• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.113-123
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• 2017

이 연구에서는 시스템 사고와 STEAM의 이론을 고찰해 보고 이 이론을 근거로 기후변화 학습에 맞는 시스템 사고 기반의 STEAM 프로그램을 구안하여 학교 현장에서의 적용효과를 확인하고자 하였다. 연구자와 외부전문가들의 지속적인 전문가 과정을 통해 시스템 사고 기반 STEAM 프로그램을 개발하였으며, 중학생들을 대상으로 8주에 거쳐 시스템 사고 기반 STEAM 프로그램을 과학수업에 적용하였다. 따라서 현장 적용에 대한 효과성을 검증하기 위해 시스템 사고 검사와 STEAM 소양 검사를 실시하였으며, 최종 학업 성취도 검사를 실시하여 시스템 기반 STEAM 프로그램의 효과성을 확인하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 분석에서는 시스템 사고의 하위 구인 중 '정신 모델'을 제외한 '시스템 분석', '개인숙련', '공유비전', '팀 학습'에서 실험집단이 비교집단에 비해 통계적으로 의미 있는 차이가 나타난 것으로 확인되었다. 둘째, STEAM 소양 검사에서는 '과학', '기술', '공학', '예술', '수학'의 사전 사후에 의한 두 집단 독립표본 t검정의 통계 결과, STEAM 소양의 하위구인들 전체에서 실험집단이 비교집단에 비해 통계적으로 의미 있는 차이가 나타난 것으로 확인되었다. 셋째, 기후변화에 관한 학업성취도 평가에서는 실험집단이 비교집단에 비해 학업성취도가 높은 것으로 확인되었다. 따라서 시스템 기반 STEAM 프로그램이 시스템 사고를 통한 융합적 사고력 배양에 적합하며, 기후변화 과학을 바탕으로 새로운 아이디어를 제시함으로써 창의적으로 문제를 해결하는 사고 능력을 신장할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제39권2호
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• pp.296-305
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• 2020

The purpose of this study was to analyse the effects of the SW-STEAM program by utilizing software supporting the creation of VR for elementary science class. Two classes of 5th grade were selected, and were engaged in different teaching and learning methods during 12 class hours. The experimental group which is consisted of 20 students participated in the SW-STEAM program by utilizing software supporting the creation of VR, the comparative group which comprised 19 students was thaught by using a traditional instruction. Teaching unit was 'the solar system and stars' in 5th grade science text book. The results of this study were as follows. The SW-STEAM program by utilizing software the creation of VR had a positive effect on elementary school students' creative problem solving ability, scientific interest, science achievement. Therefore, the SW-STEAM program by utilizing software supporting the creation of VR could be meaningful works to encourage students' creative problem solving ability, scientific interest, science achievement, and this study will help elementary teachers teach 'the solar system and stars' in 5th grade science text book more interesting.

• 한국학교수학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.345-368
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• 2017

본 연구는 디자인의 규칙(pattern)을 기반으로 수학 과학적 원리를 학습하는 STEAM 프로그램을 개발하고, 개발한 프로그램의 효과를 분석함으로써 학교수학 교육에서 STEAM의 교육적 의의를 알아보는 것이다. 이를 위하여 초등학생 120명을 연구 대상으로 하여 STEAM 프로그램 기반 실험 수업을 실시하였으며, 사전 사후 STEAM 태도 검사와 만족도 검사를 수행하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 융합적 태도의 측면에서 STEAM 프로그램 기반 실험 수업은 2학년 학생들에게 유의미한 차이가 없었지만, 다른 다섯 개 학년에서는 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 만족도의 측면에서 연구대상 학생들은 '대체로 그렇다' 이상의 비율이 89%이었고, '대체로 그렇지 않다' 이하의 비율은 3%내외로 STEAM 프로그램을 기반으로 한 수업에 대해서 대체로 만족해하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통해, 학교수학에서 STEAM 교육이 활성화되기 위해서는 교실 수업에서 다양한 형태로 활용 가능한 STEAM 프로그램들이 양적으로 더 많이 개발되어야 하지만, 이와 함께 개발된 STEAM 프로그램의 타당성을 측정할 수 있는 평가 틀의 체계적 구안과 수학 기반 STEAM교육에 대한 심도 있는 이론적 연구가 같이 요구됨을 제언하는 바이다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.77-86
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• 2014

