드론의 자율주행기술을 활용한 고등학생 대상 STEAM 프로그램 개발 및 효과성 연구

Development and Effectiveness Study of a STEAM Program for High School Students Utilizing Drone Autonomous Driving Technology

목적 이 연구에서는 드론의 자율주행 기술을 접목한 고등학생 중심의 STEAM 프로그램을 개발하고 수업에 적용한 후 이에 따른 학생들의 STEAM에 대한 태도와 수업 만족도를 분석하고, 그에 대한 교육적 제언을 확인하려 하였다. 방법 이를 위해 드론의 자율주행 기술을 활용한 6차시의 STEAM 프로그램을 개발하고, 수도권 P고등학교의 1학년 68명을 연구대상으로 프로그램을 적용하였다. 이 프로그램이 연구 대상의 STEAM에 대한 태도에 어떠한 영향을 미쳤는지 알아보기 위해 사전, 사후의 점수 차를 바탕으로 대응표본 t-검정을 실시하였고, 수업 만족도는 연구대상자의 응답을 분석하여 기술 통계량을 구하였다. 결과 선행연구와 참고문헌 및 2015 개정 교육과정을 분석하여 드론의 자율주행 기술을 활용한 1차 STEAM 프로그램을 개발한 후, 이 프로그램의 타당도를 확보하기 위해 전문가 집단의 자문과 Pilot test를 거쳐 최종 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램의 의견일치 지수 결과는 .82 였다. 그리고 이 프로그램을 고등학교 현장에 적용한 결과 전체적인 STEAM에 대한 태도와 7개 하위 구인별로 알아본 STEAM에 대한 태도가 모두 통계적으로 유의미한 결과를 보여주었다(p<.05). 이 결과를 볼 때 STEAM 프로그램의 수업 효과가 통계적으로 유의미함을 보여준다. 그리고 수업 만족도에 대한 결과도 모든 하위 구인에서 높게 나타났는데, 이 결과는 학생들이 모둠별로 드론을 비행하는 경험을 통해 높은 만족감을 보인 것으로 판단된다. 결론 이러한 결과는 드론의 자율주행 기술을 활용한 STEAM 프로그램이 고등학생들의 긍정적인 성과를 촉진시켜 줄 수 있는 효과적인 프로그램임을 나타낸다. 그리고 새로운 기술을 활용한 STEAM 프로그램이 교육현장에서 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다.

Objectives In this study, we aimed to develop and implement a high school-centered STEAM program that integrates drone autonomous driving technology, analyze students' attitudes toward STEAM and satisfaction with the classes after application, and derive educational suggestions based on the analysis. Methods For this purpose, a 6-session STEAM program utilizing drone autonomous driving technology was developed, and the program was applied to 68 first-year students at P High School in the metropolitan area. To examine the impact of this program on the students' attitudes toward STEAM, a paired-samples t-test was conducted based on the pre- and post-test scores, and the class satisfaction was analyzed by calculating the descriptive statistics of the participants' responses. Results Based on the analysis of prior research, references, and the 2015 revised curriculum, a primary STEAM program utilizing drone autonomous driving technology was developed. To ensure the validity of this program, expert group consultations and a pilot test were conducted, resulting in the final program development. The inter-rater agreement index of this program was .82. When this program was applied in a high school setting, the results showed statistically significant improvements in the students' overall attitudes toward STEAM, as well as their attitudes in the seven sub-factors (p<.05). These results demonstrate the statistical significance of the STEAM program's instructional effectiveness. Furthermore, the results for class satisfaction were high across all sub-factors, which can be attributed to the students' positive experiences in flying drones in small groups. Conclusions These results indicate that the STEAM program utilizing drone autonomous driving technology can be an effective program in promoting positive outcomes for high school students. Additionally, this suggests that STEAM programs leveraging new technologies can play an important role in the educational field.