Journal of Korean Elementary Science Education (한국초등과학교육학회지:초등과학교육)

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Development and application of TPACK based STEAM program - Focused on the excretory organs in the 'structure and function of our body' unit -

TPACK 기반 융합프로그램 개발 및 적용 - '우리 몸의 구조와 기능' 단원 중 배설 기관을 중심으로 -

  • Received : 2021.09.28
  • Accepted : 2021.10.25
  • Published : 2021.11.30
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Abstract

In this study, a TPACK-based STEAM program was developed and applied under the theme of excretory organs in the 'Structure and Function of Our Body' of the elementary science curriculum. The program was produced and conducted through curriculum analysis and learning goal detailing, learning environment analysis, teaching·learning method and technology selection, TPACK elements arrangement and teaching·learning material development, application and effectiveness verification. Teacher's TPACK considered in STEAM program design process is content knowledge (appearance and work of excretory organs), pedagogical knowledge (STEAM, problem-based learning, research learning, discussion learning, cooperative learning, scientific writing) and technology knowledge (3D printer and smart device application technology). The program consisted of a total of 8 hours of project learning activities and was applied to 29 students in the fifth grade as an experimental group. A program of the same theme developed mainly from textbooks was applied to 27 students in the fifth grade of a comparison group. As a result of the application of the program, the experimental group showed significant improvement in creative problem-solving ability and scientific attitude compared to the comparison group, and the class satisfaction with the STEAM program was also high. However, there was no significant difference in academic achievement ability.

본 연구에서는 초등과학 교육과정의 '우리 몸의 구조와 기능' 단원에서 배설 기관을 주제로 TPACK 기반의 STEAM 프로그램을 개발하여 적용하였다. 프로그램 개발 및 적용은 교육과정 분석 및 학습 목표 세부화, 물리적·심리적 학습 환경 분석, 교수·학습 방법 및 테크놀로지 선정, 수업에 활용할 교사의 TPACK 요인 정리 및 교수·학습자료 개발, 프로그램 적용 및 효과성 검증의 과정으로 진행하였다. STEAM 프로그램 설계 과정에서 고려한 교사의 TPACK은 내용학 지식(배설 기관의 생김새와 하는 일), 교육학 지식(STEAM, 문제 기반 학습, 조사학습, 토의학습, 협동 학습, 과학 글쓰기), 테크놀로지 지식(3D 프린터 및 스마트 기기 활용 기술)과 지식 간의 융합적인 요인이었다. 프로그램은 총 8시간으로 구성되었으며 실험 집단으로 선정된 5학년 학생 29명을 대상으로 적용하였다. 비교 집단의 5학년 27명에게는 교과서 중심으로 개발된 같은 주제의 프로그램을 적용하였다. 프로그램을 적용한 결과 실험 집단은 비교 집단에 비하여 창의적 문제해결력과 과학적 태도에서 유의미한 향상을 보였고 STEAM 프로그램에 대한 만족도도 높게 나타났다. 그러나 두 집단 간의 학업성취도는 유의미한 차이가 없었다. 학생들은 스스로 조사하고 탐구하며 알게 된 지식을 활용하여 문제를 해결하는 과정, 친구들과의 토의 및 협동 학습 과정을 통해 창의적 문제해결력이 향상되었던 것으로 보이며 새로운 기술의 활용, 학생 중심의 활동 과정 및 실생활과 관련된 문제를 해결하는 과정에서 과학적 태도와 만족도가 높아진 것으로 판단된다.

Keywords

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