Study on the Development and Application of the STEAM Education Program Using the Principle of Circular Polarization

(1)

Study on the Development and Application of the STEAM Education Program Using the Principle of Circular Polarization

Kyung-Yung Kim

Maecheon Middle School, Daegu 702-866, Korea

Ho-Meoyng Choi*

Department of Physics Education, Kyungpook National University, Daegu 702-701, Korea (Received 6 December 2012 : revised 1 January 2013 : accepted 4 February 2013)

We have developed the STEAM education program for circularly polarized 3D glasses, and we discuss the application of this program to middle- and high-school students. As a representative application of the polarization phenomenon, 3D pictures and 3D glasses are very well known to students. However, most students do not understand the underlying scientific principle. Interesting and systematic development of experimental material is thus, necessary to help students understand this phenomenon scientifically. Our STEAM education program, which was developed using the phenomenon of circular polarization, consists of total of six hours of classes, and the instructorïs manual includes a consideration of the levels of the students.

PACS numbers: 01.40.Fk, 07.60.Fs

Keywords: STEAM Education, Circular Polarization, 3D Pictures, 3D Glasses

Ì

¦

R Å° Ë Ñ Ì ¦ RP õ u § Í Ó Þ X ¢ STEAM w Õ × ³ z º§ q 4 ® o õ m Í X ì Ä Ó Þ U ê s m ì Å

»# Ü ] B

B

;× æ < Æ §, @ /½ ¨ 702-866

L

| Ú' å ^∗

â

· ¡ ¤ @ / < Æ § Ó ü t o §¹ ¢ ¤ / B N, @ /½ ¨ 702-701

(2012¸ 12 Z 4 6{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 1 Z 4 1{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 2 Z 4 4{ 9 > F S X & ñ )

:

r ½ ¨\ " f H " é ¶¼ # F g " é ¶ o \ ¦ s 6 x ô Ç 3D î ß â ` ¦ Å Ò] j Ð STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ > hµ 1 Ï % i ¦, × æ

¦1 p x < ÆÒ q t[ þ t \ > & h 6 x H ~ ½ Óî ß \ @ /K 7 H _ % i . ¼ # F g & ³ © _ @ /³ ð& h 6 £ x6 x \ V 3D { 9 ^ % ò © õ

3D î ß â É r < ÆÒ q t[ þ t \ > B Ä º ¸ ú · ú 94 R e Ü ¼ @ /Â Òì r _ < ÆÒ q t[ þ t É r s [ þ t _ õ < Æ& h " é ¶ o \ @ /K " f

H ¸ ú s K ¦ e t 3 l w . " f, s ¼ # F g & ³ © \ @ /ô Ç < ÆÒ q t[ þ t _ õ < Æ& h s K \ ¦ [ v l 0 Aô Ç < É ª p \ v

¦ ^ > & h Ã Ð½ ¨ z ´+ « > « Ñ_ > hµ 1 Ïs 9 כ ¹ . Ä ºo > hµ 1 Ïô Ç STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ É r 8 ú x 6 r

Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e Ü ¼ 9, & ³ © §¹ ¢ ¤ © S ! ` ¦ ¦ 9 # Ã ºï rZ > Ð & h 6 x H X < 9 כ ¹ô Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ B ¾ »\ O ¸ ë ß [

þ

t # Q ] jr % i .

PACS numbers: 01.40.Fk, 07.60.Fs

Keywords: STEAM §¹ ¢ ¤, " é ¶¼ # F g , 3D { 9 ^ % ò © , 3D î ß â

∗

E-mail: [email protected] 133

(2)

I. " e Â ] Ø

p

A _ õ < Æl Õ ü t r t H : £ ¤f ç õ < Æ·l Õ ü t·/ B N

< Æ % ò % i _ / å L H + À : \ @ /q # & ³F Ä ºo

\ " f H Ö 6 x ½ + Ë F §¹ ¢ ¤ (STEAM, Science-Technology- Engineering-Arts-Mathematics)` ¦ ¸{ 9 # & h S X @ / K

¦ e . STEAM §¹ ¢ ¤ É r p A r\ 9 כ ¹ô Ç

F ª $ í õ 5 Å q o ÷ & H õ < Æ l Õ ü t _ µ 1 Ï² ú \ @ /q #

< Æ § §¹ ¢ ¤ _ o\ ¦ Æ Ò½ ¨ " f p ² D G õ < ÆF é ß (NSF, National Science Foundation) \ " f STEMs H 6 x # Q\ ¦

%

6 £ § ¸{ 9 % i ¦, ² D G â Ô q t§ 4 _ î× ¦ l [ j íï (STEM Cell) H _ p \ ¦ í < Ê # 1 p x © % i . s Ê ê Ã Ð ) a + À :

`

¦ Ô ¦ Q{ 9 Ü ¼v l 0 Aô Ç 3 l q& h Ü ¼ Ð õ < Æ& h < Ê É r / B N < Æ& h

¦\ \ VÕ ü t& h ¦\ ¦ Ö 6 x ½ + Ë # , STEM §¹ ¢ ¤ \ " f Arts % ò

% i

` ¦ : x ½ + Ëô Ç STEAM §¹ ¢ ¤ s 1 p x © % i [1].

STEAM §¹ ¢ ¤ É r < ÆÒ q t[ þ t _ ½ Ó_ & h ë H ] jK § 4 , q ó ø Í& h

¦§ 4 , _ è: x 0 p x§ 4 , @ / ' a > 0 p x§ 4 õ a ?1 l x, Ð> h µ

1 Ï 0 p x§ 4 1 p x _ Ù þ d % i | ¾ Ó 7 £ x \ ´ òõ & h e ` ¦ Ð# Å Ò ¦ e

[2]. & ³F Ä ºo _ §¹ ¢ ¤ õ & ñ ? /\ " f STEAM §

¹

¢

¤` ¦ & h 6 x H X < ´ ú § É r r / B N ç ß & h ] j õ ô Ç> e 6 £ § \

¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ p A _ F ª $ í ` ¦ 0 A # STEAM §¹ ¢ ¤ _

% i ½ + É x 9 × æ כ ¹$ í É r & h & h 8 & t ¦ e [3]. " f r

@

/_ o\ µ 1 Ï´ ú 2 X STEAM §¹ ¢ ¤ \ @ /ô Ç ½ ¨ü < & ³ ©

\

" f_ & h 6 x \ @ /ô Ç ½ ¨ Ö ¸ µ 1 Ïy ' × æ s [4–8].

s

ü < ° ú s STEAM §¹ ¢ ¤` ¦ 3 l q& h Ü ¼ Ð > hµ 1 Ï÷ &# Qe H á Ô Ð Õ

ªÏ þ [ þ t É r @ /Â Òì r _ Å Ò] j\ ¦ STEAM % ò % i Ü ¼ Ð ¾ º

#

Q # Q r \ ¦ : x K ª ô Ç 8 £ ¤ \ " f ] X H # · ú Ð

¸2 ¤ > hµ 1 Ï÷ &# Q e .

:

£

¤ y STEAM_ % ò % i × æ õ < Æ É r STEAM §¹ ¢ ¤` ¦ & h 6 x ô

Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ ª > > hµ 1 Ï½ + É Ã º e H % ò % i s . s Q ô

Ç õ < Æ_ < Æë H& h l : r É r Ã Ð½ ¨s 9, õ < Æ\ " f_ z ´+ « > Ö ¸ 1

l

x É r õ < Æs É r < Æë H ì r ü < Z > $ í ` ¦ t H B Ä º × æ כ

¹ô Ç כ ¹ ès . õ < Æ §¹ ¢ ¤ \ e # Q" f ¸ Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x x 9 z ´+ « >

É

r < Æ_ þ v ô Ç s : r õ Ò q t Ö ¸ 5 Å q & ³ © ` ¦ t # QÅ Ò H ¦o _

%

i ½ + É Ð" f × æ כ ¹ô Ç §¹ ¢ ¤& h _ _ \ ¦ t l M :ë H \ ´ ú § É r õ

< Æ [ þ t s z ´+ « > × æd _ Ã º\ O ` ¦ Å Ò © % i [9]. z ´+ « >z ´\

"

f Ã Ð½ ¨ õ & ñ ` ¦ : x K f ] X ' a ¹ 1 Ï # _ þ v1 p q ô Ç כ õ §z ´ ? /

\

" f é ß í H Å Ò{ 9 d §¹ ¢ ¤ Ü ¼ Ð _ þ v1 p q ) a כ ` ¦ q § < Æ_ þ v

< Æ_ þ v ? /6 x` ¦ s K ô Ç Ã ºï r õ l % 3 _ t 5 Å q$ í É r s

è ß . 7 £ ¤, õ < Æs H < Æë H _ : £ ¤$ í © Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x s C ]

j ) a y © _ d s : r < Æ_ þ v ë ß Ü ¼ Ð H < ÆÒ q t[ þ t s < Æ_ þ v ? /6 x` ¦ s

K ¦ ? / o H X < ô Ç> > r F ô Ç . " f õ < Æ

`

¦ C Ä º H < Æ_ þ v \ > ] j/ B N ÷ & H Ã Ð½ ¨ z ´+ « >s ´ ú §s > hµ 1 Ï

| ¨

c Ã º2 ¤ < ÆÒ q t[ þ t s õ < Æ\ @ /K s K H & ñ ¸ü < õ < Æ §

¹

¢

¤ _ 0 p xÒ ¦ É r 7 £ x ) a . & ³F t í1 p x < Æ §\ ¦ q 2 © #

×

æ · ¦1 p x < Æ §, Õ ªo ¦ @ / < Æ §_ õ < ÆÃ º\ O \ 6 x ÷ & ¦ e

H Ã Ð½ ¨ z ´+ « > É r ª ¦ ^ > & h Ü ¼ Ð > hµ 1 Ïs ÷ &# Q M ® o .

¢

¸ô Ç l > r _ z ´+ « >` ¦ > h ô Ç ½ ¨ü < D h Ðî r z ´+ « > ~ ½ ÓZ O ¢ ¸

H © u \ ¦ > hµ 1 Ïô Ç ½ ¨ ¸ Ë ¨ï r y µ 1 Ï³ ð÷ & ¦ e [10–13].

s

\ : r ½ ¨\ " f H F g < Æ % ò % i ? / ¼ # F g` ¦ Å Ò] j Ð D h Ðî r STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ ¦î ß % i ¦ Õ ª & h 6 x ~ ½ Óî ß \ @ / K

] jr % i .

t

F K t _ × æ1 p x §¹ ¢ ¤ õ & ñ \ " f F g < Æ % ò % i _ ¼ # F g > h

¥ Æ

É r ¨ î F g \ ² D G ô Ç÷ &# Q { 9 Â Ò ] jr ÷ &# Q M ® o . 7 £ ¤, 2009¸

>

h& ñ §¹ ¢ ¤ õ & ñ \ " f Ó ü t o I É r î& ñ Ð: x õ èF ï é ß " é ¶

?

