3D 도면 제작 프로그램 및 3D 프린터를 활용한 발명교육 프로그램이 초등학생의 창의성에 미치는 효과

Abstract

본 연구의 목적은 3D 도면 제작 프로그램 및 3D 프린터를 활용한 발명교육 프로그램을 개발․적용하여 초등학생들의 창의성 신장에 미치는 효과를 알아보 는 것이다. 3D 도면 제작 프로그램 및 3D 프린터를 활용한 발명교육 프로그램은 총 10차 시로 구성되어 있으며 1차시는 발명에 대한 동기를 유발하는 활동, 2〜3차시는 아이디어를 창출하는 활동으로 구성하였다. 4차시는 아이디어를 스케치하고, 5 〜6차시는 3D 도면 제작 프로그램인 스케치업의 사용법을 익히고 3D 도면을 그리는 활동으로 구안하였다. 7〜9차시는 3D 도면을 그리는 활동과 더불어 3D 프린터를 활용한 발명품을 제작하는 것으로, 10차시에는 전체 수업 내용을 평가 하고 각자의 발명품에 대한 발표 및 토의의 시간으로 구성하였다. 제주시 소재 N초등학교 5학년 한 학급 29명의 학생을 대상으로 실험처치를 실 시하였고, 사전 사후 창의성 검사 결과를 검증하였다. 또한 비교집단 한 학급 29명의 학생을 대상으로 일반적인 발명교육을 실시하여 실험 집단과 비교집단 의 창의성 검사 결과를 검증하였다. 창의성 측정도구로는 이영덕, 정원식(1995) 이 제작하고, 코리안테스팅센터에서 발행한 간편 창의성 검사(4, 5, 6학년용)를사용하였다. 사전․사후 검사의 창의성 점수와 각 하위요소 점수를 SPSS 18.0 for windows 프로그램을 이용하여 t검정하였다. 실험집단의 창의성 검사 결과 사전․사후 창의성 점수의 평균이 통계적 유의 도 p<.001 수준에서 유의미한 차이를 나타냈다(t(28)=7.51). 창의성 하위요소 중 개방성(t(28)=3.91, p<.01), 유창성(t(28)=4.75, p<.001), 융통성(t(28)=3.77, p<.01) 도 유의미한 차이를 보였다. 또한 비교집단과 실험집단의 창의성 검사 결과 창의성 평균점수는 실험집단이 비교집단에 비해 높았으며 통계적 유의도 p<.05 수준에서 유의미한 차이를 보 였다(t(56)=2.06). 또한 창의성 하위요소 중 유창성(t(56)=3.13, p<.01)이 향상되 는 것으로 나타났다. 따라서 3D 도면 제작 프로그램 및 3D 프린터를 활용한 발 명교육 프로그램은 초등학생의 창의성 향상에 효과가 있으며 특히 개방성, 유창 성, 융통성을 신장시킨다. 또한 동일한 기간 동안 다른 발명교육 프로그램을 실 시하는 것 보다 3D 도면 제작 프로그램 및 3D 프린터를 활용한 발명교육 프로 그램을 실시할 경우 창의성 향상에 효과적이며, 창의성 하위요인 중 유창성을 신장시켰다. 주요어

The purpose of this study was to investigate the effects of an invention program using 3D design and 3D printers that can be applied to elementary school students. An invention education program by using 3D design and 3D printers is composed of 10 periods. The 1st period is focused on motivation. The 2nd to 3rd periods are to make invention ideas. The 4th period is to draw a picture about invention ideas. The 5th to 6th periods are to learn about a 3D design program and to draw 3D designs. The 7th to 9th periods are to make an invention using a 3D printer. The 10th period is a wrap up activity withpresentation of the inventions and exchanging of opinions about other's inventions. The members of the experimental group included 29 students who were in 5th grade in a class of an elementary school in Jeju Island, South Korea. This study was designed by pretest-posttest design. A test of creativity designed for 4th to 6th grades elementary school students was used as a measuring device made by Lee Young Deok and Jeong Won Sik(1995), published at the Korean Testing Center. The measured value of pretest and posttest of creativity and subfactor were verified by t-test with the statistics software, SPSS 18.0 for Windows program. The Mean of creativity in posttest(75.76) was significantly higher, in comparison with the Mean of creativity in pretest(47.66) at the level of p<.001(t(28)=7.51). Among four sub factors of creativity, especially the Mean of openness(t(28)=3.91, p<.01), fluency(t(28)=4.75, p<.001), flexibility(t(28)=3.77, p<.01) was revealed to be increased by this program. The Mean of creativity in the experimental group was significantly higher, in comparison with the Mean of creativity in comparative group at the level of p<.05(t(56)=2.06). Among four sub factors of creativity, the Mean of fluency(t(56)=3.13, p<.01) was revealed to be increased by this program. The findings show this invention program using 3D design and 3D printers has an effect on increasing creativity of elementary school students.