• 한국지구과학회지
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• 제40권4호
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• pp.340-352
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• 2019

The purpose of science education is scientific literacy, which is extended in its meaning in the $21^{st}$ century. Students must be equipped with the skills necessary to solve problems from the community beyond obtaining the knowledge from curiosity, which is called 'computational thinking'. In this paper, the authors tried to define computational thinking in science education from the view of scientific literacy in the $21^{st}$ century; (1) computational thinking is an explicit skill shown in the two steps of abstracting the problems and automating solutions, (2) computational thinking consists of concrete components and practices which are observable and measurable, (3) computational thinking is a catalyst for STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics) education, and (4) computational thinking is a cognitive process to be learned. More implication about the necessity of including computational thinking and its emphasis in implementing in science teaching and learning for the envisioned scientific literacy is added.

• 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.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제40권4호
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• pp.498-509
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• 2021

본 연구에서는 수력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램을 개발하고 초등학생들에게 적용하여 에 너지소양과 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 초등학교 6학년 학생 29명을 대상으로 연구를 실시하였고, 에너지소양과 창의적 문제해결력에 관한 사전·사후 검사 결과를 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 수력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생들의 에너지소양에 긍정적인 영향을 주었다. 둘째, 수력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램은 초등학생들의 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 셋째, 수력에너지에 관한 융합인재교육 프로그램을 마친 후, 학생들은 에너지 및 과학에 대한 관심 및 흥미가 높아졌고, 일상생활과 연계하려는 태도를 가지게 되었다. 융합인재교육 프로그램을 통해 학생 중심 수업으로 학생들이 스스로 문제 해결 계획을 수립하여 수력에너지를 발생시키고, 이를 활용해보는 과정에서 의미 있는 성과를 거둔 것으로 보인다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권3호
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• pp.344-364
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• 2021

이 연구는 두 명의 초등교사가 컴퓨팅 사고를 어떻게 인식하고 이를 교육과정 재구성에 어떻게 반영하고 수업을 하게 되는지를 장기간의 걸친 교사연수과정을 통해 탐색한 것이다. 컴퓨팅 사고는 과학교육에 연계하는 새로운 교육정책 방향이기에 초등부터 나타나는 교사의 인식을 조사하고자 하였다. 교사와의 9번의 교사회의를 가졌으며 이는 매회 2시간 정도의 시간이 소요되었고, 그 시기에 교수하게 될 한 단원을 각자 인식아래 재구성을 하여 11차시의 수업과정안을 개발하였다. 자료수집은 9개월간에 걸쳐서 인터뷰, 교사회의, 수업과정안에서 수행되었으며, 이 자료는 수업 전후의 교사회의를 통한 논의, 수업과정안 등을 통해 수집되었으며, 컴퓨팅 사고를 인식하면서 나타난 초등교사의 컴퓨팅 사고의 인식은 다음과 같이 나타났다. 첫 번째, 과학교육의 목적인 과학적 소양의 정의가 확장되었음을 볼 수 있다. 즉 문제인식에서부터 창의적인 문제해결자를 양성하는 것이 과학적 소양이라고 인식하였다. 두 번째, 과학적 사고가 강조된 개념형성단계와 컴퓨팅 사고가 강조된 개념활용단계로 수업차시를 구분하였다. 세 번째, 컴퓨팅 사고는 인지적 사고과정이며, ICT는 기능적 도구라고 인식하였다. 네 번째, 컴퓨팅 사고 요소는 중복되어 반복적으로 나타나며, 순차적이지 않을 수 있다는 것이다. 마지막으로 컴퓨팅 사고의 활용을 통해 STEAM 교육을 활성화할 수 있다고 인식하고 있음을 보여주었다. 이 연구를 바탕으로 컴퓨팅 사고의 실천은 STEAM 교육의 활성화를 위한 도구로 사용될 수 있고 이를 위해서는 일회성이 아닌 지속적이고 전문적인 교사연수를 통해 컴퓨팅 사고 전문역량 강화를 할 수 있도록 해야 할 것이다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권1호
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• pp.27-39
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• 2019

