• 한국과학교육학회지
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• 제35권4호
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• pp.665-676
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• 2015

이 연구에서는 중등 예비과학교사의 STEAM 수업 시연 과정에서 나타나는 특징을 사례 연구를 통해 분석하였다. 서울 소재 사범대학의 예비과학교사 3명이 연구에 참여하였고, 이들은 STEAM 교육에 대한 워크숍을 받은 후 STEAM 수업을 계획하고 실행하였다. 수업 실행전에 예비교사들이 제작한 모든 교수-학습 자료를 수집하였고, 수업을 관찰하면서 모든 수업 장면을 녹화하였으며, 수업 전후에 반구조화된 면담을 실시하고 녹음하였다. 예비교사의 STEAM 수업 시연 과정에서 나타나는 특징은 PCK와 PDC의 측면에서 중점적으로 분석하였고, 어려움과 교육요구, STEAM 교육에 대한 견해도 조사하였다. 연구결과, 예비교사들은 STEAM 교육의 목표와 특징을 수업에 충분히 반영하려고 노력하였고, 인터넷으로 검색되는 교수-학습 자료나 창의적인 내용을 배치하여 수업 자료를 구성하는 것으로 나타났다. 예비교사들이 가장 어렵다고 느낀 것은 STEAM 수업의 주제를 선정하는 것이었다. 또한 자신의 수업에 만족한 1명의 예비교사는 STEAM 교육에 대해 긍정적 생각을 갖고 있는 반면, 나머지 2명의 예비교사는 학교현장에서 STEAM 수업이 적용되기 어려울 것이라는 생각을 갖고 있는 것으로 나타났다. 학교 현장에서 STEAM 수업이 성공적으로 실행되기 위해서는, 예비교사를 위한 워크숍에서 수업을 효과적으로 진행할 수 있는 대상 학년과 그에 맞는 주제, 수업 자료 제작 방법, 수업 실행 시 주의할 점 등에 대한 구체적 정보를 안내할 필요가 있다. 또한 워크숍은 예비교사가 구성주의 학습 이론을 접한 후에 진행하고, 워크숍에서 예비교사가 성공적인 STEAM 수업을 경험하도록 하는 것이 효과적일 것이다.

• 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.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제16권1호
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• pp.43-55
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• 2023

이 연구는 지방에 소재한 초등학교 2학년·4학년·6학년 197명의 학생을 대상으로 메타버스를 활용한 온라인 기반 학습형 STEAM 프로그램을 적용한 수업이 초등학생의 STEAM에 대한 태도와 만족도에 어떤 효과가 있는지를 알아본 것이다. 연구 수행을 위해서 각 학년군에서 각각 4~5차시의 온라인 기반 학습형 STEAM 프로그램을 개발한 후 이를 적용하여 효과를 알아보았다. 이 연구의 결론은 다음과 같다. 온라인 기반 학습형 STEAM 프로그램을 적용한 수업은 초등학생의 STEAM에 대한 태도를 향상하는 데 통계적으로 유의미한 효과가 있었으며, 프로그램에 대한 학생들의 만족도가 높게 나타났다. 또한 시범 적용 교사는 면담에서 '프로그램에 대한 학생들의 수업 집중도가 굉장히 높았으며 메타버스 공간을 활용하는 것이 매우 흥미로웠다'는 긍정적 평가를 하였다. 시범 적용 결과를 바탕으로 초등학교의 학년군별 4 ~ 5차시에 해당하는 1종의 학생용·교사용 STEAM 프로그램을 개발하였다. 메타버스를 활용한 온라인 학습 프로그램은 교육 불평등을 해소하고 유연한 학습 환경을 제공하여 팬데믹 기간에 교육을 혁신할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 이에 중·고등학생을 위한 온라인 STEAM 프로그램 개발 연구를 제안하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권8호
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• pp.75-88
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• 2021