/ în Û ¼e ¦ Y Us ï ? /6 x õ כ ¹ è\ " f LCD_ ½ ¨ ¸ü < " é ¶ o \ ¦ [ O

" î H ? /6 x × æ \ ¼ # F g` ¦ ç ß é ß y è> h ¦ e Ü ¼ 9, Ó

ü

t o II\ " f H î 1 l x õ y n Cï é ß " é ¶ \ " f ¼ # F g \ @ /K ] jr

¦ e [14]. ì ø Í \ " é ¶¼ # F g É r × æ1 p x §¹ ¢ ¤ õ & ñ \ í < Ê

÷

&# Q e t H · ú §t ë ß & ³@ / õ < Æ l Õ ü t _ # Q ì r \ " f Ö ¸ 6

x ÷ & ¦ e Ü ¼ 9, Õ ª @ /³ ð& h \ V % ò o ' a, TV 1 p x \ " f ^ ¦ Ã

º e H 3D { 9 ^ % ò © s .

: r ½ ¨\ " f H " é ¶¼ # F g & ³ © õ ' aº ) a 3D î ß â x 9 { 9

^

% ò © ` ¦ èF Ð STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ > hµ 1 Ï % i .

Õ

ªo ¦ > hµ 1 Ïô Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ STEAM §¹ ¢ ¤ « Ñ Ð & h 6 x ½ + É Ã

º e ¸2 ¤ ? /6 x כ ¹ è 5 Å q \ STEAM כ ¹ è\ ¦ & h ] X y ¨ î

½

+ É Ã º e ¸2 ¤ ½ ¨$ í % i . 1 l x õ ¼ # F g \ @ /K < Æ_ þ v H õ

& ñ ` ¦ : x K õ < Æ (S)õ Ã º < Æ (M)& h כ ¹ è\ ¦, ½ Ó_ & h [ O >

\

¦ : x ô Ç 3Dî ß â ` ¦ ] j H Ö ¸1 l x` ¦ : x K l Õ ü t (T) õ / B N

< Æ (E)& h כ ¹ è\ ¦ ¨ î ½ + É Ã º e . ¢ ¸ô Ç < Æ_ þ v 3Dî ß â

`

¦ 1 l q: £ ¤ ô Ç Û ¼ { 9 Ð n 2 £ § ² ú > Ë ¨p H Ö ¸ 1

l

x` ¦ : x K \ VÕ ü t (A)& h כ ¹ è ¸ ¨ î ½ + É Ã º e .

: r ½ ¨_ ½ ¨$ í É r 6 £ § õ ° ú . 2 © \ " f H ¼ # F g õ 0 A

© t \ @ /ô Ç s : r& h C â \ @ /K [ O " î % i . 3 © \

"

f H " é ¶¼ # F g _ : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 % i ¦, & ³ © \ " f " é ¶¼ # F g Ã Ð

½

¨z ´+ « >` ¦ & h 6 x H X < 9 כ ¹ô Ç î ß ? /" f\ ¦ ] jr % i . 4 ©

\

" f H : r ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô Ç Ã Ð½ ¨z ´+ « >` ¦ & h 6 x ô Ç õ \ ¦ ç

ß | Ä Ìy ì r$ 3 % i . 5 © \ " f H : r ½ ¨\ @ /ô Ç : r õ ]

j ` ¦ ] jr % i . = å Q Ü ¼ Ð Â Ò2 ¤ \ H Ä ºo > hµ 1 Ïô Ç 6 r

ì r | ¾ Ó_ á Ô ÐÕ ªÏ þ [15] × æ 4 r \ K { © H Ö ¸1 l x

«

Ñ\ ¦ Ò re ¦ Ð ] jr % i .

II. T Â ] ØX ì Ä 9 0ß O Ë

z-» ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ' H l \ ¦ 4 ¤ è¨ î \ l

© 7 ' ˜ E Ð ? /

E = E ˜

0x

e

^{i(kz−ωt+φ}^x⁾

x + E ˆ

0y

e

^{i(kz−ωt+φ}^y⁾

y ˆ (1)

(3)

Fig. 1. Various polarization configurations.

s

. # l " f ˆ x ü < ˆ y H y y x-» ¡ ¤ õ y-» ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ Ó_ é ß 0 A 7 ' s ¦, x(y)-» ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç ; ¤ É r E

0x(0y)

, 0 A © É r φ

_x(y)

s . d (1)` ¦ & ñ o

E = ˜ E

0x

e

^iφ^x

x + E ˆ

_0y

e

^iφ^y

y e ˆ

^i(kz−ωt)

= ˜ E

₀

e

^i(kz−ωt)

(2)

Ð è q Ã º e Ü ¼ 9, ˜ E

₀

= E

_0x

e

^iφ^x

x + E ˆ

_0y

e

^iφ^y

y ˆ s . y n C _

¼ # F g` ¦ è q M : H x-» ¡ ¤ õ y-» ¡ ¤ $ í ì r _ © @ /& h

;

¤ õ 0 A © Ü ¼ Ð @ /Â Òì r & ñ ÷ &Ù ¼ Ð 4 ¤ èÃ º ; ¤ ë ß

?

/# Q ¸ Ø æì r . " f 6 £ § õ ° ú s ¿ º $ í ì r _ ' § > =(¢ ¸

H Jones vector) Ð · p [16].

E ˜

0

= ˜ E

0x

+ ˜ E

0y

= E

0x

e

^iφ^x

E

0y

e

^iφ^y

(3) { 9

ì ø Í& h Ü ¼ Ð ¼ # F g ) a y n Cs x-» ¡ ¤ õ y α\ ¦ s À Ò 9 q Û

¼1 p u y 1 l x` ¦ H â Ä º, l © _ ¿ º $ í ì r ˜ E

0x

ü < ˜ E

0y

H

"

f Ð 0 A © s ° ú . " f φ

^x

= φ

y

= 0, | ˜ E

0

| = A Ð Z ~ Ü

¼ , d (3) É r

E ˜

0

= E

0x

e

^iφ^x

E

0y

e

^iφ^y

= A cos α sin α

(4) s

. Ã º¨ î ¼ # F g (x-» ¡ ¤ ¼ # F g) õ Ã ºf ¼ # F g (y-» ¡ ¤ ¼ # F

g) ) a y n C_ â Ä º α H y y 0õ π/2s .

x-» ¡ ¤ õ y-» ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ Ó_ ; ¤ s " f Ð Ø Ô ¦ (E

0x

6= E

_0y

) 0

A © ∆ = φ

y

− φ

x

0 (¢ ¸ H 2π) õ π â Ä º\

H l © 7 ' H " é ¶ C & h ` ¦ oô Ç . Fig. 1 É r

E

0x

6= E

0y

â Ä º, ¿ º 0 A © ∆φ\ É r ¼ # F g © I \ ¦

· p כ s . ë ß E

0x

= E

_0y

{ 9 M :, ∆φ = π/2¢ ¸ H 3π/2 s l © 7 ' H " é ¶` ¦ ë ß [ þ t > ) a .

"

é

¶¼ # F g _ â Ä º, 7 £ ¤, E

0x

= E

_0y

s ¦ ∆φ = ±π/2 (7 £ ¤, φ

x

= 0, φ

y

= ±π/2) s d (2)_ ½ © o ) a l © 7 '

H

E = ˜ ˜ E

0

e

^i(kz−ωt)

= 1

√ 2

1 ±i

e

^i(kz−ωt)

(5)

Ð è q Ã º e Ü ¼ 9, ½ © o © Ã º H A = 1/ √ 2 s .

#

l " f +(−)Â Ò ñ H E

0x

(E

0y

) _ 0 A © s E

^0y

(E

0x

) Ð π/2 · ú ¡" f H â Ä º Ð, ' a8 £ ¤ _ l ï r \ " f Ð ¤` ¦ M :, ì ø Ír

>

~ ½ Ó ¾ Ó(r > ~ ½ Ó ¾ Ó)Ü ¼ Ð r H ý a(Ä º)" é ¶¼ # F g` ¦ _ p ô Ç

. E

0x

6= E

0y

" é ¶¼ # F g _ â Ä º\ ¸ " é ¶¼ # F g õ Ä » ô Ç

~

½ ÓZ O Ü ¼ Ð 0 A © \ É r l © 7 ' \ ¦ ½ ¨½ + É Ã º e .

III. ì Å 5 Ó Þ õ m Í X ì Ä Ó Þ 6 V ê s

1. ³ z º§ q X ì Ä Ó Þ; c ý m Ç~ ¿ X ¢ < 0z »

Ã

ºï rZ > (l í, { 9 ì ø Í, d o) Ð Ã º\ O ` ¦ ² ú o ½ + É â Ä º\ ¦ ¦

9 # , " é ¶¼ # F g " é ¶ o \ ¦ & h 6 x ô Ç 3D î ß â ` ¦ ë ß × ¼ H X < 9 כ

¹ô Ç F « Ñ x 9 ï r q Ó ü t É r Table 1 õ ° ú .

#

l " f l íõ & ñ É r í1 p x < ÆÒ q ts { 9 ì ø Í × æ < ÆÒ q t 1 p x` ¦ @ /

© Ü ¼ Ð # 3D { 9 ^ î ß â ` ¦ ë ß [ þ t # Q Ð ¦ ^ + « >K Ð H ç ß é

ß ô Ç Ã Ð½ ¨õ & ñ Ü ¼ Ð ½ ¨$ í % i . { 9 ì ø Íõ & ñ É r × æ · ¦1 p x < Æ

§ % ò F < ÆÒ q t 1 p x` ¦ @ / © Ü ¼ Ð 9 " é ¶¼ # F g \ @ /ô Ç Ã Ð½ ¨õ

&

ñ ` ¦ í < Ê % i . d oõ & ñ É r ¦1 p x < ÆÒ q t s © _ < ÆÒ q t` ¦

@

/ © Ü ¼ Ð { 9 ì ø Íõ & ñ Ð ? /6 x s 8 d o ) a õ & ñ Ü ¼ Ð ½ ¨

$ í

% i . Table 1\ " f ] jr ô Ç y á Ô ÐÕ ªÏ þ & h 6 x \ e # Q

© Ù þ d & h F « Ñ H 1/4 © ó ø Í (1/4 wave plate)Ü ¼ Ð

¼ # F g 9 2 £ § \ · ¡ # Qe H Ð ñ 9 2 £ §` ¦ 1/4 © ó ø ÍÜ ¼ Ð 6

x ½ + É Ã º e .

