[국내논문]STEAM 프로그램을 적용한 과학수업이 초등학생의 창의성과 과학교과 흥미도에 미치는 영향 The Effects of Science Lessons Applying STEAM Education Program on the Creativity and Interest Levels of Elementary Students원문보기
과학 기술 경쟁 시대라는 시대적 흐름에 따라 세계 주요 국가들이 STEAM 교육에 주목하고 있다. 우리나라 과학교육의 목적이 과학적 소양을 지닌 창의적 인재 육성이라는 점에서 보면 STEAM 교육의 필요성은 부정할 수 없는 사실이다. 이에 본 연구에서는 초등학교 6학년 과학 교과에서 활동과 흥미를 고려한 주제 중심의 STEAM통합교육 프로그램을 개발하여 초등학생의 창의성 및 과학교과 흥미도에 어떤 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 본 연구에서 개발한 STEAM 교육 프로그램은 6학년 각 단원별 마무리 활동에 단원 정리 및 심화 보충활동으로 적용할 수 있도록 개발하였다. 주제별 활동중심의 프로그램으로 학생들의 과학 학습을 통해서 창의성 및 과학교과 흥미도를 높이는데 주안점을 두었다. 개발한 STEAM 프로그램을 J도내 3개 초등학교 학생들에게 사전 사후에 투입한 결과, 실험 집단은 비교 집단에 비해 초등학생들의 창의성 및 과학 교과 흥미도가 유의미하게 향상되었다. 따라서 지속적이며 체계적인 STEAM 프로그램의 개발이 요구되며, 더 나아가서는 초등학교 전 학년에 걸쳐 적용할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하고 교육현장에서 적극적으로 활용하려는 노력이 이루어져야 할 것이다.
과학 기술 경쟁 시대라는 시대적 흐름에 따라 세계 주요 국가들이 STEAM 교육에 주목하고 있다. 우리나라 과학교육의 목적이 과학적 소양을 지닌 창의적 인재 육성이라는 점에서 보면 STEAM 교육의 필요성은 부정할 수 없는 사실이다. 이에 본 연구에서는 초등학교 6학년 과학 교과에서 활동과 흥미를 고려한 주제 중심의 STEAM 통합교육 프로그램을 개발하여 초등학생의 창의성 및 과학교과 흥미도에 어떤 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 본 연구에서 개발한 STEAM 교육 프로그램은 6학년 각 단원별 마무리 활동에 단원 정리 및 심화 보충활동으로 적용할 수 있도록 개발하였다. 주제별 활동중심의 프로그램으로 학생들의 과학 학습을 통해서 창의성 및 과학교과 흥미도를 높이는데 주안점을 두었다. 개발한 STEAM 프로그램을 J도내 3개 초등학교 학생들에게 사전 사후에 투입한 결과, 실험 집단은 비교 집단에 비해 초등학생들의 창의성 및 과학 교과 흥미도가 유의미하게 향상되었다. 따라서 지속적이며 체계적인 STEAM 프로그램의 개발이 요구되며, 더 나아가서는 초등학교 전 학년에 걸쳐 적용할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하고 교육현장에서 적극적으로 활용하려는 노력이 이루어져야 할 것이다.
According to trends in scientific technical competition, many countries around the world are interested in and focused on the STEAM integrated education. By observing the fact that the goal of our country's science education is to cultivate creative workers who have scientific knowledge, the need fo...
According to trends in scientific technical competition, many countries around the world are interested in and focused on the STEAM integrated education. By observing the fact that the goal of our country's science education is to cultivate creative workers who have scientific knowledge, the need for STEAM integrated education cannot be denied. Therefore, the purpose of this study was to develop the STEAM integrated program focused on themes that considered activities and interest in the grade 6 science subject in order to identify its influence on the creativity and interest levels of elementary students. The STEAM integrated education program in this study was developed so that it can be applied as a unit review or reinforcement activities in the closing activities per unit in grade 6. The focus was placed on heightening students' creativity and interest in science subject learning through a program focused on activities per theme. As a result of applying the developed STEAM integrated program in prior and post conditions on 3 elementary school's students in J Province, it was discovered that significant improvement was found in the creativity and scientific interest of elementary students in the experimental group, compared to the control group. Therefore, continuous and systematic development of the STEAM integrated education program is required, and moreover, it must be developed for all elementary grade levels and efforts should be put into actively applying the program in the field of education.