4차산업혁명 시대의 도래와 더불어 융합형 인재양성의 중요성이 부각 되고 있고 이러한 교육을 담당할 예비교사들의 융합수업(STEAM) 구성 능력의 함양이 양질의 미래 교육을 담보할 이슈로 떠오르고 있다. 이에 본 연구는 진정한 융합교육이 이루어지기 위해서는 교수자의 면밀한 피드백의 역할과 기능이 예비교사들의 역량 강화에 주요한 요소임을 제시하며, 교육학에 있어서 피드백에 관한 제반 이론이 이러닝을 활용한 대학 수업에서 예비교사들의 융합적 지식형성을 어떻게 지원하는지를 분석하였다. 예비교사들은 STEAM 수업지도안을 작성하는 과정에서 4단계의 조별 활동과 그에 걸맞은 피드백을 제공 받았으며 5단계에서는 이를 바탕으로 개별 수업지도안을 완성하였다. 수업지도안의 완성 후에는 설문조사를 실시하여 예비교사들의 인식을 조사하였다. 단계별로 적용된 통합적 피드백의 세부적 내용과 융합적 수업구성 역량의 향상 과정을 사다리이론을 근거로 하여 모델링 하였다. 이러한 전략적 모형은 예비교사들의 융합적 지식과 역량을 제고할 뿐 아니라 그들의 성취도와 만족도 향상에도 기여하였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제38권2호
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• pp.68-88
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• 2013

본 연구에서는 공업계열 특성화고등학교 교사들의 STEAM 교육에 대한 인식과 요구도를 분석하였다. 전국 16개 시 도 공업계열 특성화고등학교 교사 750명에게 설문지를 발송하여 655매가 회수되었고 최종적으로 611매(보통교과 234매, 전문교과 377매)의 응답지를 바탕으로 실태, 인식, 요구도를 분석하였다. 연구 결과, STEAM 교육의 필요성에 대한 인식도는 보통교과 교사에 비해 전문교과 교사가 높은 것으로 나타났고, STEAM 교육의 어려움에 대한 인식은 보통교과 교사가 전문교과 교사보다 높게 나타났다. 교수-학습 요구에서는 보통교과 교사는 참고자료 보급을, 전문교과 교사는 동일 교과 간 STEAM 수업 및 자료 공유 시스템 마련이 최우선 요구도 순위로 나타났다. 교육프로그램 개발에 대한 요구에서는 보통교과와 전문교과 교사 모두 창의적 사고력 문제해결력을 우선 요구도 순위로 나타났다. 마지막으로 행 재정적 요구에서는 보통교과와 전문교과 교사 모두 행정적 업무경감이 우선 요구도 순위로 나타났다.

• 정보교육학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.483-492
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• 2011

최근 과학예술융합교육(Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics; STEAM)의 중요성이 증대되고 있으며, 로봇활용교육도 좋은 대안으로 고려되고 있다. 현재 대부분의 초등 로봇활용교육은 방과후교실로 운영되고 있는데, 주로 과학과 로봇에 관심이 많은 남학생들을 중심으로 이루어지고 있다. 본 논문에서는 먼저 초등학생들이 로봇을 활용하여 STEAM에 대한 흥미를 유발하게 되는지를 살펴보고자 하였다. 로봇활용의 범주를 5가지(추상적 이해형, 구조중심형, 운동중심형, 지능중심형, 가치지향형)로 나눈 후, 초등정규교육과정을 분석하여 적용 가능한 모든 교과와 단원을 추출하였다. 그리고 추출된 단원에 대하여 정규수업시간 내에 수행이 가능한 로봇을 활용하는 교안을 개발하고, 5개월간 적용하였다. 분석 결과, 로봇활용교육이 STEAM에 대한 흥미를 유의미하게 증진시키는 것으로 나타났으며, 특히 여학생의 경우가 더 두드러졌다. 이와 더불어서, 정규 수업에서 로봇활용교육을 운영하는 데 있어서 당면하게 되는 문제점들에 대해 논하고, 향후 STEAM을 위한 로봇활용교육과 관련한 제언을 제시하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권1호
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• pp.79-89
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• 2023