Figure 2 H MBL (Microcomputer-Based Laboratory)

`

¦ s 6 x # 1/4 © ó ø Í_ : £ ¤$ í ` ¦ · ú Ðl 0 Aô Ç © u \ ¦

· p כ s . F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x ½ + É Y Us $ \ ¦ 1 0 Au \

¦& ñ ¦, Y Us $ Ð · ú ¡ 2 0 Au \ ¼ # F g 9 2 £ § (polaroid)` ¦ Y Us $ _ ¼ # F g ~ ½ Ó ¾ Óõ ê ø Íy ¿ º# Q ¼ # F g s

Ì º§ Â > ¸2 ¤ ô Ç . Õ ª ¼ # F g 9 2 £ § z ´ » \ 1/4 © ó ø Í` ¦ · ¡ s ¦, 3 0 Au \ H y n C_ ¼ # F g © I \ ¦

· ú

Ðl 0 A # F g (analyzer) \ ¦ © u ô Ç . s z ´ +

« >\ " f H ¼ # F g 9 2 £ §` ¦ F g Ð 6 x % i . 4 õ

5 0 Au \ H y y y n C_ [ jl \ ¦ 8 £ ¤& ñ H F g G ' p" fü < F g

(4)

Table 1. Materials for experiments.

Levels Materials Reference

Basic Linear polarizing films, Wooden chopsticks, Rubber band, String, Cardboard Scissors, Knife, Glue, Adhesive tape, Cellophane(red and blue)

General Spring for wave experiment, Circularly polarized 3D glasses, LCD monitor Include Materials for basic level Advanced Illuminance sensor(for MBL), MBL interface, Laser Include Materials for general level

Fig. 2. (Color online) The experimental setup for ana- lyzing circular polarization.

G '

p" f\ " f 8 £ ¤& ñ ) a X <s ' Ã º| 9 ÷ & H MBL ' ` s Û ¼

\

¦ Z ~ ¤ .

¼ # F g © I _ y n C` ¦ 1/4 © ó ø Í\ : x õ r & " é ¶¼ # F g © I

Ð ë ß [ þ t Ã º e . s Qô Ç " é ¶¼ # F g © I _ y n C` ¦ S X l

0 AK ¼ # F g 9 2 £ § õ F g s \ 1/4 © ó ø Í` ¦ ¿ º ¦ y n

C_ [ jl o\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . s M : Fig. 3õ ° ú s ¼ # F

g 9 2 £ § _ È Òõ » ¡ ¤ õ 1/4 © ó ø Í_ F g» ¡ ¤ s " f Ð 45

^◦

÷ &

¸2 ¤ # " é ¶¼ # F g` ¦ ë ß H Ê ê F g \ ¦ ô Ç ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 360

^◦

r r v 9 y n C_ [ jl \ ¦ 8 £ ¤& ñ ¦ Õ ª õ \ ¦ ì r$ 3 K Ð

¤ .

1/4 © ó ø Í ü @_ á Ô ÐÕ ªÏ þ & h 6 x \ 9 כ ¹ô Ç Qt F « Ñ [

þ

t \ @ /K " f H & ³ © & h 6 x B ¾ »\ O ` ¦ : x K ] jr % i .

Fig. 3. (Color online) Schematic diagram of experimental apparatus.

2. ôX ê s X ì Ä Ó Þ 8 0 ¥° n Ç

"

é

¶¼ # F g 3D î ß â ë ß [ þ t l Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x \ í < Ê÷ & H " é ¶¼ # F g, 0

A © t 1 p x É r í, × æ, ¦1 p x < ÆÒ q t[ þ t s ~ 1 > ] X ½ + É Ã º e

H Ó ü t o & h > h¥ Æ [ þ t s m Ù ¼ Ð, < ÆÒ q t[ þ t _ Ã ºï r` ¦ ¦ 9

#

Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x` ¦ ' ½ + É 9 כ ¹ e . 7 £ ¤, & h 6 x @ / © ` ¦ í,

×

æ, ¦, @ / < ÆÒ q tÜ ¼ Ð ½ ¨ì r ¦ < ÆÒ q t_ Ã ºï r õ §¹ ¢ ¤ ¨ 8 â \

] j/ B N H ? /6 x õ í H " f\ o\ ¦ Å Ò ¸2 ¤ ô Ç . 7 £ ¤,

í1 p x < ÆÒ q t x 9 × æ < Æ § < ÆÒ q t[ þ t` ¦ @ / © Ü ¼ Ð & h 6 x` ¦ ½ + É M :\

H ' aº s : r \ " f Ã ºd ` ¦ ] jü @ # ] jr ¸2 ¤ 9 " é ¶

¼

# F g 3D î ß â ] j l \ × æ& h ` ¦ é H . ¦1 p x < ÆÒ q t s © _

§¹ ¢ ¤& h Ã ºï r` ¦ < ÆÒ q t[ þ t` ¦ @ / © Ü ¼ Ð Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x` ¦ '

½ + É M :\ H õ < Æõ Ã º < Æ& h כ ¹ è\ ¦ q × æ e > í < Êr

&

] jr ô Ç . \ V\ ¦ [ þ t ¼ # F g , " é ¶¼ # F g 1 p x _ & ³ © s l

© x-» ¡ ¤ $ í ì r õ y-» ¡ ¤ $ í ì r _ 0 A © \ _ K µ 1 ÏÒ q t < Ê` ¦

< ÆÒ q t[ þ t _ Ã º < Æ& h Ã ºï r \ ´ ú > ] jr ô Ç .

Table 2 H Ä ºo > hµ 1 Ïô Ç " é ¶¼ # F g " é ¶ o \ ¦ Ö ¸6 x ô Ç 6 r

ì r | ¾ Ó_ STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ _ r Z > Å Ò] jü < Ö ¸ 1

l

x ? /6 x` ¦ · p כ s .

0 A_ 6 r ì r | ¾ Ó_ á Ô ÐÕ ªÏ þ × æ 4 r á Ô ÐÕ ªÏ þ \ K {

© H Ö ¸1 l x « Ñ\ ¦ Â Ò2 ¤ \ ] jr % i . s Qô Ç l : r B

¾

»\ O \ d o ? /6 x` ¦ Æ Ò½ + É â Ä º s á Ô ÐÕ ªÏ þ É r @ / < Æ § F

g < Æz ´+ « > èF Ð ¸ Ö ¸6 x ½ + É Ã º e . 6 £ § É r Table 2 \ ] j

(5)

Table 2. STEAM education program consisting of 6 hours of classes.

Class hour Learning contents STEAM

elements Object Explain different types and properties of waves.

1 Subject • Study different types of waves. S

• Observe longitudinal and transverse waves using a spring.

• Find an example of longitudinal and transverse waves in everyday life.

Object Explain the properties of a transverse wave using wave experiments with rope.

Subject • Build a picket fence with wooden chopsticks for a rope wave experiment.

2 • Study when the wave passes through a section of fence with vertical slats. S,T,E

• Study when the wave passes through a section of fence with horizontal slats.

• Explain the difference between longitudinal- and transverse-waves.

Object Explain the phenomenon of polarization.

3 Subject • Observe the passage of light using two linear polarizing films. S,T,E

• Find the linearly polarized light in our daily life. M

• Study the properties of transverse wave nature of light using polarization.

Object Explain the retarder and the circular polarization.

Subject • Observe what happens if a retarder is inserted between the two linear polarizing films with orthogonal transmission axes.

4 • Discuss the role of a retarder. S,M

• Study different types and properties of retarder.

• Study different types and properties of polarization.

Object Explain the underlying scientific principle of 3D glasses.

Subject • Study the principle of perspective.

• Study different types of 3D glasses.

5 • Make anaglyph 3D glasses and analyze advantages and disadvantages of them. S,T,E

• Analyze advantages and disadvantages of 3D pictures using both linear- and A circular-polarizations.

Object Make circularly polarized 3D glasses using the principle of circular polarization.

6 Subject • Observe 3D glasses used in movie theaters. S,T,E

• Study the structure of circularly polarized 3D glasses. A, M

• Design and manufacture your own 3D glasses.

r

ô Ç r Z > < Æ_ þ v ? /6 x \ @ /K 7 á § 8 ½ ¨^ & h Ü ¼ Ð & ñ o ô Ç

כ s .

• 1 k ( â + ¤ 4 Ç Úÿ ? § ´Å ] £ · à Ã Z T Ò » Ê Á Ñ Ï .) (1) 1 l x s ê ø Í Á º% Á t < ÆÒ q t[ þ t _ > h¥ Æ ` ¦ ¦, 1

l

x _ 7 á x À Óü < : £ ¤f ç \ @ /K · ú Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(2) S ü < 7 á x \ ¦ ç ß é ß ô Ç z ´+ « >` ¦ : x K · ú Ðl 0 AK

1 l x z ´+ « >6 x 6 x Ã º^ o =` ¦ ï r q ô Ç .

(3) Ï ã T É r 6 x Ã º^ o = Ð S \ ¦ ë ß [ þ t # Q ' a ¹ 1 ÏK Ð ¸2 ¤ ¦,

H 6 x Ã º^ o = Ð H 7 á x \ ¦ ë ß [ þ t # Q ' a ¹ 1 ÏK Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(4) 7 á x ü < S _ \ V\ ¦ Ò q t Ö ¸ 5 Å q \ " f ¹ 1 Ô Ð ¸2 ¤ ô Ç .

1 r H 1 l x _ > h¥ Æ \ @ /K < Æ_ þ v ½ + É 9 כ ¹ e H í 1

p

x < ÆÒ q ts × æ < ÆÒ q t` ¦ @ / © Ü ¼ Ð ' ¸2 ¤ ô Ç . 1 l x _

7 á x À Óü < : £ ¤$ í \ @ /K · ú ^ ¦ M : H 1 l x z ´+ « >6 x 6 x Ã º^ o =

`

¦ Ö ¸6 x ô Ç . 1 l x \ @ /K · ú Ð H ? /6 x É r STEAM % ò

% i

× æ S כ ¹ è\ ¦ ¨ î ½ + É Ã º e .

• 2 k (' Z Ö ä · ¿Ì f C @ £ · § B Ì / + § ´ b £ · à Ã Z T

Ò

» Ê Á Ñ Ï .)

