• 한국과학교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.63-78
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• 2014

통합적 STEM 교육은 과학, 기술, 공학, 수학의 내용과 과정을 체계적이고 의도적으로 통합하려는 공학적 설계기반 학습을 말하며, 다른 교과와 통합을 통해 더욱 발달할 수 있다. 이 연구는 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 프로그램의 개발과 효과 검증을 위한 기초연구이며, STEM 교육 관련 문헌 연구를 통해 STEM 교육의 가치와 핵심요소를 분석하고 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 모형의 개발 및 모형을 적용하여 개발한 대표적인 예시 프로그램을 제시하는 것이다. 모형에 포함될 요소를 확정하기 위해 문헌 분석을 실시하였고, 선행 연구에 포함된 내용과 탐구 과정을 분석하여 통합적 STEM 교육 모형을 구성하였다. 전문가의 내용 타당도 분석 결과 CVR 값의 평균은 0.78로 구성된 모형은 내용 타당도가 있는 것으로 판단되었다. 이 STEM 교육 모형은 내용과 탐구 과정의 두 가지 측면으로 나누어진다. 내용의 측면은 실생활 문제에서 경험할 수 있는 과학, 기술, 공학, 수학 그리고 인문사회와 예술적 소재까지 포괄할 수 있으며, 탐구 과정은 설계와 제작을 기반으로 한 문제해결 과정이다. 탐구 과정은 과학 탐구를 기반으로 하여 기술 공학적 문제해결 과정을 적용할 수 있도록 구성하였다. 학생들은 실생활 문제를 분석하고, 설계하고 제작하는 과정에서 STEM 교과에 대한 흥미를 향상시킬 수 있고 문제에 포함된 지식과 탐구의 방법과 기능을 체계적으로 학습할 수 있다. 개발된 프로그램은 학교 현장에서 활용되어, STEM 교과에 대한 이해도 증진과 과학, 수학에 대한 흥미를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 소양과 설계 기반의 문제해결력을 배양하는 데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.30-45
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• 2012

전세계의 교육공동체들은 STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) 과목들을 통합하려는 노력에 주목해오고 있다. 우리나라에서도 또한 과학기술 인재 양성을 위해 초 중등학교에서 과학기술학, 예술, 수학교육(STEAM)을 융합형으로 가르치는 교육을 강조하고 있다. 이 연구의 목적은 과학, 기술, 수학교사를 대상으로 하여 중등학교에서 이루어지고 있는 통합교육의 현황과 통합 STEM 교육(Integrative STEM Education)에 대한 교사들의 인식과 요구를 분석하는 것이다. 전국 중등교사 중 과학, 수학, 기술 교과를 담당하는 251명을 대상으로 설문조사를 하였으며, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교사들은 통합 교육의 필요성에 대하여 긍정적인 생각을 가지고 있는 반면 실제 교육현장에서는 통합 교육 준비에 대한 불충분한 시간과 통합 교육에 대한 전문성, 교수경험 그리고 교수-학습 자료의 부족으로 통합 교육을 실시해 본 횟수는 적었다. 둘째, 그들은 통합 교육을 활성화하기 위하여 다양한 프로그램 개발, 통합 교육 준비를 위한 학교의 행 재정적 지원, 그리고 교사들을 위한 연수 실시 등을 요구하였다. 셋째, 통합 STEM 교육에 대한 인식은 전반적으로 불충분하지만 교사들은 학생들의 창의력, 사고력과 실생활에서의 적용 및 응용력을 기르기 위해 통합 STEM 교육이 필요하다고 인식하였다. 넷째, 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램 개발, 교수-학습 자료의 보급을 시급한 과제로 생각하고 있다. 다섯째, 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램에 적합한 통합 방식은 문제해결중심의 통합 방식으로 나타났다. 아울러, 통합 STEM 교육이 통합적 문제 해결과 담당 교과의 소양 함양에 효과적이라고 생각하며, 과학기술 인재 양성에 영향을 많이 줄 것이라고 생각하고 있었다. STEM 관련 중등교사들의 통합 STEM 교육에 대한 인식을 높이고, 통합 STEM 교육을 활성화하기 위해서 학교 현장을 중심으로 교사의 요구가 반영된 프로그램, 다양한 교수 학습 자료의 보급, 그리고 관련 연수들이 필요하다.

• 공학교육연구
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• 제20권3호
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• pp.13-24
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• 2017

This study investigated student engagement of STEM-specialized higher education institutions in comparison with students from humanities & social science and STEM majors, respectively. By doing so, the study aimed to find the effects of the characteristics of STEM disciplines and organizational culture of STEM-specialized small-sized institutions on student engagement. The students majoring STEM disciplines, regardless of the organizational types, showed lower reflective-integrative learning experiences compared to students on humanities & social science disciplines. In contrast, students of STEM-specialized institutions reported significantly higher levels of peer relationship and student-faculty interaction in comparison with humanities & social science students and STEM students of general higher education institutions. Finally, the study suggests policy implications for STEM education.