According to trends in scientific technical competition, many countries around the world are interested in and focused on the STEAM integrated education. By observing the fact that the goal of our country's science education is to cultivate creative workers who have scientific knowledge, the need for STEAM integrated education cannot be denied. Therefore, the purpose of this study was to develop the STEAM integrated program focused on themes that considered activities and interest in the grade 6 science subject in order to identify its influence on the creativity and interest levels of elementary students. The STEAM integrated education program in this study was developed so that it can be applied as a unit review or reinforcement activities in the closing activities per unit in grade 6. The focus was placed on heightening students' creativity and interest in science subject learning through a program focused on activities per theme. As a result of applying the developed STEAM integrated program in prior and post conditions on 3 elementary school's students in J Province, it was discovered that significant improvement was found in the creativity and scientific interest of elementary students in the experimental group, compared to the control group. Therefore, continuous and systematic development of the STEAM integrated education program is required, and moreover, it must be developed for all elementary grade levels and efforts should be put into actively applying the program in the field of education.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 이러한 점을 보완하여 지속적으로 교과 수업과 연계하여 진행되며, 초등학교 6학년 모든 학생을 대상으로 과학과 교육과정 각 단원의 후반부에 심화․보충 학습으로써 실시할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하였고, 개발된 프로그램이 학생들의 창의성 및 과학교과 흥미도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
본 연구는 초등학교 6학년 과학 교과 단원별 정리학습 차시에 실시할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하여 6학년 학생들의 창의성 및 과학교과 흥미도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 6학년 1~2학기 총 9개 단원에 대해서 STEAM 프로그램을 개발하였고, 창의성은 정교성, 융통성, 독창성을 중심으로, 과학교과 흥미도는 교과내용, 교과 가치 및 노력, 교과에 대한 유능감, 담당교사에 대한 선호도를 중심으로 알아보았다.
제안 방법
Yakman과 Kim(2007)은 STEM 교육에 예술(Arts)을 포함한 STEAM 교육을 함으로써 실생활과 관련성을 더욱 높일 수 있고, 흥미도 높아지는 수업을 할 수 있다고 하였다. 따라서 Fig 1과 같이 STEAM 교육을 위한 피라미드 모형을 제시하여 STEAM 교육의 내용 영역을 과학, 기술, 공학, 수학에 예술을 포함하였다. 피라미드의 오른쪽 아래에서부터 특정 내용, 특정 과목, 다학문, 통합, 보편으로 제시되었고, 이는 피라미드의 왼쪽 아래에서부터 전문적, 2차적, 과도기, 기본적, 일생으로 나타내어 서로 결합을 이루게 된다.
본 연구를 수행하기에 앞서 STEAM 교육 및 초등학생의 창의성과 교과 흥미도의 개념에 대해 이루어진 선행 연구를 조사하고 STEAM 수업 요소를 도출하였다. 다음으로 2007 개정 교육과정의 초등과학 6학년 교과서에 제시되어 있는 각 단원의 학습목표 확인 및 내용을 분석하여 학습 주제와 관련된 STEAM 프로그램을 개발하였다.
본 연구를 수행하기에 앞서 STEAM 교육 및 초등학생의 창의성과 교과 흥미도의 개념에 대해 이루어진 선행 연구를 조사하고 STEAM 수업 요소를 도출하였다. 다음으로 2007 개정 교육과정의 초등과학 6학년 교과서에 제시되어 있는 각 단원의 학습목표 확인 및 내용을 분석하여 학습 주제와 관련된 STEAM 프로그램을 개발하였다.
타당도는 활동 주제와 수업 목표 및 수업 내용의 선정, 수업 내용의 구조, 프로그램 내용, 적용, 평가와 관련하여 총 20개의 문항에 대해 전문가에게 의뢰하였고, ‘부적절’ 또는 ‘매우 부적절’ 판정이 있을 때에는 수정이 필요한 사항을 주관식으로 작성할 수 있도록 하였다.