(1) Á º& Ç | Ã Ì` ¦ s 6 x # Á º& Ç | Ã Ì \ ¦ ë ß H .

s

M : ¸ ª É r ô Ç/ å J îï õ Ä » ô Ç ¸ ª s 9 s _ : £ § É r a

% v ¦ U ´> ÷ & ¸2 ¤ ô Ç .

(2) | × ¦` ¦ · ú ¡" f ë ß H Á º& Ç | Ã Ì \ : x õ r & | :

£

§ _ ~ ½ Ó ¾ Óõ ê ø Íô Ç ~ ½ Ó ¾ Ó ¢ ¸ H Ã ºf ô Ç ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ¥[ þ t # Q

Ð ¦ ' a ¹ 1 ÏK Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(3) Á º& Ç | Ã Ì ¿ º > h\ ¦ ï r q # Õ ª s \ × ¦ s :

x õ ¸2 ¤ ô Ç . × ¦` ¦ s 6 x # 1 l x` ¦ : x õ r & Ð ¸ 2

¤ ô Ç . s M : ¿ º Á º& Ç | Ã Ì _ : £ § s " f Ð ¨ î ' { 9 M

:ü < " f Ð Ã ºf { 9 M : Ð ¾ º# Q q §K Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(6)

(4) ¿ º \ ¦ : x õ H 1 l x s 7 á x â Ä ºü < S

â

Ä º\ ¦ q § # Ò q ty K Ð ¸2 ¤ 9 # QÖ ¼ â Ä º\ _

% ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î> ÷ & H t ¼ # F g _ ~ Ò× ¦ ¸+ þ Aõ ' aº t # Q [ O

"

î ¸2 ¤ ô Ç . s \ ¦ : x K ¼ # F g & ³ © É r 1 l x s S { 9 M

: H & ³ © e ` ¦ s K ¸2 ¤ ô Ç .

2 r \ H ¼ # F g õ ° ú É r & ³ © s S \ " fë ß > r F ½ + É Ã º e

6 £ §` ¦ · ú Ð H Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x` ¦ ] j/ B N ô Ç . s Ö ¸1 l x` ¦ : x K y n

C É r S { 9 כ s H \ V © ` ¦ ¸2 ¤ Ä » ¸ H כ s 2 r

_ 3 l q ³ ðs . # Q " ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 1 l x H 1 l x s \ ¦ :

x õ H t · ú Ð H õ & ñ ` ¦ : x K S כ ¹ è\ ¦, f ] X

\

¦ [ O > ¦ ] j ô Ç Ê ê Ð ¢ - a K H õ & ñ É r T ü < E כ ¹ è

\

¦ ¨ î ½ + É Ã º e .

• 3 k ( Ã ¡ > Ù « Å ( ×U c 7 B à Ã Z T Ò » Ê Á Ñ Ï .)

(1) ¿ º © _ ¼ # F g 9 2 £ §` ¦ s 6 x # ¼ # F g & ³ © \ @ / K

f ] X ' a ¹ 1 ÏK Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(2) ¼ # F g & ³ © \ @ /K ~ Ò× ¦ ¸+ þ Aõ ´ ú QÛ ¼(Malus) Z O g Ë

: 1 p x` ¦ s 6 x # [ O " î ¸2 ¤ ô Ç .

(3) " f Ð È Òõ » ¡ ¤ s Ã ºf ô Ç ¿ º © _ ¼ # F g 9 2 £ § s \ q

Û ¼1 p u ô Ç ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ¼ # F g 9 2 £ § ô Ç © ` ¦ 8 z 0 > Z ~ ¤` ¦ M

:_ y n C_ [ jl \ @ /K Ó ü t o & h , Ã º < Æ& h Ü ¼ Ð ì r$ 3 K Ð ¸ 2

¤ ô Ç .

(4) ¼ # F g © I _ y n Cs Ò q t Ö ¸ 5 Å q # QÖ ¼ / B M \ > r F H t f

] X ¹ 1 Ô Ð ¦, ¼ # F g _ y n Cs \ " f ë ß [ þ t # Qt H â Ä

º\ @ /K ' a ¹ 1 ÏK Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(5) LCD \ " f_ ¼ # F g, ì ø Í \ _ ô Ç ¼ # F g, í ß ê ø Í\ _ ô Ç

¼

# F g 1 p x \ @ /K Õ ª \ Vü < " é ¶ o \ ¦ [ O " î ¸2 ¤ ô Ç .

3 r \ H ¿ º © _ ¼ # F g 9 2 £ § Ü ¼ Ð ¼ # F g` ¦ f ] X ' a

¹

1 Ï 9 y n C_ S & h $ í | 9 ` ¦ < Æ_ þ v ô Ç . ¼ # F g & ³ © \ @ /K

· ú

Ð H õ & ñ ` ¦ : x K S כ ¹ è\ ¦, s \ ¦ Ã º < Æ& h Ü ¼ Ð ì r$ 3 K

Ð 9 ´ ú QÛ ¼ Z O g Ë :Ü ¼ Ð Õ ª ° ú כ` ¦ > í ß ¦ MBL Ð ì r$ 3 K

Ð H õ & ñ ` ¦ : x K S ü < M כ ¹ è\ ¦ ¨ î ½ + É Ã º e . ¢ ¸ ô

Ç s z ´+ « >` ¦ [ O > ¦ MBL 1 p x _ z ´+ « > © u \ ¦ & h ] X

>

[ O u H õ & ñ \ " f S, Tü < E כ ¹ è\ ¦ ¨ î ½ + É Ã º e .

• 4 k ( D( ×m ¥ o > ÿ ? x j SÃ ¡ > Ù U c 7 B à Ã Z T Ò » Ê Á Ñ Ï

.)

(1) ~ ½ ÓK $ 3 , Ñ þ î r ¸, 0 AÒ q t q u ´ © ° ú , q u ´ ê Á , OHP (Over Head Projector) 9 2 £ § 1 p x õ ° ú É r ª ô Ç 4 ¤Ï ã J] X Ó

ü t| 9 ` ¦ ï r q ô Ç .

(2) LCD o · ú ¡\ ¼ # F g 9 2 £ §` ¦ È Òõ » ¡ ¤ s " f Ð Ã ºf

¸2 ¤ é H .

(3) ¼ # F g 9 2 £ § õ LCD o s \ 4 ¤Ï ã J] X Ó ü t| 9 ` ¦ ¿ º

¦ [ t 9 9 : x õ H y n C_ µ 1 ßl o\ ¦ ' a ¹ 1 ÏK Ð ¸2 ¤ ô

Ç .

(4) (3) \ " f_ & ³ © õ ' aº t # Q 0 A © t _ 7 á x À Óü < : £ ¤ f ç

\ @ /K [ O " î ô Ç .

(5) ¼ # F g , " é ¶¼ # F g, " é ¶¼ # F g \ @ /K Ó ü t o & h , Ã º < Æ& h s

: r Ü ¼ Ð [ O " î ô Ç .

(6) ¼ # F g 9 2 £ § _ Ð ñ 9 2 £ § s # Q " 7 á x À Ó_ 0 A © t

t · ú Ðl 0 AK 9 2 £ § \ " f b # Q · p Ê ê F g» ¡ ¤ s

¼ # F g 9 2 £ § _ È Òõ » ¡ ¤ õ y ¸ 45

^◦

÷ & ¸2 ¤ · ¡ .

(7) (6) \ " f ë ß H 9 2 £ §` ¦ LCD o \ q Æ Ò# Q Ð ¦ µ 1 ßl

o\ ¦ ' a ¹ 1 ÏK Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(8) MBL õ ¸ ¸> \ ¦ s 6 x # : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 K Ð ¸2 ¤ ô Ç

.

(9) ¼ # F g 9 2 £ § _ Ð ñ 9 2 £ § ¿ º © ` ¦ 2 ; Ê ê ' a ¹ 1 Ï K

Ð ¸2 ¤ ô Ç . ¿ º © ` ¦ 5 g ë ß H ì ø Í © ó ø Í_ : £ ¤f ç ` ¦ f

] X S X K Ð ¸2 ¤ ô Ç .

4 r H 0 A © t \ @ /ô Ç > h¥ Æ s % 6 £ § ] jr ) a .

4 r á Ô ÐÕ ªÏ þ _ â Ä º §¹ ¢ ¤ @ / © \ ] jr H Ã º ï

r \ s \ ¦ Ñ ü t 9 כ ¹ e . 0 A © t _ > h¥ Æ õ ª ô

Ç ¼ # F g & ³ © ` ¦ K $ 3 H õ & ñ ` ¦ : x K S, M כ ¹ è\ ¦ ¨ î

½

+ É Ã º e .

• 5 k (3D W ò 5 Ñ¿ R + x j Sh U c 7 B à Ã Z T Ò » Ê Á Ñ Ï

.)

(1) < H | Ã Ìs K $ ` ¦ ¿ º è H s \ [ þ t ¦ ª A á ¤ è H` ¦

° ú

9 Ð " f © _ ¸_ þ v` ¦ ' a ¹ 1 Ï 9 ª î ß r \ @ / K

[ O " î ¸2 ¤ ô Ç .

(2) Ô É r Ò o ! s q Ðó ø Ít ü < É Ò É rÒ o ! s q Ðó ø Ít \ ¦ ï r q # & h ' õ

A ~ ½ Ód _ { 9 ^ î ß â ` ¦ ] j ô Ç Ê ê, & h ' õ A ~ ½ Ód _ % ò © ` ¦ ï

r q # f ] X ^ + « >K Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(3) & h ' õ A ~ ½ Ód _ o \ Ô É rÒ o ! s q Ðó ø Ít \ ¦ @ / ¦ Ðs H

© õ É Ò É rÒ o ! s q Ðó ø Ít \ ¦ @ / ¦ Ðs H © ` ¦ q §K

Ð 9 { 9 ^ % ò © _ " é ¶ o \ @ /K Ã Ð½ ¨K Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(4) Passive Glasses Type, Active Glasses Type 1 p x _

ª ô Ç 3D î ß â _ ~ ½ Ód \ @ /K · ú Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(5) # Q 7 á x À Ó_ 3D ~ ½ Ód \ @ /K © & h õ é ß & h \ H # Q "

כ

[ þ t s e ` ¦ t Ð_ K Ð ¸2 ¤ ô Ç .

