이 연구에서는 고등학생들의 시스템 사고 향상을 위해 지구온난화 주제를 중심으로 교육프로그램을 개발하고 이를 학교 현장에 적용하여 학생들의 시스템 사고 향상 정도를 파악하였다. 현직 교사와 전문가들에게 타당성을 검증 받은 지구온난화 교육프로그램을 학생 27명에게 투입하였으며 시스템 사고 수준이 낮은 학생 3명과 수준이 높은 학생 3명, 총 6명의 학생을 연구대상으로 선정하고 활동 전 후로 단어 간 관계분석, 인과지도 그리기, 그림 그리기를 적용하여 시스템 사고 수준 변화정도를 살펴보았다. 그 결과 시스템 사고 수준이 낮은 그룹은 활동 후 지구온난화에 대한 시스템 사고 정도가 향상된 모습을 보였으나 오개념이 유지되는 특성을 보였다. 그리고 시스템 사고 수준이 높은 학생들은 자신들이 가지고 있었던 개념들은 활동 후 더 뚜렷해지고 체계적인 시스템 사고를 하고 있었다. 학생들에게 지구시스템과 연결된 지식이나 지구 환경 개념을 학습하는 데 있어서 필요한 시스템 사고를 함양시키고 과학교육과정에 새로운 활력을 불어넣기 위해서는 이러한 교육프로그램들이 많이 개발되어야 하며 또한 실제 학교 현장에서 많이 활용할 수 있도록 개발된 자료들이 잘 보급될 수 있어야 할 것이다.

과제중심학습이 교사가 학습자에게 전달해야 할 지식을 미리 정한 순서에 따라 차례로 제공하는 학습이라면. 문제중심학습(PBL)은 구성주의의 상대론적 인식론에 따른 학습자의 문제해결능력의 활용에 관심을 둔 학습양식이다. 본 연구에서는 문제중심학습은 학습과정을 자율적 학습과정과 구분하여 이를 적용하였으며 이를 통하여 창의력에 미치는 효과를 알아보았다. 창의력은 관련분야에 실재하는 복잡하고 비구조적인 문제들을 자신의 두뇌 속에 이미 존재하는 지식이나 축적된 경험을 바탕으로 새롭고 유용한 결합을 이루어 내고, 그것에 기초하여 판단을 내리는 능력으로 보고, 본 연구에서는 이를 창의적 성향과 기능면에서 분석하였다. 본 연구 결과, 문제중심학습(PBL)은 통계적으로 유의수준 .05에서 창의력 신장에 긍정적인 효과를 보이고 있는 것으로 나타났다.

2002년 7월 8일에서 10일까지 AWS와 CTD를 이용하여 서해 중부 연안역에서 해양기상관측을 실시하였다. 수심이 낮은 태안반도 연안역에서 17˚C 이하의 냉수가 출현하였고, 36˚20'N와 36˚30'N 사이에 정선을 따라 조석전선이 형성되었다. 기온의 분포는 수온의 분포양상과 유사하게 나타났다. 덕적도 주변(Al)에서 24시간 연속관측결과, 조류와 같은 주기로 북동부로부터 고온저염수와 남서부로부터 저온고염수의 이동이 관측되었다. 관측기간 중에 7월 8일 23시에서 9일 1시 30분까지, 9일 3시에서 5시까지 해무가 발생하였다. 해무발생 시 북태평양 고기압이 약해지면서 기온은 18˚C까지 하강하였고, 바람은 2-4m/s의 북동풍이 불었다. 위성사진을 분석하였을 때, 이 안개는 표층수온이 높은 황해서부를 중심으로 발생하여 시간이 지나면서 관측해역으로 확장된 증기안개이다. 이 해무는 기온과 풍속이 상승하면서 소멸되었다.

