본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

3D프린터를 활용한 융합교육이 초등학생의 컴퓨팅 사고력에 미치는 영향

The Effect of the Integrative Education Using a 3D Printer on the Computational Thinking Ability of Elementary School Students

김태영|임동훈
한국정보교육학회 (Korean Association Of Information Education)|2019.10|정보교육학회논문지 (JOURNAL OF The Korean Association of information Education)|제23권 제5호|pp. 469-480|DOI http://dx.doi.org/10.14352/jkaie.2019.23.5.469

0

조회

0

다운로드

9

인용

0

참고문헌

키워드

3D 프린터3D Printer융합 교육Tinkercad컴퓨팅 사고력초등 소프트웨어 교육틴커캐드Integrative EducationComputational Thinking AbilityElementary Software Education

초록

새로운 2015 개정 교육과정이 추구하고 있는 목적 중의 하나는 4차 산업혁명 시대에 살아갈 학생들이 기본 학습 능력의 바탕 위에 다양한 발상과 도전으로 새로운 것을 창출하는 창의성을 기르는 것이다. 이에 따라 주어진 문제들을 합리적으로 해결하기 위하여 다양한 영역의 지식과 정보를 처리하고 활용할 수 있는 융합적 문제해결 역량이 중요시되고 있다. 이에 본 연구에서는 틴커캐드(Tinkercad) 모델링을 기반으로 하여 3D프린터를 활용한 융합교육을 설계하고 이를 수업에 적용하여 초등학생의 컴퓨팅 사고력 증진에 미치는 영향을 알아보았다. 연구 내용을 검증하기 위해 초등학교 6학년 25명 2개 반을 실험집단과 통제집단으로 나누고 실험집단에는 약 3개월간 3D프린터를 활용한 융합교육 프로그램 12차시를 적용하고, 통제집단에는 같은 시기 동안 동일 주제의 강의식 교과 수업을 진행하였다. 그 후에 컴퓨팅 사고력 검사 도구를 투입하여 사전-사후 검사로 t-검정을 실시하고 그 효과성을 알아보았다. 프로그램 적용 후 사후 검사에서 실험집단은 컴퓨팅 사고력이 통계적으로 유의하게 향상 되었으나, 통제집단은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 이 결과를 통해 틴커캐드 모델링 기반의 3D프린터를 활용한 융합교육이 초등학생의 컴퓨팅 사고력 증진에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보인다.

Abstract

One of the goals of the new 2015 revised curriculum is to cultivate the creativity of students who will live in the era of the Fourth Industrial Revolution to create new things through diverse ideas and challenges based on basic learning skills. Accordingly, in order to solve the given problems rationally, the convergence problem solving ability that can process and utilize various areas of knowledge and information is becoming important. Therefore, in this study, we designed the integrative education using a 3D printer based on Tinkercad modeling and applied it to the class to investigate the effect on the improvement of computing thinking ability of elementary school students. To verify the contents of the study, two classes of 25 sixth-grade elementary school students were divided into an experimental group and a controlled group. For the experimental group, 12 classes of convergence education programs using a 3D printer were applied for about three months, and the same amount of general curriculum was conducted for the control group. After that, the t-tests were carried out using the pre-post test to measure the effectiveness of the computational thinking ability. After the application of the program, the experimental group showed statistically significant improvement in computational thinking ability, but the controlled group showed no statistically significant difference. The results show that convergence education using the Tinkercad modeling-based 3D printer has a positive effect on the improvement of computing thinking ability of elementary school students.

참고문헌 (31)

