생성형 AI를 활용한 교육 프로그램 개발 및 적용 : 3D 프린팅 교육을 중심으로
Development of an Educational Program Using Generative AI : Focusing on 3D Printing Education
- 주제어 (키워드) 생성형 AI , 3D 프린팅 교육 , ADDIE 교수설계
- 발행기관 서강대학교 교육대학원
- 지도교수 이예경
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 교육대학원 AI융합 교육설계·경영
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000082152
- UCI I804:11029-000000082152
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
본 연구는 생성형 AI(Generative AI)를 활용하여 3D 프린팅 교육 프로그램을 개발하고 소규모 적용하여 교육적 효과를 탐색하는 데 목적이 있다. 이를 위해 NCS 3D 프린터용 제품 제작 교육과정을 기반으로 메이커 교육의 TMSI 모형과 Keller의 ARCS 학습동기이론을 교수・학습 전략으로 적용한 실습 중심의 프로그램을 설계하였다. 개발된 프로그램은 2024년 11월 한 달간 대학교 3학년 19명의 학생을 대상으로 총 6차시에 걸쳐 운영되었으며, 사전·사후 인식 평가, 학습 흥미도, 학습자 만족도 조사를 통해 그 효과를 살펴보았 다. 프로그램을 소규모 적용한 결과, 첫째, 학습자의 어려움을 경감하고 창의 성을 지원하는 실습 중심의 생성형 AI를 활용한 3D 프린팅 교육 프로그램을 ADDIE 모형에 따라 개발할 수 있었음을 알 수 있었다. 둘째, 사전·사후 학습자 인식 평가 결과, 프로그램이 생성형 AI와 3D 프린팅 및 3D 모델링에 대한 기초 이해를 증진하고, 기술 수행 자신감, 진로 인식 등의 긍정적인 변화가 나타나 생성형 AI가 학습에서의 협업 도구로서 효과적으로 기능할 수 있음을 알 수 있었다. 셋째, 생성형 AI가 학습자의 흥미와 몰입을 유도함으로써 학습 참여도를 높이고 학습에 대한 긍정적인 경험을 형성하는 데 기여하였으며 새로운 기술에 대한 학습자들의 태도 변화와 학습 지속 의지에도 영향을 미쳤음을 확인하였다. 본 연구는 생성형 AI를 활용한 3D 프린팅 교육의 가능성을 실증적으로 탐색하고 기술 융합 교육 프로그램 개발의 기초 자료를 제공하였다는 점에서 의의가 있다.
more초록 (요약문)
The goal of this study was to explore the possibility of an educational program integrating Generative AI into 3D printing education. Its aim is to reduce unnecessary burdens of learners when learning 3D printing, increase interest in this subject, and ultimately sustain learning motivation. To this end, an educational program was developed based on the NCS 3D printer product manufacturing curriculum, while applying the TMSI model of maker education and Keller's ARCS learning motivation theory as teaching and learning strategies. The entire program was developed using the ADDIE model of instructional design. The program consisted of a total of 6 learning sessions and was carried out at a mid-size college with 19 junior students during November, 2024. At the end of the program a pre and post survey was conducted to identify changes in learners’ interest in the subject, and satisfaction of the program. As a result of the small scale application of the program, first, it was found that a hands on 3D printing education program utilizing Generative AI, which reduces learner difficulties and supports creativity, could be developed according to the ADDIE model. Second, the results of the pre and post assessment of learner cognitive changes showed an enhancement of basic understanding of Generative AI, 3D printing, and 3D modeling, along with positive changes such as increased confidence in technical performance and career awareness, indicating that Generative AI could effectively function as a collaborative tool in learning. Third, it was confirmed that Generative AI contributed to increasing learner engagement and immersion by inducing interest, thereby fostering positive learning experiences, and also influenced learners' attitudes towards new technologies and their willingness to continue learning. This study is significant in that it empirically explored the potential of 3D printing education utilizing Generative AI and provided foundational data for the development of technology integrated educational programs.
more목차
Ⅰ. 서론 1
1. 연구의 목적과 필요성 1
2. 연구 내용 4
3. 연구의 제한점 5
4. 용어의 정의 6
Ⅱ. 이론적 배경 7
1. 생성형 AI 활용 교육의 개념과 특징 7
2. 3D 프린팅 교육에서의 생성형 AI의 활용 가능성 10
3. 3D 프린팅 교육을 위한 ADDIE 교수설계 14
4. 생성형 AI 활용 교육의 교수학습 전략 17
Ⅲ. 생성형 AI를 활용한 3D 프린팅 교육 프로그램 설계 23
1. 분석 25
2. 설계 37
3. 개발 40
Ⅳ. 생성형 AI를 활용한 3D 프린팅 교육 프로그램 적용 및 분석 53
1. 연구 적용 대상 53
2. 교육 프로그램 실행 53
3. 교육 프로그램 평가 58
Ⅴ. 논의 및 결론 66
1. 요약 66
2. 논의 67
3. 결론 및 제언 69
참고문헌 71
국문초록 77
부록 79