5 r \ H 3D { 9 ^ % ò © _ " é ¶ o \ @ /K ç ß é ß y · ú : r

. < ÆÒ q t[ þ t s 3D { 9 ^ % ò © ` ¦ t H õ & ñ õ 3D î ß â _

" é ¶ o \ @ /ô Ç [ O " î \ S כ ¹ è [ þ t # Qe Ü ¼ 9, 3D î ß â _

ª ô Ç 7 á x À Óü < þ j 3D l Õ ü t \ @ /ô Ç [ O " î 5 Å q \ T, E כ

¹ è í < Ê÷ &# Q e . ¢ ¸ô Ç f ] X { 9 ^ % ò © ` ¦ ^ + « > H õ

& ñ É r y $ í & h ^ + « >Ü ¼ Ð" f A כ ¹ è ¸ ¨ î K ^ ¦ Ã º e .

(7)

• 6 k ( x j SÃ ¡ > Ù x j Sh · l £ # b x j SË ^ Ù 3D ò 5 Ñ¿ R £ · ï

5 Ñ æ · Ê Á Ñ Ï .)

(1) " é ¶¼ # F g 3D î ß â ` ¦ ' a ¹ 1 ÏK Ð ¦ Õ ª : £ ¤f ç ` ¦ þ j@ /ô Ç © [

j > l 2 ¤ K Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(2) " é ¶¼ # F g 3D î ß â _ ½ ¨ ¸\ @ /K ¸´ n uZ > Ð Ð_ K Ð

¸2 ¤ ¦, Õ ª ½ ¨ ¸\ @ /K \ V8 £ ¤ # µ 1 Ï³ ðK Ð ¸2 ¤ ô Ç

.

(3) " é ¶¼ # F g 3D î ß â ¿ º > h\ ¦ " f Ð Å Ò Ð ¦ ' a ¹ 1 ÏK Ð ¸ 2

¤ ô Ç + ' Õ ª ½ ¨ ¸\ @ /K \ V8 £ ¤ K Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(4) ¼ # F g 9 2 £ § õ 1/4 © ó ø Í` ¦ s 6 x # " é ¶¼ # F g 3D î ß

â

_ E $ Ý ¼\ ¦ ë ß × ¼ H ~ ½ ÓZ O \ @ /K Ð_ K Ð ¸2 ¤ ô Ç .

(5) î ß â _ \ ¦ ë ß [ þ t F « Ñ\ ¦ ï r q ô Ç + ' y 3D î ß â ` ¦ n

¦ ] j ô Ç .

(6) ¢ - a$ í ) a 3D î ß â \ @ /K " f Ð ¨ î \ ¦ ô Ç + ' " é ¶¼ # F g 3D { 9 ^ % ò © o ` ¦ ] jr # f ] X r ' õ AK Ð ¸2 ¤ ô Ç .

6 r \ H ¼ # F g \ @ /K · ú : r ? /6 x` ¦ ½ ÓÜ ¼ Ð " é ¶¼ # F

g 3D î ß â _ ½ ¨ ¸\ ¦ [ O > ¦ ] j H õ & ñ ` ¦ ] j/ B N ô Ç

. : r r \ " f H " é ¶¼ # F g 3D î ß â _ ½ ¨ ¸\ ¦ ì r$ 3 H õ

& ñ ` ¦ : x K S כ ¹ è\ ¦, < ÆÒ q t[ þ t s f ] X " é ¶¼ # F g 3D î ß â

`

¦ ½ ¨ © ¦ 2 £ § ² ú > n # ] j H õ & ñ ` ¦ : x K

T, E, A כ ¹ è\ ¦ ¨ î ½ + É Ã º e . s ] j ô Ç î ß â

`

¦ t ¦ | 9 _ 3D TV, < Æ §_ 3D ¸m ' , % ò o ' a _ Û ¼ ß

¼ 2 ;` ¦ : x K { 9 ^ % ò © ` ¦ f ] X ^ + « >K Ð 9 ? / & h ë ß 7

á

¤` ¦ % 3 H õ & ñ É r A כ ¹ è\ K { © ô Ç .

Ä

ºo H : r ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô Ç " é ¶¼ # F g " é ¶ o \ ¦ Ö ¸6 x ô Ç STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ × æ < Æ § % ò F < ÆÒ q t[ þ t õ ¦1 p x < Æ

§ { 9 ì ø Í < ÆÒ q t[ þ t` ¦ @ / © Ü ¼ Ð & h 6 x # Ð ¤ ¦, ½ ¨^ & h & h 6

x @ / © x 9 " é ¶ É r Table 3 õ ° ú .

IV. ì Å + s ÇÊ Ý õ m Í w ² o

s

© \ " f H : r ½ ¨\ ¦ : x K > hµ 1 Ïô Ç STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô

ÐÕ ªÏ þ \ " f 6 x ) a © ó ø Í_ l 0 p x` ¦ ì r$ 3 K Ð ¦, : r á Ô

ÐÕ ªÏ þ \ Ã Ð# ô Ç < ÆÒ q t[ þ t _ < Æ¸ Z > , r Z > $ í 2 [ & ñ ¸\ ¦ ì

r$ 3 K Ð ¤ .

1. * ×÷ 5 + e æ & P 7

Figure 4 H Fig. 3 õ ° ú s ¼ # F g 9 2 £ § _ È Òõ » ¡ ¤ õ 45

^◦

÷ & ¸2 ¤ 1/4 © ó ø Í` ¦ © u ô Ç 6 £ § F g _ y ¸\ ¦ 0

^◦

\ " f 180

^◦

t ÷ & ¸2 ¤ [ t o " f y n C_ [ jl \ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç

`

¦ t " f " é ¶¼ # F g s ÷ &# Q F g _ y ¸\ ¦ or &

¸ y n C_ [ jl H { 9 & ñ > : r . · ú ¡" f [ O " î ô Ç @ / Ð Ä º

Fig. 4. Circular polarization effect by the polaroid and the protective film.

Fig. 5. (Color online) Effects of two layers of the protec- tive film on the polarization.

o

¼ Ð 6 x % i .

ô

)

a . " f Ð f § # y n Cs : x õ t 3 l w H LCD o õ

Cs : x õ > ) a . Fig. 5(b) H LCD o õ ¼ # F g 9 2

£

>

÷ & H כ ` ¦ Ð# ï r .

2. Á þ » j æ · + Å ] x & P 7

@

/ < Æ § õ < Æ% ò F §¹ ¢ ¤" é ¶( s K@ / % ò F " é ¶) _ × æ < Æ § 1 < Æ

¸

< ÆÒ q t[ þ t, (2) M× æ < Æ § % ò F < Æ/ å L õ , S §¹ ¢ ¤ t " é ¶' õ A % ò F

§¹ ¢ ¤" é ¶( s S % ò F " é ¶) _ × æ < Æ § 2 < Æ¸ < ÆÒ q t[ þ t, Õ ªo ¦ (3) @ /½ ¨ èF { 9 ì ø Í> ¦1 p x < Æ § 1,2 < Æ¸ < ÆÒ q t[ þ t \ > ] j/ B N ô

Ç Ã º\ O r H y y K@ / % ò F " é ¶ × æ < ÆÒ q t 1 < Æ¸ 3 r , M× æ < Æ § % ò F < Æ/ å L x 9 S % ò F " é ¶ × æ < Æ § 2 < Æ¸ y y 6 r

, { 9 ì ø Í> ¦1 p x < ÆÒ q t 3 r Ð ' % i .

3 r Ð ' ô Ç K@ / % ò F " é ¶ è5 Å q × æ < Æ § 1 < Æ¸ < ÆÒ q t [

þ

t _ â Ä º ´ òÖ ¦& h ' ` ¦ 0 AK s : r õ Ã ºd ` ¦ þ j@ /ô Ç

×

. Õ ª õ 3D { 9 ^ î ß â É r ¸ ú ë ß [ þ t # QÍ Ç xÜ ¼ õ < Æ& h " é ¶

(8)

Table 3. Experimental group participating in our STEAM education program.

Group Grade Class hours Affiliation Participation numbers

Middle school 1 3 Science Education Institute for 140

Gifted Youth(SEIGY) in K University

students Class for Gifted Youth in M Middle school 20

2 6 SEIGY 60

in S district office of education

High school students 1,2 3 Ordinary high schools in S district 20

Fig. 6. Sample response to the questionnaire.

o

\ @ /ô Ç s K H ± ú É r Ã ºï r` ¦ Ð% i . 7 £ ¤, 3 r × æ

< Æ § 1 < Æ¸ < ÆÒ q t[ þ t \ > H Â Ò7 á ¤ H õ \ ¦ % 3 % 3 . s

õ \ @ /ô Ç " é ¶ ` ¦ ¹ 1 Ô Ð , ' Í P : y n Cõ 1 l x É r × æ < Æ § 2 < Æ¸ õ < Æ\ " f C Ä º H > h¥ Æ s . " f × æ < Æ § 1 < Æ¸

< ÆÒ q t[ þ t É r y n Cõ 1 l x \ @ /ô Ç s : r& h C â s Â Ò7 á ¤ # 1

l

x _ $ í | 9 ` ¦ · ú Ð H X < r ç ß s 8 ´ ú §s 9 כ ¹ . Ñ ü t P :

H ] j â + « >õ Ã º/ B N l Õ ü t _ s s . $ < Æ¸ { 9 Ã º2 ¤ í ß Ø

¦Ó ü t` ¦ ] j H l Õ ü t É r b # Qt l M :ë H \ 3D { 9 ^ î ß â

`

¦ ë ß × ¼ H X < r ç ß s ´ ú §s èכ ¹ ) a . ì ø Í 6 r Ð ' ô

Ç S % ò F " é ¶ è5 Å q × æ < Æ § 2 < Æ¸ < ÆÒ q t[ þ t _ â Ä º @ /Â Òì r _

Ã

Ð½ ¨ Ö ¸1 l x` ¦ í < Ê # á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ & h 6 x % i . Õ ª õ

" é ¶¼ # F g _ > h¥ Æ ` ¦ s K H Ã ºï r É r Z } > z ¤Ü ¼ 9, 3D î ß â _ ½ ¨ ¸\ ¦ Fig. 6 õ ° ú s f ] X Õ ªa Ë >Ü ¼ Ð Õ ªo

"

f [ O " î ½ + É Ã º e H < ÆÒ q t ¸ M ® o .

