Effects of STEAM-based Mathematics Instruction on Elementary School Students' STEAM Attitudes

STEAM 기반 수학 수업이 초등학생의 융합적 태도에 미치는 효과

  • Received : 2017.10.16
  • Accepted : 2017.11.20
  • Published : 2017.12.30

Abstract

The purpose of this study is to investigate the educational significance of STEAM in school mathematics education by developing a STEAM program that learns mathematical and scientific principles based on patterns and analyzing the effects of developed program. For this purpose, we conducted an experimental class based on the STEAM program developed. STEAM attitude and satisfaction were tested for 120 elementary school students. The results of this study are as follows. First, in terms of STEAM attitude, STEAM-based experimental instruction did not differ significantly in the second grade students. However, there were positive effects in the other five grades. Second, in terms of satisfaction, the proportion of students who were 'generally' was 89%. the proportion of students who were 'not generally' was 3%. Study subject students were found to be generally satisfied with the STEAM-based instruction.

본 연구는 디자인의 규칙(pattern)을 기반으로 수학 과학적 원리를 학습하는 STEAM 프로그램을 개발하고, 개발한 프로그램의 효과를 분석함으로써 학교수학 교육에서 STEAM의 교육적 의의를 알아보는 것이다. 이를 위하여 초등학생 120명을 연구 대상으로 하여 STEAM 프로그램 기반 실험 수업을 실시하였으며, 사전 사후 STEAM 태도 검사와 만족도 검사를 수행하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 융합적 태도의 측면에서 STEAM 프로그램 기반 실험 수업은 2학년 학생들에게 유의미한 차이가 없었지만, 다른 다섯 개 학년에서는 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 만족도의 측면에서 연구대상 학생들은 '대체로 그렇다' 이상의 비율이 89%이었고, '대체로 그렇지 않다' 이하의 비율은 3%내외로 STEAM 프로그램을 기반으로 한 수업에 대해서 대체로 만족해하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통해, 학교수학에서 STEAM 교육이 활성화되기 위해서는 교실 수업에서 다양한 형태로 활용 가능한 STEAM 프로그램들이 양적으로 더 많이 개발되어야 하지만, 이와 함께 개발된 STEAM 프로그램의 타당성을 측정할 수 있는 평가 틀의 체계적 구안과 수학 기반 STEAM교육에 대한 심도 있는 이론적 연구가 같이 요구됨을 제언하는 바이다.

