본 연구의 목적은 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향에 미치는 영향 을 알아보는 것이다. 또한 이 과정에서 학생들이 공학설계 기반 수업에서 접하는 흥미로운 점을 파악하고자 하였다. 본 연구에서는 공학설계를 전공한 교수 1명과 석사 이상의 공학설계 전문가 5명이 함께 공학설계를 기반으로 한 6차시의 과학수업을 개발하여 검토하였다. 수업의 주제는 실제 오션 클린업 프로젝트에서 구현된 방법을 기반으로 해양 오염을 줄이기 위한 과학 및 공학적 해결과정의 설계 및 구현으로 선정되었다. 공학설계 과정은 NGSS(2013)에서 제시한 공학 설계 모형을 활용하였으며, 최적화 과정을 통해 재설계를 경험할 수 있도록 구성하였다. 효과를 검증하기 위해 Park et al.(2019)이 개발한 STEAM 태도 설문지 및 Kang and Nam(2016)이 개발한 창의공학적 문제해결성향 검사 도구를 사 용하였다. 효과성 검정을 위한 통계분석을 위해 사전 및 사후 t-검정을 사용하였다. 또한, 학습자가 경험한 흥미로운 점 의 내용은 기술적인 응답을 받아 전사하고, 중심도 분석을 통해 분석 및 시각화하였다. 결과는 과학 수업에서 공학설계 기반 오션 클린업 수업이 STEAM 태도와 창의공학적 문제해결성향 모두에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 확인하였다 (p< .05). 또한, 비정형 데이터 분석 결과, 학습자가 학습에 관심을 갖는 요인으로 이공계 지식, 공학적 경험, 협동과 협 업이 나타나 공학적 경험이 중심 요인임을 확인하였다.

이 연구의 목적은 코칭 기법을 활용한 창의적 문제해결 수업모형을 개발 하 는 데 있다. 연구 방법은 창의적 문제해결 수업모형 초안을 구안하고 전문가 검 증을 통해 수업모형 최종안을 도출하였다. 최종안에 대해서는 창의적 문제해결 강의 경험이 있는 기업체 교수자와 교육학 박사학위 소지자 전문가를 대상으로 수업모형 타당화를 검증하였다. 수업모형 초안과 비교해 최종 수업모형은 코칭 기법을 창의적 문제해결 모형의 각각 단계에서 적용하고, 창의적 문제해결 기법 에 중점을 둔 모형이 개발되었다. 본 연구에서 개발된 창의적 문제해결 수업모 형은 기업체 대상 창의적 문제해결 교육을 위한 수업모형을 제공함으로써 창의 적 문제해결 교육을 도입하는 교수자에게 도움을 줄 수 있으며 체계적으로 교육 이 가능할 것으로 기대한다.

본 연구의 목적은 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 판구조론에 대한 개념 변화와 과학 관련 태도에 미치는 효과를 알아보는 데 있다. 연구의 대상은 경기도 안성시 소재 K 고등학교 2학년 2개 반이다. 수업 처치 전에, 판구조론에 대한 학생들의 선개념을 조사하기 위해 개념 검사가 실시되었다. 비교 집단은 전통적 수업을, 실험 집단은 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업을 적용하였다. 수업 적용이 끝난 후에 실험 집단과 비교 집단의 과학 관련 태도 변화를 알아보기 위해 과학 관련 태도 검사지(TOSRA)를 사용하였다. 연구 결과, 수업처치에 따른 판구조론에 대한 개념 변화는 비교 집단보다 실험 집단에서 개념 이해도가 더 높게 향상되어 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 올바른 개념 변화에 더 효과적임을 알 수 있었고, 과학 관련 태도는 실험 집단의 경우 '과학자의 평범성', '과학 수업의 즐거움', '과학에 대한 취미로서의 관심'의 범주에서 통계적으로 유의미한 증가가 있었다. 이러한 연구 결과로 개념스케치를 활용한 탐구 문제 해결 수업이 판구조론에 대한 개념 변화와 과학 관련 태도에 긍정적인 변화를 준다는 것을 확인하였다.

새롭게 개정된 2015 교육과정에서 정보 교과는 중학교에서 필수 교과로 지정되어 학생들의 컴퓨팅 사고력과 협력적 문제 해결력을 개발하도록 장려한다. 이에 따라 많은 연구자들이 관련 연구들을 진행하고 있다. 여러 간행물들, 연구 논문들 및 교사들의 인식을 검토한 결과 컴퓨팅 사고 수업에서 알고리즘 및 코딩에 중점을 두고 있었다. 컴퓨팅 사고는 컴퓨터를 사용하여 문제를 해결 하는데 필수적인 사고 과정이다. 그러나 사고력 활동이 미리 구조화된 문제에 의해 제약받는 측면이 많이 있음을 관찰할 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 구조화되지 않은 열린 문제를 제공함으로써 데이터 활용 능력(data literacy)을 강조한 문제해결 수업을 제안하였다. 또한 데이터 활용 능력 강조 수업이 기존의 구조화된 문제를 활용한 수업에 비하여 학습동기와 학업성취도에 통계적으로 유의한 효과가 있음을 검증하였다. 따라서 컴퓨팅 사고 기반의 문제해결 수업에서 미리 구조화된 문제를 프로그래밍 하는데 초점을 맞춘 수업보다 데이터 활용 능력을 증진하는 문제해결 활동을 활용한 수업이 보다 효과적임을 밝힐 수 있었다.