개발한 STEAM 프로그램이 초등학생의 창의성과 과학교과 흥미도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 관련 검사 도구를 선정하여 사전 검사를 실시하였다. 그리고 실험 집단에는 STEAM 프로그램을 적용하고, 비교 집단에는 전통적 수업을 실시하였다.
그리고 실험 집단에는 STEAM 프로그램을 적용하고, 비교 집단에는 전통적 수업을 실시하였다. 사후에 사전 문항과 동일한 검사를 실시하여 통계 처리한 후 결과를 분석하여 교육에 대한 시사점을 도출하였다. 학습자 수업만족도 검사는 김문종 등(2011)의 연구에서 사용된 한국교육과정평가원(2005)의 검사 도구를 이용하여 실험 집단에 대해서만 실시하고 결과를 분석하였다.
STEAM 프로그램을 개발하기 위한 기초 단계로 2007 개정 교육과정 초등과학 6학년의 단원과 주요 내용을 분석하였다. 초등과학 6학년 과학과 교육과정은 운동과 에너지 영역 3개, 물질 영역 3개, 생명 영역 1개 그리고 지구와 우주 영역 2개 총 9개의 단원으로 구성되어 있다.
사전 문헌 연구와 교육과정 분석을 통해 학습 주제 선정 및 세부 프로그램을 구안하였다. 타당도는 교육 대학원 석사과정 8명과 박사과정 2명에게 검토를 의뢰하였다.
전문가의 의견을 수렴하고 학습 요소와 계열성을 고려하여 최종적으로 현장에 적용 가능한 STEAM 프로그램은 김진수(2011b)가 개발한 준비(P), 개발(D), 실행(I), 평가(E) 4단계의 PDIE 절차 모형에 따라 개발하였다(Fig. 2).
준비 단계(P)에서는 문헌연구, 교육과정 분석을 통해 시사점을 추출하여 학습 주제를 선정하였다. 개발 단계(D)에서는 실제 적용할 세부 교수․학습 프로그램 구안하였고, 전문가 판단을 의뢰한 후에 적합하다고 판단된 세부 프로그램의 교수 · 학습 과정안과 그에 따른 학습지를 개발하여 STEAM 프로그램을 완성하였다.
실행 단계(I)에서는 개발된 STEAM 프로그램 중에서 6학년 2학기의 2단원 ‘여러 가지 기체’와 3단원 ‘에너지와 도구’의 단원별 2차시의 융합 프로그램을 6학년 3개 학급 69명 학생을 대상으로 각 단원 마지막 차시에서 적용하였으며, 평가 단계(E)에서는 적용 결과를 학습자의 창의성, 과학교과 흥미도 및 실험 집단의 수업 만족도를 조사하여 정리하였다.
학생들이 특정 교과에 흥미를 느끼는 이유에 대해 크게 인지적 흥미군과 정서적 흥미군으로 분류한 후, 인지적 흥미군은 ‘교과내용’과 ‘교과 가치 및 노력’으로 규정하였으며, 정서적 흥미군은 ‘교과에 대한 유능감’과 ‘담당 교사에 대한 선호도’로 제한하였다(Table 1).
’5점으로 채점하여 점수가 높을수록 과학교과 흥미가 높은 것으로 보았다. 사전, 사후에 각 1회씩 흥미도 검사를 실시하였으며 검사소요시간은 약 15분이 소요되었다.
검사도구는 수업환경 영역 4문항, 수업내용 영역 5문항, 수업방법 영역 3문항, 수업평가 영역 3문항으로 구성되었으며, 각 문항의 평가는 Likert식 5단계 평정척도 방식으로 하였다. 문항의 16번, 17번은 학생들의 열린 생각을 알아보기 위하여 주관식 문항으로 본 연구자가 추가 구성하였으며, 교육대학원 석사과정 재학생 8명, 박사과정 재학생 2명에게 주관식 문항의 타당도를 검토 받았다.
