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문제 정의
- 첫 번째 목표는 3D 프린팅의 교육적 활용 수준에 대한 개념과 가능성을 새롭게 정의하고, 이를 바탕으로 3D 프린팅 활용 교육의 단계적 프레임워크를 제시하는 것이다. 두 번째 목표는 3D 프린팅 활동이 교육과정과의 밀접한 연관성을 기반으로 활용될 수 있는 가능성 및 예상되는 이슈들을 학교현장연구를 통해 탐색하는 것이다. 종합적으로 본 연구는 학습활동 프레임워크 제시 및 학교현장 연구를 통해 3D 프린팅을 통한 메이커스페이스 교육이 학교현장에 적용 및 확산되기 위한 실질적 시사점을 도출하고자 한다.
- 본 연구는 3D 프린터를 사용한 학습자의 전반적 학습경험을 측정하기 위한 설문과 수업 담당 교사의 인터뷰를 실시하여 교수자와 학습자 양 집단의 관점을 파악하고자 하였다.
- 마지막으로 사례 연구가 한 학급만을 대상으로 실시되었으므로 학습경험 및 남녀 학생 간차이에 관한 통계적 결과를 일반화기에 제한점을 가진다. 이러한 점에도 불구하고, 본 연구는 향후 3D 프린팅 활동 설계를 가이드 할 수 있는 거시적 프레임워크를 제안하고, 단순 흥미를 넘어서 교과연계성을 가지는 3D 프린팅 활동의 가능성을 탐색했다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.
- 두 번째 목표는 3D 프린팅 활동이 교육과정과의 밀접한 연관성을 기반으로 활용될 수 있는 가능성 및 예상되는 이슈들을 학교현장연구를 통해 탐색하는 것이다. 종합적으로 본 연구는 학습활동 프레임워크 제시 및 학교현장 연구를 통해 3D 프린팅을 통한 메이커스페이스 교육이 학교현장에 적용 및 확산되기 위한 실질적 시사점을 도출하고자 한다.
- 이러한 한계점을 인식하여 본 연구는 두 가지 목적성을 가지고 진행되었다. 첫 번째 목표는 3D 프린팅의 교육적 활용 수준에 대한 개념과 가능성을 새롭게 정의하고, 이를 바탕으로 3D 프린팅 활용 교육의 단계적 프레임워크를 제시하는 것이다. 두 번째 목표는 3D 프린팅 활동이 교육과정과의 밀접한 연관성을 기반으로 활용될 수 있는 가능성 및 예상되는 이슈들을 학교현장연구를 통해 탐색하는 것이다.
- 학습의 지식적 가치 측면에서 본 수업은 다음과 같은 이유로 3D 프린팅 활동과 ‘교과와의 연계성’을 주요하게 설계에 반영하고자 하였다.
제안 방법
- 다양한 신기술 활용의 가능성이 제기되고는 있으나, 아직 대부분의 신기술 들은 도입단계에 머물러 있으며 현장에 확산적으로 활용되지 못하고 있는 실정이다. 이와 같은 맥락에서 본연구는 신기술 중 학교에서 도입가능성이 높다고 판단된 메이커스페이스 중 3D 프린팅 활용 교육을 연구대상으로 선정하여, 크게 1) 3D 프린팅 활용을 위한 학습활동 프레임워크 제안과 2) 3D 프린팅 활용 교육의 현장 적용 가능성을 모색하는 두 단계의 연구를 실시하였다.
- 먼저 국외에서 수행된 3D 프린터의 교육적 활용에 대한 연구를 살펴보면, Eisenberg[10]는 3D 프린팅 기술을 교육현장에 효과적으로 적용하기 위한 고려점으로 1) 3D 프린터에 활용가능한 물리적 매체 및 소재 범위의 확장, 2) “pick-and-place” 매커니즘(예: 소재를 선택 -배치하여 레이어별로 쌓는 방법)에 근거한 활동 설계, 3) 휴대가능하고 유비쿼터스 기능이 탑재된 프린터로의 물리적 진보, 4) 3D 프린팅 후 수정 보완 등 ‘프린팅 후처리(post–printing)’ 활동들을 지원하는 방법 및 도구 개발, 5) 보다 정교한 3D 디지털 제작을 위해 누구나 쉽게 사용할 수 있는 모델링 소프트웨어의 개발의 다섯 가지 사항을 제시하였다.
