특성화고등학교에서 '지게차 모형' 만들기의 창의적 STEAM 수업자료 개발 = Development of Making Forklift Model through Creative STEAM Instruction Material

국문 초록 (Abstract)

이 논문은 특성화고등학교 학생들의 과학, 수학, 기술 교과에 대한 흥미를 향상시키고, 창의성을 계발시키기 위해 ‘지게차’라는 활동 주제를 가지고 창의적 STEAM 지게차 모형 및 수업자료(교사용, 학생용)를 개발하였다.
이러한 창의적 수업자료 및 지게차 모형을 개발하는데 구체적인 과정은 다음과 같다.
첫째, 준비 단계에서는 문헌자료를 수집하여 특성화고등학교 학생들의 학습 욕구 및 분석을 통해 수업자료의 방향을 설정하고, 활동 주제 선정 및 활동계획안을 작성하였다. 이를 바탕으로 활동 주제에 적용될 수 있는 창의성 기법, 평가, 검사도구 등을 선정하였다. 특히 창의성 평가는 크게 창의성 성향검사와 창의적 산출물을 통해 평가하는 방법을 고찰하였고, STEAM교과를 분석하였다. 이를 통해 통합유형을 선정하였다.
둘째, 개발 단계에서는 준비단계에서의 절차에 기반을 두어 지게차 모형, 수업자료(교사용, 학생용), 동기부여 및 학습의 과정을 제시하는 PPT, 학생들이 지게차 모형 제작 시에 어려움을 느낄 때, 모둠 간의 토의 등에서 활용 될 수 있는 지게차 모형 조립도 등을 개발하였다. 개발 된 모형 및 수업자료 등을 전문가 집단과 학습자 집단을 통해 타당도 검증을 실시하였다.
셋째, 실행단계에서는 개발단계에서 이루어진 타당도 검증을 바탕으로 특성화고등학교 정규 수업에 적용하였다.
넷째, 평가단계에서는 실행단계에서의 결과를 바탕으로 개발되어진 지게차 모형 및 수업자료에 대해 최종 수정 보완을 하여 개선하였다.
이 연구에서 개발된 ‘지게차 모형’ 만들기의 창의적 STEAM수업자료의 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
첫째, 지게차 모형은 파스칼의 원리(유압의 원리)가 어떻게 지게차에 적용되는지를 이해하고 활동중심의 학습경험을 할 수 있도록 구성되었으며, 수업자료(학생용, 교사용), PPT, 지게차 모형 조립도는 실제 수업에서 적용될 수 있도록 구성되었다.
둘째, 정규 수업에 적용한 결과 과학, 수학, 기술 교과에 대한 학생들의 흥미가 20~30%정도 상승하였으며, 이를 통해 과학, 수학, 기술을 어려워하고 싫어하는 대부분의 특성화고등학교 학생들이 과학, 수학, 기술 교과를 친숙하게 느낄 수 있는 계기를 마련하였다.
셋째, 학생들의 창의성 신장을 파악하기 위한 창의성 성향검사에서는 수업대상 학생들의 60~70%가 창의성 성향이 향상 된 것으로 나타났으며, 창의적 산출물 검사에서는 수업 대상 학생들 중에서 4~5명의 학생들은 창의적 산출물을 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, forklift model and instruction material for STEAM education were developed to improve the creativity of students and their interest on Science, Mathematics and Technology with the activity-based study.
The detailed steps for developing this model and material consist of preparation, development, implementation and evaluation. In preparation step, students who attended specialized high school were selected as subjects and their characteristics were analyzed with other references. And evaluation methods for creativity such as creativity personality test and creative product test and STEAM curriculum were analyzed and integrated type of evaluation test was selected. In development step, forklift model, instruction material for teachers and students, protocol and guideline for trouble shooting were established. These products were validated with experts group and learners group. In Implementation step, the model and instruction material developed in this study were applied to the regular class of specialized high school. In evaluation step, the results of this study were evaluated and the model was modified to improve its practicality.
The results of this study can be summarized as following. First, the model and instruction material developed in this study help students to understand the principle of Pascal’s law with activity-based learning. Second, the interest of students on Science, Mathematics and Technology was increased 20-30% and this motivated students to be familiar to the curriculum. Third, the creativity of students was shown to be improved 60-70% after the activity with this model in creativity personality test and 4-5 students made creative products in creative product test.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 1
• 2. 연구 목적 2
• 3. 연구 내용 2
• 4. 용어의 정의 3
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 1. 특성화고등학교 4
• 2. 창의적 STEAM교육 9
• 3. 지게차 36
• 4. 창의적 수업모형 41
• 5. 선행연구 고찰 44
• Ⅲ. 연구방법 46
• 1. 연구 절차 46
• 2. STEAM수업자료 개발 방법 47
• Ⅳ. 연구결과 65
• 1. 지게차 모형 개발 결과 65
• 2. 창의적 STEAM 교육 교수자료 개발 결과 67
• 3. 창의적 STEAM 학습자료 개발 결과 69
• 4. 창의적 STEAM 수업자료 적용 결과 71
• 5. 창의적 STEAM 수업자료 개선 결과 83
• Ⅴ. 결론 및 제언 89
• 1. 결론 89
• 2. 제언 89
• 참고문헌 91
• ABSTRACT 95
• 부록 97