검사도구는 수업환경 영역 4문항, 수업내용 영역 5문항, 수업방법 영역 3문항, 수업평가 영역 3문항으로 구성되었으며, 각 문항의 평가는 Likert식 5단계 평정척도 방식으로 하였다. 문항의 16번, 17번은 학생들의 열린 생각을 알아보기 위하여 주관식 문항으로 본 연구자가 추가 구성하였으며, 교육대학원 석사과정 재학생 8명, 박사과정 재학생 2명에게 주관식 문항의 타당도를 검토 받았다.
실험 집단과 비교 집단은 창의성 및 과학교과 흥미도에 관련된 사전검사를 실시한 후, 실험 집단에는 본 연구에서 개발한 STEAM 프로그램으로 수업을, 비교 집단은 정규 수업을 실시하였다. 수업 후 실험 집단과 비교 집단에 창의성, 과학교과 흥미도 검사를 실시하였으며, 만족도 검사는 실험 집단에만 실시하였다.
실험 집단과 비교 집단은 창의성 및 과학교과 흥미도에 관련된 사전검사를 실시한 후, 실험 집단에는 본 연구에서 개발한 STEAM 프로그램으로 수업을, 비교 집단은 정규 수업을 실시하였다. 수업 후 실험 집단과 비교 집단에 창의성, 과학교과 흥미도 검사를 실시하였으며, 만족도 검사는 실험 집단에만 실시하였다.
프로그램의 활동 주제는 6학년 각 단원별 마무리 활동에 단원 정리 및 심화활동으로 적용할 수 있는 프로그램으로 개발하였다. 프로그램은 기존의 과학과 교육과정에 T(기술), E(공학), A(예술), M(수학)영역을 융합하였고, 주제별 활동중심의 프로그램으로 학생들의 과학 학습을 통한 창의성 및 과학교과 흥미도를 높이는데 주안점을 두었다.
프로그램의 활동 주제는 6학년 각 단원별 마무리 활동에 단원 정리 및 심화활동으로 적용할 수 있는 프로그램으로 개발하였다. 프로그램은 기존의 과학과 교육과정에 T(기술), E(공학), A(예술), M(수학)영역을 융합하였고, 주제별 활동중심의 프로그램으로 학생들의 과학 학습을 통한 창의성 및 과학교과 흥미도를 높이는데 주안점을 두었다. 개발된 프로그램에서 실험집단에 6학년 2학기 2, 3단원만 적용하였고, 비교집단은 2007 과학교육과정에서 해당되는 차시의 내용을 학습하였다.
프로그램은 기존의 과학과 교육과정에 T(기술), E(공학), A(예술), M(수학)영역을 융합하였고, 주제별 활동중심의 프로그램으로 학생들의 과학 학습을 통한 창의성 및 과학교과 흥미도를 높이는데 주안점을 두었다. 개발된 프로그램에서 실험집단에 6학년 2학기 2, 3단원만 적용하였고, 비교집단은 2007 과학교육과정에서 해당되는 차시의 내용을 학습하였다.
STEAM 프로그램이 학생들의 창의성에 미치는 효과를 알아보기 위해 문항별로 비교 집단과 실험 집단의 사전․사후 검사를 분석하였다(Table 6).
사전 검사 후에 비교 집단은 기존의 과학과 교육과정의 전통적 수업을, 실험 집단은 STEAM 프로그램을 적용한 후, 사전 검사와 동일한 창의성 검사 문항을 재투입하여 분석하였다. 이 결과 실험 집단은 문항 2를 제외하고 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다.
STEAM 프로그램이 학생들의 창의성 영역에 미치는 효과를 알아보기 위해 비교 집단과 실험 집단의 사전 · 사후 검사를 분석하였다(Table 7).
STEAM 프로그램이 학생들의 과학교과 흥미도에 미치는 효과를 알아보기 위하여 실험 집단과 비교 집단의 사전․사후 검사 결과를 분석하였다(Table 8).
SETAM 프로그램을 적용한 실험 집단에 대해서 학생들의 수업에 대한 만족도를 Likert 척도로 수업 환경, 수업 내용, 수업 방법, 수업 평가 4가지 영역의 결과를 분석하였다(Table 9).
