STEM 융합교육의 중요한 목적은 서로 다른 학문이 가지는 탐구의 방법을 이해함으로써 융합적 문제해결력을 기르는 것이다. 이를 위해 우선적으로 각 학문에서 중요하게 다루어지는 문제해결과정을 이해해야 한다. 본 연구는 과학(S), 공학(E), 수학(M) 각각의 분야에서 어떻게 문제해결과정을 정의하고 있는지 비교분석하고, 이를 근거로 SEM 문제해결과 CT 문제해결의 관련성을 파악하고자 하였다. 이를 위해 먼저 SEM 각 학문의 문제해결과정을 비교 분석하여 그 공통점과 차이점을 기술하였다. 다음으로 CT를 도구적 측면과 사고적 측면으로 구분하고 문제해결과정으로서 CT가 SEM 각각의 학문에서 문제해결과 어떤 차이가 있는지 기술하였다. 마지막으로, SEM 문제해결 프로세스와 CT와의 관계를 모형으로 제시하였다. 본 연구는 문제해결과정으로써 CT와 SEM이 융합할 수 있는 방향을 제시한다는 점에서 그 의미가 있다.
Cultivating creativity is one of the goals in science education. Previous studies report that students use visualization while they solve the creative science problem and it looks helpful to make them think more. For this study three $6^{th}$ grade students were selected in the consideration of pre-test through the qualitative think-aloud method. The results show that even though students have many ideas in planning stage in problem solving, they appeared to visualize familiar and empirical ideas at first. So if teachers want to watch another creative ideas, they tended to give enough time to visualize many ideas. Students drew lines, circles, "X"marks to select or remove information during their problem solving works. They said these marks seem to be useful to understand question. However, removal marks sometimes turn out to block another chance to re-think. Also students did not have a chance to reflect what they did. It means that they lose the chance to do convergent thinking. The implications of this study include the importance of students' visualization works to facilitate their creative ideas and support their problem solving strategies. In this study, we discuss the meaningful messages for teachers who construct science classroom for creativity.
지식 기반 사회에서 지식과 정보를 활용하여 문제를 해결하는 능력은 매우 중요하다. 또한 기존의 지식으로 해결할 수 없는 다양한 문제 상황이 증대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 정보의 체계적 수집 및 활용을 통한 창의적 아이디어 생성 및 이를 활용한 문제해결력 향상을 위한 정보 교육 프로그램을 개발하였다. 해당 프로그램은 발산적 사고와 수렴적 사고를 모두 다룰 수 있도록 조직하였으며, 문제 해결의 전체적인 경험을 제공하고 학습자 내부 지식 뿐 아니라 새로운 정보를 수집, 활용하여 문제를 해결하는 능력 향상에 초점을 두고 구성하였다. 또한 정보 활용 난이도에 따라 분리된 프로그램을 개발하였다.
프로그래밍 교육은 문제를 가장 효율적으로 해결하기 위한 알고리즘을 찾아 구현하는 것이 일반적인 형태이다. 즉, 수렴적 사고 위주의 교육을 중시한다. 하지만 프로그래밍 교육은 그 대상에 따라 교육의 성격을 달리 해야 한다. 초등학교 학생들의 경우 효율성을 추구하는 것 보다 경험 중심의 다양한 탐색 환경이 선행되어야 한다. 이를 통하여 가장 효율적인 문제해결 방안을 스스로 찾아가는 방법을 배워 나가야 할 것이다. 본 연구에서는 수렴적 사고의 비중이 큰 프로그래밍 교육을 초등학교 학습자 대상에 맞도록 확산적 사고와 수렴적 사고가 동시에 반복될 수 있는 확산적 사고전략을 도입하여 그 효과를 분석하였다. 연구는 초등학교 5학년 학생들에게 적용되었으며, 일반적인 프로그래밍 수업을 실시한 통제집단과 CPS모형의 확산적 사고 전략을 포함한 프로그래밍 수업을 실시한 실험집단으로 구분하여 12차시의 실험처치 수업을 실시하였다. 그 결과 창의적 문제해결력의 하위요소 중 자기확신 및 독립성, 확산적 사고에 있어 CPS모형이 유의한 효과가 있는 것으로 나타났다.
대학 교육은 컴퓨팅 사고력 기반의 융합 인재 양성을 강조하고 있으며, 문제 해결력을 향상시키기 위해 소프트웨어 교육을 강조하고 있다. 본 연구에서는 문제해결학습 기반의 파이선 프로그래밍을 통한 소프트웨어 교육을 실시하고, 이에 대한 만족도와 학업 성적간의 상관관계를 분석한다. 문제해결학습 기반의 소프트웨어 교육을 받는 대학생 143명을 대상으로 설문조사를 실시한 결과, 실제 학업 성적과의 상관관계 분석과 다중회귀분석을 통해 문제해결학습의 만족도와 학업 성적 간에 관련성이 있고, 학업 성적에도 영향을 주는 것으로 나타났다. 다양한 문제상황을 파악하고 컴퓨팅 사고력을 활용하여 문제를 해결하는 능력은 점점 더 중요해질 것이므로, 대학 소프트웨어 교육은 문제해결학습 기반으로 실시하는 것이 바람직한 방향이 될 것이다.
