도형을 반복한 식물의 프랙탈 STEAM 프로그램이 초등학생들의 탐구 능력 및 과학적 태도에 미치는 효과

Abstract

본 연구는 도형을 반복한 식물의 프랙탈 구조를 주제로 3D 프린터를 활용하여 식물의 프랙탈 구조물을 만들어 보는 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발하고 그 적용 효과를 알아보는데 목적이 있다. 이를 위하여 10차시의 STEAM 프로그램을 개발하여 초등학교 6학년 학생들에게 적용함으로써 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력 및 과학 흥미도에 미치는 효과를 알아보았다. 그 결과, 과학 탐구 능력의 세부영역인 추리와 예상 영역에서 유의미한 차이를 보였으며, 창의적 문제해결력과 과학 흥미도 전 영역에서도 유의미한 효과가 있음을 확인하였다. 본 프로그램은 현행 교육과정의 내용이 아닌 비교과 영역의 내용이 주로 다루어졌지만 실제 연구 주제의 내용을 이해하기 위한 배경지식으로 과학 교과의 식물의 구조, 수학 교과의 도형과 그 배열, 미술 교과의 그리기 활동이 융합된 점에서 유의미한 효과가 있었다고 판단되며, 첨단과학 기술인 3D 프린터를 소개하고 주제에 따라 이를 직접 다루어보는 시간을 가져봄으로써 학생들에게 긍정적인 영향이 있었다고 생각된다. 따라서 본 STEAM 프로그램과 같은 3D 프린터를 활용한 주제 중심의 새로운 STEAM 프로그램이 꾸준히 개발 및 보급될 수 있는 환경이 조성되었으면 한다.

This study aims to develop a STEAM program to create plant fractals using 3D printing under the theme of plant fractals with repeated figures and to explore its effects. To do this, developed a STEAM program for the 10th classes and applied it to the 6th grade elementary school students. We looked at the effects of scientific inquiry skills, creative problem-solving ability, and scientific interests. The results showed significant differences in the areas of mystery and expectation, which are the areas of scientific inquiry skills, and also showed significant effects in all areas of creative problem solving ability and scientific interest. In this program, although the contents of the nonsubjects were mainly treated, but background knowledge in order to understand the contents of the study theme led to significant effects by convergent activities of subjects of science, mathmatics and arts. Therefore, a new, topic-focused STEAM program using 3D printers like this STEAM program can be continuously developed and distributed.