- 교사 인터뷰 문항은 반구조화된 형식으로 3D 프린팅을 활용한 수업을 실시한 후에 느낀 장점과 단점, 앞으로 이를 도입했을 때 발생할 수 있는 이슈 등에 대한 질문을 위주로 구성하였다. 구체적으로 1) 기존 수업과 3D 프린팅 수업의 차이점, 2) 학습 용이성, 3) 3D 프린팅을 학교 현장에 도입하기 위한 근거, 4) 3D 프린팅을 현장에 도입했을 때 발생할 수 있는 이슈, 5) 지속가능성을 파악하기 위한 질문 등으로 구성하였다. 인터뷰는 수업 후 1시간 동안 진행되었으며, 전사 기록에서 유사 단어를 중심으로 오픈 코딩 작업을 실시하였다.
- 교사 인터뷰 문항은 반구조화된 형식으로 3D 프린팅을 활용한 수업을 실시한 후에 느낀 장점과 단점, 앞으로 이를 도입했을 때 발생할 수 있는 이슈 등에 대한 질문을 위주로 구성하였다. 구체적으로 1) 기존 수업과 3D 프린팅 수업의 차이점, 2) 학습 용이성, 3) 3D 프린팅을 학교 현장에 도입하기 위한 근거, 4) 3D 프린팅을 현장에 도입했을 때 발생할 수 있는 이슈, 5) 지속가능성을 파악하기 위한 질문 등으로 구성하였다.
- 혹은 과거의 유물을 상상력을 활용하여 개선하는 작업도 2단계 활동에 속하며, 이는 박물관 수업 과정에서 활용되고 있다. 구체적인 예로, 수원광교박물관에서는 오래되어 손상되거나 외부적 요인에 의해 파괴된 형태의 유물에 대해 학습한 후, 유실된 부분을 학생들이 상상력과 창의성에 기반하여 3D 프린팅을 통해 표현하는 학습활동을 실시하였다.
- 따라서 본 연구의 첫 번째 단계에서는 선행 연구와 다양한 분야에서의 3D 프린팅 활용 현황을 종합하여, (Fig. 2)와 같이 ‘3D 프린팅 활용 학습활동 프레임워크’ 를 개발하였다.
- 외부 세계와의 연계성과 문제 해결과정의 복잡성, 협동적 상호작용 정도가 분류에서 고려되었다. 또한 신기술에 대한 단순한 흥미를 넘어서, 학습의 지식적 가치를 3D 프린팅 활동 설계의 전제로 설정하였다. 학습의 지식적 가치는 흥미, 교과연계성, 지식 창출의 가능성, 지식 공유의 가능성으로 설정하고, 적용 요소에 따라 활동의 가치를 판단하는 기준으로 제안하였다.
- 본 연구에서는 메이커스페이스를 연계주의적 관점에서 논의하기 위해 학습자 개인을 둘러싼 모든 내적 요인과 외적 환경을 기본 학습 환경으로 설정한다. 즉, 학습과정에서 교수자-학습자, 학습자-학습자는 상호 연결 되어있으며 물리적으로 교실뿐만 아니라 외부 세계와 연결되어 있음을 전제한다[14].
- 본 연구의 3D 프린팅 활용 수업은 초등학교 6학년 수학과 ‘입체도형’ 영역의 원뿔, 원기둥, 구와 관련하여 형태의 이해와 이를 바탕으로 부피를 구하는 주제를 선정하였다.
- 본 연구의 두 번째 단계는 앞서 제시된 프레임워크를 바탕으로 학교 현장에서 3D 프린팅 활용 교육을 탐색하는 연구를 실시하였다. 수업설계안은 프레임워크의 단계 중 학교현장에서 가장 용이하게 적용 가능한 1단계, 즉 ‘재현을 통한 제작’에 초점을 두면서 학습자의 흥미, 교과와의 연계성, 지식창출 및 공유와 같은 지식적 가치 추구의 측면도 중요하게 고려하여 설계하였다.
