STEM 융합교육의 중요한 목적은 서로 다른 학문이 가지는 탐구의 방법을 이해함으로써 융합적 문제해결력을 기르는 것이다. 이를 위해 우선적으로 각 학문에서 중요하게 다루어지는 문제해결과정을 이해해야 한다. 본 연구는 과학(S), 공학(E), 수학(M) 각각의 분야에서 어떻게 문제해결과정을 정의하고 있는지 비교분석하고, 이를 근거로 SEM 문제해결과 CT 문제해결의 관련성을 파악하고자 하였다. 이를 위해 먼저 SEM 각 학문의 문제해결과정을 비교 분석하여 그 공통점과 차이점을 기술하였다. 다음으로 CT를 도구적 측면과 사고적 측면으로 구분하고 문제해결과정으로서 CT가 SEM 각각의 학문에서 문제해결과 어떤 차이가 있는지 기술하였다. 마지막으로, SEM 문제해결 프로세스와 CT와의 관계를 모형으로 제시하였다. 본 연구는 문제해결과정으로써 CT와 SEM이 융합할 수 있는 방향을 제시한다는 점에서 그 의미가 있다.
본 연구의 목적은 융합적 문제해결력을 검사할 수 있는 도구를 개발하는 것이다. 이를 위해 먼저 선행연구에서 다양하게 정의된 융합적 문제해결력의 영역들을 융합적 성향, 융합적 사고, 융합적 소양 영역 측면으로 정의하였다. 37개의 예비문항은 문제해결과 융합적 사고, 창의적 사고, 개인적 성향과 사회적 성향, 그리고 융합적 소양을 포함한 각 영역에 대한 선행연구에 근거하여 정의된 하위 영역에 근거하여 개발되었다. 탐색적 요인분석을 통해 30개의 예비 문항이 확정 되었다. 확인적 요인 분석 결과는 확정된 5개 요인 모델이 문항수준에서 적합한 요인구조를 가지고 있다는 것을 보여준다. 측정된 모든 문항과 요인에 대한 신뢰도 검정 결과 검사도구 전체의 Cronbach's α값은 .963으로 매우 양호한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 융합적 문제해결 검사 도구는 통계적으로 신뢰롭다고 할 수 있다.
사회과학 분야에서 빅데이터 연구는 기존의 사회과학 연구방법을 보완하는 역할을 하고 있다. 사회과학자들이 선호하는 서베이 및 실험 방법이 주로 회상 기억에 의존하여 다소 부정확하다면 빅데이터는 실시간 기록이라 보다 정확하다. 기존의 사회과학 연구가 시간과 비용 등의 이유로 연구대상을 전수 조사하기보다 표집에 의한 표본 조사를 주로 하는 것과 달리 빅데이터 연구는 전수에 가까운 데이터를 분석한다. 그렇지만 시간의 흐름에 따라 사회 분위기가 변할 수 있고, 연구대상도 동일하지 않아 연구의 반복 및 재현은 둘 다 쉽지 않다. 무엇보다 기존의 사회과학 연구가 '이론-방법-데이터'의 삼각구조가 튼튼한 데 반해 빅데이터를 활용한 분석은 이론의 빈약함을 보이고 있어 심각한 문제다. 과학적 설명논리로서의 이론이 없으면 연구결과를 얻고서도 제대로 해석하지 못하거나 온전히 활용 할 수 없기 때문이다. 그러므로 빅데이터 연구가 진정한 방법론적 혁신이 되기 위해서는 새로운 이론(블랙박스)을 창출하기 위한 연구자들의 노력과 함께 빅 씽킹(big thinking)이 필요함을 제안했다.
본 연구에서는 간호 대학생이 가상현실을 적용하여 여성건강간호학 실습 교육과정을 적용한 후 메타인지와 비판적 사고에 미치는 교육효과를 질적, 양적으로 혼합연구 방법으로 분석하였다. 본 연구의 설계는 단일군 사전사후 검증을 사용한 양적 연구와 개별 심층 면담을 활용하여 내용 분석한 질적 연구를 활용한 수렴적 혼합연구이다. 양적 연구 결과 메타인지는 가상현실 프로그램 적용 후에 사후 104.16±12.98, 사전 98.59±18.09 (t=1.85, p=.030)로 사후 점수가 사전 점수에 비해 통계적으로 유의하게 높았다. 비판적 사고능력은 프로그램 적용 후에 사후 101.66±7.18, 사전 99.18±15.13 (t=1.00, p=.108)로 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 그러므로 가상현실을 활용한 여성건강간호학 실습 교육은 간호대학생의 메타인지를 증진하는 데 도움을 줄 수 있어 간호학 실습 교육으로 활용할 가치가 있다.
