과학사를 활용한 초등학교 융합인재교육 프로그램 개발 및 적용 효과 The Development and the Effect of Implementation of STEAM Program Using the History of Science for the Elementary School원문보기
현대 사회는 창의적 문제해결력을 갖춘 융합형 인재를 요구하고 있으며 이에 따라 여러 선진국을 중심으로 창의성을 강조하는 융합인재교육이 실행되어 왔다. 우리나라도 융합인재교육(STEAM)을 도입하여 창의적 문제해결의 소양을 갖춘 인재 양성과 창의성 개발을 위해 노력해 오고 있다. 하지만 과학교육에서 창의성의 요구와 함께 과학기술 시대를 살아가는 모든 사람에게 반드시 요구되는 과학적 소양을 길러야 한다는 입장에서 볼 때, 소수의 영재학생이 아닌 보통의 일반 학생들이 쉽게 접근하고 아울러 과학교육에서 이들의 창의성을 강화하는 융합인재교육 프로그램의 개발과 노력은 부족하였다. 본 연구의 목적은 초등학교 일반 학생의 창의성 신장을 위하여 ...
현대 사회는 창의적 문제해결력을 갖춘 융합형 인재를 요구하고 있으며 이에 따라 여러 선진국을 중심으로 창의성을 강조하는 융합인재교육이 실행되어 왔다. 우리나라도 융합인재교육(STEAM)을 도입하여 창의적 문제해결의 소양을 갖춘 인재 양성과 창의성 개발을 위해 노력해 오고 있다. 하지만 과학교육에서 창의성의 요구와 함께 과학기술 시대를 살아가는 모든 사람에게 반드시 요구되는 과학적 소양을 길러야 한다는 입장에서 볼 때, 소수의 영재학생이 아닌 보통의 일반 학생들이 쉽게 접근하고 아울러 과학교육에서 이들의 창의성을 강화하는 융합인재교육 프로그램의 개발과 노력은 부족하였다. 본 연구의 목적은 초등학교 일반 학생의 창의성 신장을 위하여 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램을 개발하고 그 적용 효과를 알아보는 것이었다. 이를 위하여 설계기반의 문제해결 과정에 과학사를 활용한 초등학교 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 이를 과학 수업 현장에 적용하여 초등학생의 창의적 문제해결력, 창의적 인성, 과학 학습 동기에 미치는 효과를 분석하였으며, 또한 이러한 프로그램의 적용 효과들이 학생들의 창의적 산출물에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 이러한 연구의 목적을 달성하기 위하여 크게 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램의 개발과 개발한 융합인재교육 프로그램의 적용 효과 분석의 2개 과정으로 구분하여 연구를 진행하였다. 우선 프로그램의 개발을 위해 관련 문헌조사와 초등교사들의 융합인재교육에 대한 인식조사를 바탕으로 ‘과학사 활용’과 ‘설계기반 학습’을 근간으로 하는 융합인재교육 프로그램 개발의 방향을 설정하였다. 그리고 프로그램 개발의 모형 틀은 이효녕 등(2012)의 ‘ADBA’ 모형을 바탕으로 과학사를 활용한 창의적 설계가 실제로 가능하도록 프로그램을 수정 및 개발하였다. 개발한 프로그램은 예비 투입과 전문가 타당도 평가를 거쳐 최종 프로그램을 개발하였다. 다음으로 개발한 융합인재교육 프로그램의 적용 효과 분석을 위해서 본 연구에서는 경상북도 G시에 소재한 M초등학교 5학년 2개 반의 50명을 연구대상으로 하여 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램을 적용하였다. 본 연구의 설계는 준 실험설계로 프로그램의 적용은 2015년 9월부터 12월까지 두 집단으로 나누어 실험처치 후 그 효과를 알아보고자 하였다. 개발한 프로그램의 적용 효과를 알아보기 위해 SPSS Win(22.0)을 이용하여 연구문제에 따라 사전․사후 독립표본 t-검증과 공분산분석을 실시하였으며, 또한 프로그램의 적용 효과들이 창의적 산출물에 미치는 영향을 알아보기 위해 다중회귀분석을 실시하고 단계 입력 방식으로 그 결과를 분석하였다. 이에 따른 연구결과는 다음과 같았다. 첫째, 설계기반의 문제해결 과정에 과학사를 활용한 초등학교 융합인재교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 ‘문제 이해(A)-과학사 활용 설계(DH)-제작(B)-평가(A); ADHBA’의 4단계로 크게 나누어지며, 이 ADHBA 모형에 따라 총 9개의 프로그램이 개발되었다. 이 프로그램들은 과학사와 융합인재교육을 하나로 접목하였다는 점에서 중요한 의의가 있었다. 둘째, 개발된 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램의 적용은 초등학생의 창의적 문제해결력 향상에 긍정적인 효과가 있었다. ‘다양한 문제 제안하기’, ‘해결책 생각하기’, ‘실험계획 세우기’ 등의 창의적 문제해결력의 하위요소의 신장에 효과적이었다. 그리고 초등학생의 창의적 인성 향상에도 효과가 있었다. 창의적 인성의 하위 요소 가운데에서 ‘인내/집착’, ‘자기확인’, ‘호기심’, ‘상상’, ‘개방성’, ‘독립심’ 요소의 신장에 효과를 가져왔다. 또한 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등학생의 과학 학습 동기 향상에 긍정적인 효과가 있었다. 실험집단의 ‘자아효능감’, ‘자아개념 능력’, ‘심층적 전략’, ‘학습 중심목표 지향’ 요소의 신장에 효과를 가져왔음을 알 수 있었다. 또한 실험집단의 ‘피상적 전략’ 요소의 성향을 낮추는데도 효과적이었다. 셋째, 개발된 프로그램의 적용 효과들은 창의적 문제해결력과 창의적 인성이 결합하여 학생들의 창의적 산출물의 분산을 설명하는데 유용하다고 할 수 있으며, 두 변수들이 창의적 산출물의 분산을 57.5% 설명하고 있었다. 창의적 산출물에 미치는 영향력을 비교하면 창의적 문제해결력(.622)이 창의적 인성(.409)보다 상대적인 영향력이 큰 것으로 나타났다. 결과적으로 과학사를 활용한 융합인재교육을 통해 창의적 문제해결력과 창의적 인성을 향상시키면 초등학생의 창의적 산출물도 향상된다고 예측할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구에서 개발하고 적용된 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등학생의 창의적 문제해결력, 창의적 인성, 과학 학습 동기를 향상시키며, 또한 이러한 효과들이 학생들의 창의적 산출물에 긍정적인 영향을 미친다. 따라서 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램은 학교 현장에서 활용되어 초등학생의 창의적 문제해결력, 창의적 인성, 과학 학습 동기를 높이고 이를 통해 초등학교 일반 학생의 창의성을 기르는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