- 본 프레임워크에서 제시하는 3D 프린팅 활용은 일차적으로 ‘문제 해결과정의 복잡성’과 ‘협동적 상호작용’을 두 축으로 하여, 1단계: 재현을 통한 제작, 2단계: 상상 표현의 수단, 3단계: 근접한 문제 해결, 4단계: 확장된 문제 해결의 네 단계로 활동을 구분하였다.
- 첫 번째 연구목적의 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 선행 연구와 다양한 분야에서의 3D 프린팅 활용 현황을 종합하여, 3D 프린팅을 활용한 학습활동 프레임워크를 제안하였다. 각 단계는 학습활동의 복잡도 및 협동적 상호작용의 수준에 따라 네 단계로 구분된다.
- 수업설계안은 프레임워크의 단계 중 학교현장에서 가장 용이하게 적용 가능한 1단계, 즉 ‘재현을 통한 제작’에 초점을 두면서 학습자의 흥미, 교과와의 연계성, 지식창출 및 공유와 같은 지식적 가치 추구의 측면도 중요하게 고려하여 설계하였다.
- ‘협동적 상호작용’ 측면 에서 1단계 학습활동은 학습자가 개별적으로 제작에 참여하고, 동료학습자와의 협동과정이 크게 요구되지는 않으나, 본 수업의 경우 활용 가능한 3D 프린터가 두 대로 제한되어 있어 모둠으로 수업을 설계할 수밖에 없었 다. 수업에서 개별 학생의 경험의 누락이 발생하지 않도록 각 모둠이 10분 간격으로 3D 프린터를 조작하도록 구성하였다. 교사는 학생들이 스스로 3D 프린터를 조작할 수 있도록 사전 훈련을 제공하였다.
- 구체적으로 1) 기존 수업과 3D 프린팅 수업의 차이점, 2) 학습 용이성, 3) 3D 프린팅을 학교 현장에 도입하기 위한 근거, 4) 3D 프린팅을 현장에 도입했을 때 발생할 수 있는 이슈, 5) 지속가능성을 파악하기 위한 질문 등으로 구성하였다. 인터뷰는 수업 후 1시간 동안 진행되었으며, 전사 기록에서 유사 단어를 중심으로 오픈 코딩 작업을 실시하였다. 이후 질적연구에서 일반적으로 사용하는 축소에 의한 ‘주제 분류(theme categorization)’ 방법을 적용하여 내용 분석을 실시하였다.
- 학생 설문조사와 더불어 교사의 관점에서 3D 프린팅 기술이 교실 수업에서 활용될 때, 교육적 활용의 가능성과 제한점을 분석하기 위해 교사 인터뷰를 진행하였다. 인터뷰 분석 결과 다음의 네 가지 주제를 주요하게 파악할 수 있었다.
- 또한 신기술에 대한 단순한 흥미를 넘어서, 학습의 지식적 가치를 3D 프린팅 활동 설계의 전제로 설정하였다. 학습의 지식적 가치는 흥미, 교과연계성, 지식 창출의 가능성, 지식 공유의 가능성으로 설정하고, 적용 요소에 따라 활동의 가치를 판단하는 기준으로 제안하였다.
대상 데이터
- 수업설계안은 프레임워크의 단계 중 학교현장에서 가장 용이하게 적용 가능한 1단계, 즉 ‘재현을 통한 제작’에 초점을 두면서 학습자의 흥미, 교과와의 연계성, 지식창출 및 공유와 같은 지식적 가치 추구의 측면도 중요하게 고려하여 설계하였다. 본 연구를 위해 3D 프린터가 구비된 대구에 위치한 스마트교육 선도학교를 선정하였고, 6학년 한 개 반의 23명을 대상으로 사례 연구를 실시하였다. 학습자의 성별 비율은 여학생 13명, 남학생 10명으로 거의 동등하였다.
- 본 연구에서는 메이커스페이스의 다양한 학습 활용 도구 중 비전문가의 접근성이 용이한 3D 프린팅을 연구의 주제로 선정했다. 3D 프린터란 입체적으로 모델링 된 설계도를 기반으로 3차원 입체 모형을 만들어 낼 수 있는 물리적 기기를 말한다.