본 연구는 고등학교 '통합과학' 교과와 연계하여 CLAMP(Climate-Leaf Analysis Multivariate Program) 고기후 탐구를 통해 기후변화 교육을 할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발했다. PDIE 교수 설계 모형에 따라 2015 개정교육과정과 과학 교과서를 분석했고, 전문가 패널과 pilot test를 통해 10차시의 수업자료를 개발했다. STEAM 수업 과정에 따라 상황제시 단계에서는 학교 부근의 광엽수종에서 잎을 수집하여 LMA(Leaf Margin Analysis) 기후 탐구활동으로 학습목표를 제시했다. 창의적 설계 단계에서는 연구 지역의 지질과 화석에 대해 학습했고, CLAMP 입력자료(잎화석의 인상학적 31가지 특성)를 분류하는 실습을 했다. 감성적 체험과 새로운 도전 단계에서는 야외학습으로 화석을 채집하고, CLAMP 방법으로 고기후를 탐구하며 신생대의 기후 변화 경향과 원인에 대해 토의하는 과정에서 기후소양을 함양하게 하였다. 개발 프로그램의 타당도 검증은 전문가 패널 간의 신뢰도 구축 과정을 통해 모든 항목에서 개발 목적에 적합하다는 평가(CVI .84)를 받았다. 이 프로그램을 고등학교 현장에 적용하기 위해서 불일치 사항을 보완하고, 적합성을 검토하기 위해 예비수업을 실시했다. 참여한 학생들의 수업만족도는 4.48이었고, 이들의 의견을 반영하여 프로그램을 완성했다. 이 연구는 고등학생들에게 기후변화에 대한 실천적 지식과 대응 행동 의지를 갖게 하고, 기후소양 함양에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제34권3호
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• pp.276-287
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• 2015

The purpose of this study was to investigate the effects of STEAM program using Kinetic art. This program concentrates upon science and art in elementary school curriculum by 'Kinetic art'. The program was constructed 5 themes : Mobile, Light and Color, Rotation, Energy, Exhibition. The study was conducted 10 classes of the $5^{th}-6^{th}$ grade of the 5 school in G Metropolitan City. 5 classes (N=88) were experimental group and the other classes (N=72) were control group. The results of this study were as follows. First, the experimental group improved the STEAM literacy significantly (p<.01). Second, 10 interviewees who participated this study responded that this program was useful to understand the scientific knowledge, use their creativity, and become intimate with their friends. Third, visitors who watched the exhibition responded that this program will be useful to arose interest in science, understand the scientific knowledge, and improve convergent thinking ability.

• 한국과학교육학회지
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• 제36권3호
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• pp.399-411
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• 2016

본 논문은 융합적 사고와 창의적 문제해결력을 지닌 인재 양성을 목표로 시작된 STEAM 교육의 현장확산을 위한 교사연수 중 심화과정 교사연수 프로그램의 개발과정 및 운영 결과를 바탕으로 STEAM 교사연수에 대한 시사점을 고찰하고자 한다. STEAM 심화과정 교사연수 프로그램은 교사들의 STEAM 역량 강화를 위하여 개발되었다. 총 60시간(4학점)의 직무연수로, 집합연수 38시간, 온라인 12시간, 현장적용 5시간, 성과발표 5시간으로 구성(3차년도 기준)하였다. 집합연수는 강의, 멘토교사수업, 실험실습 및 랩탐방, STEAM 수업자료 개발을 위한 조별활동, 포스터발표회로 구성되었다. 온라인 연수는 추가 강의 이수와 지속적인 교사 커뮤니티 활동을 이어갈 수 있도록 구성되었다. 또한 집합연수와 온라인 연수를 통해 개발된 STEAM 수업자료의 현장적용을 의무화하였다. 마지막으로 성과발표는 우수수업 사례 발표를 통해 교사들이 STEAM 교수 경험을 공유할 수 있도록 하였다. 2012-2014 동안 서울, 경기, 인천, 강원, 제주 지역의 초중등교사 약 700명이 본 연수를 이수하였다. 설문 조사 결과를 바탕으로 지속적으로 프로그램의 세부 내용 및 구성을 개선해나가면서 연수참여자들의 연수에 대한 만족도를 향상시켰다. 또한 본 연수 프로그램은 교사들의 STEAM에 대한 이해를 높이고, 자료개발과 현장적용을 통해 교사들의 STEAM 역량을 높이는데 효과적이었음을 알 수 있었다. 본 연수는 앞으로 이와 유사한 STEAM 교사연수 프로그램의 개발 및 운영에 참고가 될 수 있을 것이다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.88-98
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• 2019

