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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김진수
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 한국교원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수24
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 연구는 아두이노와 미술작품을 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료를 개발하여 교수, 학습 자료를 제작 및 적용하였을 때 고등학생들의 창의적 문제해결능력에 어떠한 효과가 있는지 알아보고자 하였다.
연구의 목적을 달성하기 위해 기술교육의 개념을 분석하여 공학설계의 특징을 파악하고, STEAM과 관련된 주제를 선정하였으며, STEAM 교육에 대한 선행연구를 고찰하여 교육적으로 활용할 수 있는 STEAM 교육 모형을 개발하였다. 개발된 아두이노를 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료를 수업에 적용하여, 학생들의 문제해결능력을 사전-사후 검사 결과를 비교하며, 만족도를 분석하였다.
본 연구에서 개발한 아두이노와 미술작품을 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료가 창의적 문제해결능력에 미치는 영향의 변화를 분석한 결과는 다음과 같다.
첫째, 아두이노를 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료를 적용한 결과, 고등학생들의 창의적 문제해결능력을 향상시키는데 효과가 있었으며, 창의적 문제해결력의 하위 요소 중 특정 영역의 지식?사고, 기능?기술의 이해 및 숙달여부, 확산적 사고, 비판적?논리적 사고, 동기적 요소에서 향상 효과가 있었다. 또, 아두이노를 활용하여 비구조화된 문제 상황을 스스로 해결해 보는 과정 속에서 프로그래밍의 논리적인 구조에 대해 사고할 기회를 갖게 되고, 문제 해결을 위한 창의적인 전략을 세우는데도 도움이 됨을 알 수 있었다.
둘째, 현장 실습 완료 후 학생들을 대상으로 개발한 STEAM 수업자료에 대한 만족도 조사를 실시한 결과, 모든 평가문항이 5점 만점 중 4.5점 이상으로 STEAM 교육에 대해 만족하는 것으로 나타났다. 설문항목의 하위요소로 수업 적합도, 내용 난이도, 자료의 적절성, 수업시간의 배분, 공학설계 이해도, 아두이노 기초 이해도, 공학설계 특징 이해도, 전기전자회로 문제 해결력, 수업의 재미, 평가의 공정성이 있으며, 전 분야에서 긍정적인 응답이 나타났다. 이러한 결과는 아두이노와 미술작품을 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료가 학생들에게 있어 과학, 기술, 공학, 미술, 수학에 대해 쉽게 접근할 수 있는 교육방법인 것을 알 수 있다.
연구의 목적을 달성하기 위해 기술교육의 개념을 분석하여 공학설계의 특징을 파악하고, STEAM과 관련된 주제를 선정하였으며, STEAM 교육에 대한 선행연구를 고찰하여 교육적으로 활용할 수 있는 STEAM 교육 모형을 개발하였다. 개발된 아두이노를 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료를 수업에 적용하여, 학생들의 문제해결능력을 사전-사후 검사 결과를 비교하며, 만족도를 분석하였다.
본 연구에서 개발한 아두이노와 미술작품을 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료가 창의적 문제해결능력에 미치는 영향의 변화를 분석한 결과는 다음과 같다.
첫째, 아두이노를 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료를 적용한 결과, 고등학생들의 창의적 문제해결능력을 향상시키는데 효과가 있었으며, 창의적 문제해결력의 하위 요소 중 특정 영역의 지식?사고, 기능?기술의 이해 및 숙달여부, 확산적 사고, 비판적?논리적 사고, 동기적 요소에서 향상 효과가 있었다. 또, 아두이노를 활용하여 비구조화된 문제 상황을 스스로 해결해 보는 과정 속에서 프로그래밍의 논리적인 구조에 대해 사고할 기회를 갖게 되고, 문제 해결을 위한 창의적인 전략을 세우는데도 도움이 됨을 알 수 있었다.
둘째, 현장 실습 완료 후 학생들을 대상으로 개발한 STEAM 수업자료에 대한 만족도 조사를 실시한 결과, 모든 평가문항이 5점 만점 중 4.5점 이상으로 STEAM 교육에 대해 만족하는 것으로 나타났다. 설문항목의 하위요소로 수업 적합도, 내용 난이도, 자료의 적절성, 수업시간의 배분, 공학설계 이해도, 아두이노 기초 이해도, 공학설계 특징 이해도, 전기전자회로 문제 해결력, 수업의 재미, 평가의 공정성이 있으며, 전 분야에서 긍정적인 응답이 나타났다. 이러한 결과는 아두이노와 미술작품을 활용한 창의공학설계 중심의 STEAM 수업자료가 학생들에게 있어 과학, 기술, 공학, 미술, 수학에 대해 쉽게 접근할 수 있는 교육방법인 것을 알 수 있다.
목차
Ⅰ. 서론 11. 연구의 필요성 12. 연구의 목적 33. 연구의 내용 34. 연구의 제한점 3Ⅱ. 이론적 배경 51. 창의적 문제해결능력 52. 기술교육에서의 공학설계 83. STEAM 융합교육 224. 아두이노 315. 선행연구고찰 33Ⅲ. 연구 방법 371. 연구 절차 372. 프로그램 개발 방법 373. 수업 설계의 기본 방향 444. 교육 내용 설계 455. 창의적 문제해결능력 검사 도구 48Ⅳ. 연구 결과 491. 교수자료 개발 결과 492. 학습자료 개발 결과 533. STEAM 수업자료 적용 결과 54Ⅴ. 결론 및 제언 621. 결론 622. 제언 63참고문헌 64ABSTRACT 69부록 72
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