본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

3D프린터 활용 체험형 STEAM 프로그램 개발 연구: ‘태양’ 개념을 중심으로

A Study on the Development of Experiential STEAM Program Based on Visual Impairment Using 3D Printer: Focusing on ‘Sun’ Concept

김용기|김형범|김상걸
대한지구과학교육학회 (The Korean Society of Earth Science Education)|2022.04|대한지구과학교육학회지 (Journal of the Korean Society of Earth Science Education)|제15권 제1호|pp. 62-75

0

조회

0

다운로드

4

인용

0

참고문헌

키워드

시각장애3D printer3D프린터STEAMvisual impairment3D 모델링

초록

이 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정 중 ‘태양’에 관한 내용 요소를 중심으로, 3D 프린터를 활용한 체험형 STEAM(Science, Technology, Engineering, Arts & Mathematics) 프로그램을 개발하고, 이에 대한효과성을 알아보고자 무선 표집된 2개의 중학교 77명의 학생들에게 이를 적용하여 창의적 문제해결력, STEAM 태도 및 수업만족도를 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 3D프린터를활용하여 태양촉각모델을 제작하고 시각장애 체험을 통해 학생들이 체험 위주의 적극적인 학습이 가능하도록 프로그램을 개발하였다. 둘째, STEAM 태도 검사의 사전·사후 점수 차에 의한 대응표본 t 검정에서는 ‘소통’, ‘유용성·가치 인식’ 구인을 제외한 ‘흥미’, ‘배려’, ‘자아 개념’, ‘자아 효능감’, ‘이공계 진로선택’ 구인에서 유의미한 통계적 검정 결과(p< .05)를 얻었다. 셋째, 3D프린터 활용 시각장애 중심의 체험형 STEAM 프로그램 적용 후에 실시한 만족도 검사에서는 하위구인들의 평균값의 범위가 3.66 ∼ 3.97로, 전반적으로 수업에 대한 긍정적인 반응을 나타내었다.

Abstract

In this study, experiential STEAM program using 3D printer was produced focusing on the content elements of ‘solar’ in the 2015 revised science curriculum, and in order to find out the effectiveness of the STEAM program, analyzed creative problem solving, STEAM attitude, and STEAM satisfaction by applying it to two middle school 77 students simple random sampled. The results of this study are as follows. First, a solar tactile model was produced using a 3D printer, and a program was developed to enable students to actively learn experience-oriented activities through visual impairment experiences. Second, in the response sample t-test by the difference in pre- and post-score of STEAM attitude tests, significant statistical test results were shown in ‘interest’, ‘consideration’, ‘self-concept’, ‘self-efficacy’, and ‘science and engineering career choice' sub-factors except ‘consideration’ and ‘usefulness / value recognition’ sub-factors (p<.05). Third,, the STEAM satisfaction test conducted after the application of the 3D printer-based STEAM program showed that the average value range of sub-factors were 3.66∼3.97, which improved students' understanding and interest in science subjects through the 3D printer-based STEAM program.

참고문헌 (30)

