[논문]3D 프린팅 구조물을 이용한 자기주도 학습방법이 방사선학과 학생들에 미치는 교육 효과

성열훈

doi:10.7742/jksr.2019.14.1.45

초록
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본 연구에서는 방사선영상학 수업에서 3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습이 교육 효과에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상은 4년제 대학교의 방사선학과 2학년의 32명(남자: 20명, 여자: 12명)으로 방사선영상학 교과목을 수강한 재학생들로서 소극적인 학생 그룹과 적극적인 학생 그룹으로 구분하였다. 학습방법은 3D 프린팅 해부학적 구조물을 이용한 자기주도 학습으로 진행했으며 학습 전·후로 정량적 학습개선효과를 평가하였다. 학생들의 정성적인 평가를 위해 수업의 흥미도, 만족도 그리고 학습효과(해부학 명칭 암기 용이성, X선 영상 해독력, 해부학 구조물 이해도, X선 촬영법 이해도)에 대해서 5점 리커트 5점 척도로 분석하였다. 그 결과 학습개선효과는 평균 65.4%가 향상되었으며 모든 학생들이 모든 변수에서 높은 점수를 얻었다 특히, 흥미도와 X선 영상 해독력을 제외한 모든 변수에서 소극적 학생그룹이 적극적인 학생그룹보다 높은 상관계수를 보였다. 이러한 결과는 3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습이 방사선학과 학생들에게 긍정적인 교육효과를 기대할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to analyze the educational effect of self-directed learning method using 3D printed anatomy on radiological science students. The subjects were 32 students (20 males and 12 females) in the second year of radiological science at university. They were divided two groups a...

The purpose of this study was to analyze the educational effect of self-directed learning method using 3D printed anatomy on radiological science students. The subjects were 32 students (20 males and 12 females) in the second year of radiological science at university. They were divided two groups as a non-active student group and an active student group. A learning method was self-directed learning using 3D printed anatomical structures, and the effects of quantitative learning improvement were evaluated before and after the learning. The qualitative evaluation of the students was analyzed on the Likert's 5-point scale for the interest, satisfaction, and learning effects (memorization convenience of anatomy name, radiography Interpret ability, understanding on bones structure, and X-ray projection technique). As a result, the enhancement of learning improved 65.4% on average, and all students got scored high on all variables. Especially non-active student groups showed higher correlation coefficients in all variables except interest and radiography interpret than active student groups. These results might suggest that self-directed learning using 3D printed anatomical structures could have a positive educational effect on radiological science students.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Educational Model of self-directed learning using 3D printing products.
그림 Fig. 1. Cases of self-directed learning using 3D Printing products.
표 Table 1. General characteristics of the subject
표 Table 2. Comparison of all variables between active students and non-active students
표 Table 3. Correlation matrix of all variables between active students and non-active students
표 Table 4. Comparison of quantitative learning improvement between active students and non-active students

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 방사선영상학 수업에 적극적인 학생 그룹과 소극적인 학생 그룹으로 나누어 3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습이 교육 효과에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
본 연구에서는 최근 교육 분야에서 활용되고 있는 3D 프린팅 기술을 방사선영상학 교육에 적용하여 학습효과를 알아보고자 하였다. 맥킨지 보고서에서는 3D프린팅 기술의 파급효과를 2025년 기준으로 2,300-5,500억 달러로 예측하였다.

제안 방법

3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습이 수업의 흥미도, 만족도, 학습효과에 대한 학생 그룹 사이의 차이를 분석하였다. 그 결과 Table 2와 같이 적극적인 학생 그룹이 소극적인 학생 그룹 보다 높은 점수를 보여 주었지만 모든 변수에서 유의한 차이를 보이지 않았다.
마지막으로 3D 프린팅 해부학적 구조물을 이용한 자기주도 학습에 대한 정성적인 평가를 위해 수업의 흥미도, 만족도 그리고 학습효과(해부학 명칭 암기 용이성, X선 영상 해독력, 해부학 구조물 이해도, X선 촬영법 이해도)에 대해서 리커트 5점 척도로 무기명 자기 기입방식으로 2회에 걸쳐 총 64부를 분석하였다.
본 연구에서는 3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습효과를 심층적으로 분석하기 위해 평소 수업에 적극적인 학생 그룹과 소극적인 학생 그룹으로 나누어 평가하였다. 그 결과 소극적인 학생들이 약 60%로 적극적인 학생들보다 많았고 여학생들이 남학생들보다 소극적인 경향이 보였다.

