3D 프린터를 활용한 나무 모형 프랙탈 구조 제작 STEAM 프로그램 개발 및 적용 효과 = The Development and Application Effects of STEAM Program for Tree Model Fractal Structure using 3D Printer

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recent educational use of 3D printers can do mutual cooperation among students as well as advance the big thinking and creativity. So far, what is to consider about the programs studied, it needs to select activity-oriented and subject-oriented learning content but not only do printing with 3D printer for entertainment. It also requires to develop STEAM educational materials to actively participate in. The purpose of this study is to investigate the effect of 3D printer STEAM program on the science process skills, creative problem-solving ability and scientific attitude of elementary school students. For this purpose, the STEAM program was developed based on the STEAM education standard consisting of the situation presentation, the creative design, and the emotional experience so that the 3D printer and the fractal structure can be learned in a convergent manner and applied to the sixth grade students of elementary school. Study subjects had no experience for training of 3D printer or STEAM class. As a result, the creative problem-solving ability and scientific attitude of the group applying the program showed a significant improvement in the post-test than the pre-test. However, the science process skills are no significant difference between the post-test and the pre-test. So it needs to be further complemented the contents of the STEAM program for improvement of the science process skills. This means that the STEAM program using 3D printer developed in consideration of the characteristics of elementary students positively influenced the creative problem-solving ability and scientific attitude of elementary school students. In future, the STEAM programs on the theme of fractal structure and 3D printer need to be developed more variously. And it seems necessary to apply it to the elementary school field.

국문 초록 (Abstract)

최근 3D 프린터의 교육적 활용은 학생들 상호 간 협동 작업도 할 수 있고, 고차원적인 사고와 창의 성을 신장시킬 수 있다. 지금까지 연구된 프로그램에서 고려해야 할 점은 학생들이 흥밋거리로 단지 3D 프린터로 프린팅 하는데 그치는 것이 아닌 활동 중심이면서 주제 중심의 학습 내용을 선정하고 적 극적으로 참여할 수 있는 STEAM　교육 자료를 개발하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 ‘Y' 반복 나무 모형 프랙탈 구조 제작을 위한 3D 프린터 활용 STEAM 프로그램을 개발하고 적용하여 초등학생 들의 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위 하여 3D 프린터와 프랙탈 구조를 융합적으로 학습할 수 있도록 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험 으로 구성된 STEAM 교육 준거를 기반으로 STEAM 프로그램을 개발하여 초등학교 6학년 학생에게 적용하였다. 본 연구를 적용한 학생들은 3D 프린터나 STEAM 교육을 받아본 경험이 없었다. 적용 결 과, 프로그램을 적용한 집단의 창의적 문제해결력과 과학적 태도는 사전 검사보다 사후 검사에서 유의 미한 향상을 보였다. 하지만 과학 탐구 능력은 사전과 사후 검사에서 유의미한 차이가 없었으며 앞으 로 과학 탐구 능력을 더욱 더 향상시킬 수 있도록 프로그램의 내용을 보완할 필요가 있다. 이는 초등 학생들의 특성을 고려하여 개발한 3D 프린터 활용 STEAM 프로그램이 초등학생들의 창의적 문제해결 력 및 과학적 태도에 긍정적인 영향을 끼쳤음을 의미하며, 프랙탈 구조 및 3D 프린터를 주제로 한 STEAM 프로그램들이 더욱 다양하게 개발되어 초등학교 현장에 적용될 필요가 있어 보인다.

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