중학생을 위한 디자인씽킹 기반의 아두이노 활용 메이커 교육 프로그램 개발

국문 초록 (Abstract)

이 연구의 목적은 중학생을 위한 디자인씽킹 기반의 아두이노 활용 메이커 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 메이커 교육 프로그램 개발을 위해서 준비, 개발, 실행, 평가의 4단계로 연구가 진행되었다. 준비 단계에서는 문헌 고찰을 통해 디자인씽킹 프로세스를 선정하고 메이커 교육 프로그램의 개발 방향을 설정한 후, 전문가 집단의 자문을 받아 프로그램의 주제를 선정하였다. 개발 단계에서는 차시별 학습 목표와 세부 활동 과제를 정하고 디자인씽킹 프로세스에 따라 학생용 프로그램 초안을 개발하였으며, 교사용 수업보조 자료와 수업과정안도 개발하였다. 그리고 개발된 초안에 대해 전문가의 타당도 검증, 학생 대상 예비 적용을 통해 개선하였다. 실행 단계에서는 개발한 메이커 교육 프로그램을 적용하여 수업을 실시하고 기술에 대한 흥미, 기술 분야 진로 지향, 융합인재소양의 변화를 측정하였다. 또한 메이커 수업에 참여한 학생의 생각과 느낌을 파악하기 위해서 질적 자료의 수집도 병행하였다. 평가 단계에서는 종속 변인의 변화를 통계적으로 검증하고 질적 자료를 분석하여 프로그램의 효과를 파악하였으며 수업 과정에서 발견한 개선점을 수정하여 개발을 완료하였다.
위와 같은 과정으로 수행된 이 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 이 연구에서는 2015개정 교육과정 분석 내용을 토대로 사회적 관심도와 아두이노 활용 방안을 고려하여 중학교에서 활용할 수 있는 메이커 교육 프로그램의 주제를 도출하였다. 둘째, 선정된 주제를 토대로 개발된 프로그램은 메이커 기초 학습 4차시와 디자인씽킹 기반의 메이커 활동 16차시로 구성되어있다. 셋째, 개발된 메이커 교육 프로그램은 중학생의 융합인재소양 향상에 유의미한 효과가 있었지만, 기술에 대한 흥미와 기술 분야 진로 지향에는 유의미한 효과가 없었다. 넷째, 질적 자료의 분석 결과, 학습자들은 직접 설계하고 자유롭게 만드는 활동에 흥미를 느꼈으며 아두이노를 활용해 피지컬 컴퓨팅을 구현했던 경험을 긍정적으로 평가했다. 또, 메이커로 활동하면서 자발적으로 자료를 수집하여 동료들과 공유하는 등 메이커 정신을 실천하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 4
• 3. 연구의 내용 4
• 4. 용어의 정의 4
• Ⅱ. 이론적 배경 6
• 1. 디자인씽킹 6
• 2. 메이커 운동과 메이커 교육 13
• 3. 디자인씽킹 기반 메이커 교육과 아두이노 20
• 4. 디자인씽킹 기반 메이커 교육과 2015개정 교육과정의 관련성 21
• 5. 메이커 운동과 메이커 교육 관련 정책 23
• 6. 관련 선행 연구 25
• Ⅲ. 연구 방법 28
• 1. 연구 절차 28
• 2. 준비(P) 단계 30
• 3. 개발(D) 단계 31
• 4. 실행(I) 단계 34
• 5. 평가(E) 단계 44
• Ⅳ. 연구 결과 46
• 1. 준비 단계의 결과 46
• 2. 개발 단계의 결과 53
• 3. 실행 단계의 결과 70
• 4. 평가 단계의 결과 71
• 5. 논의 83
• Ⅴ. 결론 및 제언 87
• 1. 결론 87
• 2. 제언 88
• 참고문헌 89
• ABSTRACT 98
• 부록 100