데이터처리
- 모든 문항은 Likert 5점 척도(1점: 전혀 아니다, 5점: 매우 그렇다)로 구성하였다. 기술 통계를 통해 평균과 표준편차로 각 요인 및 문항별 반응을 분석하였다. 또한 남-녀 학생 간 독립표본 t-test를 실시하여, 3D 프린팅과 같이 기술적 조작과 설계가 핵심이 되는 학습활동에서 성별간의 차이가 있는지도 탐색적으로 비교하고자 하였다.
- 기술 통계를 통해 평균과 표준편차로 각 요인 및 문항별 반응을 분석하였다. 또한 남-녀 학생 간 독립표본 t-test를 실시하여, 3D 프린팅과 같이 기술적 조작과 설계가 핵심이 되는 학습활동에서 성별간의 차이가 있는지도 탐색적으로 비교하고자 하였다.
- 참여 학습자들의 3D 프린팅 활용 수업의 학습 경험을 파악하기 위해 기술통계를 실시하였다. [Table 2]에 제시된 바와 같이, 전반적 학습경험의 평균은 4.
- 추가적으로 3D 프린팅 활용에서 성별에 따른 차이가 있는가를 살펴보기 위하여 독립표본 t-test실시하였다. 분석결과 [Table 3]에 제시된 바와 같이, 전반적으로 남학생의 평균이 여학생보다 높게 나왔으며, 학습경험의 질을 제외한 모든 항목에서(전반적 학습경험, 공간감, 사용성, 만족감) 성별에 따라 통계적으로 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다.
이론/모형
- 3D 프린팅 제작을 위한 도안 모델링 작업 도구는 온라인 환경에서 쉽고 단순한 조작으로 사용이 가능한 TinkerCAD를 사용하였다. TinkerCAD는 직관적인 인터페이스(Fig.
- 이후 질적연구에서 일반적으로 사용하는 축소에 의한 ‘주제 분류(theme categorization)’ 방법을 적용하여 내용 분석을 실시하였다.
성능/효과
- Buehler & Grimes[4]는 3D 프린팅을 접목한 STEM 교육 프로그램에서 교육과정 및 활동설계 측면에서 개선해야 할 점은 무엇인지, 교수자와 참여 학생들을 대상으로 인터뷰를 실시하였다. 그 결과, 동료학습과 학습자 중심의 활동 확대, 3D 프린팅의 시간적 제약, 프로젝트의 간명화 및 절차화(안내부족), 사용방법 시연 및 샘플 제작물 제공 확대, 창의적 제작의 허용 등의 개선사항을 발견하였다. 또한, Smith, Iversen & Hjorth[20]는 3D 프린팅 기술을 포함한 두 가지 디지털 제작 프로그램의 관찰연구를 실시하였다.
- 넷째, ‘지식 공유 가능성’은 학습자가 3D 프린팅을 통해 지식구성의 과정과 결과물을 외부와 공유하는 형태의 학습 가능성을 강조한다.
- 넷째, 현장도입 이슈와 관련하여 새로운 기술을 도입하기 위해서는 교사가 스스로 배우고 실행하려는 의지가 가장 중요하다고 언급했다. 물리적인 이슈는 기기와 설치 공간의 부족을 언급하며, 수업에서 기기가 즉각적으로 반응하지 않는 경우가 빈번하게 발생하기 때문에 이를 해결하기 위한 환경 개선이 우선임을 강조하였다.
- 둘째, 3D 프린팅 활용 활동이 교과와의 연계성을 가지고 설계 및 실행될 경우 학습 흥미 및 인지적 이해도 증진에 효과를 가져올 수 있다. 학습 효과 측면에서 영국교육부의 연구는 집중력이 좋지 않은 학생들이 3D 프린터를 활용한 학습에서 결과를 더 빠르고 직관적으로 얻게 됨에 따라 수업에 대한 흥미를 유지하는데 효과적이었으며, 기존 수업에서는 경험할 수 없었던 모양과 요소들을 직접 만들 수 있게 됨으로서 이해도를 높였음을 보고하고 있다.
