Journal of Korean Elementary Science Education (한국초등과학교육학회지:초등과학교육)

The Korean Elementary Science Education Society (한국초등과학교육학회)
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The Effect of Problem-Centered Learning Based STEAM Field Experience Learning Program on Science Process Skills, Creative Problem Solving Ability, and Scientific Attitude of Gifted Students in Elementary Science

문제중심학습 기반 STEAM 현장체험학습 프로그램이 초등과학 영재의 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향

  • Received : 2021.02.10
  • Accepted : 2021.02.22
  • Published : 2021.02.28
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Abstract

In this study, a problem-centered learning based STEAM field experience learning program was developed and the effects of applying it were investigated. The program was composed of 8 sessions by using problem-centered learning education method and integrating STEAM elements between disciplines. The contents of program are as follow. In the step of sharing problems and making a problem-solving plan, they understood the various examples and meanings of endangered species, explored the project activities, and made an inquiry plan. In the search and re-exploration phase, a smart device was used to investigate the appearance, habitat environment and cause of extinction for Clithon retropictus, and a site inquiry plan was established for each group. Then, they moved to the field to explore brackish-headed gallops and discuss ways to protect endangered species. In the step of creating a solution, a web-based report was produced as the final product using smart devices based on the results of the inquiry. In the presentation and evaluation stage, the produced web-based report was used to present each group, conduct mutual evaluation, and organize project activities. The developed program was applied to 6th grade 29 students enrolled in the J University Gifted Education Center. In order to find out the effectiveness of the program, tests of science process skill, creative problem-solving ability, and scientific attitude were conducted before and after of program learning, and the results were statistically analyzed by t-test. In addition, a STEAM program satisfaction test was conducted after project in order to find out the satisfaction of the class. As a result of application of the program, the results were significantly improved in openness, criticism, and creativity among the sub-factors of creative problem-solving ability and scientific attitude. Satisfaction with the STEAM program was also high, but no significant result was found in science process skill. Therefore, the program of this study could be influenced on improvement of creative problem-solving ability and scientific attitude of gifted students in elementary science.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2020학년도 제주대학교 학술진흥연구비 지원사업에 의하여 연구되었음.

