• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2015년도 제52차 하계학술대회논문집 23권2호
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• pp.143-146
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• 2015

본 논문에서는 피지컬 컴퓨팅을 활용한 STEAM 교육의 연구 동향을 분석하고자 한다. 연구 결과를 분석한 결과는 다음과 같다. 첫 번째로 연도별 분석의 결과, STEAM 교육은 활발히 실시되고 있었지만 피지컬 컴퓨팅을 활용한 STEAM 교육은 상대적으로 적게 실시되고 있었다. 연구 내용별로 분석한 결과, 피지컬 컴퓨팅을 활용한 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 적용하기 위한 연구가 가장 활발하였다 (87%). 또한, 연구 방법에 따라 분석한 결과, 질적 연구와 혼합 연구가 대다수를 차지하고 있는 것을 확인할 수 있었다(92%). 마지막으로 피지컬 컴퓨팅을 활용한 연구 대상은 초등학생이 가장 많은 비중을 차지하고 있었고(52%), 고등학생 (28%), 문헌 (16%)순으로 많았다. 연구 결과를 통하여 피지컬 컴퓨팅을 활용한 STEAM 교육은 연구 내용, 방법, 대상이 편중되어있다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 피지컬 컴퓨팅과 STEAM 교육의 학교 현장의 도입을 위해서 다양한 분야에서 연구가 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제14권1호
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• pp.33-47
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• 2021

최근 빅데이터에 기반한 교육의 활성화가 요구됨에 따라, 이 연구에서는 2015 개정 과학과 교육과정에서 '태양계', '별과 우주' 내용 요소를 중심으로, WWT 빅데이터를 활용한 천문교육 STEAM 프로그램을 개발하고, 이에 대한 효과성을 알아보고자 무선 표집된 1개의 중학교 176명의 학생들에게 이를 적용하여 창의적 문제해결, STEAM 태도 및 STEAM 만족도를 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 천문 데이터 시각화 플랫폼인 WWT(World Wide Telescope) 빅데이터를 활용하여 학생들이 적극적이고 자발적으로 학습에 참여할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 둘째, 창의적 문제해결 측정 검사의 사전·사후 점수 차에 의한 대응표본 t 검정에서 '과제집중' 구인을 제외한 '아이디어 수정', '이미지화', '비유', '아이디어 생성', '정교성' 구인에서 유의미한 통계적 검정 결과(p < .05)를 얻었다. 셋째, STEAM 태도 검사의 사전·사후 점수 차에 의한 대응표본 t 검정에서는 '배려', '유용성·가치 인식' 구인을 제외한 '흥미', '소통', '자아 개념', '자아 효능감', '이공계 진로선택' 구인에서 유의미한 통계적 검정 결과(p < .05)를 얻었다. 넷째, STEAM 프로그램 적용 후에 실시한 STEAM 만족도 검사에서는 하위구인들의 평균값의 범위가 3.16 ~ 3.90으로, WWT 빅데이터를 활용한 STEAM 프로그램을 통해 학생들의 과학교과에 대한 이해와 관심이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

• 융합정보논문지
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• 제11권6호
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• pp.120-130
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• 2021

본 연구는 유아의 자유놀이를 지원하는 융합인재교육(STEAM)기반 스마트 앱 활용 교육 프로그램을 개발하고 이의 효과를 검증하기 위한 목적으로 실시되었다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 관련 분야 문헌 및 자료수집, 현장조사를 통하여 유아의 자유놀이에 STEAM기반 스마트 앱을 활용하기 위한 내용을 도출하고, 이에 기반하여 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램은 스마트 폰에 개발된 'Free Play' 앱을 설치하고 자유놀이 시작, 중간, 종료 단계에서 유아의 놀이에 대해 교사와 유아가 상호작용하는 교수전략이다. 이러한 유아의 자유놀이를 지원하는 스마트 앱 활용 교육 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 실험연구를 실시하였다. 연구결과, 본 프로그램의 적용으로 유아의 자기조절력과 자기조절력 하위요인이 향상됨을 확인하였다. 본 연구는 유아교육의 핵심인 자유놀이 시간에 교사와 유아 모두를 지원하기 위한 교수전략이자 공학과 교육이 융합된 발상으로 프로그램을 개발하고 적용하였으며 추후 교육현장에서 스마트 앱 활용 교육을 활성화하는 단초가 되길 기대한다.

