Engineering Design: A Facilitator for Science, Technology, Engineering, and Mathematics [STEM] Education

공학적 디자인: 과학, 기술, 공학, 수학교육의 촉진자

This study aims to investigate the key common topics identified and discussed in relevant literature associated with the integrative efforts among STEM disciplines. The key methodology and pedagogy were examined and the significant benefits of using the design method for STEM education were discussed. Meta-analysis was employed and qualitative approach was mainly used to synthesize the major findings and conclusions of the 33 empirical studies. The findings of this meta-analysis revealed that the types and names describing the design methods used the various terms, but the key features have reflected the similar pedagogical benefits and key characteristics. The engineering design is an effective strategic methodology and pedagogy for STEM education. In addition, the design methods show the key benefits including (1) to improve academic achievement, (2) to promote students' affective gains, (3) to facilitate collaborative learning, and (4) to explore STEM related careers and jobs. The collaborative works among STEM professions are needed to promote the benefits of using design methods for integrating STEM subjects.

이 연구의 목적은 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 교육의 다양한 통합적인 노력 중에서 기술과 과학 교육 분야 전문가들이 수행한 디자인 관련 연구들을 고찰하는데 있다. 33개의 통합교육관련 논문들을 선별하여 메타연구와 질적인 내용 분석을 통하여 분석하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 디자인은 다양한 용어로 사용되고 있으며 다양한 접근방법을 통해 과학과 기술교육분야에 이용되고 있다. 공학적 디자인을 이용한 과학 개념의 학습은 최근 중요하게 다루어지고 있는 주제이며, 인지적, 정의적인 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 아울러, 공학적 디자인은 기술교육에 있어 최근 주요 연구 방향으로 제시되고 있으며, 기술교육과 공학교육을 연결할 수 있는 방법을 제공하고 있다. 공학적 디자인을 이용한 교육방법은 학생들의 학습향상과 동기유발에 도움이 되고, 협동학습과 진로교육에 긍정적인 효과를 보여주는 것으로 나타났다. 통합교육에 관한 인식의 부족으로 공학적 디자인을 이용한 과학, 기술, 공학, 수학교육의 효과를 검증하는 연구가 부족한 실정이다.