Purpose: This study aims to explore the in-depth experiences of participating in a parent education program at the H Science Institute and understand the meaning and essence of their experiences. Methods: This study employed qualitative content analysis. Data were collected from June 20 to 30, 2023. Participants were a total of 28 people who could provide detailed experiences of participation in the parent education program at the H Science Institute. Focus-group interviews were conducted with 28 participants. Results: The qualitative content analysis revealed six themes: “Exploring the genuine path to become a parent”, “Precious experiences acquired through education that is not easily accessible”, “Discovering the transformed self through education”, “I believe that there had been a change in family relationships”, “Improvements are required in a few contents”, and “I look forward to the program with more extended outreach”. Conclusion: Efforts are required to understand the current status of parent education, verify its empirical effectiveness, and provide parents with awareness of the necessity to observe and control their minds.

2018년에 수립된 제4차 영재교육진흥계획에서는 영재교육원의 역할을 특수 분야 재능계발을 위한 심화 및 사사(Research & Education, 이하 R&E) 과정 운영으로 정립하였다. 영재교육원이 영재교육을 성공적으로 수 행하기 위해서는 적절한 수준의 R&E 교육프로그램을 제공할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 정보과학 영재들의 창의적 사고력과 문제해결능력을 향상시키기 위해 컴퓨터 게임을 직접 개발하는 R&E 교육프로그램을 제안한다. 컴퓨터 게임은 화면에 그래픽을 출력하는 기술, 캐릭터와 배경을 움직이는 애니메이션 기술, 캐릭터 간의 충돌 감지 기술, 사운드 출력, 동영상 출력, 사용자가 편리한 인터페이스 기술 등의 다양한 요소를 포함한 분야이다. 따라서 컴퓨터 게임을 직접 개발해 봄으로써 다양한 게임 요소들을 배우고 정보과학적 개념과 자료구조 등을 활용하여 알고리즘을 익힐 수 있다. 본 논문에서는 Python과 PyGame을 이용하여 켈러의 ARCS 모델에 기반한 교육용 게임을 개발하는 R&E 교육프로그램을 제안하였고, 실제 영재교육원의 중학교 정보과학반 학생들의 R&E 수업에 적용하였다. 학생들은 게임 개발 R&E 수업을 통해 실제 프로그래머들의 프로그램 개발 과정을 체험할 수 있었고, 주어진 문제 상황들이 프로그램에 의해 어떻게 표현되고 해결되는지를 탐구하였다. 또한, 학생들이 그동안 게임의 수요자로서 단순히 게임을 즐기기만 했다면, 본 R&E 수업을 통해 게임의 공급자로써 사용자의 흥미와 동기를 증가시킬 수 있는 방법을 스스로 고안하고 도입할 수 있는 기회를 얻게 되었다.

본 연구는 중학교 교육과정에서 수학과 연계된 지구과학 실험 중 지구의 크기 측정을 중심으로 총 30시간 동안 지구과학 교육봉사 활동에 참여한 예비 지구과학교사와 중학생들에게 본 프로그램이 주는 의미를 살펴보고 혁신적 수업으로의 가능성을 탐색해 보았다. 중학교 과학 교과서에 소개된 고대 그리스 시대 에라토스테네스의 그림자 길이를 이용한 지구 크기 측정 실험에서 나타나는 오차를 최소화하기 위하여, 멀리 떨어진 수도권과 지방의 두 개의 중학교에서 삼각비를 이용한 탐구 활동을 수행 한 후, 실측한 자료를 두 학교 학생들이 공유하여 지구의 크기를 최종적으로 계산하였다. 이 과정을 통해 실측 자료를 효과적으로 표현하는 수학적 방법을 배우며, 반복적이고 정확한 자료 획득 과정의 중요성과 어려움을 체험하고, 도출된 결과에 포함된 오차의 원인들에 대해 토론하였다. 본 연구 결과는 학생들이 지구과학 탐구의 특성을 이해하고, 2015 개정 교육과정에서 과학과 수학교과에서 공통적으로 강조하고 있는 교과 역량인 문제 해결력, 사고력, 의사소통 능력을 함양할 수 있는 수학·과학 통합 프로그램 개발에 기초 자료를 제공할 것이다.