대상 데이터

본 연구의 교육 대상자는 충청도 소재의 일개 4년제 대학교의 방사선학과 2학년의 32명(남자: 20명, 여자: 12명)으로 방사선영상학 교과목을 수강한 재학생들로서 3인 1조의 10팀과 2인 1조의 1팀으로 구성하였다. 이들은 수업 참여정도(수업충실성, 예⋅복습 정도 등)를 5점 리커트 척도로 무기명 자기 기입방식으로 설문조사 한 후 3점(보통)을 기준으로 3점 이하의 소극적인 학생 그룹과 3점 이상의 적극적인 학생 그룹으로 구분하였다.

데이터처리

0 for Windows, SPSS, Chicago, IL USA)를 사용하여 참여학생들의 일반적 특성을 빈도 분석하였다. 그리고 학생 그룹간의 수업의 흥미도, 만족도, 해부학 명칭 암기 용이성, X선 영상 해독력, 해부학 구조물 이해도, X선 촬영법 이해도를 비교하기 위하여 척도 평균의 유의한 차이를 모수 검정으로 독립 표본 t-test를 사용하였으며 학습개선 효과(퀴즈성적)의 차이를 확인하기 위해 대응 표본 t-test를 사용하였다. 또한 관련 요인들 간의 상관관계를 분석하기 위해 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)를 이용하였다.
그리고 학생 그룹간의 수업의 흥미도, 만족도, 해부학 명칭 암기 용이성, X선 영상 해독력, 해부학 구조물 이해도, X선 촬영법 이해도를 비교하기 위하여 척도 평균의 유의한 차이를 모수 검정으로 독립 표본 t-test를 사용하였으며 학습개선 효과(퀴즈성적)의 차이를 확인하기 위해 대응 표본 t-test를 사용하였다. 또한 관련 요인들 간의 상관관계를 분석하기 위해 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)를 이용하였다.

이론/모형

수업의 흥미도, 만족도, 학습효과 변수 간의 상관 관계를 알아보기 위해 피어슨 상관계수를 이용하였다. 그 결과 Table 3과 같이 적극적인 학생 그룹에서는 흥미도와 만족도간의 상관계수가 0.

성능/효과

또한 객관적인 설문조사를 실하기 위해 무기명으로 조사한 반면 시험은 비교를 위해 기명으로 평가하였기 때문에 설문조사와 연동되지 못해 그룹별로 성적 향상률을 분석하지 못한 한계점이 있다. 그러나 3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습이 방사선영상학 교육에 긍정적인 효과가 있었음을 확인할 수 있었으며 수업에 소극적인 학생들에게는 더 민감하게 긍정적인 교육효과가 있었음 알 수 있었다.
둘째, 흥미도와 X선 영상 해독력을 제외한 모든 변수들간의 상관관계가 수업에 적극적인 학생들보다 소극적인 학생들에게 더 높게 나타났다.
이는 적극적인 학생 그룹들이 예⋅복습 등을 통한 선행학습으로 상대적으로 낮은 민감도를 보이는 것으로 추정된다. 마지막으로 실증적인 학습 성과를 정량적으로 평가하기 위해 선택형 시험을 2회에 걸쳐 3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습 전⋅후를 비교한 결과 최대 73.9%, 평균 65.4%의 향상률을 보였다.
셋째, 정량적인 학습개선 효과는 평균 65.4%의 향상률을 보였다.
첫째, 수업의 흥미도, 만족도, 학습효과(해부학 명칭 암기 용이성, X선 영상 해독력, 해부학 구조물 이해도, X선 촬영법 이해도)에 대해 높은 긍정적인 효과가 있었다.

