DOI QR코드

DOI QR Code

Development and Application of Activity-Based STEAM Education Program for Elementary School Students - Focused on Theme of "Ultraviolet(UV)"

초등학생을 위한 활동중심 STEAM 교육프로그램의 개발 및 적용 - '자외선' 주제를 중심으로

  • Received : 2019.04.02
  • Accepted : 2019.05.07
  • Published : 2019.06.28

Abstract

The purpose of this study is to develop and apply activity-based STEAM education programs to verify elementary school students' logical thinking skills, attitudes to STEAM, and changes in satisfaction. The activity-based STEAM education program was developed in a total of 3 rounds under the theme of 'Let's get through Ultraviolet rays.' The finally developed program, which was revised and supplemented by process of preliminary commitment to elementary school students, proved its effectiveness through statistical methods in 168 sixth-grade in S elementary school students in Gyeonggi-do. The results of the study are as follows: First, the activity-based STEAM education program was developed around the topic of "Let's get through Ultraviolet rays" based on the "The solar system and Star" unit of the 5th and 6th grades of elementary school science. Second, by applying the developed activity-based STEAM education program to elementary school students, their cognitive development level by science behavioral system was improved after class, and proportion of the logical thinking skills and logic of variable control represented a significant value(p<.05). Third, the attitudes toward STEAM education, consisting of seven sub-factors, presented significant statistical test results across other factors, except for communication and usability factors(p<.05). Fourth, in the satisfaction test, the average value of the lower section was 3.59 to 3.85 points, and overall it was positive.

이 연구의 목적은 활동중심 STEAM 교육프로그램을 개발하고 적용하여 초등학생의 논리적 사고력, STEAM에 대한 태도, 만족도 변화를 검증하는데 있다. 활동중심 STEAM 교육프로그램은 '자외선을 이겨내자'를 주제로 총 3차시 분량으로 개발하였다. 초등학생을 대상으로 예비 투입 과정을 거쳐 수정 및 보완하여 최종적으로 개발된 프로그램은 경기도 소재의 S 초등학교 6학년 학생 168명을 대상으로 통계적 방법을 통해 그 효과성을 검증하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 활동중심 STEAM 교육프로그램은 초등학교 과학 5~6학년군 '태양계와 별' 단원을 기반으로 '자외선을 이겨내자'란 주제를 중심으로 개발하였다. 둘째, 개발된 활동중심 STEAM 교육프로그램을 초등학교 학생에게 적용한 후, 과학행동체계에 따른 인지발달 수준은 수업 후 향상되었고, 논리적 사고력 중 비례, 변인통제 논리가 유의미한 결과 값을 나타내었다(p<.05). 셋째, 7개 하위 요인으로 구성된 STEAM 교육에 대한 태도 중 소통과 유용성 요인을 제외한 다른 요인들에 걸쳐 유의미한 결과 값을 나타내었다(p<.05). 넷째, 만족도 검사에서는 하위 구인의 평균값이 3.59~3.85을 나타내어, 연구참여자들이 활동중심 STEAM 프로그램에 대해 긍정적인 의견을 주었음을 확인할 수 있다.