본 연구의 목적은 고등학교 지구과학 교육에서 쉽게 다룰 수 있는 소형 망원경과 DSLR 카메라를 활용하여 산개성단을 관측하고, 이를 통해 수집한 데이터를 활용하여 천문학자들과 같은 연구 방법으로 산개성단까지의 거리를 탐구할 수 있는 천체 관측 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 2015개정 과학과 교육과정을 분석하여 고등학교 지구과학 교과 교육에 적합한 과학 동아리 활동 수업 자료와 교사용-학생용 학습 콘텐츠를 개발했다. 지구과학 교육과 천문학 분야의 전문가(교사) 6명이 패널로 참가하였고, 패널들 간의 상호간 신뢰도를 구축한 후, 프로그램의 타당도를 검증했다. 총 10차시 수업자료로 개발된 프로그램은 내용타당도(CVI. .89)와 현장 적합성 정도(리커트 5점 척도, 4.17) 검사에서 매우 만족스러운 검증 결과를 받았다. 프로그램에 대한 패널들의 의견 반영과 델파이 분석으로 개발 프로그램을 지속적으로 수정-개선하여 완성하였다. 개발된 프로그램을 고등학교 천체 동아리 학생들(N=9)을 대상으로 시범적 예비수업에 적용한 결과, 학생들의 수업 만족도가 4.48로 매우 높았다. 본 연구의 천체 관측 교육 프로그램을 천체 탐구의 융합교육 활동으로 활용한다면 학생들의 우주와 천체에 대한 관심과 호기심, 탐구 능력 증진에 기여할 수 있을 것이다.

이 연구의 목적은 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램을 개발하고, 그 프로그램이 고등학생들의 천문학적 사고 능력의 향상에 미치는 효과를 확인하는 것이다. 문헌 연구를 통해 천문학적 사고의 구성 요소를 선정한 후 사고력 학습 발달 모형을 응용하여 시연과 관찰, 문제 제시와 사고 활동, 지원과 모둠 토의, 시연과 평가의 네 단계로 구성된 천문교육 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램의 효과를 검증하기 위하여 실험군과 대조군의 사전, 사후 검사에 대해 공변량 분석을 실시하였고, 프로그램을 이용한 교수·학습 활동의 사전과 사후에 학생들의 수준 변화를 살펴 보았다. 연구 결과, 천문학적 사고를 반영한 과학관 천문교육 프로그램은 학생들의 천문학적 사고를 증진시키는 데 효과가 있는 것으로 확인되었다. 특히 이 프로그램은 천문 영역의 공간적 사고와 관련하여 관측된 천문 현상을 우주에서 보는 관점에서 재구성하여 모델링하는 능력을 신장시키는 데 효과가 있었고, 시스템 사고와 관련하여 천문 시스템을 구성하는 요소들 간의 관계를 파악하여 시스템을 조직할 수 있는 능력을 향상시키는 데 효과가 있었다. 이 연구는 학생들의 천문학적 사고를 발달시키기 위한 구체적인 교수·학습 프로그램을 제시하였다는 데 그 의의가 있다.

