STEAM 기반 로봇 프로그래밍 교육이 중등정보영재 학생의 창의적 문제해결력 향상에 미치는 영향 = The Effect of STEAM-Based Robot Programming Education on the Creative Problem-Solving Skills of Secondary Information Gifted Students

국문 초록 (Abstract)

창의적 문제해결력을 갖춘 인재 육성을 위해 정보영재 교육기관에서 로봇을 활용한 프로그래밍 교육을 하는 것은 적절하다. 프로그래밍 교육에서 로봇의 활용은 학습자의 흥미 유발, 동기부여, 참여도, 성취도 제고 및 창의적 문제해결력 향상에도 긍정적인 효과가 있기 때문이다. 그러나 적절한 교수-학습 전략을 잘 활용하지 못하면 로봇은 단지 매체로 활용되거나 로봇의 특성을 파악하는데 많은 시간을 소요하고, 로봇 조립이 주요 학습 활동으로 되어 버리는 등 로봇 활용의 장점이 사라진다. 본 연구는 STEAM 기반 로봇 프로그래밍 교육을 중등 정보영재 학급 학생에 적용하여 STEAM 학습이 일반적인 개념습득 위주의 분과적 로봇 프로그래밍 수업과 비교하여 창의적 문제해결력 향상에 미치는 영향을 검증하였다. 그 결과 STEAM기반 로봇 프로그래밍 교육을 실시한 중등정보영재 학생들의 창의적 문제해결력 향상에 유의미한 차이가 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study examined the effects of using STEAM principles to program robots to perform various tasks for enhancing students’ ability for creative problem solving at special IT education centers for middle school students. Previously, the students would assemble and program robots at these centers, but there seemed to be a lack of creativity from the students when developing these robots. In order to increase the student’s programming imagination, STEAM learning techniques were added to the classes. These learning techniques combined a mix of art, science, technology, and math into the lessons. The result of the study found that not only is programming robots with STEAM principles beneficial for promoting creative problem solving and building better robots, but it also enhances the attention span, motivation, participation, and feeling of accomplishment of the students.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구의 내용 및 방법 3
• 3. 용어의 정의 3
• 4. 연구의 기대 효과 4
• 5. 연구의 제한점 5
• Ⅱ 이론적 배경 6
• 1. 정보영재 6
• 2. 창의적 문제해결 12
• 3. 로봇 프로그래밍 교육 17
• 4. STEAM 기반 학습 21
• Ⅲ STEAM 기반 로봇프로그래밍 교육 내용 설계 23
• 1. 수업 설계 기본 방향 23
• 2. 목표 설정 24
• 3. 내용 선정 27
• 4. 수업 설계 28
• Ⅳ 연구 방법 35
• 1. 연구 가설 35
• 2. 연구 대상 35
• 3. 실험 설계 36
• 4. 검사도구 및 분석 방법 37
• 5. 실험 기간 및 절차 38
• Ⅴ 연구 결과 39
• 1. 사전검사 결과 39
• 2. STEAM기반 로봇 프로그래밍 교육 실시 40
• 3. 사후검사 결과 44
• Ⅵ 결론 및 제언 47
• 1. 결론 47
• 2. 제언 48
• 참고 문헌 50
• ABSTRACT 53
• 부록 55