Keywords

CCTHCV_2019_v19n6_513_f0001.png 이미지

그림 1. 활동중심 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 절차

CCTHCV_2019_v19n6_513_f0002.png 이미지

그림 3. 초등학교 자외선 영역의 활동중심 융합인재 교육프로그램 개발 절차

CCTHCV_2019_v19n6_513_f0003.png 이미지

그림 4. 수업 후 학생들의 논리적 사고 수준 변화

CCTHCV_2019_v19n6_513_f0004.png 이미지

그림 5. 만족도 요인에 대한 리커트 척도 평균

그림 2. 활동중심 융합인재 교육프로그램 개발을 위한 절차 모형

CCTHCV_2019_v19n6_513_t0001.png 이미지

표 1. 실험 설계

CCTHCV_2019_v19n6_513_t0002.png 이미지

표 2. GALT 검사지의 하위 요인

CCTHCV_2019_v19n6_513_t0003.png 이미지

표 3. STEAM 태도 검사지의 하위 구인

CCTHCV_2019_v19n6_513_t0004.png 이미지

표 4. 활동중심 STEAM 만족도 설문지의 하위 구인

CCTHCV_2019_v19n6_513_t0005.png 이미지

표 5. 개발된 STEAM 프로그램의 주요 활동 내용

CCTHCV_2019_v19n6_513_t0006.png 이미지

표 6. 논리적 사고력에 대한 단일집단 검사 결과

CCTHCV_2019_v19n6_513_t0007.png 이미지

표 7. STEAM 교육에 대한 태도의 단일집단 검사 결과

CCTHCV_2019_v19n6_513_t0008.png 이미지

Acknowledgement

Supported by : National Research Foundation of Korea

References

  1. 김성원, 정영란, 우애자, 이현주, "융합인재교육(STEAM)을 위한 이론적 모형의 제안," 한국과학교육학회지, 제32권, 제2호, pp.388-403, 2012. https://doi.org/10.14697/jkase.2012.32.2.388
  2. 교육부, STEAM으로 꿈과 끼를 키우다: STEAM 교육현황 및 정책방향, 세종: 교육부, 2013.
  3. 김민철, 미국의 STEM 교육 정책과 한국의 STEAM 교육 정책의 비교, 전남대학교, 석사학위논문, 2013.
  4. 백윤수, 김영민, 노석구, 박현주, 이주연, 정진수, 최유현, 한혜숙, 최종현, 융합인재교육(STEAM) 실행방향정립을 위한 기초연구, 한국과학창의재단연구보고서, 2012.
  5. C. K. Shin, E. Y. Kim, E. H. Hwang, K. O. Song, and M. J. Park, A Study on the settlement plan of middle school free-learning semester (RR 2014-17), Seoul: KEDI, 2014.
  6. J. Ku, S. Kim, H. Lee, S. Cho, and H. Park, OECD Programme for International Students Assessment: An analysis of PISA 2015 Results, (Research Report RRE 2016-2-2), Seoul: KICE, 2016.
  7. 곽영순, "TIMSS 2015에서 과학 성취도와 흥미에 영향을 주는 교육맥락변인 분석," 한국과학교육학회지, 제38권, 제2호, pp.113-122, 2018. https://doi.org/10.14697/JKASE.2018.38.2.113
  8. 이혜정, STEAM형 자유탐구를 통한 창의 융합인재 육성, 한국교육개발원, 2011.
  9. 강창익, 강경희, 이상칠, "활동 중심 STEAM 프로그램이 중학생들의 과학 학습 흥미도에 미치는 효과," 과학교육연구지, 제37권, 제2호, pp.338-347, 2013.
  10. National Research Council[NRC], National science education standards: A guide for teaching and learning, Washinton, DC: National Academy Press, 1996.
  11. G. Pearson and A. T. Young, Technically speaking: Why all Americans need to know more about technology, Washington, DC: National Academies Press, 2002.
  12. 배선아, 금영충, "공업계열 전문계 고등학교 활동 중심 STEM 교육프로그램 개발 모형," 실과교육연구, 제15권, 제4호, pp.345-368, 2009. https://doi.org/10.17055/JPAER.2009.15.4.345
  13. 배선아, "중학교 전기전자기술 영역의 활동 중심 STEM 교육프로그램 개발 및 적용," 대한공업교육학회지, 제36권, 제1호, pp.1-22, 2011.
  14. 김성원, 박형용, 김영수, "중학교 과학영재 학생을 위한 융합인재 교육 프로그램의 개발과 적용: 3D 카메라 만들기," 한국생물교육학회지, 제44권, 제4호, pp.633-645, 2016.
  15. 이효녕, 권영륜, 김성년, 손성호, 한욱신, 홍성구, 박병열, 전재돈, "과학교육과 연계된 통합교육의 국내연구 동향 분석," 교과교육학연구, 제18권, 제2호, pp.295-319, 2014.