3 r Ð ' ô Ç ¦1 p x < Æ § 1, 2 < Æ¸ < ÆÒ q t[ þ t _ â Ä º Ã º ï

% i . Õ ª õ õ < Æõ Ã º < Æ& h " é ¶ o \ @ /ô Ç s K Ã ºï r

É

r Z } ¤Ü ¼ , Õ ª Ð # Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x _ q × æ s × ¦ # Q× ¼ H

õ M ® o . s p · ú ¦ e / 'î r Â Òì r` ¦ Ò q t| Ä Ì #

> h¥ Æ ` ¦ < Æ_ þ v r & " f 3D { 9 ^ î ß â ` ¦ ] j > H כ

É

r Á ºo e H õ \ ¦ % 3 % 3 .

^ & h $ í 2 [ õ H y < Æ¸ Z > Ð 80% & ñ ¸_ < ÆÒ q t [

þ

t É r H # Q 9¹ ¡ § \ O s ? /6 x` ¦ s K ¦ " é ¶¼ # F g 3D î ß â

`

¦ ¢ - a$ í % i Ü ¼ , Qt 20% & ñ ¸_ < ÆÒ q t É r ? /6 x` ¦ s K

H X < # Q 9¹ ¡ §` ¦ Ö ¼, Ü ¼ 9 " é ¶¼ # F g 3D î ß â ` ¦ Û ¼Û ¼ Ð ë

Ã ºï r \ ´ ú > ] jr % i ` ¦ â Ä º < ÆÒ q t[ þ t _ $ í 2 [ Ã ºï r É r

< Æ¸ \ É r % ò ¾ Ó Ð H Ã º\ O r \ É r % ò ¾ Ós 8 ß ¼

H כ ` ¦ · ú Ã º e % 3 .

V. + s Ç Â ] Ø

: r ½ ¨\ " f H & ³F Ò q t Ö ¸ 5 Å q \ " f ~ 1 > ] X ½ + É Ã º e H 3D { 9 ^ % ò © s H < É ª p Ðî r þ j H _ õ < Æl Õ ü t` ¦ èF

¦ Ö 6 x ½ + Ë& h õ & ñ s í < Ê÷ & ¸2 ¤ > hµ 1 Ï % i Ü ¼ 9, s \ ¦

&

% i .

: r ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô Ç 6 r ì r | ¾ Ó_ STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô Ð Õ

ªÏ þ É r " é ¶¼ # F g \ @ /ô Ç D h Ðî r Ã Ð½ ¨ z ´+ « > « Ñ Ð" f u

e ` ¦ ÷ r ë ß m , 1 l x _ l : r& h $ í | 9 \ " fÂ Ò' ¼ # F g x 9

3D_ " é ¶ o \ ¦ : x ½ + Ë& h Ü ¼ Ð s K ½ + É Ã º e ¸2 ¤ ½ ¨$ í ÷ &# Q e

. ¢ ¸ô Ç כ ¹7 £ § × æ1 p x < Æ §\ " f V , o r ' ÷ & ¦ e H ~ ½ Óõ Ê

ê Ã º\ O x 9 : £ ¤ l & h $ í §¹ ¢ ¤ \ Ö ¸6 x ½ + É Ã º e ` ¦ ÷ r ë ß m y

/ å L < Æ §ü < §¹ ¢ ¤' õ A\ " f [ O u x 9 î r% ò ÷ & ¦ e H % ò F < Æ /

å L, % ò F §¹ ¢ ¤" é ¶ \ " f ¸ Ö ¸6 x ½ + É Ã º e . ¢ ¸ô Ç : r ½ ¨\

"

f > hµ 1 Ïô Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ { 9 Â Ò Ã º& ñ ` ¦ # Ã ºï r _ Z } ± ú s

\

¦ ¸& ñ í1 p x < Æ § STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ ¢ ¸ H @ /

< Æ § Ó ü t o z ´+ « > Ã º\ O \ ¸ 6 £ x6 x # Ö ¸6 x ½ + É Ã º e H Ð@ /

\

¦ ° ú Ø ¦ Ã º e ¸2 ¤ ¸§ 4 % i .

l

> r _ z ´+ « > ¸½ ¨\ ¦ D h Ð > hµ 1 Ï l > r _ z ´+ « >` ¦

Ð ¢ - a H Z O ` ¦ ½ ¨ô Ç « Ñ\ ¦ Ð @ /Â Òì r z ´+ « >X <s '

Õ ª _ ½ ¨ Ð 8 & ñ x 9 > 8 £ ¤& ñ ÷ & X <s ' \ ¦

~ 1

(9)

t

¤~ s Ä » H y ½ ¨\ " f 6 x ) a : £ ¤Z > ô Ç ¸½ ¨_ ] j s

~ 1

t · ú § F & ³ l # Q§ > ¦, < ÆÒ q t Ã ºï r \ & h ] X t · ú §

É

Ç H & h ` ¦ ¦ 9 # : r ½ ¨\ " f H Ö ¸6 x$ í \ í& h ` ¦

¿

º ¦ > hµ 1 Ï` ¦ % i ¦ Õ ª 3 l q& h \ Ã º Z 4 > & h 6 x ½ + É Ã º e

\ @ /K " f ¸ ç ß é ß y ì r$ 3 # ¸¹ ¡ § s ÷ & ¸2 ¤ % i .

: r ½ ¨_ õ \ ¦ : x ô Ç ] j É r 6 £ § õ ° ú .

' Í

`

x ½ + É M :\ H \ Ví ß ë H ] j_ K ` ¦ 0 AK Ð ñ 9 2 £ §` ¦ 6 x ô

Ç .

Ñ ü

t P :, : r ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ $ < Æ¸ < Æ_ þ v

\

> & h 6 x ½ + É M :\ H s : r õ Ã ºd ` ¦ ] jü @K H 1 p x _ ]

_ Ã º\ O ` ¦ & h 6 x > ÷ & < Æ_ þ v ô Ç ? /6 x s \ O H é ß í H / B N

Ö ¸1 l x Ü ¼ Ð | Ã Ì½ + É Ä º 9 e .

!

Ó P :, " é ¶¼ # F g s H > h¥ Æ s & ³F §¹ ¢ ¤ õ & ñ ? /\ í < Ê s

l \ H & h ] X t 3 l w H ô Ç> e . " f < Æ §

\

" f ~ ½ Óõ Ê ê Ã º\ O , % ò F Ã º\ O 1 p x \ Ö ¸6 x l 0 AK & h ] X y

á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ + þ AK 6 x K ô Ç .

&

³F STEAM §¹ ¢ ¤ õ ' aº ) a ½ ¨ H ² D G ? /\ " f H r é

ß > s . · ú ¡Ü ¼ Ð_ ² D G µ 1 Ï õ F ª $ í ` ¦ 0 AK " f H õ

¦\ ¦ U ´ Q× ¦ Ã º e H ª ¦ ^ > & h STEAM §¹ ¢ ¤ á

e .

P

c p 8 ý ò k >

s

7 Hë H É r 2010¸ & ñ Â Ò ( §¹ ¢ ¤ õ < Æl Õ ü t Â Ò) F " é ¶ Ü ¼ Ð ô Ç

²

D G ½ ¨F é ß _ t " é ¶ \ O (KRF-2010-0009019)Ü ¼ Ð Ã º'

)

a ½ ¨e .

¼ ×: ] K ¡t Ó Þ Í Ò Þ z »

Ì

ÁV à Ç a + xm 0

: Ä ºo æ ¼ H " é ¶¼ # F g 3D î ß â ` ¦ ¸à Ô· ¡ ¤ LCD( ¼ # F g _

Principle of circularly polarized 3D glasses Subject What is a retarder?

Object Explain the retarder and the circular polarization.

Materials Notebook, polaroid film, OHP film Calcite, Vinyl wrap

School Grade Class Name:

F

g 3D î ß â ` ¦ ] j ½ + É M : s : r& h l ì ø Í` ¦ ë ß [ þ t l 0 Aô Ç 3

l q& h Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e .

D( ×m ¥ o > 0

`

\

° ú .

¼

g _ 1 l x ~ ½ Ó ¾ Ós F g» ¡ ¤ õ { 9 u > ÷ & ¼ # F g ~ ½ Ó ¾ Ó É r

Ä º" é ¶¼ # F g s ÷ & ¦, Ä º" é ¶¼ # F g É r ý a" é ¶¼ # F g s ) a .

ì r _ { 9 © ó ø Í É r ô Ç $ í ì r _ 0 A © ` ¦ 1/4 © (¢ ¸ H π/2) ë ß p u s 1 l x r v H % i ½ + É` ¦ ô Ç . Õ ªa Ë >õ ° ú s ì r _ { 9

^◦

(10)

É

45

^◦

â Ä º, 7 £ ¤ ô Ç ~ ½ Ó ¾ Ó_ $ í ì r s 8 H â Ä º\

H " é ¶¼ # F g s ) a .

1) LCD o · ú ¡\ ¼ # F g 9 2 £ §` ¦ ¿ º ¦ o s # QÑ ü v >

÷

& ¸2 ¤ 9 2 £ § _ y ¸\ ¦ ¸] X ô Ç .

#

Q t 4 ¤Ï ã J] X Ó ü t| 9 ` ¦ ¿ º ¦ y ¸\ ¦ ¸] X K " f y n C _

µ 1 ßl o\ ¦ ' a ¹ 1 ÏK : r .

3) 4 ¤Ï ã J] X Ó ü t| 9 @ / , ¼ # F g 9 2 £ § \ (# Ð ñ

9 2 £ § Ü ¼ Ð õ & ñ 2)\ ¦ ì ø Í4 ¤ K : r .

4) Ð ñ 9 2 £ §` ¦ ¼ # F g 9 2 £ § õ ÷ & ¸2 ¤ · ¡ 6 £ §,

¼

# F g 9 2 £ §` ¦ [ t 9 9 y n C_ µ 1 ßl o\ ¦ ' a ¹ 1 ÏK Ð ¦ l 2

¤ K : r .

2. z ´+ « > õ x 9 & ñ o

1) " f Ð È Òõ » ¡ ¤ s Ã ºf ô Ç LCD o õ ¼ # F g 9 2 £ § s

\

4 ¤Ï ã J] X Ó ü t| 9 ` ¦ ¢ ¸ H È Ò" î ô Ç q u ´ 1 p x` ¦ ¿ º ¦, [ t 9

" f ' a ¹ 1 ÏÙ þ ¡` ¦ M : : x õ ô Ç y n C_ µ 1 ßl o\ ¦ ' a ¹ 1 Ïô Ç Õ ª@ /

Ð l 2 ¤ K Ð .

2) · ú ¡_ õ & ñ o 1)õ ° ú s ÷ & H s Ä » Á º% Á { 9 t Ä

»\ v > Æ Ò8 £ ¤ K Ð ¦ l 2 ¤ K Ð .