  1. 강부현, "STEAM 융합수업이 과학에 대한 태도 및개념에 미치는 영향", 석사, pp.2018
  2. 교육부, "지능정보사회에 대응한중장기 교육정책의 방향과 전략(試案)", 교육부 보도자료, ~ (2016)
  3. 김범기, "천문 개념 성취도와 공간능력과의 상관관계에 관한 연구", 한국초등과학교육학회지, 15(2), pp.315~325 (1996)
  4. Hak-Bum Kim, "Development and Application of Middle School STEAM Program about Visual Impairment", Journal of Special Education &amp; Rehabilitation Science, 58(2), pp.139~161 (2019), Special Education and Rehabilitation Science Research Center[DOI]
  5. 김희규, "장애이해교육이 초등학교 일반아동의 장애아동에 대한 태도개선에 미치는 효과", 특수교육연구, 11(2), pp.47~68 (2004), 국립특수교육원
  6. 명전옥, "예비 교사들이 지구과학 문제 해결 실패요인 : 달과 행성의 운동을 중심으로", 한국지구과학회지, 22(5), pp.339~349 (2001)
  7. 문영호, "일반아동의 장애체험이 장애아동에 대한 태도에 미치는 영향", 석사, 특수교육, pp.2000
  8. 제4차 산업혁명에 대응한 지능정보사회 중장기 종합대책, "미래창조과학부", 미래창조과학부, ~ (2016)
  9. 미래창조과학부, "3D프린팅 전략기술 로드맵" (2014), 미래창조과학부
  10. 박송이, "천문학 주제의 융합인재교육(STEAM)이과학에 대한 정의적 영역에 미치는 영향", 석사, pp.2015
  11. 박아진, "장애이해교육프로그램이 초등학교 비장애학생의 장애수용태도, 공감, 이타행동에 미치는 효과", 석사, 교육학과 상담심리전공, pp.2013
  12. 박웅서, "3D 프린터를 활용한 입체기하 학습이 학생들의 공간시각화 능력과 정의적 태도의 변화에 미치는 영향 : Stella와 K3DSurf, 3D 퍼즐 램프를 활용한수학의 심미성(審美性)경험을 중심으로", 박사, pp.2016
  13. Sunghee Bae, "The Effect of Science Teaching Efficacy Belief of Secondary School Teachers on Astronomy Topics: Based on Grounded Theories", The Journal of the Korea Contents Association, 16(3), pp.607~616 (2016), The Korea Contents Association[DOI]
  14. 백윤수, "우리나라 STEAM 교육의 방향", 학습자중심교과교육연구, 11(4), pp.149~171 (2011), 학습자중심교과교육학회
  15. 손준호, "천문 STEAM 프로그램에서 코티칭의 활용이 초등과학 영재학생의 자기주도적 학습 태도에 미치는 효과", 한국지구과학회지, 35(7), pp.572~584 (2014), 한국지구과학회
  16. 신은수, "3D프린터를 활용한 융합교육프로그램 개발", 융합교육연구, 4(1), pp.39~51 (2018)
  17. 우종옥, "계통도를 이용한 중·고등학생의 지구와 달의 운동에 관한 개념 유형 연구", 청람과학교육연구논총, 5(1), pp.233~247 (1995)
  18. 이영찬, "3D 도면 제작 프로그램 및 3D 프린터를활용한 발명교육 프로그램이 초등학생의 창의성에미치는 효과", 석사, pp.2015
  19. 임청환, "국민학교 자연과 천문분야 내용분석과 문제점", 한국과학교육학회지, 13(2), pp.247~256 (1993)
  20. Ji-Hyun Jung, "3D 프린터 활용 유아디자인교육 프로그램이 유아의 창의성 및 유용성 증진에 미치는 효과", Journal of Convergence for Information Technology, 10(6), pp.119~127 (2020), Convergence Society for SMB[DOI]
  21. Hyeondo Jeong, "중학교 자유학기제에 적합한 과학 탐구 중심의 융합인재교육 프로그램 개발 및 적용", 과학교육연구지, 41(3), pp.334~350 (2017), 과학교육연구소[DOI]
  22. 최경철, "3D프린터 활용 교육프로그램의 설계 연구", 석사, pp.2016
  23. Hyungshin Choi, "A Study on Educational Utilization of 3D Printing : Creative Design Model-based Class", Journal of The Korean Association of Information Education, 19(1), pp.167~174 (2015), Korean Association of Information Education[DOI]
  24. 한신, "창의적 사고기법을 활용한 창의교육 수업프로그램 개발 및 적용", 대한지구과학교육학회지, 13(2), pp.162~174 (2020), 대한지구과학교육학회
  25. Csikszentmihalyi, M., "International handbook for research on giftedness and talent", pp.81~93 (2000), Pergamon
  26. Jeong, S., "The effect of a climate change monitoring program on students’ knowledge and perceptions of STEAM education in Korea", Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 11(6), pp.1321~1338 (2015)
  27. Miller, A., "Creative cognitive processes in higher education", J. Creat. Behav, 50(4), pp.282~293 (2014)
  28. Paivio, A., "Imagery and verbal processes" (1971), Holt, Rinehart & Winston
  29. Scott, W., "Reliability of content analysis : The case of nominal scale coding", Public Opinion Quarterly, 19, pp.315~325 (1995)
  30. Yakman, G., "STEAM education: An overview of creating a model of integrative education" (2007), Intellectual Property

관련 논문AI추천

3D 프린터를 활용한 융합인재교육 프로그램 개발 및 효과성과 만족도 분석김우열, 문교식, 박판우, 배영권, 신승기, 유인환, 이효녕한국정보교육학회 · 정보교육학회논문지2017 · 제21권 제4호시각장애를 주제로 한 중학교 STEAM 프로그램의 개발과 적용김학범, 임영진, 차정호, 황의욱, 황혜진특수교육재활과학연구소 · 특수교육재활과학연구2019 · 제58권 제2호3D 프린터 기반 기후 관련 STEAM 프로그램이 초등과학 영재 학생들에게 미치는 영향김덕호, 양지혜, 홍승호에너지기후변화교육학회 · 에너지기후변화교육2016 · 제6권 제2호3D 프린터를 활용한 나무 모형 프랙탈 구조 제작 STEAM 프로그램 개발 및 적용 효과한지상, 홍승호초등교육연구원 · 한국초등교육2019 · 제30권 제1호3D 프린터를 활용한 호흡계의 융합 수업이 초등학생의 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력, 과학 흥미도 및 STEAM 프로그램 만족도에 미치는 영향고동국, 홍승호한국초등과학교육학회 · 초등과학교육2018 · 제37권 제3호A STEAM Experience Activity Task: Making and Experiencing Goods for the Disabled with Physical Computing Tools and 3D Printing Technology이경택, 정영춘뇌·AI기반교육연구소 · Brain, Digital, & Learning2022 · 제12권 제4호

이 간행물의 다른 논문 (8건)

과학 탐구 기능을 강화한 수업이 중학생의 탐구 능력과 과학 태도에 미치는 효과손준호, 김현리pp. 1-15초등 예비교사들이 과학수업을 설계할 때 주목하는 것은 무엇인가? : 초등 예비교사들의 과학수업에 대한 관점김성운, 임성만pp. 16-26야외지질학습에서 ‘생소한 경험 공간(Novelty Space)’에 대한 초등 예비교사와 중등 지구과학 예비교사들의 인식 탐색최윤성pp. 27-46가상현실(VR) 지질자료 개발을 통한 원격수업의 효과 분석: 지오빅데이터 오픈플랫폼 활용을 중심으로김형범, 김흥태, 한도윤pp. 47-61논증구조 수업설계 프로그램을 통한 예비 지구과학 교사의 과학논증 PCK 발달 모델 제안박원미, 곽영순pp. 76-90
원문 보기