• 천문학회보
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• 제46권2호
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• pp.54.1-54.1
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• 2021

천문학은 시간적·공간적 규모가 크기 때문에 학습자의 수준에 따라 공감과 이해의 정도에 차이가 크다. 2015 개정 과학과 교육과정에 따르면 초등학교 5학년부터 태양계에 대한 내용을 다루고 있다. 하지만 이를 설명하기 위한 교과서의 사진과 동영상 자료는 태양계를 명확하게 전달하기 어렵다. 이에 대한 대안으로 3D Modeling을 통한 체험 교육을 제안한다. 천문학 교과에서 3D Modeling의 적용은 학생들의 흥미, 태도의 향상 등 교육적 효과의 상승으로 이어진다. 이에 본 연구에서는 3D Modeling의 도구 중 3D 프린터와 레이저 절단기를 이용해 융합교육(STEAM) 프로그램을 개발하고 학생들에게 적용하여 창의적 문제해결능력에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 초등학교 교육과정에 제시된 태양계 관련 학습자료를 분석하였고, 융합교육(STEAM)에서 제안하는 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 교육단계 중 '창의적 설계' 단계에 3D 프린터와 레이저 절단기를 통해 개발한 kit를 이용하여 융합교육(STEAM) 프로그램에 적용하였다. 개발된 프로그램을 형식 교육의 장에 적용하여 개발된 평가지표를 토대로 사전·사후 평가를 실시한다. 향후 3D Modeling을 초등학교 교육과정뿐만 아니라 중·고등학교 교육과정 또한 분석하여 적용한다면, 천문대중화를 위해 큰 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권4호
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• pp.708-717
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• 2013

21세기 과학교육은 학생들의 과학에 대한 흥미, 창의적 융합 사고의 신장을 위하여 다양한 가능성을 탐구하고 있다. 이를 위하여 정부에서는 STEAM 교육을 강조하고 있는데, 본 연구에서는 교육과학기술부가 지원하는 2011년 'STEAM 리더스쿨', 'STEAM 교사연구회' 개발 프로그램을 통해 STEAM 교육의 각 분야별 연계 빈도와 아울러 기술 및 공학 분야와의 연계 교수학습 전략을 수립한 교사들의 인식을 분석하였다. 총 1,277차시, 751개 교수학습 자료를 분석대상으로 하였으며, 기술 및 공학 분야와의 교수학습 전략 분석을 위하여 개발된 프로그램에서 제시된 '생활 속 관련 내용 소개', '원리 이해 및 적용', '구상 및 설계' 등의 공통 전략을 추출하였다. 연구의 결과로 기술 및 공학의 연계 빈도는 초등학교의 경우 예술 및 수학 분야보다 낮았으며, 중 고등학교로 갈수록 연계 빈도가 높게 나타났다. 기술 분야와의 연계 전략으로는 '생활 속 기술 내용 소개', 공학 분야의 경우는 '공작 활동'이 가장 많은 교수학습 전략으로 사용되었다. 그러나 '공작 활동'의 경우 공학의 주된 방식임에도 불구하고 많은 교사들이 기술적인 내용으로 이해하며 학습 전략을 구성하는 것으로 나타났다. 앞으로 STEAM 교육이 교육 현장에 효과적으로 정착되기 위해서는 내용 중심적인 연계에서 나아가 각 분야의 본성과 교육적 함의를 기반으로 하는 전략적 교수학습 방안에 대한 깊은 고찰의 노력이 필요해 보인다.