본 연구의 목적은 과학 통합교육의 적용 효과에 대한 메타분석을 실시하여 과학적 지식 획득, 과학탐구능력 습득, 과학에 관련된 태도 형성에 미치는 효과를 밝히는 데 있다. 2000년 1월부터 2010년 10월까지 온라인데이터로 구축되어 있는 국내의 과학 통합교육에 대한 학위논문과 저널 중에서 효과크기를 계산할 수 있는 자료가 포함된 양적연구를 대상으로, 연구물의 특성을 파악하여 코딩기준에 따라 코딩하고 효과크기 공식을 적용하여 60편의 논문으로부터 84개의 효과크기를 구했다. 분석 결과 첫째, 과학 통합교육은 학생의 과학적 지식 획득, 과학탐구능력 습득, 과학에 관련된 태도의 형성에 모두 긍정적인 효과가 있으며, 과학탐구능력 습득에 가장 효과적인 것으로 나타나났다. 둘째, 통합유형별로 나누어 보면 내용(교과)중심 통합 방법이 가장 큰 긍정적인 효과를 가지며 주제(소재)중심 통합 방법과 문제해결중심 통합 방법도 긍정적인 효과를 가진다. 셋째, 통합교육의 유형과는 대조적으로 학교급간의 통계적으로 의미 있는 차이가 없는 것으로 나타났다. 국제적인 맥락에서 과학교육의 통합적 시도에 대한 비교 연구가 필요하고 이러한 분석은 과학교육의 통합적 접근에 대한 연구와 실천에 기여할 것이다.

이 연구의 목적은 초등학교에서 이루어지고 있는 통합 수업과 통합 STEM 교육에 대한 초등학교 교사들의 인식을 조사하여 통합 STEM 교육을 도입하기 위한 시사점을 도출하는 데 있다. 이를 위해 대구와 경북 지역에 근무하고 있는 216명의 교사들을 대상으로 설문지를 제작하여 조사를 실시하였으며 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학교에서는 교과 간 통합 수업이 잘 이루어지지 않고 있었으며, 그 원인은 통합 수업 준비에 대한 부담, 교과 간 관련성에 대한 연구 부족 순으로 나타났다. 둘째, 초등 교사들은 통합 수업에 대하여 개념이나 기능의 전이가 용이하기 때문에, 창의적인 사고력과 실생활에서의 적용력을 기를 수 있기 때문에 등의 이유로 긍정적으로 생각하고 있는 것으로 나타났으며, 통합 수업 비중 확대가 필요하다고 하였다. 셋째, 초등 교사들은 교과 간 다양한 통합 수업의 유형에 대해서는 일부 유형만을 주로 사용하는 것으로 나타나 통합 수업 유형을 자유롭게 적용할 수 있는 능력을 갖추지 못한 것으로 분석되었다. 넷째, 통합 STEM 교육에 대하여 초등 교사들은 잘 모르고 있으나 필요성에 대해서는 긍정적으로 생각하는 것으로 나타났다. 다섯째, 초등 교사 들은 통합 STEM 교육이 필요한 이유에 대하여 창의력과 사고력 배양에 도움이 되기 때문에, 실생활에서의 적용력을 기를 수 있기 때문에 순으로 생각하는 것으로 나타나 통합 수업에 대한 생각과 일치하였다. 여섯째, 초등 교사들은 통합 STEM 교육을 도입하기 위해서는 통합 STEM 교육 프로그램의 개발 및 보급과 통합 STEM 교육에 대한 교사의 이해가 가장 필요하다고 생각하였다. 일곱째, 초등 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램은 과학 교과를 중심으로 구성하는 것에 찬성하는 비중이 가장 높았고 그 이유는 다양한 분야에 응용할 수 있기 때문이라고 하였다. 여덟째, 초등 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램은 창의적인 사고력 및 문제해결력 증진, STEM 관련 교과에 대한 학습 흥미 증진, 실생활과의 관련성의 순으로 중점을 두어 개발해야 한다고 생각하였다. 마지막으로 초등 교사들은 통합 STEM 교육이 과학기술 분야 인재양성에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대하였다.