Research Trends and Implications of Model-Eliciting Activities in Science Education: A Systematic Literature Review

모델 도출 활동(MEA)에 대한 체계적 문헌 고찰 - 과학교육 시사점을 중심으로 -

This study explored the applicability of model-eliciting activities (MEAs) as a practical approach for science education and process through which learners develop problem-solving methods. Following the PRISMA guidelines, a systematic literature review was conducted on 133 articles to analyze global macrotrends and multidimensional educational outcomes. An additional 15 articles from the fields of science, engineering, and convergence were purposively sampled for an in-depth qualitative analysis to examine the expansion of MEAs into science education. The findings confirmed that MEA-related research has undergone a multidisciplinary expansion beyond its foundational field of mathematics into the science, engineering, and convergence fields. In these fields, MEAs were found to yield multidimensional outcomes that promote both students' holistic and teachers' professional growth. MEAs related to science education have also expanded to incorporate socio-scientific issues and real-world engineering design contexts. It was further confirmed that MEAs are being applied in forms that integrate the construction of decision-making models, the design of engineering artifacts, EdTech, and computational thinking. Based on these findings, this article derives concrete cases and implications for expanding MEA into a practical methodology for future-oriented science and convergent education.

본 연구는 학습자가 스스로 문제해결방법을 도출하는 과정을 강조하는 과학교육의 실천적 방안으로서 MEA(Model-Eliciting Activities)의 적용 가능성을 탐색하였다. 이를 위해 PRISMA 가이드라인에 따라 국내외 문헌 133편의 거시적 동향과 다차원적 교육 성과를 체계적으로 분석하고, 과학 및 공학, 융합 영역 15편을 목적 표집하여 과학교육으로의 외연 확장 양상을 질적으로 심층 분석하였다. 연구 결과, MEA 연구는 태동 분야인 수학을 넘어 과학, 공학, 융합 분야로 다학제적 확장을 보였으며 학생의 전인적 성장과 교사의 교수 전문성 등 다차원적 성과를 도출하였다. 나아가 과학교육과 관련된 MEA는 사회과학적 쟁점 및 실생활 공학 설계 맥락으로 확장되었으며, 의사결정 모델 구축, 공학적 산출물 설계, 에듀테크 및 컴퓨팅 사고력 융합 형태로 적용되고 있음을 확인하였다. 본 연구는 수학교육 중심이던 MEA를 미래지향적 과학교육 및 융합교육의 실천적 방법론으로 확장하기 위한 구체적 사례와 시사점을 도출하였다는 데 의의가 있다.