현대 사회는 창의적 문제해결력을 갖춘 융합형 인재를 요구하고 있으며 이에 따라 여러 선진국을 중심으로 창의성을 강조하는 융합인재교육이 실행되어 왔다. 우리나라도 융합인재교육(STEAM)을 도입하여 창의적 문제해결의 소양을 갖춘 인재 양성과 창의성 개발을 위해 노력해 오고 있다. 하지만 과학교육에서 창의성의 요구와 함께 과학기술 시대를 살아가는 모든 사람에게 반드시 요구되는 과학적 소양을 길러야 한다는 입장에서 볼 때, 소수의 영재학생이 아닌 보통의 일반 학생들이 쉽게 접근하고 아울러 과학교육에서 이들의 창의성을 강화하는 융합인재교육 프로그램의 개발과 노력은 부족하였다. 본 연구의 목적은 초등학교 일반 학생의 창의성 신장을 위하여 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램을 개발하고 그 적용 효과를 알아보는 것이었다. 이를 위하여 설계기반의 문제해결 과정에 과학사를 활용한 초등학교 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 이를 과학 수업 현장에 적용하여 초등학생의 창의적 문제해결력, 창의적 인성, 과학 학습 동기에 미치는 효과를 분석하였으며, 또한 이러한 프로그램의 적용 효과들이 학생들의 창의적 산출물에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 이러한 연구의 목적을 달성하기 위하여 크게 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램의 개발과 개발한 융합인재교육 프로그램의 적용 효과 분석의 2개 과정으로 구분하여 연구를 진행하였다. 우선 프로그램의 개발을 위해 관련 문헌조사와 초등교사들의 융합인재교육에 대한 인식조사를 바탕으로 ‘과학사 활용’과 ‘설계기반 학습’을 근간으로 하는 융합인재교육 프로그램 개발의 방향을 설정하였다. 그리고 프로그램 개발의 모형 틀은 이효녕 등(2012)의 ‘ADBA’ 모형을 바탕으로 과학사를 활용한 창의적 설계가 실제로 가능하도록 프로그램을 수정 및 개발하였다. 개발한 프로그램은 예비 투입과 전문가 타당도 평가를 거쳐 최종 프로그램을 개발하였다. 다음으로 개발한 융합인재교육 프로그램의 적용 효과 분석을 위해서 본 연구에서는 경상북도 G시에 소재한 M초등학교 5학년 2개 반의 50명을 연구대상으로 하여 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램을 적용하였다. 본 연구의 설계는 준 실험설계로 프로그램의 적용은 2015년 9월부터 12월까지 두 집단으로 나누어 실험처치 후 그 효과를 알아보고자 하였다. 개발한 프로그램의 적용 효과를 알아보기 위해 SPSS Win(22.0)을 이용하여 연구문제에 따라 사전․사후 독립표본 t-검증과 공분산분석을 실시하였으며, 또한 프로그램의 적용 효과들이 창의적 산출물에 미치는 영향을 알아보기 위해 다중회귀분석을 실시하고 단계 입력 방식으로 그 결과를 분석하였다. 이에 따른 연구결과는 다음과 같았다. 첫째, 설계기반의 문제해결 과정에 과학사를 활용한 초등학교 융합인재교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 ‘문제 이해(A)-과학사 활용 설계(DH)-제작(B)-평가(A); ADHBA’의 4단계로 크게 나누어지며, 이 ADHBA 모형에 따라 총 9개의 프로그램이 개발되었다. 이 프로그램들은 과학사와 융합인재교육을 하나로 접목하였다는 점에서 중요한 의의가 있었다. 둘째, 개발된 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램의 적용은 초등학생의 창의적 문제해결력 향상에 긍정적인 효과가 있었다. ‘다양한 문제 제안하기’, ‘해결책 생각하기’, ‘실험계획 세우기’ 등의 창의적 문제해결력의 하위요소의 신장에 효과적이었다. 그리고 초등학생의 창의적 인성 향상에도 효과가 있었다. 창의적 인성의 하위 요소 가운데에서 ‘인내/집착’, ‘자기확인’, ‘호기심’, ‘상상’, ‘개방성’, ‘독립심’ 요소의 신장에 효과를 가져왔다. 또한 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등학생의 과학 학습 동기 향상에 긍정적인 효과가 있었다. 실험집단의 ‘자아효능감’, ‘자아개념 능력’, ‘심층적 전략’, ‘학습 중심목표 지향’ 요소의 신장에 효과를 가져왔음을 알 수 있었다. 또한 실험집단의 ‘피상적 전략’ 요소의 성향을 낮추는데도 효과적이었다. 셋째, 개발된 프로그램의 적용 효과들은 창의적 문제해결력과 창의적 인성이 결합하여 학생들의 창의적 산출물의 분산을 설명하는데 유용하다고 할 수 있으며, 두 변수들이 창의적 산출물의 분산을 57.5% 설명하고 있었다. 창의적 산출물에 미치는 영향력을 비교하면 창의적 문제해결력(.622)이 창의적 인성(.409)보다 상대적인 영향력이 큰 것으로 나타났다. 결과적으로 과학사를 활용한 융합인재교육을 통해 창의적 문제해결력과 창의적 인성을 향상시키면 초등학생의 창의적 산출물도 향상된다고 예측할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구에서 개발하고 적용된 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램은 초등학생의 창의적 문제해결력, 창의적 인성, 과학 학습 동기를 향상시키며, 또한 이러한 효과들이 학생들의 창의적 산출물에 긍정적인 영향을 미친다. 따라서 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램은 학교 현장에서 활용되어 초등학생의 창의적 문제해결력, 창의적 인성, 과학 학습 동기를 높이고 이를 통해 초등학교 일반 학생의 창의성을 기르는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
The purposes of this study were to: (1) develop STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based for the elementary school, (2) analyze the effect of the implementation of developed program on ‘creative problem-solving’, ‘creative personalities’, and ‘sci...
The purposes of this study were to: (1) develop STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based for the elementary school, (2) analyze the effect of the implementation of developed program on ‘creative problem-solving’, ‘creative personalities’, and ‘science learning motivation’ of elementary school students, (3) analyze the influence for three effects of the developed program affecting the creative products through multiple regression analysis. For this purposes, this study was started from the review of the literature investigation research and preceding relevant research trend analysis and set the direction of the program development on ‘using the history of science’ and ‘design-based learning(DBL)’. The model framework of the program was developed based on the ‘ADBA’ model(Lee et al., 2012) of creative design and scientific inquiry-based STEM model and revised the program for creative design using the history of science to be actually possible. The developed program was examined and improved by expert review process such as meeting consisting of science education experts. The program was revised and complemented through preliminary application and counselling with experts. The subjects of this study were made up of 50 fifth grade students of M elementary