- 둘째, 기존 수업과의 차별성에 대해서는 기본적으로 교사가 수업에 임하는 과정과 태도가 차별성을 가진다고 했다. 해당 수업을 위해 교과 지도안에서 나아가 2차원 그림 자료나 전개도를 접는 활동을 추가적으로 찾아보고, 시판교구 현황을 답사하는 등의 사전 준비를 통해 교사가 스스로 주제를 심화학습하며 이해하는 과정을 거쳤다고 말했다.
- 첫째, 교사와의 사전 면담을 통해 학습자들이 교과서의 평면 그림으로 입체 도형의 부피 개념을 이해하는 것에 큰 어려움을 느끼고 있음을 발견하였다. 둘째, 기존에 평면인 종이를 접어서 입체도 형을 제작하는 학습 활동이 학생들의 부피 이해 개념에 크게 도움이 되고 있지 못함을 발견하였다. 셋째, 현재 시판되는 입체도형 교구는 부피를 측정할 수 없이 시각 적인 정보만을 제공하기 때문에 직접 제작하는 과정을 통해 도형 내부를 관찰할 수 있고, 제작의 과정이 부피의 개념적 이해와 공간에 대한 인지를 향상시킬 수 있을 것으로 판단하였다.
- 해당 수업을 위해 교과 지도안에서 나아가 2차원 그림 자료나 전개도를 접는 활동을 추가적으로 찾아보고, 시판교구 현황을 답사하는 등의 사전 준비를 통해 교사가 스스로 주제를 심화학습하며 이해하는 과정을 거쳤다고 말했다. 또한 학생들이 3D 프린팅 기술을 통해 실제 도형을 직접 제작할 수 있게 됨에 따라 부피 등의 고차원적인 수학 개념을 이해하는데 있어서 보다 수월했다는 의견을 주었다. 특히 기존의 교구와는 달리 3D 프린팅을 활용하여 학습자 요구에 맞는 교구를 맞춤 형으로 제작할 수 있다는 장점도 강조하였다.
- 반면, 학습자가 3D 프린팅의 사용성을 직관적이고 용이하게 느끼지 못했던 측면이 있었음을 발견할 수 있었다. 모든 영역에서 남학생이 여학생보다 높은 긍정적 학습 경험을 한 것으로 보아, 새로운 기술을 사용한 학습 상황에서 남학생이 여학생보다 상대적으로 빨리 적응한 것으로 유추할 수 있으며, 이는 수업관찰 및 담당교사와의 면담을 통해 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서 제시하는 3D 프린팅 활용 학습활동 프레임워크는 기존의 흥미위주의 활동에서 벗어나, 교과과정과의 연관성 및 지식적 가치를 강조하는 활동의 유의 미성을 강조한다. 따라서 유의미한 학습이 되기 위한 요소를 1)흥미, 2)교과연계성, 3)지식 창출 가능성, 4)지식 공유 가능성의 네 가지로 설정하였다.
- 추가적으로 3D 프린팅 활용에서 성별에 따른 차이가 있는가를 살펴보기 위하여 독립표본 t-test실시하였다. 분석결과 [Table 3]에 제시된 바와 같이, 전반적으로 남학생의 평균이 여학생보다 높게 나왔으며, 학습경험의 질을 제외한 모든 항목에서(전반적 학습경험, 공간감, 사용성, 만족감) 성별에 따라 통계적으로 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 사용성 관련 문항을 구체적으로 살펴본 결과, “나는 내가 원하는 방향으로 이 3D 프린팅을 사용할 수 있었다”(M=3.73, SD=.86)와 “나는 Thinker CAD에서 내가 원하는 도형을 쉽게 만들 수 있었다” (M=3.82, SD=.83)의 평균이 상대적으로 낮게 나타난 점을 발견할 수 있었다.
- 셋째, ‘지식창출 가능성’이란 디지털 시대의 학습 환경에서 지식은 더 이상 교실 내부에 머물지 않고 외부와의 연계성 속에서 학습자에 의해 새롭게 창출될 수 있음을 의미한다.
