Development and Effectiveness Analysis of a Creative Problem-Solving Invention Education Program and Raspberry Pi-Based Teaching Aids for Elementary School Students

이 연구는 초등학생을 대상으로 한 창의적 문제 해결 중심 발명교육 프로그램과 라즈베리파이 기반 교구를 개발하고 그 효과를 분석하였다. 발명교육 프로그램은 아이디어 창출 기법, 퍼즐 활동, 피지컬 컴퓨팅 활동으로 구성하였으며, 라즈베리파이와 터치스크린을 결합한 휴대용 교구를 개발하여 학교 방 문형 발명교육의 환경적 제약을 극복하고자 하였다. 연구 결과, 학생들은 프로그램에 높은 만족도(평균 4.32/5점)를 보였으며, 특히 문제를 다양하게 생각하는 능력과 융합적 지식 적용 측면에서 긍정적인 반 응을 나타냈다. 학습 경험 분석을 통해 인지적, 정의적, 실천적 측면에서의 다양한 교육적 효과가 확인 되었다. 아이디어 창출 기법을 통해 문제 인식의 관점이 확장되고, 퍼즐 활동을 통해 성취감과 협력의 가치를 경험하며, 피지컬 컴퓨팅 활동을 통해 추상적 개념을 구체적 산출물로 구현하는 경험을 제공하 였다. 라즈베리파이 기반 교구는 학생들의 독립적인 작업 환경을 제공함으로써 학교 현장의 컴퓨터 환 경 제약을 극복하는 데 기여하였으며, 직관적인 인터페이스를 통해 프로그래밍에 대한 접근성을 높였다. 개발된 워크북과 교구는 발명교육이 단순 조작 활동에 그치지 않고 체계적인 과정을 통해 창의적 문제 해결력을 향상시킬 수 있는 가능성을 보여주었다. 본 연구의 한계점으로는 짧은 프로그램 운영 기간, 소규모 연구 대상, 표준화된 검사 도구 미활용, 교구의 기술적 개선 필요성 등이 있으며, 향후 연 구에서는 이러한 한계점을 보완하여 더욱 체계적이고 효과적인 발명교육 프로그램 개발이 필요하다.