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선행연구에 따르면, 2015 개정 교육과정에서 제시된 과학교육과 소프트웨어 교육이 추구하는 목표는 과학탐구의 맥락에서 메이커 활동을 통해 달성할 수 있을 것으로 전망된다. 이와 관련하여 본 연구에서는 사례연구로써 과학탐구의 맥락에서 실험도구의 제작을 위한 아두이노와 3D프린터의 동시적 사용에 초점을 두고, 교육적 의미를 살펴보았다. 세부적으로, 2015년 5월부터 2016년 2월까지 60시간 동안 운영된 R&E 프로그램에서 메이커 활동의 일환으로 학생들이 광도계를 제작하고 화학 탐구에 적용했던 활동에 대해 사례연구를 시행하였다. 이 과정에서 본 연구자들은 활동 과정, 산출된 인조물, 학생들의 참여경험을 질적으로 조사함으로써 교육적 의미를 도출하였다. 연구 결과, 표준물 금속염에 대한 흡광도를 측정하여 시판 중인 분광광도계와 비교했을 때, 제작된 광도계는 타당성이 충분한 것으로 확인되었다. 한편, 본 활동에서 학생들은 네 가지 측면의 변화를 보였다. 첫째, 학생들은 아두이노와 3D프린터를 다루는 과정에서 자기효능감의 향상을 나타냈다. 둘째, 학생들은 메이커 활동에서 복잡한 과제가 유발하는 부정적 정서에도 불구하고, 진취적·도전적 태도를 보여주었다. 셋째, 학생들은 메이커 활동의 과제를 수행하는 과정에서 협업의 분위기를 나타냈다. 넷째, 학생들은 본 활동에서 융합적 영역의 진로를 체험할 수 있었다고 보고하였다. 본 연구의 결과는 메이커 활동에 기반을 둔 탐구에서 실험도구의 교육적 접근성 강화와 더불어, 학생들에게 자기효능감, 내적 동기, 협력적 태도, 진로에 대한 역량을 키우는 기회가 될 수 있음을 암시한다.
According to literature, the purpose of science education and software education presented in 2015 revised national curriculum is expected to be achieved through the maker activity in the context of scientific inquiry. As a case study, this study focused on educational implications of the concurrent use of Arduino and 3D printer for making an experimental tool in the context of scientific inquiry. Specifically, the researchers conducted the case study on the activities which four students had made a photometer for applying to the chemistry inquiry, as part of the maker activity in the chemistry inquiry R&E program run for 60 hours from May 2015 to February 2016. In the course of the activities, the researchers investigated the process, the artifacts, and the students’ experience qualitatively and drew the educational meanings of the activities from them. Consequently, it was confirmed that the photometer as a product of the maker activity has sufficient validity when compared with a commercial spectrophotometer based on absorbance measurement of standard solutions including metal salts. Besides, the students showed changes in four aspects through the activities. First, the students showed improvement in self-efficacy in the course of working with the Arduino and 3D printer. Second, the students showed an enterprising attitude despite negative emotions caused by complex tasks in the activities. Third, the students showed a collaborative atmosphere in the process of the maker activity. Fourth, the students reported that they had been able to experience their career course in the convergent area. This study implies the maker activity in science inquiry can give students an opportunity to access a variety of educational tools and to develop their self-efficacy, internal motivation, collaborative attitude, and career competencies.
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maker education, physical computing, arduino, 3D printer, spectrophotometer
