• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.443-459
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• 2021

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.

• 한국실내디자인학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.62-70
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• 2014

In the knowledge and information society of 21st century, 'Creativity' which is the core of national competitiveness and an important foundation for the development of the country has been emphasized on the importance of it. As a result, the convergence educational programs, as known as STEAM (science, technology, engineering, arts, mathematics) became more and more needed to children for cultivating creativity. As a follow-up study on STEAM program combining robotics and design for children developed by Design Promotion Committee of KIID, this study intends to modify and reanalyze the program and to seize the educational effectiveness of the groups of university students as mentors and children as mentees, The results are as follows; First, although the importance of STEAM education is highlighted, short-term educational programs tend to consist of only the contents of each field: design or science. Second, pre-training and mentoring were helpful to both mentors and children. Third, Children expanded the perception of STEAM concept and increased their interests in career. Mentors recognized the importance and the necessity of STEAM education, and were very satisfied with team activities which gave a new experience of working with other field of people. Therefore, this program provide to children an experience of logical thinking, having interests on uninterested field, and encouraging teamwork. Also, it provides to mentors a chance to develop their potential and experience, and set up a new vision for future.

• 영재교육연구
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• 제26권1호
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• pp.77-99
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• 2016

본 연구의 목적은 GI-STEAM 모형에 기반하여 개발된 영재 프로그램이 초등영재의 리더십과 창의적 인성, 학습몰입에 미치는 영향을 검증하는 데 있다. GI-STEAM 수업모형은 협동학습 모형 중 집단탐구 모형(Group Investigation)과 STEAM 학습준거틀을 융합한 모형을 말한다. 연구참여자는 경기도 소재 Y시 초등학교 6학년 영재학급 학생 16명이며, 리더십, 창의적 인성, 학습몰입에 대한 사전검사를 실시하였다. 이후 GI-STEAM 프로그램 12차시를 적용한 후 리더십, 창의적 인성, 학습몰입에 대한 사후검사를 실시하였고, 프로그램에 대한 소감문 및 개별면담을 실시하였다. 사전-사후검사 결과를 대응표본 t-검정을 통하여 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, GI-STEAM 프로그램은 리더십의 개인 간 영역을 유의미하게 높여주는 것으로 나타났다. 하위영역으로는 의사표현, 조직관리 영역, 사회헌신, 팀워크에서 유의미한 향상이 나타났다. 둘째, GI-STEAM 프로그램은 창의적 인성영역에 있어서 유의미한 차이가 나타나지 않았고, 하위영역 중 심미성 영역에서 유의미한 향상이 나타났다. 셋째, GI-STEAM 프로그램은 학습몰입에 있어서 유의미한 향상을 보였다. 하위영역에서는 도전과 능력의 조화, 행위와 의식의 통합, 구체적인 피드백, 자기목적적 경험에서 유의미한 향상이 나타났다. GI-STEAM 프로그램은 교육부에서 제시한 2015 개정교육과정의 '창의융합형' 인재의 핵심역량 중 의사소통 역량, 심미적 감성역량, 공동체 역량 등을 기르는 데 효과적임을 알 수 있으므로, GI-STEAM 모형을 활용한 다양한 프로그램을 개발하여 교육현장에 제공할 필요가 있다고 판단된다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.105-114
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• 2015

SW 역량은 미래 사회에서 필요로 하는 핵심 역량으로, 컴퓨팅 사고력을 기반으로 하고 있다. 하지만 교육 현장에 컴퓨팅 사고력의 도입은 교사와 학생의 인식과 적절한 교육 프로그램의 부족으로 도입이 어려운 실정이다. 이에, 본 연구에서는 현장에 친숙한 융합인재교육을 이용해서 개발된 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육의 현장 적용을 통해 현장 적용 가능성을 제시하고, 그 효과성을 분석하였다. 연구 대상은 49명으로 실험집단 23명, 통제집단 26명으로 선정하였으며, 실험집단에 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육 프로그램을 실시한 후 사전-사후 융합적 사고력 검사, 컴퓨팅 사고력 검사를 통해 프로그램 효과성 분석을 시행하였다. 연구 결과, 실험집단의 경우 융합적 사고력의 하위 요인인 과학선호도와 자기 주도적 학습능력이 유의하게 향상되었다. 또한, 컴퓨팅 사고력 점수도 실험집단에서 유의한 향상을 보여 컴퓨팅 사고력 기반 융합인재교육(CT-STEAM) 프로그램의 효과를 확인할 수 있었다. 향후, 다양한 컴퓨팅 툴을 활용한 융합인재교육 프로그램의 개발을 기대해 본다.