  16. 권난주, 안재홍, "융합 및 통합 과학교육 관련 국내연구 동향 분석," 한국과학교육학회지, 제32권, 제2호, pp.265-278, 2012. https://doi.org/10.14697/jkase.2012.32.2.265
  17. 심재호, 이양락, 김현경, "STEM, STEAM 교육과 우리나라 융합인재교육의 이해와 해결 과제," 한국과학교육학회지, 제35권, 제4호, pp.709-723, 2015. https://doi.org/10.14697/jkase.2015.35.4.0709
  18. 양지혜, 홍승호, "생물사이의 에너지 흐름을 주제로한 STEAM 프로그램 개발 및 적용 효과," 한국생물교육학회지, 제42권, 제3호, pp.249-264, 2014.
  19. 금영충, 배선아, "STEAM 교육에 대한 초등교사의 인식과 요구," 대한공업교육학회지, 제37권, 제2호, pp.57-75, 2012.
  20. 한혜숙, 이화정, "STEAM 교육을 실행한 교사들의 STEAM 교육에 관한 인식 및 요구 조사," 학습자중심교과교육연구, 제12권, 제3호, pp.573-603, 2012.
  21. 김혜란, 최선영, "초등학교 환경과 에너지 교육을 위한 STEAM 프로그램의 개발과 적용: 3학년을 중심으로," 한국생물교육학회지, 제44권, 제3호, pp.514-522, 2016.
  22. 양지혜, 최영미, 홍승호, "생물의 양분 생성과 수송을 주제로 한 STEAM 프로그램의 개발 및 적용 효과," 한국생물교육학회지, 제44권, 제3호, pp.523-537, 2016.
  23. 김민영, 한신, 박태윤, "중학교 과학 교사와 학생들의 빛에 대한 인식과 이해 정도 분석," 대한지구과학교육학회지, 제8권, 제3호, pp.267-280, 2015. https://doi.org/10.15523/JKSESE.2015.8.3.267
  24. 한신, 박태윤, Sohia Jeong, "가시광선, 자외선과 적외선에 대한 학생들의 개념," 대한지구과학교육학회지, 제8권, 제1호, pp.35-44, 2015. https://doi.org/10.15523/JKSESE.2015.8.1.35
  25. J. C. Libarkin, A. Asghar, C. Crockett, and P. Sadler, "Invisible Misconceptions: Student Understanding of Ultraviolet and Infrared Radiation," Astronomy Education Review, Vol.10, No.1, pp.49-60, 2011.
  26. 이효녕, 백소연, 이현동, "초등학교 비형식 과학 교육을 위한 융합인재교육(STEAM) 프로그램의 개발 및 적용: 빛 주제를 중심으로," 대한지구과학교육학회지, 제10권, 제2호, pp.122-139, 2017. https://doi.org/10.15523/JKSESE.2017.10.2.122
  27. 김용기, 김형범, 조규동, 한신, "HTE-STEAM(융합인재교육) 프로그램 개발 및 효과: 자유학기제 수업 활용 사례를 중심으로," 대한지구과학교육학회지, 제11권, 제3호, pp.224-236, 2018. https://doi.org/10.15523/jksese.2018.11.3.224
  28. 배성희, 김희수, "융합인재교육(STEAM) 프로그램이 중학생의 논리적 사고력에 미치는 효과," 대한지구과학교육학회지, 제10권, 제1호, pp.17-25, 2017. https://doi.org/10.15523/JKSESE.2017.10.1.17
  29. 윤일규, 정보 교육의 문제해결과정에서 요구되는 논리적 사고력의 구성요소, 고려대학교, 석사학위논문, 2010.
  30. 최영준, 이원식, 최병순, "중․고등학생들의 논리적 사고력 형성에 관한 연구 I," 한국과학교육학회지, 제5권, 제1호, pp.1-9, 1985.
  31. 박현주, 변수용, 심재호, 백윤수, 정진수, "우리나라 초.중.고등학교의 STEAM 교육 운영 현황 실태조사," 한국과학교육학회지, 제36권, 제4호, pp.669-679, 2016. https://doi.org/10.14697/JKASE.2016.36.4.0669
  32. 이현동, 배태윤, 이효녕, "지진에 대한 과학 탐구 기반의 STEAM 교육 프로그램 개발과 적용," 한국지구과학회지, 제37권, 제7호, pp.476-488, 2016. https://doi.org/10.5467/JKESS.2016.37.7.476
  33. 한국과학창의재단, 2017년 융합인재교육(STEAM)사업 성과 분석 연구[AD18030006], 2018.
  34. 이지원, 박혜경, 김중복, "융합인재교육(STEAM) 연수를 통해 교수.학습 자료 개발 및 현장적용을 경험한 초등교사들의 인식조사," 초등과학교육, 제32권, 제1호, pp.47-59, 2013.
  35. 김영홍, 김진수, "국내 STEAM 교육 연구 논문의 현황 분석," 대한공업교육학회지, 제42권, 제1호, pp.140-159, 2017. https://doi.org/10.35140/KIIEDU.2017.42.1.140
  36. 정현도, 이효녕, "중학교 자유학기제에 적합한 과학탐구 중심의 융합인재교육 프로그램 개발 및 적용," 과학교육연구지, 제41권, 제3호, pp.334-350, 2017. https://doi.org/10.21796/jse.2017.41.3.334