본 연구는 초등학교 6학년 과학 교과 단원별 정리학습 차시에 실시할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하여 6학년 학생들의 창의성 및 과학교과 흥미도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 6학년 1~2학기 총 9개 단원에 대해서 STEAM 프로그램을 개발하였고, 창의성은 정교성, 융통성, 독창성을 중심으로, 과학교과 흥미도는 교과내용, 교과 가치 및 노력, 교과에 대한 유능감, 담당교사에 대한 선호도를 중심으로 알아보았다. 개발된 STEAM 프로그램 중에서 6학년 2학기 2개 단원과 관련해서 교육과정에 바탕을 둔 기존의 과학과 교육과정과 STEAM 프로그램을 각각 비교 집단과 실험 집단에 적용한 결과를 토대로 내린 결론은 다음과 같다.
6학년 1~2학기 총 9개 단원에 대해서 STEAM 프로그램을 개발하였고, 창의성은 정교성, 융통성, 독창성을 중심으로, 과학교과 흥미도는 교과내용, 교과 가치 및 노력, 교과에 대한 유능감, 담당교사에 대한 선호도를 중심으로 알아보았다. 개발된 STEAM 프로그램 중에서 6학년 2학기 2개 단원과 관련해서 교육과정에 바탕을 둔 기존의 과학과 교육과정과 STEAM 프로그램을 각각 비교 집단과 실험 집단에 적용한 결과를 토대로 내린 결론은 다음과 같다.
첫째, 본 연구에서 개발한 STEAM 프로그램은 각 단원의 후반부에 학생들이 학습한 내용을 종합적으로 활용하여 문제를 해결할 수 있도록 하였다. 심화 · 보충 학습을 할 때도 교사의 적절한 안내가 수반된다면 프로그램을 충분히 현장에서 활용할 수 있을 것이다.
개발 단계(D)에서는 실제 적용할 세부 교수․학습 프로그램 구안하였고, 전문가 판단을 의뢰한 후에 적합하다고 판단된 세부 프로그램의 교수 · 학습 과정안과 그에 따른 학습지를 개발하여 STEAM 프로그램을 완성하였다.
대상 데이터
본 연구의 대상은 J도 소재의 D초등학교 6학년 2개 학급 44명, H초등학교 6학년 2개 학급 64명, S초등학교 6학년 2개 학급 33명으로 총 141명의 학생을 실험 집단과 비교 집단으로 나누어 연구하였으며, 자세한 내용은 Table 4와 같다.
데이터처리
개발한 STEAM 프로그램이 초등학생의 창의성과 과학교과 흥미도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 관련 검사 도구를 선정하여 사전 검사를 실시하였다. 그리고 실험 집단에는 STEAM 프로그램을 적용하고, 비교 집단에는 전통적 수업을 실시하였다. 사후에 사전 문항과 동일한 검사를 실시하여 통계 처리한 후 결과를 분석하여 교육에 대한 시사점을 도출하였다.
실험 집단과 비교 집단에서 얻은 사전․사후의 창의성, 과학교과 흥미도 검사에 대한 결과는 SPSS 통계 프로그램으로 t-검정을 실시하여 통계 분석하였다. 집단 간 비교에 있어서 유의한 차이는 p < .
05 로 하였다. 실험 집단 학생만을 대상으로 실시한 수업 만족도 검사는 Likert 척도를 통한 검사 결과의 평균을 구하였고, 만족도 검사의 주관식 문항에 대한 결과는 응답 빈도수의 비율로 계산하였다.
이론/모형
사후에 사전 문항과 동일한 검사를 실시하여 통계 처리한 후 결과를 분석하여 교육에 대한 시사점을 도출하였다. 학습자 수업만족도 검사는 김문종 등(2011)의 연구에서 사용된 한국교육과정평가원(2005)의 검사 도구를 이용하여 실험 집단에 대해서만 실시하고 결과를 분석하였다.
과학교과 흥미도 검사 도구는 모든 과목에 적용할 수 있도록 윤미선과 김성일(2003)이 개발한 검사지를 사용하였고, 검사지의 신뢰도는 Cronbach's α는 .88이다.
융통성의 총점은 29점, 독창성의 총점은 23점, 정교성의 총점은 12점으로 과학창의성 검사의 만점은 64점이다. 채점 방법은 김승훈(2004)의 채점기준에 따라 점수를 부여하였다.
