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.
The purpose of this study was to examine the effects of science-based STEAM on creative thinking and creative personality. For this study the 3 grade, 2 class was divided into a research group and a comparative group. The class was pre-tested in order to ensure the same standard. The research group had the science class with science-based STEAM, and the comparative group had the class with teacher centered lectures for 5 months. The science-based STEAM was focused on finding stories in lifes, composition of knowledge, completion of knowledge. The results of this study are as follows. First, science-based STEAM was effective in creative thinking. Second, science-based STEAM was effective in creative personality. Also, after using science-based STEAM was good reaction by students. As a result, the elementary science class with science-based STEAM had the effects of developing creative thinking and creative personality. it means the science class with creative personality has potential possibilities and value to develop creative thinking and creative personality.
이 연구는 융합인재교육(STEAM)프로그램을 중학생들에게 적용하였을 때 논리적사고력에 미치는 영향을 조사하기 위한 것이다. 따라서, 융합인재교육(STEAM) 프로그램의 준거 틀인 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 수업절차에 따라, 융합인재교육(STEAM) 선행연구를 통해 프로그램을 개발하였다. 융합인재교육(STEAM)프로그램이 전체적으로 논리적사고력 향상을 확인하기 위해 중학생 2학년 47명을 무선표집하여 4주 동안 6차시의 수업을 실시하였다. 융합인재교육(STEAM)프로그램 실시 후 인지단계에서는 변화가 거의 없었으나 논리적 사고력이 향상되었고 특히 보존논리, 조합논리에서 효과적인 것으로 나타났다.(p<0.5)
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.
The purpose of this study was to investigate high school students' competencies of creativity thinking, critical thinking, communication, collaboration, and digital competence by implementing science fiction STEAM program. Based on the story of 'Fritz Haber' and the 'Garden of Dawn', a STEAM program was developed according to the ADDIE model. In the analysis stage, the purpose of the teaching-learning program using novels was set, and learners and learning environments were analyzed. At the design stage, the novels 'Fritz Harbor' and 'Garden of Dawn' were selected, learning goals were set according to the achievement standards of the curriculum, and learning contents and learning activities were sequenced and designed. In the development stage, teaching and learning materials were developed in a module format, implemented to classes, and evaluated. Pre-test and post-tests were conducted to identify the five major competencies such as creativity thinking, critical thinking, communication, collaboration, digital competence. The collected data was verified by paired t-test using SPSS. The results of the study showed statistically significant results in creative thinking, critical thinking, and digital competency.
The purpose of this study is to examine the effects of creative thinking activities and scientific attitude through the use of storytelling in the STEAM program for elementary students. For the purpose of this study, a teaching plan and worksheet for students using storytelling in STEAM was developed and applied. The results of this study are as follows: First, the change in students' creative thinking activities by applying the STEAM program using storytelling has statistically meaningful difference (p<.05). Second, the improvement in the scientific attitude score has statistically meaningful difference(p<.05). Third, according to the analysis of a questionnaire used to evaluate the program, students had a positive perception of the STEAM program and gained higher level of satisfaction about the lesson. Therefore, using storytelling STEAM program applied in this study might be useful to improve creative thinking activities, and can be expected to improve scientific attitude and should be widely applied to gifted education.
The purpose of this study was to develop the STEAM educational program based on the computer programming. STEAM education has been recently attracted to a lot of people. We had a focus of computer science in STEM fields. We used the programming language f or learning KODU. We selected appropriate topics for STEAM education and learning programming. We developed the educational program of 30 hours about selected topics and had classes for 4th and 5th grade elementary students. In order to verify the effectiveness of the educational program, we analyzed the results of pre- and posttest about GALT(Group Assessment of Logical Thinking), TTCT(Torrance Tests of Creative Thinking), science-related affective domain, and mathematical interests and attitudes tests. In the analysis results, the education program we developed had positive impacts on creativity, logical thinking, and science-related affective domain of elementary school students.
The purpose of this study was to analyze the character of the creative design processes that appear at the creative design stage of the design thinking based on STEAM class and what factors affect the creative design process. Students who served as the subjects of this study were 4 elementary school students. We developed the design thinking based on STEAM program to look more specific the creative design process. The project was conducted with a total of 12 sheets of paper materials. The conclusions of this study are as follows. First, the problem solving process of the design thinking based on STEAM classes is not anticipatory and is cyclical and complex. So, teachers should provide sufficient time for students to create and simulate ideas and accept the solving problems through trial and error. Second, Having presented the STEAM class as a practical problem in the real world, there was less fear of students' failure and heightened motivation and enthusiasm. Providing with the real topic and open questions in classrooms can lead to students' voluntary participation in the classroom. Third, In the design thinking based on STEAM class, students develop concrete ideas through visualization courses. The group of students made the best solutions through communication.
기존의 과학교육이 지닌 문제점들을 개선하기 위하여 2011년부터 우리 교육현장에 STEAM이 도입되었다. 하지만, 급속한 정보통신기술의 발달에 따라 각종 스마트기기와 모바일 기기 등 다양한 교육용 테크놀로지를 활용하여 문제를 해결하게 될 미래의 학교 모습은 이에 걸맞은 새로운 형태의 STEAM을 요구하게 되었다. 이러한 흐름에 맞춰 본 연구에서는 각종 Computing 기기를 활용하여 현실 세계의 복잡한 문제를 융합적 사고를 통하여 해결하는 새로운 형태의 융합인재교육인 CT-STEAM(Computational Thinking & STEAM) 교육을 제안하고, 이를 실제 교육현장에 효과적으로 도입하기 위한 전단계로 CT-STEAM 수업 모형을 개발하고, 프로그램을 지도하기 위한 전략으로 교수-학습 지도안을 구안하여 정보와 컴퓨터 교육 분야 전문가를 통해 프로그램의 타당성 검증을 하였다. 본 연구의 결과는 21세기 미래 학교에서 창의적이고 능동적인 문제 해결을 도와줄 수 있는 CT와 STEAM에 대한 이해를 제고하며 향후 융합적 CT 교육을 위한 다양한 수업방법 개발에 기초자료를 제공해 줄 것이다.
The purpose of this study was to explore if, what kinds of, how much computational thinking (CT after this) practices could be included in STEAM programs, and what kinds of CT practices could be improved to make STEAM revitalized. The CT analyzing tool with operational definitions and its examples in science education was modified and employed for 5 science-focused and 5 engineering-focused STEAM programs. There was no discerning pattern of CT practices uses between science and engineering STEAM programs but CT practices were displayed depending on their topics. The patterns of CT practices uses from each STEAM program could be used to describe what CT practices were more explored, weakly exposed, or missing. On the basis of these prescription of CT practices from each STEAM program, the researchers could develop the weakly exposed or missing CT practices to be improved for the rich experience in CT practices during STEAM programs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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