• 과학교육연구지
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• 제40권1호
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• pp.17-30
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• 2016

이 연구의 목적은 STEAM 프로그램의 문제해결활동이 중학생들의 메타인지에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위한 것이다. 연구 대상은 63명의 중학생이다. 이 연구는 단일집단 사전사후 검사로 설계되었다. 중학생들의 메타인지에 관한 사전 사후 검사간 유의미한 차이가 있는지 알아보기 위해 단일집단 t-test를 실시하였다. 분석 결과 중학생들의 메타인지는 사전 사후 검사간 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 메타인지적 지식과 메타인지적 조절에 대한 t-test 결과에서도 사전 사후 검사간 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 메타인지적 지식의 하위 요소에 대한 분석에서도 사전 사후간 유의미한 차이를 보였다. 이 연구에서는 메타인지 하위 요소들간 관계를 알아보기 위해 다중회귀분석을 실시하였다. 분석 결과 메타인지 하위 요소들은 높은 설명력을 나타내었다. 이와 같은 결과는 STEAM 프로그램의 문제해결활동이 학습자의 메타인지 촉진에 긍정적 영향을 미칠 수 있음을 시사하고 있다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제7권2호
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• pp.180-191
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• 2014

The purpose of this study was to determine the effects on STEAM education for intergrated science inquiry ability of high school students. The experimental and control group were 30 students, respectively. The STEAM program developed by a teacher study group was applied to the experimental group students for 6 months. The control group learned traditional methods. The results of this study showed that the intergrated science inquiry ability of experimental group students were increased positively(P<0.05). Also the abilities as hypothesis, defining variables, determining variables, operational definition and data interpretation improved affirmatively(P<0.05) except graphing.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제10권2호
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• pp.140-160
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• 2017

본 연구의 목적은 컴퓨팅 사고(Computational Thinking, 이하 CT)의 실천을 분석하는데 사용할 컴퓨팅 사고 실천 분석 도구(Computational Thinking_STEAM_Analyzing Tool, 이하 CT_STEAM_AT)를 개발하는 것이다. 먼저, STEAM 프로그램에 반영되어 나타나는 CT의 실천이 무엇인지에 대해 조작적 정의를 내리고, 이를 바탕으로 CT가 STEAM 수업에서는 어떠한 특징으로 나타나는지를 파악하여 CT실천을 관찰할 수 있는 CT_STEAM_AT를 개발하는 것이다. 또한, 이를 바탕으로 모범적인 STEAM 수업을 분석하였을 때 얼마나 다양한 CT실천이 포함되어 있는지를 탐색하는 것이 연구의 목적이라 할 수 있겠다. 먼저, CT_STEAM_AT 개발연구에서는 '과학교육에서의 CT란 무엇인가?'라는 질문을 시작으로 CT의 실천 구성요소에 대해 정의하기 위해 3가지의 중요한 자료를 주요 연구자료로 이용하고 분석하여 CT_STEAM_AT를 개발하였다. 첫 번째 개발연구에서는 CT_STEAM_AT의 CT의 실천 구성요소를 크게 5가지로 구분하였다. (1) 현실문제와 컴퓨팅 연결하기, (2) 컴퓨팅 산출물(artifact)을 개발하기 위한 도구나 컴퓨터 사용하기, (3) 추상화 과정, (4) 컴퓨팅 실천과정 및 산출물을 분석하고 평가하기, 그리고 (5) 의사소통하고 협력하기이다. 또한, 연구를 진행하던 중 CT의 구성요소들 사이의 상호작용으로 인하여 일정한 흐름이 존재한다고 해석하여 CT실천 흐름도를 개발하였다. 두 번째 CT 적용연구에서는 CT_STEAM_AT를 모범적인 STEAM 프로그램에 적용하였다. 먼저, 모범적인 STEAM 프로그램을 선정하기 위해서 4가지의 선정조건을 고려하여 선정하였다. 이런 과정을 통해 선정된 STEAM 프로그램에 CT_STEAM_AT를 적용시켜 CT가 반영된 정도를 파악하고, 더 나아가 부족하거나 제한적으로 나타난 CT의 실천 부분을 보완할 수 있는 방안을 제안해보았다. 본 연구의 결과, 개발된 CT_STEAM_AT를 통해 STEAM 프로그램에 반영된 CT 종류 및 수준을 파악하는데 효율적임을 알 수 있었고, 기술과 공학 부분을 보충하고, 실제적으로 나타나는 CT의 실천을 정의함으로 인해 STEAM 교육의 활성화를 기대할 수 있을 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권10호
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• pp.199-208
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• 2021