본 연구는 초등 정보융합영재를 위한 computational thinking기반의 실생활 문제해결 수업콘 텐츠를 개발하고, 이를 사이버 교수학습에 적용하여 학생들의 정보과학적 창의적 성향 및 창의 성에 미치는 영향을 분석해 그 효과성을 검증하는 데 목적이 있다. 이를 위해 computational thinking(CT)과 융합인재교육(STEAM)에 대한 선행 연구를 바탕으로 ‘CT기반의 정보융합 인 재’라는 개념을 정립하였다. 이를 바탕으로 융합형 문제해결 설계과정, 실생활의 문제 상황, CT 의 9가지 주요 개념과 능력, 실제 초등학교 교육과정과도 연관성의 4가지 원칙에 따라 수업 콘 텐츠를 개발하였다. 이에 따라 “우리집의 전기요금 절약하기”라는 주제로 문제중심형 e-PBL수 업 모형과 반응형 웹 기반 스마트러닝 시스템을 활용해 운영하였다. 개발한 수업 콘텐츠를 초등학교 5, 6학년 학생들을 대상으로 사이버 교수학습에 적용한 후에 결과를 분석하였다. 통제 집단은 융합인재교육 기반의 실생활 문제해결 수업콘텐츠를, 실험 집 단은 CT기반의 실생활 문제해결 수업콘텐츠를 각각 적용하였고 결과에 대해 독립표본 t-검정 과 대응표본 t-검정을 실시하였다. 그 결과 정보과학 창의적 성향의 하위 요소 중 정보과학에 대한 흥미와 창의성 부문에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 결론적으로, CT기반 실생활 문제해결 수업콘텐츠는 사이버 교수학습 과정에서 초등 정보융합영재 학생들의 정보과학에 대 한 흥미와 창의성에 긍정적인 영향을 미친다는 것을 밝혔다.

이 연구의 목적은 문제해결력과 창의력을 향상시키기 위한 문제기반 전뇌학습 모형을 개발하여 ‘자동화설비’ 수업에서 적용한 후 문제해결력과 창의력에 미치는 효과를 검증하는데 있다. 연구 목적을 달성하기 위하여 문헌연구 분석 후 도출된 이론과 시사점을 통해 자동화설비 과목에서 문제기반 전뇌학습 수업 모형 및 프로그램 개발하였다. 개발된 수업 모형과 프로그램은 뇌교육 전문가와 공업교육 전문가의 타당화 검증을 거친 후 현장 적용을 통해 문제해결력과 창의력에 미치는 효과를 검증하였다. 이 연구를 통해 밝혀진 결과는 다음과 같다. 첫째, 문제기반 전뇌학습 프로그램은 전통적인 실습수업(M=24.36)에 비해 문제해결력의 사후검사 결과 실험집단의 평균점수(M=27.55)가 향상되었으며, 특히, ‘문제 제시(t=2.075, p<.05)', '문제 정의(t=2.289, p<0.05)', '아이디어 생성(t=0.811, p<0.05)' 영역에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 이는 자동화설비 수업의 문제해결력 향상을 위해 문제기반 전뇌학습 프로그램이 수업에 효과가 있었다. 둘째, 실험 집단의 모둠 구성에 따른 산출물의 창의성 검사 결과 전뇌집단(M=4.86, SD=1.53)이 우뇌집단(M=4.17, SD=1.45)과 좌뇌집단(M=4.37, SD=1.07)에 비해 창의력 평가의 하위 영역인 ‘참신성’, ‘실용성’, ‘정교성과 종합성’의 모든 영역에서 높게 나왔으나 통계적으로 유의미한 차이는 없었다(F=.484, p>.05). 이는 효과적인 창의력 향상을 위해 협동학습의 모둠 구성시 뇌우세성 판별에 따른 전뇌집단으로의 구성이 고려되어야 함을 알 수 있다.

본 논문은 중학교 현장에서 자원기반학습시스템을 활용한 프로그래밍 수업이 중학생의 창의적 문제해결 성향에 미치는 영향을 분석하는데 목적이 있다. 이에 학습자가 필요한 자원을 검색하고 활용할 수 있으며, 학습자의 학습과정에서 생성되는 학습결과물이 또 하나의 학습자원이 되는 자원기반학습시스템을 개발하고 이를 중학교 현장에 적용하여 그 효과성을 분석하였다. 본 논문의 검증을 위해 중학교 2학년 두 학급을 전통적인 프로그래밍 학습을 하는 통제집단과 자원기반학습시스템을 활용한 프로그래밍 학습을 하는 실험집단으로 나누어 수업을 실시하였다. 효과성을 검증하기 위해 실시한 사전 사후 t-검증 결과 창의적 문제해결 성향의 인지적, 정의적, 지식구성의 하위요인 모두에서 유의미한 차이를 보였다. 따라서 이러한 결과를 바탕으로 학습자들의 창의적 문제해결력 신장 및 자기 주도적인 프로그래밍 수업을 하는데 도움이 될 것으로 기대한다..