• 한국지구과학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.436-445
• /
• 2019

This study presents how two types of integrated science and engineering lessons affect students' engineering problem solving skills and their perceptions of engineering. In total, 146 middle school students participated in this study. Eighty-six students participated in the Type I lesson (complete engineering design lesson with a science knowledge application) and 60 students participated in the Type II lesson (engineering design without a science knowledge application). Two main datasets, (1) students' Creative Engineering Problem Solving Propensity (CEPSP) measurement scores and (2) open-ended survey questions about students' perceptions of engineering, were collected before and after the lessons. The results of this study show that after participating in the Type I lesson, students' CEPSP scores significantly increased, whereas the CEPSP scores of the students who participated in the Type II lesson did not increase significantly. In addition, students who participated in the Type I lesson perceived engineering and the engineering integrated science lesson differently compared to the students who participated in the Type II lesson. The results of this study show that engineering integrated science, technology, engineering & mathematics (STEM) lessons should include a complete engineering design and a science knowledge application to improve students' engineering problem solving skills.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.285-298
• /
• 2022

본 연구는 공학 설계를 적용한 과학 수업이 참여 학생들의 창의공학적 문제해결성향에 미치는 효과를 알아보기 위한 연구이다. 본 연구에서 사용된 공학 설계를 적용한 과학 수업은 미국 미네소타대학과 퍼듀대학에서 공동 제작한 10차시의 프로그램을 번역하여 사용하였으며, P 광역시에 소재한 H 초등학교 6학년 24명의 학생들에게 적용하였다. 본 연구의 주요 데이터는 연구 사전과 사후에 수집한 창의공학적 문제해결성향 검사지이다. 창의적 공학문제해결력 검사는 대응표본 t-검증과 계층적 군집분석을 통해 분석하였다. t-검증 결과 공학 설계를 적용한 과학 수업은 전반적으로 참여 학생들의 창의공학적 문제해결성향에 긍정적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 군집분석 결과 창의공학적 문제해결성향은 2가지 군으로 분류할 수 있다는 것을 확인하였으며, 5명의 학생의 경우 사전과 사후에 유의미한 차이로 성향(분류군)이 바뀐 것을 확인할 수 있었다. 군집의 변화가 생긴 5명의 학생들을 인터뷰하여 중심도 분석을 실시하고 하이브리드 분석 방법에 따라 해석한 결과, 학생들이 공통적으로 경험한 것은 '협업을 통한 문제해결'과 '반복실험(재설계)를 통한 문제해결', 그리고 '과학 지식의 활용'으로 나타났으며, 소수반응으로 '최선의 실험방법 선택'과 '과학과 공학의 차이' 등이 나타났다.