  1. 배영권, "3D 프린터를 활용한 융합인재교육 프로그램 개발 및 효과성과 만족도 분석", 정보교육학회논문지, 21(4), pp.475~486 (2017), 한국정보교육학회
  2. Barr, V., "Bringing Computational Thinking to K-12: What Is Involved And What Is The Role Of The Computer Science Education Community?", ACM Inroads, 2(1), pp.48~54 (2011)
  3. Interservice Procedures For Instructional Systems Development. (5 vols.), "Branson, R. K.", U.S. Army Training and Doctrine Command, ~, pp.TRADOC Pam 350-30 NAVEDTRA 106A (1975)
  4. 변문경, "3D 프린팅을 활용한 과학 수업에서 학습자의 동기와 만족감 분석", 한국과학교육학회지, 35(5), pp.877~884 (2015), 한국과학교육학회[DOI]
  5. 최형신, "3D 프린팅의 교육적 활용 방안 연구: 창의적 디자인 모델 기반 수업", 정보교육학회논문지, 19(2), pp.167~174 (2015), 한국정보교육학회[DOI]
  6. 정재혁, "3D 모델링 툴을 활용한 디자인 교육", 석사, 초등교육학과 초등컴퓨터교육전공, pp.2012
  7. CSTA, "Computational Thinking In K-12 Education – Teacher Resources, 2nd edition", CSTA & ISTE, ~ (2011)
  8. Kang. J., "The Effect of STEAM Education Program using 3D printing on Integrated-knowledge Literacy and Creative Problem Solving Ability of Gifted Elementary Students", Master’s, pp.2017
  9. 김지환, "영화를 활용한 융합인재교육 프로그램이 초등과학영재의 창의적 인성, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향", 과학교육연구지, 38(1), pp.120~132 (2014), 과학교육연구소[DOI]
  10. Kim, M., "Studies on 3D printer in the Country and Foreign Countries - Focus on Design Educational Program", The Proceedings of the KODDCO 2014 Conference, pp.239~240 (2014)
  11. Ko, J., "A Study on Teaching and Learning Types with the 3D Printer in Middle School Art Education", Master’s, pp.2016
  12. Global 3D Printer Industry Technology Trend Analysis, "Korea Institute of Machinery & Materials", ~, pp.Technology Policy Mechanical Engineering, no. 71 (2013)
  13. The Development Of A Class Model For 3D Printer, "Kwon, Y.", Korea Education and Research Information Service, ~, pp.CR 2017-5 (2017)
  14. Lawshe, C. H., "A Quantitative Approach To Content Validity", Personnel Psychology, 28, pp.563~575 (1975)
  15. 이명한, "3D 프린터를 활용한 기술교과 교육 프로그램 개발 및 적용 – ‘제조 기술과 자동화’ 단원을 중심으로", 실과교육연구, 21(4), pp.227~246 (2015), 한국실과교육연구학회
  16. 이상구, "수학과 예술을 3D 프린팅으로 연결하는 융합인재교육", 수학교육 논문집, 29(1), pp.35~49 (2015), 한국수학교육학회
  17. Lee, S., "A Study on the Direction of Elementary School 3D Modeling Education for Improving Computational Thinking", Proceedings of the Conference of the Korean Association of Computer Education, 21(2), pp.11~13 (2017)
  18. Lee, Y., "The Effects of an Invention Education Program Using 3D Design and 3D Printers on Elementary School Students’ Creativity", Master’s, pp.2015
  19. Lütolf, G., "Low-cost 3D Printing for Science Education & Sustainable Development", pp.149~158 (2013)
  20. Ministry of Education, Korea, "The National Guidelines for the Elementary and Secondary Curriculum. #2015-74", ~ (2015)
  21. Ministry of Education, Korea, "The Practical Arts (Technology", Home Economics) and Informatics Curriculum. #2015-74, 2015
  22. Misao, M., "Autodesk 123D Design for 3D Printing" (2014), Hanbit Media
  23. Report of a Workshop on The Scope and Nature of Computational Thinking, "National Research Council", National Academies Press, ~ (2009)
  24. Teaching STEM in 3D, "National Science Teachers Association", NSTA, ~ (2013)
  25. 오왕균, "보급형 3D 프린터로 제작한 쇄골 골절 모델을 이용한 정형외과 수술에 대한 유용성과 활용가능성 평가", 방사선기술과학, 37(3), pp.203~209 (2014), 대한방사선과학회
  26. Park, P, "A Model for Programming Education with Digital Kit", Proceedings of the Conference of the Korea Contents Association, 9(1), pp.357~358 (2011)
  27. U.K., Promotion Of Coding And 3D Printing Formal Education From 5 Years Old. Digieco Report, "Park, Y.", kt Institute for Economic Management, ~ (2013)
  28. Sung, S., "Effects of 3D printing and Robotics-related Education on Science Process Skills, Scientific Attitude, and Creativity in Elementary School Students", Master’s, pp.2016
  29. Wing, J. M., "Computational thinking and thinking about computing. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical", Physical and Engineering Sciences, 366(1881), pp.3717~3725 (2008)
  30. "Steam Education: An Overview Of Creating A Model Of Integrative Education" (2008)[URL]
  31. The Development of a Software Education Effectiveness Measurement Tool, "Yang, J.", Korea Education & Reasearch Information Service, ~ (2017)

관련 논문AI추천

디자인 사고 기반 메이커 교육 프로그램이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향강성주, 김진수, 김태영, 윤지현, 이승철한국정보교육학회 · 정보교육학회논문지2019 · 제23권 제1호3D 도면 제작 프로그램 및 3D 프린터를 활용한 발명교육 프로그램이 초등학생의 창의성에 미치는 효과김희필, 이영찬한국실과교육연구학회 · 실과교육연구2015 · 제21권 제3호3D 프린터를 활용한 융합인재교육 프로그램 개발 및 효과성과 만족도 분석김우열, 문교식, 박판우, 배영권, 신승기, 유인환, 이효녕한국정보교육학회 · 정보교육학회논문지2017 · 제21권 제4호3D 프린팅의 교육적 활용 방안 연구: 창의적 디자인 모델 기반 수업유미리, 최형신한국정보교육학회 · 정보교육학회논문지2015 · 제19권 제2호초등학교 3D 모델링 교육과정 설계김동현, 안영휘한국지식정보기술학회 · 한국지식정보기술학회 논문지2023 · 제18권 제3호Development and Effectiveness of Design Education Program Using 3D Printer심효영, 이향은디자인융복합학회(구.한국인포디자인학회) · 디자인융복합연구(구.인포디자인이슈)2018 · 제17권 제5호

이 간행물의 다른 논문 (9건)

SW교육에 대한 대학 비전공자의 인식과 경험 탐색: CQR을 중심으로이정민, 이정은, 오보라pp. 395-413컴퓨팅사고 프레임워크 기반 초등 소프트웨어교육 경험 분석이명화, 이정민pp. 415-425대학 소프트웨어 기초교육 효과성 모형 탐색구은희, 서주영, 오하영, 신승훈, 이택균, 홍성연pp. 427-440창의적 문제해결력 신장을 위한 언플러그드 활동 중심 로봇 개발 및 적용홍지연, 김영식pp. 441-449미래지향적 인재양성 정책에 대한 초등예비교사의 인식과 준비도조미헌pp. 451-459
원문 보기