References

  1. 강선미, 이정화, 정연옥(2011). 학교 숲을 이용한 체험활동이 초등학생의 환경감수성 및 환경친화적 태도에 미치는 영향. 실과교육, 24(2), 105-124.
  2. 강호감, 김태훈(2014). 초등과학영재의 창의적 문제해결력 향상을 위한 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발. 영재교육연구, 24(6), 1025-1038. https://doi.org/10.9722/JGTE.2014.24.6.1025
  3. 교육부(2013). 제 3차 영재교육진흥종합계획. 서울: 교육부.
  4. 교육부(2015). 과학과 교육과정. 교육부 고시 제2015-74호. 서울: 교육부.
  5. 권선혜, 허소현, 양용칠(2015). 자기조절학습전략을 적용한 과학 중심 STEAM 프로그램이 초등과학영재의 과학탐구능력에 미치는 영향. 대한사고개발학회지, 11(1), 45-63.
  6. 권재술, 김범기(1994). 초.중학생의 과학 탐구능력 측정도구의 개발. 한국과학교육학회지, 14(3), 251-264.
  7. 김권숙, 최선영(2012). 과학기반 STEAM 프로그램이 초등과학 영재 학생들의 창의적 문제해결력과 과학적 태도에 미치는 영향. 초등과학교육, 31(2), 216-226.
  8. 김도연, 전영석(2020). 과학 독서록을 통한 초등과학영재의 창의적 문제해결력 분석. 과학영재교육, 12(1), 49-62.
  9. 김맹범, 양지혜, 홍승호(2016). 초등과학 영재학생을 대상으로 한 내진 설계 STEAM 프로그램의 효과. 에너지기후변화교육, 6(1), 41-53.
  10. 김선희, 김언주, 박은희, 심재영(2006). PBL 프로그램이 창의성 및 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과. 아동교육, 15(3), 285-297.
  11. 김영환, 김지원, 김영진(2008). 초등학교 체험학습 운영개선방안: 부산을 중심으로. 교과교육학연구, 12(3), 837-859. https://doi.org/10.24231/RICI.2008.12.3.837
  12. 김지환, 방미선, 배성철, 홍연숙, 최종경, 이나리, 서승갑, 배진호, 이용섭, 이형철, 소금현(2014). 영화를 활용한 융합인재교육 프로그램이 초등과학영재의 창의적 인성, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향. 한국과학교육학회지, 38(1), 120-132.
  13. 김효남, 정완호, 정진우(1998). 국가수준의 과학에 관련된 정의적 특성의 평가 체제 개발. 한국과학교육학회지, 18(3), 25-45.
  14. 박애리나, 김용권(2014). STEAM 프로그램이 초등영재학생의 과학적 의사소통능력과 학습몰입에 미치는 영향. 초등과학교육, 33(3), 439-452.
  15. 서권수(2013). 초등과학영재들의 과학적 창의성 및 태도신장을 위한 과학 기반의 STEAM 프로그램 개발 및 적용: 나만의 창의적인 간장 만들기. 창원대학교 교육대학원 석사학위논문.
  16. 서진나(2011). 과학영재의 과학학습동기, 과학적 태도 및 과학탐구능력 향상을 위한 병행교육과정 개발 및 적용. 이화여자대학교 교육대학원 석사학위논문.
  17. 신명렬, 서혜애(2017). 문제중심학습(PBL) 기반 과학영재수업이 초등과학영재의 과학적 창의성 신장에 미치는 효과. 영재교육, 27(3), 367-386. https://doi.org/10.9722/JGTE.2017.27.3.367
  18. 신명렬, 이용섭(2011a). PBL 기반 천체관측 프로그램이 초등과학영재의 과학적 탐구능력과 과학적 태도에 미치는 효과. 대한지구과학교육학회지, 4(1), 20-31. https://doi.org/10.15523/JKSESE.2011.4.1.020
  19. 신명렬, 이용섭(2011b). IIM을 적용한 천문학습 프로그램 개발․적용이 초등과학영재 학생의 과학탐구능력과 과학적 태도에 미치는 효과. 영재교육연구, 21(2), 337-356. https://doi.org/10.9722/JGTE.2011.21.2.337
  20. 신명렬, 이용섭(2012). 과학캠프 운영이 초등과학영재의 과학탐구능력 및 과학적 태도에 미치는 효과. 영재교육연구, 22(4), 967-983. https://doi.org/10.9722/JGTE.2012.22.4.967
  21. 신재한(2013). 초.중등교원 대상 STEAM 융합교육 인식 조사. 학습과학연구, 7(2), 29-53.
  22. 옥승현, 최선영(2014). 영흥도 지역자원을 활용한 학교 밖 영재 프로그램 개발 및 적용 효과. 과학교육연구, 38(2), 356-375.
  23. 우용배, 홍승호(2017). 초등과학 영재를 대상으로 한 생태계 관련 STEAM 프로그램이 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향. 생물교육, 45(1), 159-168. https://doi.org/10.15717/BIOEDU.2017.45.1.159
  24. 정은영(2008). Squeak Etoys 기반 정보교육이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향. 한국교원대학교 대학원 석사학위논문.
  25. 조연순, 체제숙, 백은주, 임현화(2004) 초등학교 수업을 위한 문제중심학습(PBL)의 교수학습 과정 모형 연구. 교육방법연구, 16(2), 1-28.
  26. 주현재, 강인애(2011). 고등교육에서의 학습자중심 교육의 학습원칙에 기반한 PBL 모형 개발, 학습자중심교과교육, 11(4), 419-448.
  27. 최영미, 홍승호(2013). 주변의 생물을 주제로 한 STEAM 프로그램이 초등과학 영재학생에게 미치는 영향. 생물교육, 41(4), 569-588. https://doi.org/10.15717/BIOEDU.2013.41.4.569
  28. 최윤선(2005). 현장체험학습에 대한 초등학생의 인식 조사연구. 숙명여자대학교 석사학위논문.
  29. 최정임(2004). 사례분석을 통한 PBL의 문제설계 원리에 대한 연구. 교육공학연구, 20(1), 37-61.
  30. 하병건, 김용권(2015). 환경 관련 체험학습이 초등학생의 환경소양과 과학적 태도에 미치는 효과. 대한지구과학교육학회지, 8(2), 206-217. https://doi.org/10.15523/JKSESE.2015.8.2.206
  31. 한국과학창의재단(2015). 2015년 STEAM 프로그램 개발시범적용 만족도 조사. 서울: 한국과학창의재단.
  32. 한국교육개발원(2001). 간편 창의적 문제해결력 검사 개발 연구(I). 서울: 한국교육개발원.
  33. 홍현정, 배진호, 소금현(2015). STEAM 기반 야외체험학습 프로그램이 초등학생의 과학탐구능력 및 과학에 대한 태도에 미치는 영향. 생물교육, 43(4), 344-354. https://doi.org/10.15717/BIOEDU.2015.43.4.344
  34. Barrows, H. S. (1985). How to design a problem-based curriculum for the preclinical years. New York: Springer.
  35. Barton, A. C., Tan, E. & Rivet, A. (2008). Creating hybrid spaces for engaging school science among urban middle school girls. American Educational Research Journal, 45(1), 68-103. https://doi.org/10.3102/0002831207308641
  36. Gutierrez, K. D., Baquedano Lopez, P., Alvarez, H. H. & Chiu, M. M. (1999). Building a culture of collaboration through hybrid language practices. Theory into Practice, 38(2), 87-93. https://doi.org/10.1080/00405849909543837
  37. Moomaw, S. (2013). Teaching STEM in the early years: Activities for integrating science, technology, engineering, and mathematics. St. Paul, MN: Redleaf Press.
  38. Perelman, L. J. (1992). School's out: hyperlearning, the new technology, and the end of education. New York: William Morrow and Company.
  39. Sanders, M. (2009). STEM, STEM education, STEM-mania. The Technology Teacher, 68(4), 20-26.
  40. Watters, J. & Diezmann, C. (2003). The gifted student in science: Fulfilling potential. Australian Science Teachers Journal, 49 (3), 46-53.
  41. Yakman, G. (2006). STEAM pedagogical commons for contextual learning. Unpublished class paper for EDCI 5774, Virginia Tech.
  42. Yakman, G. (2008). STEAM education. An overview of creation a model of integrative education. PATT.