• 과학교육연구지
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• 제45권1호
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• pp.11-22
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• 2021

이 연구의 목적은 국제 STEM 교육 분야의 연구 결과를 종합하여 국제 STEM 교육의 주요 이슈를 파악하는 데 있다. 이 연구의 분석 대상 자료는 선정 기준과 전문가 그룹의 검토를 통해 다양한 STEM 교육의 이슈를 반영하고 있는 메타분석 또는 체계적 문헌연구의 결과이다. 총 23개의 연구를 대상으로 질적 메타 분석을 하여 다음과 같은 STEM 교육의 이슈를 선정하였다. 첫째, STEM 교육은 국제적인 교육 동향으로 미국, 캐나다, 호주, 한국, 터키 등 많은 국가에서 연구되고 있다. 둘째, STEM 교육은 학생들의 인지적, 정의적, 심동적, 그리고 진로 영역의 향상에 긍정적으로 기여하고 있다. 셋째, STEM 교육은 다양한 수업 도구와 기술의 사용과 함께 연구되어 왔다. 또한, STEM 교육에 대한 교사의 전문성 신장이 성공적인 STEM 교육의 실현의 주요 요인들 중 하나이다. 그 외에 STEM 교육의 성공적인 실천을 위해 다양성, 평등, 타당하고 신뢰로운 연구 설계 등의 이슈에 대해 논의하였다. 또한 이 연구는 우리나라 융합교육의 방향과 실천 전략을 위한 함의점을 제공할 수 있으며 향후 연구에 대한 제언을 줄 수 있다.

• Molecules and Cells
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• 제38권7호
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• pp.643-650
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• 2015

The use of conditioned medium from mesenchymal stem cells may be a feasible approach for regeneration of bone defects through secretion of various components of mesenchymal stem cells such as cytokines, chemokines, and growth factors. Mesenchymal stem cells secrete and accumulate multiple factors in conditioned medium under specific physiological conditions. In this study, we investigated whether the conditioned medium collected under hypoxic condition could effectively influence bone regeneration through enhanced migration and adhesion of endogenous mesenchymal stem cells. Cell migration and adhesion abilities were increased through overexpression of intercellular adhesion molecule-1 in hypoxic conditioned medium treated group. Intercellular adhesion molecule-1 was upregulated by microRNA-221 in mesenchymal stem cells because microRNAs are key regulators of various biological functions via gene expression. To investigate the effects in vivo, evaluation of bone regeneration by computed tomography and histological assays revealed that osteogenesis was enhanced in the hypoxic conditioned medium group relative to the other groups. These results suggest that behavioral changes of endogenous mesenchymal stem cells through microRNA-221 targeted-intercellular adhesion molecule-1 expression under hypoxic conditions may be a potential treatment for patients with bone defects.

• 과학교육연구지
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• 제33권2호
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• pp.207-219
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• 2009

이 연구의 목적은 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 교육의 다양한 통합적인 노력 중에서 기술과 과학 교육 분야 전문가들이 수행한 디자인 관련 연구들을 고찰하는데 있다. 33개의 통합교육관련 논문들을 선별하여 메타연구와 질적인 내용 분석을 통하여 분석하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 디자인은 다양한 용어로 사용되고 있으며 다양한 접근방법을 통해 과학과 기술교육분야에 이용되고 있다. 공학적 디자인을 이용한 과학 개념의 학습은 최근 중요하게 다루어지고 있는 주제이며, 인지적, 정의적인 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 아울러, 공학적 디자인은 기술교육에 있어 최근 주요 연구 방향으로 제시되고 있으며, 기술교육과 공학교육을 연결할 수 있는 방법을 제공하고 있다. 공학적 디자인을 이용한 교육방법은 학생들의 학습향상과 동기유발에 도움이 되고, 협동학습과 진로교육에 긍정적인 효과를 보여주는 것으로 나타났다. 통합교육에 관한 인식의 부족으로 공학적 디자인을 이용한 과학, 기술, 공학, 수학교육의 효과를 검증하는 연구가 부족한 실정이다.

• Molecules and Cells
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• 제37권6호
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• pp.449-456
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• 2014

The use of synovial fluid-derived mesenchymal stem cells (SFMSCs) obtained from patients with degenerative arthropathy may serve as an alternative therapeutic strategy in osteoarthritis (OA) and rheumatoid arthritis (RA). For treatment of OA and RA patients, autologous transplantation of differentiated MSCs has several beneficial effects for cartilage regeneration including immunomodulatory activity. In this study, we induced chondrogenic differentiation of SFMSCs by inhibiting protein kinase A (PKA) with a small molecule and microRNA (miRNA). Chondrogenic differentiation was confirmed by PCR and immunocytochemistry using probes specific for aggrecan, the major cartilaginous proteoglycan gene. Absorbance of alcian blue stain to detect chondrogenic differentiation was increased in H-89 and/or miRNA-23b-transfected cells. Furthermore, expression of matrix metalloproteinase (MMP)-9 and MMP-2 was decreased in treated1 cells. Therefore, differentiation of SFMSCs into chondrocytes through inhibition of PKA signaling may be a therapeutic option for OA or RA patients.