본 연구의 목적은 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향에 미치는 영향을 알아보는 것이다. 또한 이 과정에서 학생들이 공학설계 기반 수업에서 접하는 흥미로운 점을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 공학설계를 전공한 교수 1명과 석사 이상의 공학설계 전문가 5명이 함께 공학설계를 기반으로 한 6차시의 과학수업을 개발하여 검토하였다. 수업의 주제는 실제 오션 클린업 프로젝트에서 구현된 방법을 기반으로 해양 오염을 줄이기 위한 과학 및 공학적 해결과정의 설계 및 구현으로 선정되었다. 공학설계 과정은 NGSS(2013)에서 제시한 공학 설계 모형을 활용하였으며, 최적화 과정을 통해 재설계를 경험할 수 있도록 구성하였다. 효과를 검증하기 위해 Park et al.(2019)이 개발한 STEAM 태도 설문지 및 Kang and Nam(2016)이 개발한 창의공학적 문제해결성향 검사 도구를 사용하였다. 효과성 검정을 위한 통계분석을 위해 사전 및 사후 t-검정을 사용하였다. 또한, 학습자가 경험한 흥미로운 점의 내용은 기술적인 응답을 받아 전사하고, 중심도 분석을 통해 분석 및 시각화하였다. 결과는 과학 수업에서 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향 모두에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인하였다 (p< .05). 또한, 비정형 데이터 분석 결과, 학습자가 학습에 관심을 갖는 요인으로 이공계 지식, 공학적 경험, 협동과 협업이 나타나 공학적 경험이 중심 요인임을 확인하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.335-342
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• 2017

인간의 삶을 획기적으로 변환시키면서 부가가치를 창출하고 있는 인공지능, 로봇 기술, 사물인터넷, 그리고 생명과학 등이 이슈화되면서 차세대 산업혁명인 4차 산업혁명이 부각되고 있다. 이러한 4차 산업에 적응하도록 융합적사고와 컴퓨팅 사고력을 함양할 수 있는 교육이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 STEAM과 컴퓨팅 사고력의 구성요소인 분해, 패턴 인식, 추상화, 그리고 알고리즘 설계 등을 반영하여 피지컬 컴퓨팅을 기반으로 한 디지털 윷놀이 시스템을 개발한다. 개발한 시스템을 체험하고, 이를 교육에 활용함으로서 프로그래밍 교육에 대한 관심과 흥미를 고취시키고, 융합적사고와 컴퓨팅 사고력을 위한 프로그래밍 수업을 개선한다.

• 대한화학회지
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• 제64권3호
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• pp.159-174
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• 2020

본 연구의 목적은 창의 융합형 인재의 핵심역량을 위한 교육 전략으로 '디자인씽킹(Design Thinking)' 기반 화학 수업 프로그램을 검토하고자 한다. 이를 위하여, '과학교육에서의 디자인적 사고 프로세스'가 화학 교과 수업에 적용할 수 있도록 '관련 지식 이해', '공감', '관점 공유', '아이디어 생성', '1차 프로토타입', '1차 검증', '2차 프로토타입', '2차 검증'의 총 8단계로 수정·보완하였다. 2015 개정 교육과정과 2009 개정 교육과정의 연계성을 고려하여 성취기준을 선정하고 이를 만족할 수 있는 주제에 따라 교수·학습 지도안과 학생 활동지를 개발하였다. 4가지 주제가 개발되어 일반계 고등학교 2학년을 대상으로 3월에서 8월까지 화학I시간에 적용하고, '공감', 'STEAM교육역량', '문제 해결 과정' 검사를 토대로 수업 장면에 대한 질적 데이터 분석과 사전·사후 평가를 실시하였다. 과학수업에서의 '공감'요소는 타인과의 공감과 문제 상황과의 공감에서 유의미한 향상을 보였고, 'STEAM교육역량'에서는 과학, 디자인 역량에서 유의미한 효과가 나타났다. '문제 해결 과정'에서는 문제 발견, 문제 정의, 문제 해결책 고안, 문제 해결 검토에서 유의미한 향상이 확인되었다. 본 연구 결과는 디자인씽킹 기반 화학 수업에 대한 적용 가능성과 그 교육적 효과에 대하여 시사점을 제시하고 있다.

• 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.