 지켜봄으로써 더욱 흥미를 느끼고 주판 학습에 임할 수 있게 된다. 또한 도8의 주판알 이동에 덧붙여서 발광수단(161~167)도 주판알(141~144,145) 이동에 따라 함께 발광시켜 준다면 학습 효과를 더욱 높여줄 수 있다.

도9는 학습용 주판(100)에서 이동지원수단의 다른 예시를 설명하기 위한 도면이다. 즉 도7에 도시된 예시에서는 이동지원수단으로써 전자석으로 자화되는 코일(171~177)을 설명하였지만, 실시하기에 따라 도9에 도시된 바와 같이 자릿대(130)에 이동지원수단으로써 구름바퀴(171a)를 설치하고, 제어부(192)에서 구름바퀴(171a)를 회전시키는 모터(미도시)를 작동시킴으로써 주판알(141~144,145)이 이동되도록 할 수도 있다. 도9에서는 구름바퀴(171a)의 회전에 따라 주판알(141~144,145)이 확실하게 이동할 수 있도록 구름바퀴(171a) 둘레에 톱니를 형성시켰지만, 실시하기에 따라 구름바퀴(171a) 둘레면과 주판알(141~144,145)의 내측면을 마찰이 높은 고무재질로 코팅하여 확실한 이동이 보장되도록 할 수도 있다.

도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온라인 주산 교육 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 즉 도1에서는 학습자단말로 컴퓨터(221)가 사용된 것이지만, 도10에서는 학습자단말로 컴퓨터(221)를 대신하여 스마트폰이나 태블릿PC 등의 스마트기기(222)가 사용된 것이다. 이 경우 학습용 주판(100)과 스마트기기(222)는 블루투스 등의 근거리 무선통신 방식으로 연결될 수 있고, 스마트기기(222)에 내장된 전용 애플리케이션을 통해 교육 정보가 출력될 수 있다. 또한 도10에 도시된 예시에서도 학습용 주판(100)에서 감지된 주판알(141~144,145)의 위치에 따른 센싱 신호가 스마트기기(222)를 통해 운용서버(200)로 전송될 수 있고, 이에 따라 스마트기기(222)에서 화면 출력되는 가상의 주판과 학습용 주판(100)의 상태가 동기화될 수 있다. 더불어 운용서버(200)에서 전송한 발광제어 신호 및 이동제어 신호가 스마트기기(222)에 전송되고, 다시 학습용 주판(100)에 전달되어 발광수단(161~167)과 코일(171~177) 등의 이동지원수단이 작동될 수 있다.

도11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 온라인 주산 교육 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도11에 도시된 예시에서는 별도의 학습용 주판(100) 없이, 스마트기기(222)에 설치된 전용 애플리케이션을 통해 가상의 주판이 화면 출력되고, 학습자는 스마트기기(222)의 화면에 출력된 가상의 주판에서 특정 주판알을 밀어서 이동시킴으로써 주산 학습을 진행할 수가 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 온라인 주산 교육 시스템에 의하면 따로 시간을 내어 학원에 방문하지 않더라도 컴퓨터(221) 또는 스마트기기(222) 등의 학습자단말을 통해 온라인으로 주산 학습을 실시할 수가 있어서, 학생들의 지능 발달과 노인들의 치매 예방에 도움을 줄 수 있다.

특히 본 발명에서는 온라인 학습을 위해 특별하게 설계된 학습용 주판(100)을 이용함으로써, 가상의 주판과 학습용 주판(100)의 동기화를 통해 교수자가 학습자의 학습 상태를 정확하게 확인한 후 지도할 수가 있고, 학습자는 발광수단에 의한 주판알(141~144,145)의 발광과 자동으로 이동되는 주판알(141~144,145)을 통해 직관적으로 학습 진행 상태를 확인할 수 있다.

즉 본 발명에 따른 학습용 주판(100)을 이용하면 언제 어디에서든 쉽게 주산 학습을 실시할 수 있고, 가상의 주판과 동기화된 학습용 주판(100), 오답이나 정답을 알려주는 발광수단, 그리고 자동으로 움직이는 주판알(141~144,145)의 이동 모습을 통해 흥미를 유발시켜 학습 효과를 크게 높여줄 수 있는 것이다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 : 학습용 주판
110 : 주판틀
120 : 가름대
121 : 자릿점
130 : 자릿대
141~144 : 아래알
145 : 윗알
149 : 금속링
151~157 : 센싱수단
161~167 : 발광수단
171~177 : 코일
171a : 구름바퀴
190 : 제어본체
191 : 통신인터페이스
192 : 제어부
200 : 운용서버
210 : 교수자단말
221 : 컴퓨터
222 : 스마트기기

Claims (4)

1. 상하부가 개방된 주판틀;
   상기 주판틀의 내측에서 좌우를 연장하여 설치되는 가름대;
   상기 가름대를 관통하여 상기 주판틀의 상하부에 고정 설치되는 자릿대;
   상기 자릿대에서 상기 가름대의 위쪽 끼워지는 윗알과, 상기 자릿대에서 상기 가름대의 아래쪽에 끼워지는 복수의 아래알을 포함하는 주판알;
   상기 자릿대에 설치되어 상기 주판알의 위치를 감지하여 센싱 신호를 출력하는 복수의 센싱수단;
   상기 자릿대에 설치되어 발광제어 신호에 따라 발광하는 복수의 발광수단; 및
   상기 센싱수단의 센싱 신호를 학습자단말 측으로 전송하고, 상기 학습자단말로부터 발광제어 신호를 수신하여 상기 발광수단의 발광을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 학습용 주판.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 자릿대에 설치되어 상기 주판알을 이동시키는 복수의 이동지원수단;을 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 학습자단말로부터 이동제어 신호를 수신하여 상기 이동지원수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 학습용 주판.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동지원수단은 전원 공급에 따라 자화되는 전자석인 것을 특징으로 하는 학습용 주판.
   
4. 교육 정보를 제공하는 운용서버;
   상기 운용서버에 접속하여 교육 정보를 제공받아 출력하는 학습자단말; 및
   상기 학습자단말과 통신채널을 연결하고, 상기 학습자단말 측으로 주판알의 위치에 따른 센싱 신호를 전송하거나, 상기 학습자단말로부터 수신되는 발광제어 신호를 수신하여 발광수단을 발광시키는 학습용 주판;을 포함하되,
   상기 학습용 주판은 제1항 내지 3항 중 어느 한 항의 학습용 주판인 것을 특징으로 하는 온라인 주산 교육 시스템.

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