3D 프린터를 활용한 발명교육프로그램이 발명능력에 미치는 영향

Influences of an Invention Education Program Using 3D Printers on Improvements of Inventive Capacity

이 연구의 목적은 초등학생에게 적용할 3D 프린팅기반 발명교육 프로그램을 개발하고, 이 프로그램이 학생들의 발명능력에 미치는 영향을 알아보는 것이었다. 연구의 목적을 달성을 위하여 다음 연구를 진행하였다. 첫째, 3D 프린팅 기반 발명교육프로그램을 개발하였다. 5학년 실과 발명단원 14차시를 이용하여 기존 연구에서 검증된 발명설계 프로세스를 바탕으로 14차시 분량의 교수학습과정안을 작성하였다. 둘째, 3D 프린팅 기반 발명교육프로그램의 타당도를 검증하였다. 10인의 전문가를 대상으로 타당도를 검증한 결과 CVR값이 기준값인 .62보다 높은 결과가 나와 타당성 측면에서 문제가 없음을 확인하였다. 셋째, 발명능력 평가 문항에 대한 신뢰도를 검증하였다. 총 54개의 표본에서 랜덤으로 40개의 표본을 추출하여 전체문항과 하위문항에 대한 신뢰도를 측정하였다. 넷째, 실험반과 비교반의 사전발명능력검사를 실시하였다. 실험반과 비교반의 사전 능력 검사결과 동일한 집단임이 확인되었다. 다섯째, 실험반과 비교반의 사후 발명능력검사를 실시하였다. 실험반과 비교반의 사후 검사를 통해 실험반에서 유의미한 통계적 결과값을 얻을 수 있었다.

The aim of the study was to develop a 3D-printing-based invention education program for elementary school students and discover its effects on the students’ invention abilities. To achieve the objectives of the study, the following procedures were conducted. First, a 3D-printing-based invention education program was developed. The 14th lesson of the invention unit for 5th graders, was prepared for the invention education based on the verified invention design process. Second, a 3D-printing-based invention education program was validated. A validation test with 10 experts showed that the CVR value was higher than the reference value of. 62, showing no problems with validity. Third, the reliability of the assessment of the invention ability was verified. A random sampling of 40 samples were extracted from a total of 54 samples to measured the reliability of the whole question and its substeps. Fourth, an experimental group and a control group participated in a pretest of the invention ability. The results found no significant between-group difference. Fifth, the experimental group and the control group participated in a posttest of the invention ability. It was found that the experimental group showed significantly greater levels of inventive ability than the control group.