성능/효과
타당도는 교육 대학원 석사과정 8명과 박사과정 2명에게 검토를 의뢰하였다. 리커트 척도를 기반으로 완성된 STEAM 프로그램의 평균 타당도는 91.9이었다. 타당도는 활동 주제와 수업 목표 및 수업 내용의 선정, 수업 내용의 구조, 프로그램 내용, 적용, 평가와 관련하여 총 20개의 문항에 대해 전문가에게 의뢰하였고, ‘부적절’ 또는 ‘매우 부적절’ 판정이 있을 때에는 수정이 필요한 사항을 주관식으로 작성할 수 있도록 하였다.
사전 검사 후에 비교 집단은 기존의 과학과 교육과정의 전통적 수업을, 실험 집단은 STEAM 프로그램을 적용한 후, 사전 검사와 동일한 창의성 검사 문항을 재투입하여 분석하였다. 이 결과 실험 집단은 문항 2를 제외하고 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 반면, 비교 집단은 문항 1에서만 사후 검사가 사전 검사보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다.
이 결과 실험 집단은 문항 2를 제외하고 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 반면, 비교 집단은 문항 1에서만 사후 검사가 사전 검사보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 전체적으로는 비교, 실험 집단의 사후 검사가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었고, 유의미한 정도는 실험 집단이 더 높게 나타났다.
전체적으로는 비교, 실험 집단의 사후 검사가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었고, 유의미한 정도는 실험 집단이 더 높게 나타났다. 따라서 STEAM 프로그램을 적용한 실험 집단의 창의성 발달에 매우 긍정적인 영향을 끼쳤음을 알 수 있다. 더욱이 두 그룹 간의 사후 검사에 대한 차이도 모든 문항에서 유의미한 결과가 나타나 STEAM 프로그램이 기존의 과학과 교육과정 수업보다 학생들의 창의성 발달에 더 효과적임을 알 수 있다.
따라서 STEAM 프로그램을 적용한 실험 집단의 창의성 발달에 매우 긍정적인 영향을 끼쳤음을 알 수 있다. 더욱이 두 그룹 간의 사후 검사에 대한 차이도 모든 문항에서 유의미한 결과가 나타나 STEAM 프로그램이 기존의 과학과 교육과정 수업보다 학생들의 창의성 발달에 더 효과적임을 알 수 있다. 왜냐하면, STEAM 프로그램을 통해서 학생들은 고정적인 사고방식이나 시각을 변화시켜 다양한 해결책을 찾으려고 하였고, 창의적인 산출물을 제작하려고 하였으며, 다양한 요소들을 잘 다듬어 완성된 형태로 구체화하려고 노력하였기 때문이다.
실험 집단은 창의성 검사의 융통성, 독창성 영역에서 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 반면 비교 집단은 정교성, 융통성 영역에서 사후 검사가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다.
실험 집단은 창의성 검사의 융통성, 독창성 영역에서 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 반면 비교 집단은 정교성, 융통성 영역에서 사후 검사가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 특히, 실험 집단은 비교 집단에 비해 전체적으로도 창의성 영역별에 관한 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내어 STEAM 프로그램은 학생들의 창의성 변화에 기존 과학과 교육과정 수업보다 더욱 긍정적인 효과가 있었다.
반면 비교 집단은 정교성, 융통성 영역에서 사후 검사가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 특히, 실험 집단은 비교 집단에 비해 전체적으로도 창의성 영역별에 관한 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내어 STEAM 프로그램은 학생들의 창의성 변화에 기존 과학과 교육과정 수업보다 더욱 긍정적인 효과가 있었다. 두 그룹 간의 사후 검사에 대한 차이도 전체적으로 유의미한 결과가 나타났으므로 STEAM 프로그램이 전통적인 과학 수업보다 학생들의 창의성 함양에 더 효과적이라는 것을 확인할 수 있다.
