3D 프린터를 활용한 나무 모형 프랙탈 구조 제작 STEAM 프로그램 개발 및 적용 효과

Abstract

본 연구에서는 'Y' 반복 나무 모형 프랙탈 구조 제작을 위한 3D 프린터 활용 STEAM 프로그램을 개발하고 적용하여 초등학생들의 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 3D 프린터와 프랙탈 구조를 융합적으로 학습할 수 있도록 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험으로 구성된 STEAM 교육 준거를 기반으로 STEAM 프로그램을 개발하여 초등학교 6학년 학생에게 적용하였다. 적용 결과, 프로그램을 적용한 집단의 창의적 문제해결력과 과학적 태도는 사전 검사보다 사후 검사에서 유의미한 향상을 보였다. 이는 초등학생들의 특성을 고려하여 개발한 3D 프린터 활용 STEAM 프로그램이 초등학생들의 창의적 문제해결력 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.

The purpose of this study is to investigate the effect of 3D printer STEAM program on the science inquiry ability, 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. 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. 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.