국제 학업 성취도인 PISA2007, TIMSS 2011에 의하면 우리나라 학생들의 수학, 과학 학업성취도는 최상위에 해당하지만, 관련 태도가 낮다는 결과가 나왔다. 또, 사회에 만연한 이공계 기피현상, 초중고에서 점점 사라지고 있는 정보과학 교육의 현실을 반영하는 학습 경험을 제공해야 할 필요성이 제기되었다. 이러한 필요성에 의해 본 연구자는 2012년에 Physical Computing 기반의 STEAM 프로그램을 개발하고 그 효과를 연구하였다. 그 결과 과학적 문제해결력, 과학적 태도, 인성 등에서 향상되는 결과를 얻었다. 본 연구에서는 2012년 연구의 후속연구이다. STEAM 프로그램을 적용하여 향상을 가져 온 4학년 학생들이 1년 후에 STEAM 교육을 받지 않았을 때 학생들에게 어떤 변화가 생겼는가를 연구하였다. 분석 방법은 4학년 초, STEAM 교육을 받은 4학년말, STEAM 교육을 받지 않은 5학년말의 검사 결과를 비교하였다. 그 결과 과학적 탐구에 대한 태도를 제외한 모든 영역에서 STEAM 교육을 받지 않은 5학년말은 4학년 초에 비해 향상이 없는 결과를 얻었다. 이것은 STEAM 교육의 필요성에 대한 역설적인 증거라고 할 수 있다.

• 컴퓨터교육학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.79-89
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• 2013

과거 10년 동안 과학기술교육의 문제점 중에 하나는 학업성취에 비해 낮은 과학기술에 대한 학습동기와 흥미, 이공계 기피현상이다. 이를 극복하기 위한 해결책으로 등장한 것이 STEAM 교육이다. 그러나 학교 교육현장에서 STEAM 교육의 필요성과 가치를 드러낼 수 있는 다양한 실천적 연구가 부족하며, 기존의 STEAM 교육연구는 주로 학생들의 태도 변화에 초점을 맞추고 있다. 그래서 이 논문에서는 학교현장에서 첨단과학을 체험할 수 있는 직접 만드는(Hands on) 센서를 활용하는 STEAM 프로그램을 구안하여 초등학교 4학년 110명의 학생들에게 적용하고 그 효과를 연구하였다. 또한, STEAM 교육의 효과를 연구하기 위해 과학적 태도 검사, 아동 인성검사, 과학적 문제해결력 검사, 창의적 과학문제해결검사, 교육과정 만족도 검사를 실시하였다. 그 결과 측정한 모든 영역에서 STEAM 교육처치에 의해 향상되었다는 것을 확인하였다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제12권3호
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• pp.291-301
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• 2019

이 연구의 목적은 고등학생들을 대상으로 한 자연재해 활용 HTE-STEAM 프로그램을 개발하여, 그들의 STEAM에 대한 태도와 만족도 변화를 검증하는데 있다. 자연재해를 활용한 6차시의 HTE-STEAM 프로그램을 개발하였고, 경기도 G 고등학교와 세종시 N 고등학교에 재학 중인 243명을 대상으로 효과성을 검증하였다. 자료 분석은 단일집단 사전, 사후 대응표본 t-검정을 실시하여 STEAM에 대한 태도 및 만족도에 대한 효과를 검증하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 고등학생을 대상으로 지구과학 영역의 '자연재해' 주제를 선정하여 드론 인명 구조사가 되어 드론을 비행하는 STEAM 교육프로그램을 개발하였다. 총 6차시로 구성된 프로그램은 자연재해 및 드론과 관련된 필수 지식과 다른 상황에서 학습한 내용을 적용하여 학생들이 주어진 문제를 직접 해결하도록 하는 경험을 제공하는 프로그램으로 구성하였다. 둘째, STEAM 태도 검사의 사전·사후 점수 차에 의한 대응 표본 t-검정에서 모두 유의미한 통계적 검정 결과를 나타내었다(p<.05). 드론을 활용한 HTE-STEAM 프로그램은 7개 하위 구인으로 구성된 STEAM 교육에 대한 태도 전반에 걸쳐 유의미한 향상 효과가 있었다. 셋째, HTE-STEAM 만족도 검사에서는 하위 구인의 평균값이 3.64~3.76을 나타내어 전체적으로 긍정적인 반응을 나타내었다. 학생이 주어진 문제 상황을 스스로 이해하고, 이를 해결하기 위한 창의융합적인 설계 및 제작과정을 통해 학생들의 만족도가 높아진 것으로 판단된다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제32권1호
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• pp.1-22
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• 2018