본 논문에서는 머신러닝 플랫폼을 활용하여 STEAM 교육을 하는 인공지능 융합교육 프로그램이 초등학생의 융합인재소양과 학습몰입에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 동질집단인 초등학교 6학년 44명을 실험집단과 통제집단으로 나누고 통제집단에는 일반 교과 융합 수업 10차시를, 실험집단에는 머신러닝 포 키즈(Machine learning for Kids)를 활용한 STEAM 기반 인공지능 융합 수업 10차시를 적용하였다. 인공지능 융합교육 프로그램은 2015 개정 교육과정의 목표, 성취기준 및 내용 요소를 분석하여 융합교육 프로그램 설계를 위한 교과목 및 수업 내용을 선정하였고, 소프트웨어 수업 모델, 다양한 교수·학습 전략 등을 활용한 교수·학습 과정안 및 학습지를 개발하였다. 융합인재소양 검사와 학습몰입 검사 결과, 실험집단과 통제집단 간에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 특히 인공지능 기능을 확장시킨 코딩 환경이 학습자들의 몰입과 융합인재소양에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. 융합인재소양의 하위 요소 중 융합, 창의 영역과 같은 개인적인 역량을 발휘하는 부분에서 유의미한 차이가 나타났으며, 학습몰입의 하위 요소 중 도전과 능력의 조화, 명확한 목표, 과제에 대한 집중, 자기 목적적 경험 영역에서 유의미한 차이가 나타났다. 추후 더욱 확장된 연구가 이루어진다면, 미래를 대비하는 더욱 효과적인 교육을 위한 기초 연구가 될 수 있을 것이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제42권4호
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• pp.605-617
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• 2023

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.

• 정보교육학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.153-165
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• 2022

본 연구는 독서와 공학을 융합한 수업 모델인 노벨 엔지니어링(이하 NE) 교육 프로그램에 관한 것이다. NE 수업의 도구로 VR 저작도구인 CospacesEdu를 이용하여 직접 가상현실을 설계하고 프로그래밍하는 과정을 포함함으로써, 해당 교육 프로그램이 학습자들의 융합인재소양과 학습몰입에 미치는 효과를 확인하였다. 교육 내용의 소재로는 독도 교육을 선정하여 진행하였다. 프로그램의 적용 결과 융합인재소양의 평균이 상승하였으며, 그 중 융합 영역에서 통계적으로 유의미한 변화를 확인하였다. 학습몰입은 총 5가지 하위 영역 중 과제와 능력의 균형 영역에서 유의미한 향상을 보였다. 반면 책 읽기로 시작하여 정보 수집, VR 설계, 이야기 바꿔쓰기까지 진행되는 차시가 긴 NE 수업 모델의 특성상 어려움을 느끼는 학생들이 있었다. 본 연구의 결과가 NE 수업 모델의 일반화에 도움을 주고, 새로운 방향을 제시하는 자료로 유용하게 활용되길 기대한다.