• 수산해양교육연구
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• 제23권3호
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• pp.445-460
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• 2011

Recently, worldwide attention has been placed on being able to develop a person with interdisciplinary abilities. Specifically, there has been an emphasis on the integration of the previous STEM education and the arts, as well as the role of IT in technology and engineering education. Therefore, for this study, our goal is to help pave the way for the increased use of the teaching-learning methods of the IT-based STEAM education in developing people with interdisciplinary abilities. Firstly, we searched through domestic and foreign papers for example related to the recent trend towards the STEAM and integrative IT education models. In this study, we also presented a realistic teaching model based on STEAM education, applied mainly in the U.S., and on the teaching-learning methods of science and technology. The method we suggested is rated by expert assessments as a highly effective teaching-learning method for science and math. The use of educational IT technology in the STEAM education method is also analyzed with positive results.

• 과학교육연구지
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• 제39권1호
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• pp.99-112
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• 2015

이 연구의 목적은 초등 교사가 융합인재교육(STEAM)에 어떤 관심을 가지고 있는지 그리고 융합인재교육 시범학교를 운영하면서 융합인재교육에 대한 관심도가 어떻게 변화하는지를 알아봄으로써 새롭게 적용되는 융합인재교육에 대한 기초 자료를 제공하는데 있다. 이 연구에서는 Hall에 의해 개발된 관심도 검사 도구(SoCQ)를 사용하였다. 연구대상은 융합인재교육 시범학교를 운영하고 있는 초등학교 90명이며, 시범학교 운영 기간인 4월, 6월, 12월에 관심도의 변화를 조사하였다. 이 연구를 통해 밝혀진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 융합인재교육 시범학교를 운영하고 있는 전체 초등교사의 관심도의 변화는 4월에는 무관심 단계가 가장 높고 결과적 관심이 가장 낮았으나 12월에는 무관심과 운영적 관심이 낮아졌다. 4월과 비교하여 결과적 관심의 평균값이 54.7에서 74.3로 가장 크게 증가하였다. 교사들의 개인적인 변인을 대상으로 탐색한 결과는 다음과 같다. 고등학교 이과를 이수한 초등 교사들은 운영적 관심의 단계가 낮게 나타났으며, 석사 이상의 학력을 갖춘 초등 교사의 경우도 운영적 관심의 단계가 낮게 나타났다. 아울러, 교육대학교 STEM 관련 교과의 심화과정을 졸업한 초등 교사들 역시 운영적 관심의 단계가 낮게 나타났다. 개인의 요인에 따라 융합인재교육을 받아들이는 관심 단계가 차이가 있음을 알 수 있다. 탐색적 연구의 결과는 융합인재교육의 통합적 접근을 위해 가치 있는 기초 자료를 제공할 것이다.

• 대한공업교육학회지
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• 제34권1호
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• pp.252-273
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• 2009

생물기술의 중요성으로 인해 기술교육, 과학교육, 그리고 농업교육 분야에서는 중등교육에서 생물기술교육의 중요성을 인식해오고 있다. 기술교육에서 생물기술이 하나의 내용조직자로서 인식되어왔지만, 실제 생물기술의 교육은 폭넓게 실천되고 있지 않은 실정이다. 기대-가치 이론의 측면에서 기술교사의 동기유발은 생물기술을 가르치는 하나의 중요한 요인이 될 수 있다. 이 연구는 한국기술교사의 생물기술교육에 대한 동기유발과 생물기술 내용에 대한 그들의 스스로 인식하고 있는 능력과 가치를 연구하였다. 이런 동기유발의 측정을 위해, 하나의 온라인 설문지 (15개의 생물기술관련 동기유발 문항, 8개의 생물기술내용에 대한 교사들 스스로 인식하고 있는 능력과 가치, 그리고 기타 정보) 가 개발되었다. 114명의 한국기술교사의 반응에 의해, 이 연구는 기술통계, 독립표본 t-검증, 그리고 요인 분석들 (SPSS와 M-plus를 사용하여 탐색적 그리고 확인적 요인 분석)을 수행하였다. 생물기술내용에 대한 한국 기술교사의 가치(중요성 평가) 는 상대적으로 높은 점수를 나타내고 있는 반면 생물기술내용에 대한 그들의 능력은 낮은 점수를 나타내고 있다. 성별과 교사의 연수 여부에 따른 독립표본 t-검증 결과 교사들의 가치면에서 몇개의 의미있는 차이점을 찾았다. 탐색적 요인분석의 결과, 15개의 항목이 2개의 요인들(6개의 기대항목과 8개의 가치항목)로 나뉘었다. 한 항목 (6번) 은 교차로딩으로 제거되었다. 또한, 확인적 요인분석은 탐색적 요인분석의 결과를 지지하고 있다. 이 연구의 결과는 생물기술과 관련된 연수 프로그램에 대해 의미있는 함의를 가지고 있으며, 결론적으로 이 연구는 다른 교사들에 대한 타당성 평가, 동기유발 하위개념에 대한 연구, 그리고 생물기술교육에 대한 심화된 연구의 필요성에 대해 제언하고 있다.