IT 스마트 교육 4가지 활용

센서 기술을 활용한 실제적 학습

센서 인식 기술을 바탕으로 과학적인 판단을 내릴 수 있도록 하는 실제적인 학습이 시도되고 있다. 미국의 North East Water Resource Network에서는 중학생들이 실제 과학자들이 사용하는 센서를 이용하여 빗물이 강으로 흘러들어가는 과정에서 어떤 일이 발생하는지 학습할 수 있는 기회를 제공한다. 학생들은 캠퍼스 옆에 위치한 계곡에서 센서를 사용해 pH, 전도율, 용존산소량, 온도 등 수질 관련 데이터를 측정하고, 물에 소금을 뿌렸을 때 데이터의 변화를 살펴봄으로써 물이 계곡으로 흘러들어가는 과정에서 수질에 어떤 변화가 발생하는지 학습한다. 미국 뉴햄프셔에 위치한 비영리기관인 Cornucopia Project에서는 학생들에게 농업과 관련된 실제적인 경험을 제공하기 위해 센서와 사물인터넷 기술을 교육에 적극적으로 활용한다. Cornucopia Project는 Analog Devices와 ripe.io 를 포함한 테크놀로지 관련 기업과의 협업을 통해 24시간 내내 온실의 환경정보를 측정하고 이를 실시간으로 온라인 클라우드에 전송하는 센서 기반 모니터링 시스템을 구축하였으며, 학생들은 수집된 데이터에 근거하여 작물 재배와 관련된 중요한 결정들을 내린다. 이를 통해 학생들은 작물 재배 과정에 대해 깊이 이해하고, 최신 테크놀로지를 문제해결을 위해 활용하는 방법을 체득하는 것을 정리한 Dirjish의 2017년 연구가 있다. 싱가포르에서는 학교와 교육공학 분야 연구자 간의 긴밀한 협력 아래 센서를 활용한 다양한 교육적 아이디어들이 시도. 비샨파크 중학교에 Kenneth 연구팀이 설치한 날씨 데이터 수집 센서 시스템은 그러한 사례 중 하나다. 센서는 교내의 지정된 위치에 설치되어 온도와 습도 등 실제 일상생활에서 얻을 수 있는 날씨 데이터를 수집하고 무선 인터넷을 통해 전송하며, 학생들이 센서의 구조와 작동 방식에 대한 이해를 갖출 수 있도록 투명한 플라스틱 통 안에 보관. 이렇게 수집된 교내 날씨 데이터는 수학적 그래프 해석이나, 맥락적 데이터에 기반한 과학적 추론 등 다양한 분야의 학습에 활용. 더 나아가 지역 간, 국가 간 데이터를 비교 분석함으로써 공간의 경계를 뛰어넘은 학습을 지원한다. 임과 찬, 이의 2015년 연구에 따르면센서를 활용한 교육은 학생들의 생활과 밀접하게 연관된 주변 환경을 학습자원으로 활용함으로써 학생들에게 실제적이고 맥락적인 학습경험을 제공하는 것은 물론, 데이터를 수집, 분석하고 결론을 도출하는 과정을 통해 데이터 문해력 data literacy 과 도해력 graphicacy, 과학적 추론 능력 등 STEM 교육이 목표로 하는 핵심 역량을 기르는데 도움된다. 또한 학생들은 센서를 활용한 문제해결활동을 통해 최신 테크놀로지가 실생활의 문제를 해결하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 깨닫고 테크놀로지에 대한 관점을 변화시킬 수 있다. 이러한 교육적 이점과 더불어, 센서 기술의 발달로 교육용으로 활용될 수 있는 저가의 오픈소스 센서들이 보급되고 있는 만큼 앞으로 교육현장에서의 센서활용이 더욱 확대될 것으로 예상된다. 과학교과에서 센서활용 실험으로 Z-deivce는 스마트폰에 내장된 센서들을 한 번에 보여주는 툴이 있다. 이것을 가지고 과학시간에 실험을 하면, 인간의 감각을 연장시켜 준다. 이 툴을 가지고 스마트 디바이스인 스마트폰과 스마트패드의 능력을 최대한 발휘할 수 있게 된다. GPS 신호, 카메라, 나침반, 가속도계, 마이크, 스피커, 무선 신호, 블루투스, GSM와 UMTS, FM 라디오, 디스플레이, 배터리, CPU, 메모리, 진동, USB, 오디오와 비디오, 운영 체제, 라이트 센서를 확인 , 근접 센서, 온도 센서, 현장 comunication, 별자리의 Navstar 위성의 탐지 근처 플래시 센서, NFC 등이 도구로 사용될 수 있다.