Journal of Korean Elementary Science Education (한국초등과학교육학회지:초등과학교육)

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Effect of Elementary STEAM Program Emphasizing Engineering Design Process

공학적 설계 과정을 강조한 초등용 STEAM 프로그램의 효과

  • 임희준 (경인교육대학교 과학교육과) ;
  • 허진석 (축석초등학교 ) ;
  • 유지연 (경인교육대학교 과학교육과 )
  • Received : 2023.10.16
  • Accepted : 2023.11.20
  • Published : 2023.11.30
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Abstract

In this study, a STEAM program emphasizing the engineering design process was developed and applied to investigate its effects on the creative engineering problem-solving proficiency and self-directed learning ability of elementary school students. In addition, the study compared and analyzed differences according to gender. The program was conducted across five sessions targeting 141 students in the fourth grade in an elementary school in the Gyeongin area. The study measured the creative engineering problem-solving disposition and self-directed learning ability of the students before and after the STEAM program. It also administered satisfaction and perception tests. The result confirmed that the STEAM program that emphasizes the engineering design process is effective in improving the creative engineering problem-solving propensity and self-directed learning ability of elementary school students, particularly female ones. Analyzing differences in changes based on gender, the study pinpointed significant improvements among female students in all factors except for the subfactor communication and collaboration within tendencies toward creative engineering problem-solving. For male students, the study observed significant effects in the factors engineering design and communication and collaboration. Lastly, the study discussed the educational implications of the findings.

본 연구에서는 공학적 설계 과정을 강조한 STEAM 프로그램을 개발·적용하여 초등학생들의 창의적 공학문제해결 성향 및 자기주도적 학습 능력에 미치는 영향을 조사하고 성별에 따른 차이를 비교·분석하였다. 경인지역 초등학교 4학년 학생 141명을 대상으로, 개발된 프로그램을 5차시에 걸쳐 진행하고 창의적 공학문제해결 성향과 자기주도적 학습 능력에 대한 사전·사후 검사를 실시하였으며 프로그램에 대한 만족도 및 인식 검사도 진행하였다. 연구 결과, 공학적 설계 과정을 강조한 STEAM 프로그램은 초등학생들의 창의적 공학문제해결 성향 및 자기주도적 학습 능력 향상에 효과적이었으며, 특히 여학생에게 효과적인 것으로 나타났다. 성별에 따른 변화의 차이 분석 결과, 창의적 공학문제해결 성향의 하위요인인 '소통 및 협업능력'을 제외한 모든 요인에서 여학생들의 유의미한 향상이 나타났다. 남학생의 경우, '공학설계', '소통 및 협업능력' 요인에 대해 유의미한 효과가 있었다. 프로그램에 대한 학생 만족도와 인식을 분석하고 이에 대한 교육적 함의를 논의하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2022년도 교육부 재원으로 한국과학창의재단의 지원을 받아 수행한 연구(D22100014)의 자료를 활용하였음.

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