- 셋째, 교육적 효과성에 대해서는 수학 과목의 성취도가 향상해 학습 효과가 있었음을 확인하였다. 교사는 학기말 성취도 검사에서 본 실험에 참여한 학급의 수학 성취도가 다른 반에 비해서 높았던 점을 본 수업의 효과성과 연계하여 설명하였다.
- 둘째, 기존에 평면인 종이를 접어서 입체도 형을 제작하는 학습 활동이 학생들의 부피 이해 개념에 크게 도움이 되고 있지 못함을 발견하였다. 셋째, 현재 시판되는 입체도형 교구는 부피를 측정할 수 없이 시각 적인 정보만을 제공하기 때문에 직접 제작하는 과정을 통해 도형 내부를 관찰할 수 있고, 제작의 과정이 부피의 개념적 이해와 공간에 대한 인지를 향상시킬 수 있을 것으로 판단하였다.
- 그 예로써 영국에서는 2013년 21개 학교를 대상으로 STEM과 디자인 교과를 융합한 3D 프린팅 활용 수업을 진행하여 그 효과성을 검증하였다[8]. 연구 결과, 대부분의 학교에서 교사의 의지와 역량이 학습자의 동기 부여에 가장 중요한 요인으로 나타났다. 즉, 3D 프린팅이 효과적으로 활용되었던 경우, 교사가 3D 프린팅 기술을 교과 학습에 적용시키기 위해 다양한 교수-학습 방법을 모색한 점을 확인할 수 있었다.
- 또한, 엄증태, 권용주[11]는 고등학생을 대상으로 3D 프린팅을 활용한 생체모방 중심 융합수업 프로그램의 효과성을 검증하였다. 연구결과 3D 프린팅을 적용한 실험집단의 융합인재소양 및 교과에 대한 흥미, 그리고 프로그램에 대한 만족도 평균이 통제집단에 비해 유의하게 높은 것으로 발견되어, 3D 프린팅의 융합수업 활용 가능성을 확인할 수 있었다.
- 또한, Smith, Iversen & Hjorth[20]는 3D 프린팅 기술을 포함한 두 가지 디지털 제작 프로그램의 관찰연구를 실시하였다. 연구결과, 학생들이 디지털 제작 과정의 복잡성에 대한 이해가 부족하므로 충분한 기본지식을 습득할 수 있는 기회(예: 강의, 자기학습 등)가 선행되어야 하며, 디자인 사고 과정을 접목한 학습활동 설계가 참여자들의 디지털 제작물의 질이나 과정에 대한 이해를 개선시킨다는 점을 발견하였다.
- 이를 통해 학생들이 전반적으로 3D 프린팅 활용과 관련된 대부분의 요인에서 긍정적인 경험을 한 것을 확인할 수 있으나, ‘사용성’ 요인은 상대적으로 낮은 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다.
- 두 번째 연구목적인 학교현장에서의 사례 연구의 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 참여 학습자들은 전반적으로 3D 프린팅 기술을 활용한 수업에 대해 긍정적인 학습경험을 보였으며 학습경험의 질 및 만족감 또한 높은 것으로 나타났다. 특히 학습경험의 재미요소, 학습의 용이성 및 효과성에 대해 학생들이 상당히 긍정 적으로 느끼는 것으로 나타난 점을 통해 3D 프린팅을 활용한 수업의 효과성에 대해 흥미와 인지적 학습 모두에서 긍정적 태도 및 인식을 유추할 수 있다.
- 첫째, ‘흥미’는 학습자의 행동을 결정하는 기준으로 중요한 역할을 한다.
- 학습의 지식적 가치 측면에서 본 수업은 다음과 같은 이유로 3D 프린팅 활동과 ‘교과와의 연계성’을 주요하게 설계에 반영하고자 하였다. 첫째, 교사와의 사전 면담을 통해 학습자들이 교과서의 평면 그림으로 입체 도형의 부피 개념을 이해하는 것에 큰 어려움을 느끼고 있음을 발견하였다. 둘째, 기존에 평면인 종이를 접어서 입체도 형을 제작하는 학습 활동이 학생들의 부피 이해 개념에 크게 도움이 되고 있지 못함을 발견하였다.