본 연구의 목적은 STEAM 수업에서의 멘토교사 경험이 예비수학교사들의 융합인재교육(STEAM) 교수 역량에 미치는 효과에 대해서 알아보는 것이다. 본 연구는 사범대학과 연계된 중학교 자유학기제 수학탐구 프로그램에 참여한 23명의 예비수학교사들을 대상으로 한 학기 동안 수행되었다. 예비수학교사들의 STEAM 교수 역량의 변화 및 멘토교사 프로그램의 효과를 알아보기 위하여 사전, 사후 STEAM 교수 역량 검사와 수업 일기 및 간담회 자료 분석 결과를 활용하였다. 연구 결과에 의하면, STEAM 수업에서의 멘토교사 경험은 예비수학교사들의 STEAM 교육에 대한 지식, 교과내용지식, 교수학습방법, 수업상황 및 환경 역량 함양에 매우 효과적이었다. 특히, 중학생들을 대상으로 이루어진 STEAM 수업에서의 현장 경험이 예비수학교사들의 STEAM 교육에 대한 이해 향상과 더불어 실천적 지식을 형성하는데 실질적으로 도움이 된 것으로 나타났다.

• 과학교육연구지
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• 제41권1호
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• pp.111-134
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• 2017

이 연구의 목적은 '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 개발하고 초등학교에 적용하여 효과를 알아보는 것이다. 이 연구를 위해 경기도 소재 초등학생 110명이 참여하였다. 54명은 실험 집단으로, 56명은 비교집단으로 배치하였으며 프로그램 적용 전후에 미래지향 시간관, 진로인식, 과학적 태도 검사를 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 첫째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 미래지향 시간관 전체 점수와 2개 하위 영역 모두에서 비교집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 둘째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 진로인식 전체 점수와 4개 하위영역 점수가 비교 집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 셋째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램을 적용한 실험집단 학생의 과학적 태도 전체 점수와 7개 하위영역 점수가 비교집단에 비해 유의미하게 향상되었다(p<.05). 넷째, '실버케어 전문가' STEAM 프로그램에 대한 실험집단 학생의 만족도를 조사한 결과 '나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다'라는 항목에서 가장 높은 긍정적 인식을 보여주었다. 결론적으로 본 연구에서 개발 적용한 STEAM 프로그램이 초등학생의 미래지향 시간관, 진로인식, 과학적 태도를 향상시키는 데 효과적임을 시사한다.

• 대한공업교육학회지
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• 제44권2호
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• pp.164-183
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• 2019

이 연구의 목적은 역공학을 기반으로 한 STEAM 교육 프로그램을 자율 주행 자동차를 주제로 개발하는 것이다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 역공학을 기반으로 한 STEAM 프로그램을 5단계를 거쳐 개발하였다. 자율 주행 자동차를 주제로 분석, 설계, 개발, 실행, 평가 단계로 개발하였다. 먼저 분석 단계에서 역공학을 기반으로 하는 STEAM 교육의 정의, 목표, 내용 영역 및 교수 및 학습 방법을 선정하였다. 또한 세부 목표와 내용 영역을 추출했다. 두번째, 설계 단계에서 전문가와의 협의를 거쳐 주제를 선정하고, 2015 개정 교육 과정과 STEAM 교육 과정의 연계성을 바탕으로 교육 목표와 학습 내용을 선정하고 정리하였다. 다음으로 개발 단계에서는 교사용 교수학습 지도서와 학생 교과서를 개발하고, 서울 소재 OO중학교 2학년 71명에게 예비 적용한 후 수정 보완하였다. 실행 단계에서는 충청남도에 위치한 OO중학교 학생 120명을 대상으로 교육 프로그램을 적용하고 효과성 분석을 위한 설문 조사를 실시하였다. 마지막으로 평가 단계에서 실시한 프로그램을 토대로 교사 및 학생 대상으로 평가가 이루어졌으며 그 결과에 따라 수정하고 보완하였다.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
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• 제33권3호
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• pp.510-523
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• 2014

Modern society is rapidly changing in the fields of science and technology, with new information and knowledge constantly being discovered. So enhancing the creativity and positive attitude of students is important. STEAM education enables students to develop their creativity, personality, intelligence and sensitivity with a well-balanced curriculum. In this study, considering the student's interest, a theme-centered STEAM program was developed in the 'Strata and Fossils' unit of elementary 4th grade science. The purposes were to find the impact on the academic achievement, creative problem solving abilities, and scientific attitude of elementary school students. The STEAM program are composed of contents which can be applied effectively indoors. As application results for STEAM program to J elementary school's students in J province, the experimental group increased significantly in the academic achievement, creative problem solving abilities and scientific attitude compared to the control group. Therefore, it is necessary to be developed continuous and systematic STEAM programs in units of various subjects to improve the students' academic achievement, creative problem solving abilities and scientific attitude.