school in K-city of Gyeongbuk province and divided into an experimental group and a controlled group consisting of each 25 students. This study was designed by quasi-experimental design. STEAM program using the history of science was applied to the experimental group and general STEAM program was applied to controlled group from September to December in 2015. Pre-post independent sample t-test and ANCOVA was conducted on them for analyzing the effect of implementation of developed program on ‘creative problem-solving’, ‘creative personalities’, and ‘science learning motivation’ of elementary school students. Also, multiple regression analysis was conducted on them for analyzing the influence for three effects of the developed program affecting the creative products. The result of this study showed as follows: First, STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based was developed for the elementary school, which is composed of 4 steps: ‘Analysis(A)-Design using the history of science(DH)-Build(B)-Assessment(A)’. A total of nine program was developed by this program. Second, STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based was significantly effective in the improvement of creative problem-solving. The program was indicated to have a positive influence upon the three components of creative problem-solving: 'proposing various inquiry problem(p<.05)', 'thinking out solution(p<.05)', and 'planning an experiment(p<.01)'. And it was significantly effective in the improvement of creative personalities. The program was indicated to have a positive influence upon the six components of creative personalities: 'patience/obsession(p<.05)', 'self-conviction(p<.01)', 'curiosity(p<.05)', 'imagination(p<.05)', 'openness(p<.05)', and 'the spirit of independent(p<.05)'. And it was significantly effective in the improvement of science learning motivation. The program was indicated to have a positive influence upon the five components of science learning motivation: 'self-efficiency(p<.05)', 'in-depth strategy(p<.01)', 'self-conception capacity(p<.05)', 'learning-oriented goals(p<.01)', and 'outward-oriented goals(p<.05)'. Third, these effects of the developed program was able to find it significantly useful to explain the spread of creative products with combining the creative problem-solving and creative personalities. Two variables described 57.5 percent of the distribution on the creative products. Creative problem-solving(.622) has found to be greater than creative personalities(.409) in comparing the influence in affecting the creative products. As a result, it could predict to improve the creative products of students in elementary school students through improving creative problem-solving and creative personalities. In conclusion, STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based applied in this study is considered to improve the creative problem-solving, creative personalities, and science learning motivation. Also, these effects of the developed program can affect positive influence on creative products. Therefore STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based is expected to be able to help improve creativity of elementary school students.
The purposes of this study were to: (1) develop STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based for the elementary school, (2) analyze the effect of the implementation of developed program on ‘creative problem-solving’, ‘creative personalities’, and ‘science learning motivation’ of elementary school students, (3) analyze the influence for three effects of the developed program affecting the creative products through multiple regression analysis. For this purposes, this study was started from the review of the literature investigation research and preceding relevant research trend analysis and set the direction of the program development on ‘using the history of science’ and ‘design-based learning(DBL)’. The model framework of the program was developed based on the ‘ADBA’ model(Lee et al., 2012) of creative design and scientific inquiry-based STEM model and revised the program for creative design using the history of science to be actually possible. The developed program was examined and improved by expert review process such as meeting consisting of science education experts. The program was revised and complemented through preliminary application and counselling with experts. The subjects of this study were made up of 50 fifth grade students of M elementary school in K-city of Gyeongbuk province and divided into an experimental group and a controlled group consisting of each 25 students. This study was designed by quasi-experimental design. STEAM program using the history of science was applied to the experimental group and general STEAM program was applied to controlled group from September to December in 2015. Pre-post independent sample t-test and ANCOVA was conducted on them for analyzing the effect of implementation of developed program on ‘creative problem-solving’, ‘creative personalities’, and ‘science learning motivation’ of elementary school students. Also, multiple regression analysis was conducted on them for analyzing the influence for three effects of the developed program affecting the creative products. The result of this study showed as follows: First, STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based was developed for the elementary school, which is composed of 4 steps: ‘Analysis(A)-Design using the history of science(DH)-Build(B)-Assessment(A)’. A total of nine program was developed by this program. Second, STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based was significantly effective in the improvement of creative problem-solving. The program was indicated to have a positive influence upon the three components of creative problem-solving: 'proposing various inquiry problem(p<.05)', 'thinking out solution(p<.05)', and 'planning an experiment(p<.01)'. And it was significantly effective in the improvement of creative personalities. The program was indicated to have a positive influence upon the six components of creative personalities: 'patience/obsession(p<.05)', 'self-conviction(p<.01)', 'curiosity(p<.05)', 'imagination(p<.05)', 'openness(p<.05)', and 'the spirit of independent(p<.05)'. And it was significantly effective in the improvement of science learning motivation. The program was indicated to have a positive influence upon the five components of science learning motivation: 'self-efficiency(p<.05)', 'in-depth strategy(p<.01)', 'self-conception capacity(p<.05)', 'learning-oriented goals(p<.01)', and 'outward-oriented goals(p<.05)'. Third, these effects of the developed program was able to find it significantly useful to explain the spread of creative products with combining the creative problem-solving and creative personalities. Two variables described 57.5 percent of the distribution on the creative products. Creative problem-solving(.622) has found to be greater than creative personalities(.409) in comparing the influence in affecting the creative products. As a result, it could predict to improve the creative products of students in elementary school students through improving creative problem-solving and creative personalities. In conclusion, STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based applied in this study is considered to improve the creative problem-solving, creative personalities, and science learning motivation. Also, these effects of the developed program can affect positive influence on creative products. Therefore STEAM program using the history of science in solving the problem process on the design-based is expected to be able to help improve creativity of elementary school students.
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