3) ¼ # F g 9 2 £ § \ · ¡ # Q e H Ð ñ 9 2 £ §` ¦ ¼ # F g 9 2

£

§ _ È Òõ » ¡ ¤ õ s À Ò H y ¸ 45

^◦

Ð .

4) · ú ¡_ 3)õ ° ú s ' a ¹ 1 Ï÷ & H s Ä »\ @ /K _ Ò q ty ` ¦

Ä »\ v > l 2 ¤ K Ð .

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] J. Tae, J. of Gifted/Talented Edu. 21, 1011 (2011).

[2] H. Kwon and H. Lee, Secondary Education Research 56, 125 (2008).

[3] H. Lee, Understanding and Application of STEM/

STEAM Education (Book’s Hill, Seoul 2012), p. 31.

[4] Y. BAEK et al., J. Learner-Centered Curriculum and Instruction 11, 149 (2011).

[5] Y. Choi et al., J. Korean Technology Edu. 9, 143 (2008).

[6] J. Jo, Y. Choi and S. Kim, Journal of Korean Prac- tical Arts Education 17, 165 (2011).

[7] H. Lee, Ms. Thesis, Konkuk University, 2012.

[8] H. Bae, Ms. Thesis, Korea National University of Education, 2012.

[9] S. Jo, J. of Sci. Edu 13, 13 (1988).

[10] H. Lee and H.-M. Choi, New Physics: Sae Mulli 60, 157 (2010).

[11] J. Kim and H.-M. Choi, Sae Mulli 57, 163 (2008).

[12] M. Kwon and H.-M. Choi, Sae mulli 58, 130 (2008).

[13] J. Jo, Ms. Thesis, Kyungpook National University, 2012.

[14] Ministry of Education, Science and Technology, 2009 Revised National Science Curriculum Guide- book for High School Science (2009-41), (Seoul, MEST, 2010).

[15] K. Kim, Ms. Thesis, Kyungpook National Univer- sity, 2012.

[16] F. L. Pedrotti, Introduction to Optics, 3rd ed. (Ad-

dison Wesley, San Francisco, 2007), p. 333.

Study on the Development and Application of the STEAM Education Program Using the Principle of Circular Polarization

Study on the Development and Application of the STEAM Education Program Using the Principle of Circular Polarization

Kyung-Yung Kim

Maecheon Middle School, Daegu 702-866, Korea

Ho-Meoyng Choi*

Department of Physics Education, Kyungpook National University, Daegu 702-701, Korea (Received 6 December 2012 : revised 1 January 2013 : accepted 4 February 2013)

PACS numbers: 01.40.Fk, 07.60.Fs

Keywords: STEAM Education, Circular Polarization, 3D Pictures, 3D Glasses

Ì

¦

R Å° Ë Ñ Ì ¦ RP õ u §   Í Ó Þ X ¢ STEAM w  Õ × ³ z º§ q   4 ®  o õ m Í X ì Ä  Ó Þ U ê s  m  ì Å 

 »# Ü ]  B

B

  ;×  æ  < Æ §, @ /½ ¨ 702-866

L

| Ú' å  ∗

 â

· ¡ ¤ @ / < Æ § Ó ü t o  §¹ ¢ ¤  / B N, @ /½ ¨ 702-701

(2012¸  12 Z 4 6{ 9  ~ Ã Î6 £ §, 2013¸  1 Z 4 1{ 9  Ã º& ñ  : r ~ Ã Î6 £ §, 2013¸  2 Z 4 4{ 9  > F  S X & ñ )

 :

r   ½ ¨\ " f  H " é ¶¼ # F g " é ¶ o \  ¦ s 6 x ô  Ç 3D î ß  â `  ¦ Å Ò] j Ð STEAM  §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ `  ¦ > hµ 1 Ï % i  ¦, ×  æ



¦1 p x  < ÆÒ q t[ þ t \ >  & h 6 x   H ~ ½ Óî ß \  @ /K   7 H _  % i  . ¼ # F g  & ³ © _  @ /³ ð& h   6 £ x6 x \ V  3D { 9 ^  % ò  ©  õ

 3D î ß  â  É r  < ÆÒ q t[ þ t \ >  B Ä º ¸ ú  · ú  94 R e  Ü ¼  @ /Â Òì  r _   < ÆÒ q t[ þ t É r s [ þ t _  õ  < Æ& h " é ¶ o \  @ /K " f

 

H ¸ ú  s K   ¦ e  t  3 l w  .   " f, s  ¼ # F g  & ³ © \  @ /ô  Ç  < ÆÒ q t[ þ t _  õ  < Æ& h s K \  ¦ [  v l  0 Aô  Ç < É ª p \  v



¦ ^ > & h    Ã Ð½ ¨ z ´+ « >  « Ñ_  > hµ 1 Ïs   9 כ ¹  . Ä ºo  > hµ 1 Ïô  Ç STEAM  §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ  É r 8 ú x 6 r 



Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e  Ü ¼ 9,  & ³ ©  §¹ ¢ ¤  ©  S ! `  ¦  ¦ 9 #  Ã ºï  rZ >  Ð & h 6 x   H X <  9 כ ¹ô  Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ  B ¾ »\ O  ¸ ë ß  [

þ

t # Q ] jr  % i  .

PACS numbers: 01.40.Fk, 07.60.Fs

Keywords: STEAM  §¹ ¢ ¤, " é ¶¼ # F g , 3D { 9 ^  % ò  © , 3D î ß  â

E-mail: [email protected] 133

I. " e Â ] Ø

p

A _  õ  < Æl Õ ü t   r t   H : £ ¤f ç   õ  < Æ·l Õ ü t·/ B N



< Æ % ò % i _  / å L    H + À :  \  @ /q  #   & ³F  Ä ºo  

\ " f  H Ö 6 x ½ + Ë  F  §¹ ¢ ¤ (STEAM, Science-Technology- Engineering-Arts-Mathematics)`  ¦  ¸{ 9  #  & h   S X  @ / K

  ¦ e   . STEAM  §¹ ¢ ¤ É r p A    r\   9 כ ¹ô  Ç



 F  ª $ í õ  5 Å q o ÷ &  H õ  < Æ l Õ ü t _  µ 1 Ï² ú \  @ /q  # 



< Æ §  §¹ ¢ ¤ _    o\  ¦ Æ Ò½ ¨   " f p ² D G õ  < ÆF é ß  (NSF, National Science Foundation) \ " f STEMs    H 6 x # Q\  ¦

%

6 £ §  ¸{ 9  % i  ¦, ² D G   â Ô q t§ 4 _  î×  ¦ l  [ j íï (STEM Cell)   H _ p \  ¦  í < Ê #  1 p x  ©  % i  . s Ê ê  Ã Ð  ) a + À : 

`

 ¦ Ô  ¦  Q{ 9 Ü ¼v l  0 Aô  Ç 3 l q& h Ü ¼ Ð õ  < Æ& h < Ê É r / B N  < Æ& h  



¦\  \ VÕ ü t& h   ¦\  ¦ Ö 6 x ½ + Ë # , STEM  §¹ ¢ ¤ \ " f Arts % ò

% i

`  ¦ :  x ½ + Ëô  Ç STEAM §¹ ¢ ¤ s  1 p x  ©  % i   [1].

STEAM  §¹ ¢ ¤ É r  < ÆÒ q t[ þ t _   ½ Ó_ & h ë  H ] jK   § 4 , q ó ø Í& h



 ¦§ 4 , _   è:  x 0 p x§ 4 , @ /   ' a >  0 p x§ 4 õ  a  ?1 l x,    Ð> h µ

1 Ï 0 p x§ 4 1 p x _  Ù þ d  % i | ¾ Ó 7 £ x  \  ´ òõ & h e  `  ¦  Ð# Å Ò ¦ e  

 [2].  & ³F  Ä ºo   _   §¹ ¢ ¤ õ & ñ ? /\ " f STEAM  §

¹

¢

¤`  ¦ & h 6 x   H X < ´ ú § É r r / B N ç ß & h ] j  õ  ô  Ç>  e  6 £ § \ 



¸ Ô  ¦ ½ ¨  ¦ p A _    F   ª $ í `  ¦ 0 A #  STEAM  §¹ ¢ ¤ _

 % i ½ + É x 9 ×  æ כ ¹$ í  É r & h & h   8 & t  ¦ e    [3].   " f r 

@

/_    o\  µ 1 Ï´ ú 2 X STEAM  §¹ ¢ ¤ \  @ /ô  Ç   ½ ¨ü <  & ³ © 

\

" f_  & h 6 x \  @ /ô  Ç   ½ ¨  Ö ¸ µ 1 Ïy    '   ×  æ s   [4–8].

s

ü < ° ú s  STEAM  §¹ ¢ ¤`  ¦ 3 l q& h Ü ¼ Ð > hµ 1 Ï÷ &# Qe    H á Ô Ð Õ

ªÏ þ [ þ t É r @ /Â Òì  r  _  Å Ò] j\  ¦ STEAM % ò % i Ü ¼ Ð ¾ º

#

Q #  Q r \  ¦ :  x K   ª ô  Ç 8 £ ¤  \ " f ] X   H #  · ú   Ð



¸2  ¤ > hµ 1 Ï÷ &# Q e   .

:

£

¤ y  STEAM_  % ò % i ×  æ õ  < Æ É r STEAM  §¹ ¢ ¤`  ¦ & h 6 x ô

 Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ `  ¦  ª  >  > hµ 1 Ï½ + É Ã º e    H % ò % i s  . s  Q ô

R Å° Ë Ñ Ì ¦ RP õ u § Í Ó Þ X ¢ STEAM w Õ × ³ z º§ q 4 ® o õ m Í X ì Ä Ó Þ U ê s m ì Å

»# Ü ] B

;× æ < Æ §, @ /½ ¨ 702-866

| Ú' å ^∗

â

· ¡ ¤ @ / < Æ § Ó ü t o §¹ ¢ ¤ / B N, @ /½ ¨ 702-701

(2012¸ 12 Z 4 6{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 1 Z 4 1{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 2 Z 4 4{ 9 > F S X & ñ )

:

r ½ ¨\ " f H " é ¶¼ # F g " é ¶ o \ ¦ s 6 x ô Ç 3D î ß â ` ¦ Å Ò] j Ð STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ > hµ 1 Ï % i ¦, × æ

¦1 p x < ÆÒ q t[ þ t \ > & h 6 x H ~ ½ Óî ß \ @ /K 7 H _ % i . ¼ # F g & ³ © _ @ /³ ð& h 6 £ x6 x \ V 3D { 9 ^ % ò © õ

3D î ß â É r < ÆÒ q t[ þ t \ > B Ä º ¸ ú · ú 94 R e Ü ¼ @ /Â Òì r _ < ÆÒ q t[ þ t É r s [ þ t _ õ < Æ& h " é ¶ o \ @ /K " f

H ¸ ú s K ¦ e t 3 l w . " f, s ¼ # F g & ³ © \ @ /ô Ç < ÆÒ q t[ þ t _ õ < Æ& h s K \ ¦ [ v l 0 Aô Ç < É ª p \ v

¦ ^ > & h Ã Ð½ ¨ z ´+ « > « Ñ_ > hµ 1 Ïs 9 כ ¹ . Ä ºo > hµ 1 Ïô Ç STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ É r 8 ú x 6 r

Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e Ü ¼ 9, & ³ © §¹ ¢ ¤ © S ! ` ¦ ¦ 9 # Ã ºï rZ > Ð & h 6 x H X < 9 כ ¹ô Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ B ¾ »\ O ¸ ë ß [

t # Q ] jr % i .

