아두이노를 활용한 디자인씽킹 기반의 중학생 메이커 교육 프로그램 개발 및 적용 (Development and Application of Middle School Students Maker Education Program using Arduino based on Design Thinking)

이 연구의 목적은 아두이노를 활용한 디자인씽킹 기반의 중학생 메이커 교육 프로그램을 개발하고 적용하여 효과를 확인하는 것이다. 메이커 교육 프로그램의 개발은 PDIE모형에 따라 준비, 개발, 실행, 평가의 4단계로 이루어졌다. 이 연구에서는 문헌 고찰을 바탕으로 개발된 메이커 교육 프로그램을 전문가 타당도 검증과 학생 대상 예비 적용을 통해 개선하여 중학껓 동아리 수업에 적용하였으며, 양적 및 질적 자료의 분석을 바탕으로 효과를 확인하였다. 또한 수업 과정에서 발견된 개선점을 보완하여 프로그램의 개발을 완료하였다.
위왿� 같은 과정으로 수행된 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학껓에서 활용할 수 있도록 2015개정 교육과정 분석 내용을 토대로 아두이노 활용 방안과 사회적 관심도를 고려하여 메이커 교육 프로그램의 주제를 선정하였다. 둘째, 선정된 주제를 토대로 개발한 메이커 교육 프로그램은 메이커 기초 학습 4차시왿� 디자인씽킹 기반의 메이킹 체험 16차시로 구성되어있다. 셋째, 개발된 메이커 교육 프로그램을 중학생 20명을 대상으로 적용한 결과, 중학생의 융합인재소양 향상에 유의미한 효과가 있었지만 기술에 대한 흥미왿� 기술 분야 진로 지향에는 유의미한 변화가 나타나지 않았다. 하지만 적용 대상학생이 20명이므로 결과를 일반화하기에는 한계가 있다. 넷째, 학습자들은 직접 설계하고 만들어가는 활동에 큰 흥미를 느꼈으며 아두이노를 통해 피지컬 컴퓨팅을 구현했던 경험에 긍정적 가치를 부여했다. 또, 메이커로 활동한 학습자들은 자발적 참여왿� 공유를 핵심으로 한 메이커 정신을 실천하였다.

The purpose of this study is to develop and apply a Design Thinking-based Maker education program utilizing Arduino for middle school students. The study progress was made in four stages of preparation, development, implementation and evaluation according to the PDIE model. In this study, experts were verified for validity and pre-applied to students to improve the maker education program developed based on literature review. Then, it was applied to middle school club classes to check the effects through analysis of quantitative and qualitative data. In addition, the development of the program was completed by supplementing the improvements found in the course.
The results of this study are as follows. First, the topics of the maker education program that can be used in middle schools were selected in consideration of the analysis of the 2015 revised curriculum, methods to using the Arduino, and social interest. Second, the program developed based on the selected topic consists of 4 classes of maker basic learning and 16 classes of design thinking-based maker activities. Third, the developed maker education program had a significant effect in improving STEAM literacy of middle school students, but did not have any significant effect in the interest in technology and orientation towards an engineering career. Fourth, learners were interested in the activities of designing and freely making by themselves, and they positively evaluated the experience of realizing the physical computing with Arduino. In addition, they practiced the spirit of a maker, such as autonomously collecting data and sharing them with colleagues, etc. while acting as a maker.