우리나라 영재교육은 2002년 시작된 이후 이제 교육지원체계가 확립되었고, 양적 측면에서 충분한 성장을 이루었다. 반면에 교육의 질적인 측면에서는 미흡한 점이 있다는 보고가 많다. 즉, 대부분의 영재교육이 선행학습에 의한 단순 지식확대 위주로 이루어진다는 것이다. 영재 교육의 질을 높이기 위해서는 간학문적 원리와 현상을 문제해결에 적용할 수 있는 비판적 사고력 및 창의력 배양 교육이 되어야 한다. 이 연구에서는 통합교육 개념에 근거하여 AND/OR/XOR 등의 기본 논리 연산이 컴퓨터의 세포 역할을 하게 되는 과정을 탐구하는 융합형 교수 학습 자료를 설계하고 개발하였다. 설문 조사 결과 기존의 다른 학습 주제보다 학생들의 만족도(유익성, 이해도, 흥미도)가 크게 높은 것으로 평가되어 설계 취지에 부합된 것으로 나타났다.
본 연구는 4차 산업혁명에 따른 뉴노멀 시대에 스포츠산업 현장의 융·복합 분석, 운동재활분야에서의 융·복합적 분석을 통해 미래 활성화 방안을 종합적으로 모색하데 목적이 있다. 이러한 목적을 수행하기 위하여 문헌연구방법을 진행하였으며, 이를 위한 주요 연구 내용으로는 4차 산업혁명에 따른 뉴노멀시대에 스포츠산업 환경을 분석하고 스포츠산업의 융·복합 분석, 그리고 운동재활분야의 융·복합적활성화 방안을 종합적으로 다음과 같이 제시하였다. 첫째, 스포츠산업 차원에서 운동재활분야의 융·복합적 육성 전략을 수립한다. 이는 보건 및 체육부문 등 정부부처간의 협업을 통해 운동재활-ICT 융·복합 모델뿐만 아니라 운동재활-관광-ICT 융·복합 모델 개발과 적극적인 재정 지원을 의미한다. 둘째, 융·복합적인 사고방식으로의 전환과 함께 이를 위한 운동재활분야의 교육경쟁력을 확대, 강화한다. 운동재활 및 관련 전공자 개인의 ICT 역량 강화를 위한 교육·훈련 체계 정비 그리고 융·복합 창업교육 등이 필요함을 의미한다. 셋째, 운동재활 및 관련 분야에 실용적이고 산업 현장 중심의 융·복합 기술 적용을 통한 다양한 연구개발이 요구된다. 이를 통해 뉴노멀시대에 따른 위기 극복과 함께 운동재활 융복·합 기술 창업에 대한 지원도 함께 이루어져야 할 것이다. 넷째, 운동재활 및 관련 상업 집적이 가능한 중장기적 클러스터를 구성한다. 이는 운동재활분야의 산업 거점 및 단지 조성을 의미하며, 산·학·관 협동의 R&D 중심의 클러스터 조성, 지역 인프라와의 시너지 효과의 극대화, 자생적 수익 발생 구조 현실화의 기능을 수행해야 할 것이다.
이 연구에서는 초등 예비교사를 대상으로 반성적 사고가 과학 수업에서 교사의 언어적 상호작용에 미치는 효과를 알아보았다. 연구를 위해 2명이 예비교사가 선정되었고, 각 예비교사마다 3차시의 과학 수업을 하였으며, 연구자가 매 차시 과학 수업을 녹화 녹음하였다. 녹음된 자료 중 1차시와 3차시의 자료만 교사의 언어적 상호작용을 분석하기 위해 전사하였다. 예비교사의 언어적 상호작용의 변화와 특징을 분석한 결과, 수업이 진행될수록 교사의 언어적 상호작용 빈도가 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 상호작용 빈도의 증가는 예비교사의 과학 수업에 대한 관점과 수업 준비도에 따라 다른 패턴을 보였다. 또한 예비교사의 언어적 상호작용의 질적 변화를 분석한 결과, 수업이 진행될수록 학생들의 사고를 자극하거나 열린 사고를 유발하는 높은 수준의 상호작용이 증가하고, 학생들에게 닫힌 사고를 유발하는 낮은 수준의 상호작용은 다소 감소하는 경향을 나타냈다. 이러한 변화 역시 예비교사의 개인적 특성에 따라 다르게 나타남을 알 수 있었다. 따라서 과학 수업에서 반성적 사고를 통한 교사의 언어적 상호작용의 변화에 효과는 있었으나, 예비교사 개인의 특성 특히, 과학 수업에 대한 관점과 준비도에 따라 효과의 정도가 다름을 알 수 있었다.