후속연구
- 본 연구의 제한점은 프레임워크를 바탕으로 제시한 수업설계안이 1단계 재현을 통한 제작에만 적용되었기 때문에, 3D 프린팅을 고차원적 단계에 적용하기 위한 다양한 가능성을 논하기에 제한점이 있다. 또한 프레임 워크의 전체 단계에 대한 교수설계안이 개발되지 않았기 때문에, 후속 연구로 각 단계에 대한 교수설계안을 개발하여 이에 대한 효과성을 검증하기 위한 연구가 진행되어야 할 것이다. 마지막으로 사례 연구가 한 학급만을 대상으로 실시되었으므로 학습경험 및 남녀 학생 간차이에 관한 통계적 결과를 일반화기에 제한점을 가진다.
- 또한 프레임 워크의 전체 단계에 대한 교수설계안이 개발되지 않았기 때문에, 후속 연구로 각 단계에 대한 교수설계안을 개발하여 이에 대한 효과성을 검증하기 위한 연구가 진행되어야 할 것이다. 마지막으로 사례 연구가 한 학급만을 대상으로 실시되었으므로 학습경험 및 남녀 학생 간차이에 관한 통계적 결과를 일반화기에 제한점을 가진다. 이러한 점에도 불구하고, 본 연구는 향후 3D 프린팅 활동 설계를 가이드 할 수 있는 거시적 프레임워크를 제안하고, 단순 흥미를 넘어서 교과연계성을 가지는 3D 프린팅 활동의 가능성을 탐색했다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.
- 3D 프린팅 활동은 학습자들의 아이디어 창출 및 창작적 경험이 주는 만족감에 큰 가능성을 부여하였으며, 교사의 경우도 창작적 활동 자체가 가지는 교육적 가치 및 학습의 효과성에 주목하였다. 반면, 제한점으로는 학급 전체가 동시적으로 활용가능한 수준의 3D 프린터가 절대적으로 부족하다는 점과 창작활동을 위한 공간 부족 등 실질적 어려움에 대한 의견을 주었다. 특히 교사의 경우 3D 프린팅 기술 자체의 학습적용 가능성 및 효과성에 대해 긍정적 인식을 가지고 있음에도 불구하고, 수업 설계 시 참고할만한 실천적 사례가 부족하다는 점을 중요한 제한점으로 지적하였다.
- 본 연구의 제한점은 프레임워크를 바탕으로 제시한 수업설계안이 1단계 재현을 통한 제작에만 적용되었기 때문에, 3D 프린팅을 고차원적 단계에 적용하기 위한 다양한 가능성을 논하기에 제한점이 있다. 또한 프레임 워크의 전체 단계에 대한 교수설계안이 개발되지 않았기 때문에, 후속 연구로 각 단계에 대한 교수설계안을 개발하여 이에 대한 효과성을 검증하기 위한 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 셋째, 메이커스페이스 및 학습의 연계주의적 관점에서 3D 프린팅 활동을 확장된 문제 해결과 지식창출 및공유의 문화를 확산하기 위해 적용할 필요가 있다. 비록 본 연구에서는 1단계 재현을 통한 제작에만 초점을 두었으나, 향후 학습활동 프레임워크가 제시하는 바와 같이 창의적 상상 표현 및 확장된 문제 해결 과정 등 다양한 활동에서 3D 프린팅이 활용될 수 있다. 특히, 3D 프린팅 활동이 STEAM 교육 및 융합지식 함양에 적용 가능성이 큰 만큼, 향후 다양한 교수-학습 활동 적용 사례가 발굴 및 공유될 필요가 있다.
- 셋째, 메이커스페이스 및 학습의 연계주의적 관점에서 3D 프린팅 활동을 확장된 문제 해결과 지식창출 및공유의 문화를 확산하기 위해 적용할 필요가 있다. 비록 본 연구에서는 1단계 재현을 통한 제작에만 초점을 두었으나, 향후 학습활동 프레임워크가 제시하는 바와 같이 창의적 상상 표현 및 확장된 문제 해결 과정 등 다양한 활동에서 3D 프린팅이 활용될 수 있다.
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