Keywords: STEAM §¹ ¢ ¤, " é ¶¼ # F g , 3D { 9 ^ % ò © , 3D î ß â

A _ õ < Æl Õ ü t r t H : £ ¤f ç õ < Æ·l Õ ü t·/ B N

< Æ % ò % i _ / å L H + À : \ @ /q # & ³F Ä ºo

\ " f H Ö 6 x ½ + Ë F §¹ ¢ ¤ (STEAM, Science-Technology- Engineering-Arts-Mathematics)` ¦ ¸{ 9 # & h S X @ / K

¦ e . STEAM §¹ ¢ ¤ É r p A r\ 9 כ ¹ô Ç

F ª $ í õ 5 Å q o ÷ & H õ < Æ l Õ ü t _ µ 1 Ï² ú \ @ /q #

< Æ § §¹ ¢ ¤ _ o\ ¦ Æ Ò½ ¨ " f p ² D G õ < ÆF é ß (NSF, National Science Foundation) \ " f STEMs H 6 x # Q\ ¦

6 £ § ¸{ 9 % i ¦, ² D G â Ô q t§ 4 _ î× ¦ l [ j íï (STEM Cell) H _ p \ ¦ í < Ê # 1 p x © % i . s Ê ê Ã Ð ) a + À :

¦ Ô ¦ Q{ 9 Ü ¼v l 0 Aô Ç 3 l q& h Ü ¼ Ð õ < Æ& h < Ê É r / B N < Æ& h

¦\ \ VÕ ü t& h ¦\ ¦ Ö 6 x ½ + Ë # , STEM §¹ ¢ ¤ \ " f Arts % ò

` ¦ : x ½ + Ëô Ç STEAM §¹ ¢ ¤ s 1 p x © % i [1].

STEAM §¹ ¢ ¤ É r < ÆÒ q t[ þ t _ ½ Ó_ & h ë H ] jK § 4 , q ó ø Í& h

¦§ 4 , _ è: x 0 p x§ 4 , @ / ' a > 0 p x§ 4 õ a ?1 l x, Ð> h µ

1 Ï 0 p x§ 4 1 p x _ Ù þ d % i | ¾ Ó 7 £ x \ ´ òõ & h e ` ¦ Ð# Å Ò ¦ e

[2]. & ³F Ä ºo _ §¹ ¢ ¤ õ & ñ ? /\ " f STEAM §

¤` ¦ & h 6 x H X < ´ ú § É r r / B N ç ß & h ] j õ ô Ç> e 6 £ § \

¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ p A _ F ª $ í ` ¦ 0 A # STEAM §¹ ¢ ¤ _

% i ½ + É x 9 × æ כ ¹$ í É r & h & h 8 & t ¦ e [3]. " f r

/_ o\ µ 1 Ï´ ú 2 X STEAM §¹ ¢ ¤ \ @ /ô Ç ½ ¨ü < & ³ ©

" f_ & h 6 x \ @ /ô Ç ½ ¨ Ö ¸ µ 1 Ïy ' × æ s [4–8].

ü < ° ú s STEAM §¹ ¢ ¤` ¦ 3 l q& h Ü ¼ Ð > hµ 1 Ï÷ &# Qe H á Ô Ð Õ

ªÏ þ [ þ t É r @ /Â Òì r _ Å Ò] j\ ¦ STEAM % ò % i Ü ¼ Ð ¾ º

Q # Q r \ ¦ : x K ª ô Ç 8 £ ¤ \ " f ] X H # · ú Ð

¸2 ¤ > hµ 1 Ï÷ &# Q e .

¤ y STEAM_ % ò % i × æ õ < Æ É r STEAM §¹ ¢ ¤` ¦ & h 6 x ô

Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ ª > > hµ 1 Ï½ + É Ã º e H % ò % i s . s Q ô

Ç õ < Æ_ < Æë H& h l : r É r Ã Ð½ ¨s 9, õ < Æ\ " f_ z ´+ « > Ö ¸ 1

x É r õ < Æs É r < Æë H ì r ü < Z > $ í ` ¦ t H B Ä º × æ כ

¹ô Ç כ ¹ ès . õ < Æ §¹ ¢ ¤ \ e # Q" f ¸ Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x x 9 z ´+ « >

É

r < Æ_ þ v ô Ç s : r õ Ò q t Ö ¸ 5 Å q & ³ © ` ¦ t # QÅ Ò H ¦o _

i ½ + É Ð" f × æ כ ¹ô Ç §¹ ¢ ¤& h _ _ \ ¦ t l M :ë H \ ´ ú § É r õ

< Æ [ þ t s z ´+ « > × æd _ Ã º\ O ` ¦ Å Ò © % i [9]. z ´+ « >z ´\

f Ã Ð½ ¨ õ & ñ ` ¦ : x K f ] X ' a ¹ 1 Ï # _ þ v1 p q ô Ç כ õ §z ´ ? /

" f é ß í H Å Ò{ 9 d §¹ ¢ ¤ Ü ¼ Ð _ þ v1 p q ) a כ ` ¦ q § < Æ_ þ v

< Æ_ þ v ? /6 x` ¦ s K ô Ç Ã ºï r õ l % 3 _ t 5 Å q$ í É r s

è ß . 7 £ ¤, õ < Æs H < Æë H _ : £ ¤$ í © Ã Ð½ ¨ Ö ¸1 l x s C ]

j ) a y © _ d s : r < Æ_ þ v ë ß Ü ¼ Ð H < ÆÒ q t[ þ t s < Æ_ þ v ? /6 x` ¦ s

K ¦ ? / o H X < ô Ç> > r F ô Ç . " f õ < Æ

¦ C Ä º H < Æ_ þ v \ > ] j/ B N ÷ & H Ã Ð½ ¨ z ´+ « >s ´ ú §s > hµ 1 Ï

c Ã º2 ¤ < ÆÒ q t[ þ t s õ < Æ\ @ /K s K H & ñ ¸ü < õ < Æ §

¤ _ 0 p xÒ ¦ É r 7 £ x ) a . & ³F t í1 p x < Æ §\ ¦ q 2 © #

æ · ¦1 p x < Æ §, Õ ªo ¦ @ / < Æ §_ õ < ÆÃ º\ O \ 6 x ÷ & ¦ e

H Ã Ð½ ¨ z ´+ « > É r ª ¦ ^ > & h Ü ¼ Ð > hµ 1 Ïs ÷ &# Q M ® o .

¸ô Ç l > r _ z ´+ « >` ¦ > h ô Ç ½ ¨ü < D h Ðî r z ´+ « > ~ ½ ÓZ O ¢ ¸

H © u \ ¦ > hµ 1 Ïô Ç ½ ¨ ¸ Ë ¨ï r y µ 1 Ï³ ð÷ & ¦ e [10–13].

\ : r ½ ¨\ " f H F g < Æ % ò % i ? / ¼ # F g` ¦ Å Ò] j Ð D h Ðî r STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ ¦î ß % i ¦ Õ ª & h 6 x ~ ½ Óî ß \ @ / K

] jr % i .

F K t _ × æ1 p x §¹ ¢ ¤ õ & ñ \ " f F g < Æ % ò % i _ ¼ # F g > h

É r ¨ î F g \ ² D G ô Ç÷ &# Q { 9 Â Ò ] jr ÷ &# Q M ® o . 7 £ ¤, 2009¸

h& ñ §¹ ¢ ¤ õ & ñ \ " f Ó ü t o I É r î& ñ Ð: x õ èF ï é ß " é ¶

/ în Û ¼e ¦ Y Us ï ? /6 x õ כ ¹ è\ " f LCD_ ½ ¨ ¸ü < " é ¶ o \ ¦ [ O

" î H ? /6 x × æ \ ¼ # F g` ¦ ç ß é ß y è> h ¦ e Ü ¼ 9, Ó

t o II\ " f H î 1 l x õ y n Cï é ß " é ¶ \ " f ¼ # F g \ @ /K ] jr

¦ e [14]. ì ø Í \ " é ¶¼ # F g É r × æ1 p x §¹ ¢ ¤ õ & ñ \ í < Ê

&# Q e t H · ú §t ë ß & ³@ / õ < Æ l Õ ü t _ # Q ì r \ " f Ö ¸ 6

x ÷ & ¦ e Ü ¼ 9, Õ ª @ /³ ð& h \ V % ò o ' a, TV 1 p x \ " f ^ ¦ Ã

º e H 3D { 9 ^ % ò © s .

: r ½ ¨\ " f H " é ¶¼ # F g & ³ © õ ' aº ) a 3D î ß â x 9 { 9

% ò © ` ¦ èF Ð STEAM §¹ ¢ ¤ á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ > hµ 1 Ï % i .

ªo ¦ > hµ 1 Ïô Ç á Ô ÐÕ ªÏ þ ` ¦ STEAM §¹ ¢ ¤ « Ñ Ð & h 6 x ½ + É Ã

º e ¸2 ¤ ? /6 x כ ¹ è 5 Å q \ STEAM כ ¹ è\ ¦ & h ] X y ¨ î

+ É Ã º e ¸2 ¤ ½ ¨$ í % i . 1 l x õ ¼ # F g \ @ /K < Æ_ þ v H õ

& ñ ` ¦ : x K õ < Æ (S)õ Ã º < Æ (M)& h כ ¹ è\ ¦, ½ Ó_ & h [ O >

¦ : x ô Ç 3Dî ß â ` ¦ ] j H Ö ¸1 l x` ¦ : x K l Õ ü t (T) õ / B N