특히, 실험 집단은 비교 집단에 비해 전체적으로도 창의성 영역별에 관한 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내어 STEAM 프로그램은 학생들의 창의성 변화에 기존 과학과 교육과정 수업보다 더욱 긍정적인 효과가 있었다. 두 그룹 간의 사후 검사에 대한 차이도 전체적으로 유의미한 결과가 나타났으므로 STEAM 프로그램이 전통적인 과학 수업보다 학생들의 창의성 함양에 더 효과적이라는 것을 확인할 수 있다.
실험 집단은 교과 내용에서 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타났다. 반면 비교 집단은 모든 영역에서 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 낮은 결과를 나타내었다.
반면 비교 집단은 모든 영역에서 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 유의미하게 낮은 결과를 나타내었다. 또한 두 집단 간의 사후 검사 결과를 보면 전체적인 과학교과 흥미도 뿐만 아니라 모든 영역의 과학교과 흥미도에서 실험 집단의 점수가 비교 집단의 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다.
따라서 본 연구의 STEAM 프로그램은 학생들의 과학교과 흥미도에 긍정적인 영향을 주었다는 것을 알 수 있다. 그리고 학생들의 과학교과 흥미도를 높이기 위해서는 기존의 과학 수업 방식을 넘어 학생들이 즐겁게 참여할 수 있는 교육 방식이 필요하다고 하겠다.
STEAM 프로그램 학습 후 만족도 검사 결과, 전체 평균 93.39%의 높은 만족도를 보였다. 성별에 따라 STEAM 프로그램에 대한 만족도를 분석한 결과, 남, 여학생 모두 전 영역에서 모두 90% 이상의 높은 만족도를 보였으나 남학생이 여학생 보다 전체적으로 조금 더 높은 만족도를 보였다.
39%의 높은 만족도를 보였다. 성별에 따라 STEAM 프로그램에 대한 만족도를 분석한 결과, 남, 여학생 모두 전 영역에서 모두 90% 이상의 높은 만족도를 보였으나 남학생이 여학생 보다 전체적으로 조금 더 높은 만족도를 보였다. 이는 동적이면서 구체적인 조작 활동을 좋아하는 남학생과 정적인 활동을 좋아하는 여학생의 성향적인 차이가 다양한 영역에서 동적인 활동이 요구되는 STEAM 프로그램에 대한 만족도 차이로 나타난 것이라 분석되며, 김인경(2000)의 연구에서 성별에 따른 과학내용에 대한 학생들의 흥미 조사 결과 남학생의 흥미도가 높았다는 결과와 일치한다.
이 결과를 통해 초등학생들은 이론적인 학습보다는 실험과 활동이 많은 ‘물질’, ‘운동과 에너지’ 영역과 미술 교과에 대한 관심이 높고, 활동 위주의 수업을 선호한다는 것을 알 수 있다.
셋째, STEAM 프로그램은 과학교과 흥미도에 긍정적인 효과가 있었다. 이는 매 차시 학생들이 흥미를 가지고 주도적으로 할 수 있는 활동이 포함된 STEAM 프로그램의 활용에 의한 것이라고 여겨진다.
넷째, 학생들이 STEAM 프로그램에 대해 높은 만족도를 나타낸 것으로 보아 학생들은 기존의 과학과 교육과정보다 STEAM 프로그램의 운영 방식에 관심이 높다는 것을 알 수 있다. 학생들의 즐거운 학습 분위기를 조성하기 위해서 STEAM 교육을 중심으로 한 학습자 중심 교육 프로그램의 개발이 지속되어야 할 것이다.
위와 같은 결론을 바탕으로 STEAM 프로그램을 적용한 과학 수업은 초등학생들의 창의성 및 과학교과 흥미도 향상에 긍정적인 영향을 미치고 있으며, 과학 교과를 기반으로 한 융합적 접근이 가치가 있다고 할 수 있다.
반면, 비교 집단은 문항 1에서만 사후 검사가 사전 검사보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었다. 전체적으로는 비교, 실험 집단의 사후 검사가 사전 검사 점수보다 유의미하게 높은 결과를 나타내었고, 유의미한 정도는 실험 집단이 더 높게 나타났다. 따라서 STEAM 프로그램을 적용한 실험 집단의 창의성 발달에 매우 긍정적인 영향을 끼쳤음을 알 수 있다.
