예비 기술교사의 3D프린팅 활용능력 함양을 위한 체험활동과제 및 수업자료 개발 = Enhancing Pre-Service Technology Teachers' 3D-Printing Utilization Ability Through Experiential Learning

국문 초록 (Abstract)

이 연구의 목적은 3D 프린팅 활용능력을 먼저 제시하고, 이를 토대로 예비 기술교사의 3D프린팅 활용능력 함양을 위한 체험활동과제를 개발하는 것이다. 이 연구의 목적을 달성하기 위해 다음과 같이 준비, 개발, 개선의 3 단계 절차를 거쳤다.
준비 단계에서는 전문가 회의를 통해 3D 프린팅 활용능력을 위한 예비 요소를 도출하고, 이 예비 요소를 기술교육 전문가에게 설문하여 3D 프린팅 활용능력이란 무엇인가를 조사 및 제시하였다. 그리고 무한상상실 현황 및 요건을 분석하여 무한상상실 운영 문제점을 확인하였으며, 기술교사자격 기준, 교육과정, 교과서 등을 분석하여 예비 기술교사가 가져야 할 3D 프린팅 활용능력과 이를 함양하기 위한 체험활동과제 개발의 필요성을 확인하였다.
개발 단계에서는 준비 단계에서의 요구분석 결과를 이용하여 체험활동과제의 주제 및 내용을 선정하였다. 체험활동과제는 모델링, 프린팅, 후처리와 같은 3D 프린팅 3 단계 과정 중에서, 모델링과 프린팅 과정을 배울 수 있도록 하고 실생활과 관련되어 흥미를 유발하면서 따라하기를 포함하여 직접 아이디어를 내어 설계할 수 있는 주제로 구성하였다. 특히 활동 내용으로 준비 단계에서 얻어진 3D 프린팅 활용능력 요소를 추가했으며, 두 번의 모델링 실습이 포함된 8 차시 수업을 구성하고 교수 자료(교수·학습 지도안, 수업용 프레젠테이션 자료)와 학습 자료(학생 활동지) 초안을 개발하여 다섯 가지 영역으로 전문가 검증을 받았다. 전문가 검증에서 얻어진 객관식 설문의 분석 결과, 모든 문항에 대해 평균 4.50 점을 획득하여 체험활동과제의 내용 구성이 적절하다고 판단되었다. 이와 더불어 주관적 평가를 바탕으로 체험활동과제 및 관련 자료를 수정 및 보완하였다.
개선 단계에서 예비 기술교사인 사범대학교 기술교육과 학부생 46 명을 대상으로 이 체험활동과제를 예비시험하고 만족도 검사지로 그 결과를 수집하였다. 만족도 검사의 모든 문항에 대해 평균 4.20 점 이상의 결과가 나옴으로써 모든 영역에서 만족하는 수준으로 판단되었다. 그 밖에 기타 의견을 반영하여 최종적으로 체험활동과제를 수정 및 보완하였다.이 연구는 전문가 검증 및 학생 예비시험에서 만족스러운 결과를 도출했고 제안된 수정 의견을 반영하였으므로, 예비교사의 3D 프린팅 활용능력을 함양하고 교사로서 무한상상실 운영 및 3D 프린팅 활용 수업을 설계하는 데 도움이 될 것으로 생각된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to improve the ability of pre-service technology teachers to use 3D printing through an experiential learning activity. A three-step process was followed to achieve this goal: preparation, development, and improvement.
During the preparation stage, preliminary skills and information needed to use 3D printers were identified and refined in a meeting with technology education experts. In addition, known problems in existing makerspaces were derived by analyzing their requirements and status. The need to develop an experiential learning activity to improve the 3D printing utilization ability of pre-service teachers was identified by analyzing technology teacher qualification standards, curriculums, and textbooks.
During the development stage, the subject and content of the learning activity were determined using the requirement analysis obtained in the preparation stage. In particular, efforts were made to incorporate the required 3D-printing knowledge and skills identified in the preparation stage into this activity. The experiential activity task includes topics that enable individuals to learn the modeling and printing process during the three stages of 3D printing (modeling, printing, post-processing). The task can also be tailored, taking into account personal interests and ideas in real life. An 8-hour class was organized, which included two modeling practices. Then, teaching materials (teaching/learning guidance and class presentation materials), as well as learning materials (student activity sheets), were developed and evaluated by experts. As a result of the analysis of the questions in the multiple-choice questionnaire, it was determined that the content of the experiential activity task was suitable, with an average score of 4.50 or higher for all items. Based on other, more subjective evaluations, the experiential activity task and related data were revised and supplemented.
During the improvement stage, a preliminary test was conducted with 46 undergraduate students of a technology education department. The test results were collected using a study satisfaction test sheet. For all items of this test, the average score was 4.20 or higher, which indicates a satisfactory level in all areas. After reflecting and expressing opinions, the experiential activity task was further modified and supplemented.
This study yielded positive results in expert verification and preliminary testing with students, which reflects the proposed goal. The findings demonstrate the efficacy of the proposed revision and suggest that it can be valuable in enhancing the 3D printing skills of pre-service teachers as well as helping them design 3D printing classes to teach.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 이론적 배경
• Ⅲ. 연구 절차 및 방법
• Ⅳ. 연구 결과
• Ⅴ. 결론 및 제언
• 참고 문헌