• 한국과학교육학회지
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• 제35권1호
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• pp.73-84
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• 2015

본 연구는 생명 의공학 관련 분야의 미래사회 유망직업 가운데 초등학교 5~6학년의 교과 내용과 연계가 가능한 직업들을 선정, '설계기반 미래 유망직업 STEAM 프로그램'을 개발하고 그 타당성과 효과성을 확인한 것이다. 각 프로그램은 2009 개정 교과교육과정 분석을 통해 교과별로 통합이 가능한 성취기준들을 추출한 후, 과학 기술 공학의 최신 이슈를 포함하고 STEAM 준거(틀)에 따라 집단 숙의를 거쳐 9개월간 개발되었다. 또한 생명 의공학 관련 직업을 창의적 설계가 강조된 모의적인 형태로 진로를 체험하게 함으로써, 학생들이 이공계 진로를 탐색하고 관련 진로에 대한 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있도록 하였다. 프로그램의 검증 단계에서 STEAM 리더 스쿨에 적용한 결과, 프로그램의 내용과 수준이 적합하고, 이공계 관련 직업에 대해 모의적인 경험을 함으로써 학생들의 진로에 대한 관심을 끌어낼 수 있었다는 긍정적인 평가를 받았다. 또한 현장적용 과정을 통해 자료의 완성도를 높일 수 있었다. 최종 개발된 STEAM 프로그램을 다른 학교의 일반 학급에 투입한 결과, 초등학생들의 이공계 진로의식이 통계적으로 유의하게 향상되었다는 것을 확인할 수 있었으며, 기존의 과학 수업에 비해 STEAM 프로그램 적용 수업에 대한 학생 만족도가 상당히 높다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 교과교육과정 내용 기준이 더욱 핵심적인 지식 및 아이디어를 중심으로 대강화될 필요성, 교육과정 재구성의 편리성을 높일 수 있도록 '통합을 위한 기준'의 제공, STEAM 프로그램을 재구성 또는 조직하고 수업을 할 수 있는 교사의 능력 개발, STEAM과 같은 정책이나 프로그램의 효과를 얻기 위해 장기간의 지속적인 지원의 필요성, 교과내에 통합된 진로교육의 강화등이 필요하다는 제언을 하였다.

• 과학교육연구지
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• 제38권1호
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• pp.133-143
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• 2014

이 연구의 목적은 융합인재교육(STEAM)의 현장적용에 대한 초등 교사들의 인식을 조사하기 위한 것이다. 연구대상은 초등 교사 80명이었다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등 교사들이 STEAM 교육의 의미와 목적에 대해 자세히 알고 있음에도 불구하고 실질적인 교육지도방법에 대해서는 중립적인 입장을 취하는 경우가 많았다. 또한 교육 모임에 대해서도 대부분 부정적인 입장을 가지고 있었다. 둘째, 수업 준비와 수업 시간에 STEAM 교육 관련 교재를 사용하는 초등 교사는 매우 적었다. 또한 STEAM적접근을 통해 개념을 가르친다는 교사 역시 극히 적었다. 개발되어 있는 모듈을 사용하였다는 응답 역시 적었으나 모듈 개발에 대한 요구는 매우 높은 수준으로 나타난 것으로 보아 지속적인 STEAM 교육의 정착을 위해서는 교사가 사용하기 쉬운 적절한 모듈이 개발되어야 할 것으로 사료된다. 셋째, 실제 수업 현장에서 STEAM과 관련된 교육 주제, 교육 활동, 평가를 적용하는 교사는 극히 드문 수에 해당하였다. 넷째, 현장 적용 한 후의 긍정적인 측면의 변화에 대해서도 대부분의 초등 교사들은 향상된 측면에 대해 잘 인지하지 못한다는 응답과 같은 부정적인 견해를 가지고 있었으며, 적용 후의 문제점에 대해서는 학생들이 STEAM 수업을 통해 얻은 결과와 교과서 내용을 연결하지 못하기 때문에 교육과정을 재구성하고, 쉽게 활용 가능한 프로그램을 개발하고 보급해야 한다는 문제점들을 많이 제시하였다. 이처럼 초등 교사들이 융합인재교육의 현장적용에 대해 가지고 있는 인식은 매우 부정적이었다. 융합인재교육이 초등에서 성공적으로 적용되기 위해서는 초등 교사들의 융합인재교육에 대한 인식을 긍정적인 방향으로 전환하고, 교사의 요구가 반영된 프로그램과 다양한 교수 학습 자료의 개발과 보급이 절실하다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제11권3호
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• pp.224-236
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• 2018