후속연구

본 연구는 3D 프린팅 주조물을 방사선학 교육에 활용한 초기 연구로서 흥미도, 만족도, 학습효과에 제한된 점이 있지만 향후 후속 연구를 통해 다양한 변수에 의한 가설로 진보된 연구성과를 제시할 수 있으리라 기대한다. 또한 객관적인 설문조사를 실하기 위해 무기명으로 조사한 반면 시험은 비교를 위해 기명으로 평가하였기 때문에 설문조사와 연동되지 못해 그룹별로 성적 향상률을 분석하지 못한 한계점이 있다. 그러나 3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습이 방사선영상학 교육에 긍정적인 효과가 있었음을 확인할 수 있었으며 수업에 소극적인 학생들에게는 더 민감하게 긍정적인 교육효과가 있었음 알 수 있었다.
본 연구는 3D 프린팅 주조물을 방사선학 교육에 활용한 초기 연구로서 흥미도, 만족도, 학습효과에 제한된 점이 있지만 향후 후속 연구를 통해 다양한 변수에 의한 가설로 진보된 연구성과를 제시할 수 있으리라 기대한다. 또한 객관적인 설문조사를 실하기 위해 무기명으로 조사한 반면 시험은 비교를 위해 기명으로 평가하였기 때문에 설문조사와 연동되지 못해 그룹별로 성적 향상률을 분석하지 못한 한계점이 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	3차원(3-dimension, 3D) 프린팅 기술은 언제부터 보급되기 시작하였는가?	최근 제4차 산업혁명의 근간이 되고 있는 다양한 기술 중 3차원(3-dimension, 3D) 프린팅 기술은 2014년 미래창조과학부와 산업통상자원부가 3D 프린팅 산업 발전전략을 공동으로 수립하면서 국내에 본격적으로 보급되기 시작하였다.[1] 현재 2019년 3D 프린팅산업 진흥 시행계획 보고서에 의하면 3D 프린팅 국내시장 규모는 23년까지 1조원 규모로 지속적으로 성장할 것으로 전망하고 있으며 특히, 2018년도부터 시작한 소프트웨어 코딩 교육 의무화 등에 따라 학교 교육에 3D 프린팅 교육이 확대되어 교육 분야에서의 활용도가 커지고 있다.
	방사선학과는 주로 무엇을 교육하는가?	방사선학과는 전통적으로 X선을 투과하여 의사들이 원하는 인체정보를 획득하고 제공하는 검사 직무를 주로 교육하고 있다. 이를 위해서는 인체 해부학적 구조물을 정확하게 이해하고 해독할 수 있는 능력을 배양해야 한다.
	3D 프린팅 해부학 구조물을 이용한 자기주도 학습이 방사선학과 학생들에게 미치는 영향을 분석한 결과는?	첫째, 수업의 흥미도, 만족도, 학습효과(해부학 명칭 암기 용이성, X선 영상 해독력, 해부학 구조물 이해도, X선 촬영법 이해도)에 대해 높은 긍정적인 효과가 있었다. 둘째, 흥미도와 X선 영상 해독력을 제외한 모든 변수들간의 상관관계가 수업에 적극적인 학생들보다 소극적인 학생들에게 더 높게 나타났다. 셋째, 정량적인 학습개선 효과는 평균 65.4%의 향상률을 보였다.

참고문헌 (12)

H. C. Kim, "A Study on the socio-economic impact of 3D Printing," Journal of Digital Convergence, Vol. 13, No. 7, pp. 23-31, 2015.

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H. S. Choi, M. R. Yu, "A Study on Educational Utilization of 3D Printing : Creative Design Model-based Class," Journal of Korean Association of Information Education, Vol. 19, No. 2, pp. 167-174, 2015.

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H. J. So, J. H. Lee, B. K. Kye, "An Exploratory Study about the Activity Framework for 3D Printing in Education and Implementation," Journal of Korean Association of Information Education, Vol. 21, No. 4, pp. 451-462, 2017.

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I. H. Lee, J. M. Shin, H. Y. Cho, "Design and Operation of 3D Printing Education Curriculum in Mechanical Engineering," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 14, No. 3, pp. 21-26, 2015.

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W. J. Choi, D. H. Kim, "Making Human Phantom for X-ray Practice with 3D Printing," Journal of the Korea Society of Radiology, Vol. 11, No. 5, pp. 370-377, 2017.
Y. H. Seoung, "A Case Study of Three Dimensional Human Mimic Phantom Production for Imaging Anatomy Education," Journal of the Korea Society of Radiology, Vol. 12, No. 1, pp. 71-78, 2018.

원문보기 상세보기
McKinsey Global Institute, Disruptive Technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy, 2013.
National IT Industry Promotion Agency, "2018 Status survey of 3D Printing Industry," 2019.
B. H. Kim, S. H. Lee, J. M. Tae, J. S. Kim, "Development T-STEAM Program of Practical Art in Elementary School and Its Application," Korean Society for Creativity Education, Vol. 12, No. 3, pp. 209-228, 2012.
Y. H. Seoung, "Error Analysis of General X-ray Examination by Using Simulation Training," Journal of the Korea Society of Radiology, Vol. 12, No. 7, pp. 919-927, 2018.

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https://www.thingiverse.com/
Y. H. Seoung, "Report of Radiologic Education Effect Case in First-year Students at University by Using Concept Map," Journal of Radiological Science and Technology, Vol. 42, No. 6, pp. 491-496, 2019.

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