중학교 발명수업에서 롤링볼 만들기의 STEAM 수업자료 개발 = Development of STEAM Instruction Material of Rollingball Making for Invention Class of Middle School

국문 초록 (Abstract)

21세기 최고의 화두는 창의력으로 일상생활에서 창의적인 생각과 실천이 중요시 되고 있다. 이런 점에서 발명교육의 중요성이 더욱 커지고 있으며, 창의력 신장과 발명인재의 양성을 위해 초․중․고등학교 중 188개의 학교에서 발명교실을 운영하고 있다. 주어진 문제를 올바르게 이해하고 창의적인 문제해결을 위해서는 다양한 경험과 배경 지식들이 상호작용을 통해서 가능하다. 최근 교과 교육의 통합적 접근의 중요성이 커지고 있다. 그 중 STEAM 통합교육은 2010년 12월 교육과학기술부에서 교육과 과학기술의 융합 시너지를 활용한 체계적 과학기술 인재 양성을 위한 추진전략으로 선정하여 시행되고 있다. 이에 발명수업에 활용할 수 있는 STEAM 수업자료를 개발하고자 한다.
STEAM 수업자료 개발을 위해 PDIE 모형의 절차에 따라 준비, 개발, 실행, 평가의 단계를 거쳤으며 연구 내용은 다음과 같다. 첫째, 준비 단계에서 학습자의 요구분석, 학습목표 선정, 평가 도구의 설계를 하였다. 둘째, 개발 단계에서는 선정된 학습목표에 맞도록 STEAM 교육을 적용하여 롤링볼 수업자료를 개발하였다. 셋째, 실행 단계에서는 예비수업을 실시하고 수업과정에서 발생된 문제점을 수정보완을 통해 본 수업에 적용하였다. 넷째, 평가 단계에서는 수업에 관한 평가를 분석하고 개선하였다.
이 연구의 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
첫째, 개발된 롤링볼 만들기의 STEAM 수업자료를 발명수업에 적용함으로서 학생들이 생활 주변의 재료를 이용하여 쉽고 흥미롭게 접근할 수 있도록 구성되었다. 둘째, 개발된 STEAM 수업자료는 수업 과정안, 파워포인트 자료, 학습 안내지, 활동지, 활동지 답안을 실제 수업에 적용하여 수정․보완과정을 거쳐 제작되어 발명수업에 직접 활용할 수 있다. 셋째, 개발된 STEAM 수업자료는 교과의 연계성을 높여 롤링볼 문제 해결을 위한 배경지식으로 활용되고, 이 경험은 다시 교과 수업에 경험을 제공함으로서 학생들의 학습효과를 높일 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구의 목적 2
• 3. 연구의 내용 2
• 4. 용어의 정의 2
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 1. 발명교육 4
• 2. 롤링볼(Rollingball) 13
• 3. STEAM 통합교육 19
• 4. PDIE 수업자료 개발 모형 29
• 5. 선행연구의 고찰 34
• Ⅲ. 연구방법 36
• 1. 연구 절차 36
• 2. STEAM 수업자료 개발 37
• Ⅳ. 연구 결과 46
• 1. 롤링볼 만들기 개발 결과 46
• 2. 롤링볼 만들기 교수자료 개발 결과 49
• 3. 롤링볼 만들기 학습자료 개발 결과 55
• 4. STEAM 수업 적용 결과 58
• 5. STEAM 수업자료 개선 결과 63
• Ⅴ. 결론 및 제언 69
• 1. 결론 69
• 2. 제언 69
• 참고문헌 70
• ABSTRACT 72
• 부 록 74