이 연구의 목적은 중학생들의 인지 발달과 융합인재소양을 향상시키기 위해 추론 중심의 HTE-STEAM 프로그램을 개발하여 이에 대한 학교현장에서의 효과성을 알아보고자 하였다. 연구대상은 우리나라 중부지역에 위치한 두 개 중학교에 재학 중인 자유학기제 기간 동안 HTE-STEAM 프로그램에 참여한 중학생들로, 무선 표집에 의해 선정된 202명의 학생들이다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, HTE-STEAM 프로그램 수업의 전 후에 대한 통계적 검정에서 유의미한 값을 나타내었으며(p<.05), 연구 참여자들의 논리적 사고력 수준은 수업전과 비교하여 수업 후에 향상되었다. 둘째, STEAM 태도 검사의 사전 사후 점수 차에 의한 대응표본 t검점에서 모두 유의미한 통계적 검정 결과를 나타내어(p<.05), HTE-STEAM 프로그램이 연구 참여자들에게 융합인재소양에 대한 긍정적인 영향을 끼친 것으로 나타났다. 셋째, HTE-STEAM 만족도 검사에서는 하위 구인의 평균값이 3.27~4.12를 나타내어 전체적으로 긍정적인 반응을 나타내었다. 따라서 이 연구에서 최종 구안한 지구과학의 '재해 재난과 안전'이라는 주제의 HTE-STEAM 프로그램은 연구 참여자들에게 추론에 의한 인지 수준의 발달과 협력학습이라는 소통과 배려의 융합인재소양에 긍정적인 영향을 끼친 것으로 나타났다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권3호
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• pp.330-343
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• 2020

이 연구에서는 데이터를 기반으로 하여 대기대순환, 해류 순환에 관한 STEAM 교육프로그램을 제작하고 이를 고등학교 1학년 106명을 대상으로 적용하여 그 효과와 문제해결과정을 분석하고자 하였다. 이를 위해 데이터를 수집, 정제, 시각화, 분석하고 이러한 결과를 기반으로 의사소통 과정을 진행할 수 있도록 하는 프로그램을 구성하였다. 이를 활용하여 일상생활에서의 순환에서 전 지구적인 관점에서 나타나는 순환으로의 개념을 확장하여 전 세계적으로 발생하는 순환에 관한 문제를 확인할 수 있도록 하였다. 프로그램의 투입 결과 지식정보처리역량과 그 하위 영역에서 유의미한 변화가 확인되었으며. STEAM 핵심역량과 STEAM 핵심역량의 하위 영역인 융합, 창의 역량에서 유의미한 변화를 확인하였다. 또한 학생들의 응답을 텍스트 네트워크의 형태로 분석하여 데이터 기반 STEAM 교육에 대한 제안할 점을 얻고자 하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.273-282
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• 2016

본 논문에서 제안하는 신규 STEAM(Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics) 프로그램 및 정보보안 모의해킹 놀이식 학습교구는 미래 유망 직업군인 정보보안전문가와 관련된 프로젝트를 수행해 정보보안전문가에 대한 학생들의 관심과 흥미를 높이고 창의적 진로설계를 할 수 있도록 도움을 주는 것을 목적으로 한다. 또한 프로그램을 활용하는 교사와 학생이 정보보안전문가 관련 프로젝트 지도 및 수행과정을 통해 정보보안전문가가 하는 일과 필요한 역량이 무엇인가를 자연스럽게 이해하도록 프로그램을 설계하였다. 본 논문에서 제안한 정보보안전문가 STEAM 학습 교구는 정보보안전문가의 기본 소양을 제안된 학습 교구를 응용하여 간접적으로 체험해보는 활동으로 설계하였다. 사이버 보안에 관련된 내용이 어렵고 낯설기 때문에 기술적인 부분보다는 해당 직업의 핵심 원리에 접근할 수 있도록 내용을 구성하였다. 이 프로그램을 통해 학생들은 문제를 해결하는 과정에서 서로 소통하고 정보보안전문가에 관심을 가지고 창의적으로 진로를 설계할 수 있을 것이다.