대학 교양 SW 기초 교육은 SW를 기반으로 일상 생활의 문제를 창의적으로 해결할 수 있는 능력을 기르는 데 중점을 두어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력을 신장시키기 위한 수업을 설계하고, 수업의 효과를 검증하고자 하였다. 이를 위해 A 대학교 학생 38명을 대상으로 융합프로젝트, CT-CPS 모형을 고려하여 SW 기초 교육을 실시하고 그 효과를 분석하였으며, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, SW 기초 교육을 진행한 후 전체 학생들의 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었다. 둘째, 상위, 하위 집단의 컴퓨팅사고력과 하위 집단의 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었으나, 상위 집단의 창의적 문제해결력은 향상되지 않았다. 셋째, 인문사회계열과 자연과학계열의 컴퓨팅사고력과 자연과학계열의 창의적 문제해결력이 유의하게 향상되었으나, 인문사회계열의 창의적 문제해결력은 향상되지 않았다. 본 연구는, 컴퓨팅사고력, 창의적 문제해결력 신장에 초점을 두어 수업을 설계하고, 수업의 효과를 사전 검사 결과 및 계열에 따라 심층적으로 분석하였다는 점에서 연구의 의의를 찾을 수 있다.
이 연구는 초등학생의 창의 과정과 산물의 관계를 탐색하기 위한 과학 창의성 검사 도구를 개발하는데 목적을 두고 있다. 이를 위해 연구자는 과학 창의성 관련 논문을 분석한 후, 창의 과정과 산물의 구성요인에 근거하여 문항을 개발하였다. 그리고 과학 교육 전문가 9명의 검토를 마친 검사 도구를 파일럿 테스트하였다. '동물', '식물'의 두 세트로 이루어진 검사 도구는 수정과 보완을 거쳐 최종적으로 5학년 학생 105명에게 투입되었다. 투입 결과는 WinSteps, SPSS와 AMOS 통계프로그램으로 분석되었다. 이 연구의 주요 결과는 첫째, 과학 영역에서 창의 과정은 과학 지식, 탐구기능, 창의적 사고기능(확산적, 수렴적, 연관적 사고)을 포함한다. 창의 산물은 새로우면서 과학적으로 유용한 아이디어가 어떤 형태로 나타난 것이다. 둘째, 이 연구에서 대표 탐구기능으로 선정된 관찰은 구성 타당도 측면에서 창의적 사고기능과 연관성이 없어야 했다. 셋째, 유용성 항목은 다른 항목 중 가장 낮은 평균치를 기록하였는데, 평가자인 교사의 관점에서 과학적 타당성과 유용성을 만족시키기 어렵기 때문으로 사료된다. 넷째, 동형검사 신뢰도를 알아보기 위한 '동물'과 '식물' 문항 간 스피어만 상관 계수는 독창성 항목을 제외하고 유의하게 나타났다. 다섯째, 검사 도구는 집중타당성, 판별타당성, 법칙타당성 세 가지 측면에서 구성 타당도를 대체로 만족시켰다. 연구 결과를 바탕으로 창의 과정과 산물의 관계를 탐색하고 학교 현장에서 실제적인 평가 도구로 역할을 할 검사 도구의 유용성을 논하였다.
지식 기반 사회에서 지식과 정보를 활용하여 문제를 해결하는 능력은 매우 중요하다. 또한 기존의 지식으로 해결할 수 없는 다양한 문제 상황이 증대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 정보의 체계적 수집 및 활용을 통한 창의적 아이디어 생성 및 이를 활용한 문제해결력 향상을 위한 정보 교육 프로그램을 개발하였다. 해당 프로그램은 발산적 사고와 수렴적 사고를 모두 다룰 수 있도록 조직하였으며, 문제 해결의 전체적인 경험을 제공하고 학습자 내부 지식 뿐 아니라 새로운 정보를 수집, 활용하여 문제를 해결하는 능력 향상에 초점을 두고 구성하였다. 또한 정보 활용 난이도에 따라 분리된 프로그램을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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