2018년부터 2015 개정 교육과정이 적용되면서 과학 분야에서 학생들의 과학적 소양 함양을 위한 노력들이 이루어지고 있다. 이 중에서 과학실험은 학생들의 과학에 대한 학습 흥미 진작과 과학적 태도 함양에 도움을 준다. 과학적 사실을 이론으로 배우는 것보다 실험을 통해 배우게 되면 학습자의 이해가 높아지며 좀 더 오래 기억할 수 있다. 따라서 과학적 소양 함양에 있어서 실험을 매우 중요하다. 하지만 중학교에서는 시간과 예산, 재료 부족으로 과학실험이 순조롭게 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해소하고자 중학교 과학 교과서를 분석하고 과학 예비교사 학생들을 주로 대상으로 설문을 실시하여 가장 중요하게 여기는 과학실험을 선정한 후, 가상 환경에서 과학실험을 체험할 수 있도록 시뮬레이션형 모바일 앱을 개발하였다. 개발한 앱은 학습 강화 효과를 얻을 수 있도록 퀘스트 기반 학습방법을 사용하고 유니티를 사용하여 방탈출 게임형식을 접목하여 개발되었다. 본 연구에서는 앱을 개발한 후, 기존 앱들과의 차이점 분석과 사용자 피드백을 통해 향후 STEAM 콘텐츠로서 개발 의미와 기대효과에 대해 제언한다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권7호
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• pp.37-47
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• 2017

본 연구는 영화를 활용한 플립러닝 기반의 학제 간 융합 창의성 증진 프로그램이 대학생의 창의성과 융합인재소양에 어떠한 효과를 미치는지 확인하는 데 목적이 있다. 이를 위해 부산광역시에 소재한 D대학교의 '영화로 만나는 창의적 융합' 교양강좌에 수강한 대학생 44명과 비수강 대학생 45명 총 89명을 대상으로 총 15회기의 프로그램을 실시하였다. 수집된 자료는 SPSS 23.0프로그램을 사용하여 독립표본 t-검증으로 내용을 분석하였으며, 이에 대한 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 영화를 활용한 플립러닝 기반의 학제 간 융합 창의성 증진 프로그램은 대학생의 창의성 하위영역에서 인내/집착, 유머감, 자기확신, 상상, 개방성, 독립성, 호기심의 순으로 유의미한 효과가 높게 나타났고, 창의성 전체에서도 유의미한 효과가 나타났다. 둘째, 영화를 활용한 플립러닝 기반의 학제 간 융합 창의성 증진 프로그램은 대학생의 융합인재소양의 하위영역에서 융합, 배려, 소통, 창의의 순으로 유의미한 효과가 높게 나타났고, 융합인재소양 전체에서도 유의미한 효과가 나타났다. 이상과 같은 연구결과를 통해 영화를 활용한 플립러닝 기반의 학제 간 융합 창의성 증진 프로그램의 교육적 효과를 확인할 수 있었고, 교육학을 기반으로 한 융합연구 분야에 의미 있는 방향설정과 시사점을 제공하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.471-481
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• 2021

본 연구의 목적은 AI 융합교육 프로그램의 교육 효과성을 분석하는 것이다. 이를 위해 선행연구에서 개발한 '머신러닝의 개념을 지도하기 위한 초등 과학 AI 융합교육 프로그램' 총 8차시를 초등학생 4~6학년을 대상으로 교육한 후, 'AI 기술에 대한 태도, 과학선호도, 융합인재소양' 검사 도구를 이용하여 단일집단 사전-사후검사를 진행했다. 각 요인의 정량적 변화는 R 프로그램을 이용하여 분석하였고, 피어슨 상관계수를 이용한 상관분석 및 대응표본 t-검정을 통해 교육 효과성을 분석하였다. 그 결과, 'AI 기술에 대한 태도, 과학선호도, 융합인재소양' 모든 요소에 깊은 상관관계가 있었으며, 대부분의 요소에서 기술적 평균이 향상되었다. 따라서, AI 융합교육 프로그램은 교육적으로 유의미하며, 초등 정규 교육과정에 AI 교육 및 AI 융합교육이 도입된다면 긍정적인 교육 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다.