후속연구
이에 STEAM 교육으로의 변화가 관심을 받고 지속적으로 진행되는 현시점에서는 현행 과학교육의 내용을 기초로 하여 심화․보충학습의 과정으로 STEAM 교육 내용을 도입하는 것이 적절한 방법 중 하나이다. 그러기 위해서는 현행 과학과 교육과정을 토대로 심화․보충 할 수 있는 단원 별 STEAM 프로그램이 개발되어야 할 것이다.
심화 · 보충 학습을 할 때도 교사의 적절한 안내가 수반된다면 프로그램을 충분히 현장에서 활용할 수 있을 것이다.
둘째, STEAM 프로그램은 학생들의 창의성을 향상시키는데 긍정적인 효과를 가져 온 것으로 보아 앞으로도 다양한 교과 및 영역에서 주제 중심의 STEAM 프로그램을 개발할 필요가 있다.
이는 매 차시 학생들이 흥미를 가지고 주도적으로 할 수 있는 활동이 포함된 STEAM 프로그램의 활용에 의한 것이라고 여겨진다. 앞으로도 학생들의 흥미를 고려한 다양한 활동이 포함된 STEAM 프로그램을 개발할 필요가 있다.
첫째, 6학년 과학 교과서의 내용뿐만 아니라 1, 2학년의 슬기로운 생활, 그리고 3, 4, 5학년의 과학 교과서의 내용을 바탕으로 하여 STEAM 프로그램을 개발하여 초등학교 전 학년에서 활용한다면 학생들의 창의성 함양과 과학교과 흥미도 증진에 좀 더 긍정적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.
셋째, 2009 개정 교육과정에서 제시하고 있는 교과 간의 주제 통합방식에 따라, 과학 교과와의 간학문적 통합 방식을 활용한 교육 프로그램을 개발한다면 초등학교 교육과정에 STEAM 교육을 도입하는데 기여할 수 있을 것이다.
넷째, 이 연구에서는 창의력과 과학교과 흥미도에 대한 검사를 지필 평가만으로 수행하였지만, 추후 연구에서는 수행평가 및 학생별 면담도 병행하여 좀 더 종합적으로 평가할 수 있어야 하겠다.
다섯째, 이 연구는 특정 지역의 약 140여 명의 학생들을 대상으로 하였기 때문에 일반화하기에는 한계가 있다. 그러므로 다른 지역에서도 STEAM 프로그램의 개발 및 적용에 관한 연구를 진행하여 좀 더 풍부한 자료를 통해 많은 학생들이 창의력과 과학교과 흥미도를 신장시킬 수 있는 기회를 제공해야 하겠다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
STEAM이란?
STEAM은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Arts), 수학(Mathematics)의 학문을 통합하는 것을 말하며, STEAM 교육은 학문융합의 일환이며 STEM에서 진일보한 개념이다. 영국이나 미국의 STEM 교육에 예술 활동을 덧붙여 Arts를 추가한 것이다.
STEAM 교육의 장점은 무엇인가?
Yakman과 Kim(2007)은 STEM 교육에 예술(Arts)을 포함한 STEAM 교육을 함으로써 실생활과 관련성을 더욱 높일 수 있고, 흥미도 높아지는 수업을 할 수 있다고 하였다. 따라서 Fig 1과 같이 STEAM 교육을 위한 피라미드 모형을 제시하여 STEAM 교육의 내용 영역을 과학, 기술, 공학, 수학에 예술을 포함하였다.
STEAM 교육은 영국이나 미국의 STEM 교육에 무엇을 추가 한 것인가?
STEAM은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Arts), 수학(Mathematics)의 학문을 통합하는 것을 말하며, STEAM 교육은 학문융합의 일환이며 STEM에서 진일보한 개념이다. 영국이나 미국의 STEM 교육에 예술 활동을 덧붙여 Arts를 추가한 것이다. STEAM에서의 Arts란 좁은 의미에서는 디자인 중심의 미술 분야를 생각할 수 있지만, 넓은 의미에서는 순수 예술 분야 외에도 언어 소통 분야, 인문 교양 분야까지도 모두 포함된다(김진수, 2011a).
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