Keywords

References

  1. 교육과학기술부(2009). 2009 개정 수학과 교육과정. 서울: 교육과학기술부.
  2. 교육부(2015). 2015 개정 수학과 교육과정. 서울: 교육과학기술부.
  3. 기연진, 이종학, 김원경(2014). GeoGebra 자료를 활용한 융합교육에서 M-STEAM 수업의 효과에 대한 연구 - 일반계 고등학생을 대상으로 -. 현장과학교육, 8(1), pp.1-19.
  4. 김성원(2012). 융합인재교육(STEAM) 학습 평가 모형 개발, 2012년도 융합인재교육(STEAM) 학술대회 발표집 (pp. 47-63). 서울: 한국과학창의재단, 교육과학기술부.
  5. 김수환, 한선관(2012). Computational Thinking 향상을 위한 디자인기반 학습. 정보교육학회논문지, 16(3). pp. 319-326.
  6. 김우진(2012). 초등 수학영재의 창의성 신장을 위한 STEAM 프로그램 개발 및 적용 : 4D-Frame 교구활동을 중심으로. 한국교원대학교대학원 석사학위논문.
  7. 김준송(2013). 융합인재교육(STEAM)과정을 적용한 수학수업이 영재학생의 학습만족도와 학업성취도에 미치는 영향. 고려대학교대학원 석사학위논문.
  8. 김진수(2012). STEAM 교육론. 양서원.
  9. 김현정(2014). 융합인재교육 활성화를 위한 상호보완적 디자인교육방안 연구. 경희대학교 대학원 박사학위논문.
  10. 노상우.안동순(2012).초등학교 융합인재교육(STEAM)의 발전 방향 모색. 교육종합연구, 10(3), pp. 75-96.
  11. 백윤수, 박현주, 김영민, 노석구, 박종윤, 이주연, 정진수, 최유현, 한혜숙(2011). 우리나라 STEAM 교육의 방향. 학습자중심교과교육연구, 11(4), pp. 149-171.
  12. 백윤수, 김영민, 노석구, 박현주, 이주연, 정진수, 최유현, 한혜숙, 최종현(2012). 융합인재교육(STEAM) 실행방향 정립을 위한 기초연구. 한국과학창의재단.
  13. 서동엽(2014). 수학교육학적 관점에서 바라본 STEAM 교육. 수학교육학연구. 24(3), pp. 429-442.
  14. 이소현, 정현일(2012). 미술 중심의 STEAM 교육 프로그램 사례 연구. 한국미술교육학회지, 26(3), pp. 83-117.
  15. 이종학, 류성림, 윤마병, 김학성(2017). 디자인을 활용한 초중등 융합교육 프로그램 개발. 한국융합학회논문집, 8(10), pp. 173-184.
  16. 이희경(2013). 블랜디드 학습기반 융합인재교육(STEAM)을 적용한 수학 수업에서 고등학생들의 수학태도 및 상황적 지식에 대한 효과분석. 한국교원대학교대학원 석사학위논문.
  17. 이혜숙, 민주영, 한혜숙(2013). STEM 기반 수학 교수-학습 프로그램의 효과에 관한 연구. 한국학교수학회논문집, 16(2), pp. 337-362.
  18. 전미숙, 박문환(2015). 수학 기반 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 및 적용 -초등학교 1학년을 대상으로. 초등수학교육, 18(2), pp. 91-106.
  19. 정윤희, 김성준(2013). 융합인재교육을 적용한 초등수학 수업자료 개발 연구. 한국학교수학회논문집, 16(4), pp. 745-770.
  20. 조향숙(2012). 융합인재교육(STEAM)의 정책.연구.실천, 2012년도 융합인재교육(STEAM) 학술대회 발표집. 서울: 한국과학창의재단, 교육과학기술부.
  21. 조현정, 류희수(2014). 수학 기반 STEAM 교육 관점에서 학생들의 교과 융합 역량 분석 : 초등학교 6학년 학생들을 대상으로. 과학교육연구, 45(2). pp. 49-75.
  22. 한국과학창의재단(2012). 손에 잡히는 STEAM 교육: 초등 6학년. 한국과학창의재단.
  23. 한국과학창의재단(2017). 2017 융합인재교육(STEAM) 태도 및 만족도 검사지. 한국과학창의재단
  24. 최유현, 이은상, 김동하(2013). 중학생을 위한 STEAM 교육 프로그램의 개발- 로봇, 신소재, 우주탐사를 중심으로-. 한국기술교육학회지, 13(1), pp. 152-177.
  25. 최정훈(2011). 미래과학교육의 혁신: 융합을 기반으로 하는 STEAM교육. 위즈덤교육포럼.
  26. 한혜숙, 이화정(2012). STEAM 교육을 실행한 교사들의 STEAM 교육에 관한 인식 및 요구조사. 학습자중심교과교육, 12(3), pp. 573-603.
  27. 홍민아, 황북기, 최정훈(2012). 물의 오염도 측정에 대한 STEAM 교육 교재개발. 한국환경과학회지, 21(8), pp. 909-929.
  28. Yakman, G.(2010). STEAM: A Framework for Teaching Across the Disciplines. http://www.steamedu.com/index.html.
  29. Friedman, T., L.(2000). The Lexus and the Olive Tree. Anchor Books.
  30. Soman, K. P., Krishnan, P., & Sowmya, V.(2014). Enhancing Computational Thinking with Spreadsheet and Fractal Geometry: Part 1. IJCA, 55(14), 1-8.
  31. Victor, P.(1983), Design for Human Scale, VanNostrand Reinhold. 현용순, 이은재 역(1983), 인간을 위한 디자인, 미진사.
  32. http://www.korean.go.kr/front/search/searchList.do