본 연구는 간호대학생들의 셀프리더십과 목표몰입이 문제해결능력에 미치는 영향을 규명하기 위한 서술적 조사연구이다. 이를 위하여 본 연구는 B광역시, D시 소재 4개 대학 간호학과에 재학중인 간호학생 201명의 설문을 수집하여 Spss /Win 21로 분석하였다. 분석결과 첫째, 인구사회학적특성에 따른 문제해결능력의 차이는 나이, 학년, 전공만족도에 따라 차이가 있었다. 둘째, 셀프리더십 및 목표몰입과 문제해결능력의 상관관계는 모두 양의 상관관계로 나타났다. 셋째 문제해결능력에 영향을 미치는 요인으로는 셀프리더십이 가장 높았고 그 다음으로 목표몰입, 연령순으로 문제해결에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 간호대학생의 문제 해결능력을 향상하기 위해 간호대학생들의 셀프리더십과 목표몰입을 향상시킬 수 있는 중재방안이나 교육마련이 필요하다.
Recently, creative innovation has become a major topic in management innovation and due to this, various researches on its need and methodologies are being performed. According to previous studies on ambidexterity, explorative innovation is closer to divergent and right-sided brain, while exploitative innovation is closer to convergent and left-sided brain. Five attributes of the questionnaires were developed based on right-sided and left-sided brain theory. Also, 25 problem solving tools were selected according to previous studies. QC 7 Tools and new QC 7 Tools were frequently used in Six Sigma projects. Other 11 problem solving tools were selected with consideration on its usage frequency. Survey questionnaires were distributed to 25 Six Sigma consultants and 22 were retrieved for this study's use. As a result, 14 tools were identified to hold exploitative attribute while 11 tools were identified to hold explorative attributes.
This paper presents an iterative linear matrix inequality (LMI) approach to the design of a static output feedback (SOF) stabilization controller. A linear penalty function is incorporated into the objective function for the non-convex rank constraint so that minimizing the penalized objective function subject to LMIs amounts to a convex optimization problem. Hence, the overall procedure results in solving a series of semidefinite programs (SDPs). With an increasing sequence of the penalty parameter, the solution of the penalized optimization problem moves towards the feasible region of the original non-convex problem. The proposed algorithm is, therefore, convergent. Extensive numerical experiments are Deformed to illustrate the proposed algorithm.
이 연구에서는 과학 영재의 과학 창의성을 신장시키기 위하여 문제 해결형 탐구 실험을 개발 적용하여 그 효과를 분석하고자 하였다. 이를 위해 먼저, 과학 개념, 과학 탐구 기능, 창의적 사고 영역에서 선정된 요소를 융합하여 문제 해결형 탐구 실험을 개발하였고, 과학 창의성을 측정하기 위해 과학 창의적 문제 해결력 검사(TSCPS)를 개발하였다. 과학 창의성을 신장시키기 위해 개발된 문제 해결형 탐구실험을 대학교 부설 영재 센터에 재학 중인 중학생 과학 영재 21명에게 적용하였다. TSCPS를 사전 사후에 실시하여 결과를 비교하였고, 실험 과정 중에 나타나는 학생 간 대화를 분석하였다. 문제 해결형 탐구 실험의 적용 후 TSCPS 사후 검사결과가 향상되었다. 실험 과정에서 나타난 학생 간 대화를 분석한 결과, 문제 해결을 위해 논리적인 설명과 사고를 많이 요구하는 실험에서는 수렴적 사고에 관한 대화 수가, 문제 해결을 위한 아이디어의 제시가 강조되는 실험에서는 발산적 사고에 관한 대화 수가 많이 나타났다. 이로써 문제 해결형 탐구 실험이 과학 창의성 신장에 긍정적인 영향을 줄 것이라 생각된다. 과학의 영역 특수성을 반영한 창의적 문제 해결형 탐구 실험은 영재 교육을 현장에서 수행하는 데 실질적인 도움이 될 것이라 기대한다.
본 연구의 목적은 융합적 문제해결력을 검사할 수 있는 도구를 개발하는 것이다. 이를 위해 먼저 선행연구에서 다양하게 정의된 융합적 문제해결력의 영역들을 융합적 성향, 융합적 사고, 융합적 소양 영역 측면으로 정의하였다. 37개의 예비문항은 문제해결과 융합적 사고, 창의적 사고, 개인적 성향과 사회적 성향, 그리고 융합적 소양을 포함한 각 영역에 대한 선행연구에 근거하여 정의된 하위 영역에 근거하여 개발되었다. 탐색적 요인분석을 통해 30개의 예비 문항이 확정 되었다. 확인적 요인 분석 결과는 확정된 5개 요인 모델이 문항수준에서 적합한 요인구조를 가지고 있다는 것을 보여준다. 측정된 모든 문항과 요인에 대한 신뢰도 검정 결과 검사도구 전체의 Cronbach's α값은 .963으로 매우 양호한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 융합적 문제해결 검사 도구는 통계적으로 신뢰롭다고 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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