감성이 중요시되고 있는 시대가 발전함에 따라 미래 시대에 필요한 인재를 양성하기 위한 교육 분야에서도 감성과학과 관련된 교육이 요구되는 시점이다. 본 논문은 초등학교 저학년 학생을 위한 감성과학을 학습할 수 있는 융합인재교육 프로그램을 개발하고 수업에 적용해봄으로써, 가능성과 효과적인 방법을 제안하고자 한다. 이를 위하여 첫째, 감성과학을 교육하기에 적합한 융합인재교육(STEAM) 방식을 채택하여 초등학교 1~2학년을 대상으로 한 ‘도형으로 만드는 마음’을 개발하였다. 감성과학 관련 STEAM의 이론적 배경과 벤치마킹을 실시하고, 초등학교 해당 학년 교과서를 기반으로 한 구체적인 수업 내용과 활동 및 교재와 키트 등을 개발하였다. 둘째, 개발된 프로그램을 두 학급에 시범적으로 적용하여 만족도 조사와 교사 인터뷰 등을 통해 결과를 분석하였다. 분석 결과는 전체 만족도 평균은 매우 높게(4.40/5) 나왔으며 특히, ‘수업 참여도’에 대한 만족도가 높은 것으로 분석되었다. 셋째, 분석 결과를 바탕으로 개발한 프로그램에 대한 가능성과 가치, 한계점 등을 논한다. 본 연구 결과는 과학에 대한 직접적인 이해가 어려운 초등학교 저학년을 대상으로 감성과학에 대해 쉽고 흥미롭게 접근할 수 있는 교육 프로그램이라 할 수 있다. 이러한 교육을 통해 감성과학을 효과적으로 이해하고, 감성 중심 시대를 선도할 인재를 양성하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

이 연구의 목적은 과학 탐구 기반의 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발하고 적용하여 중학생의 과학 자기 효능감, 진로 인식, STEM에 대한 태도 변화를 검증하는데 있다. 과학 탐구 기반의 STEAM 교육 프로그램은 ‘지진’을 주제로 ADBA 모형에 적용하여 총 6차시 분량으로 개발하였다. 중학생을 대상으로 예비적용을 거쳐 수정·보완하여 최 종적으로 개발된 프로그램은 광역시 소재의 H 중학교 3학년 학생 105명을 대상으로 효과성을 검증하였다. 자료 분석은 단일집단 사전·사후 대응표본 t-검증을 실시하여 수업 전·후의 과학 자기효능감, 진로 인식, 과학·기술·공학·수학 에 대한 태도의 변화에 대하여 효과성을 분석하였다. 결론적으로, ‘지진’을 주제로 한 과학 탐구 기반의 융합인재교육 프로그램은 학생들의 과학 자기효능감과 과학 관련 진로 인식의 향상에 효과가 있었다. 그리고 과학, 기술, 공학, 수학 에 대한 태도의 인식, 능력, 가치, 흥미의 지속 영역에서 고르게 유의미한 효과가 나타났다. 개발된 과학 탐구 기반의 융합인재교육 프로그램은 학교 현장에서 충분하게 적용될 수 있으며, 이를 통해 과학적 탐구 능력의 향상과 창의·융합 적 사고를 지닌 인재를 기르는데 도움이 될 것이다.

본 연구의 목적은 지구계 교육을 통하여 과학을 공부하는 10학년의 학생들에게 도움이 되고자 하는 것이다. 지구계 교육은 과학 교과 간 구분을 완화하고 조화로운 교수-학습을 이루어감으로써 올바른 자연관과 인간관 육성에 기여할 것이다. 본 연구에서는 지구계 교육 프로그램 중 '화산 폭발과 기후 변화(Volcanic Eruptions and Global Climate Change)'라는 주제를 선정하고 이를 7차 교육 과정의 '과학' 교과에 적합하도록 수정, 보완하여 그 적용가능성을 점검해 보았다. 그 결과 과학에 대한 인식(p=0.003), 과학에 대한 흥미(p〈0.001), 과학적 태도(p〈0.001) 등의 과학에 대한 태도의 변화에 있어서 실험 집단이 통제 집단에 비해 거의 모든 영역에서 긍정적 변화를 보였다. 학업 성취도면에서는 지구계 교육 프로그램을 적용한 실험 집단이 전통적 수업을 진행한 통제 집단보다 높은 학업 성취도를 보였다(p=0.038). 실험 집단의 학생들은 적극적이고 진지한 태도로 수업에 임했으며 자기 주도적으로 학습하였다. 이러한 결과를 토대로 과학 교과에 지구계 교육 프로그램의 적용은 학생들의 과학적 흥미와 호기심 고양 및 과학적 소질과 올바른 자연관 신장에 좋은 영향을 줄 것으로 기대할 수 있다.

The CAI (Computer-Assisted Instruction) system for science teaching has been increasing both in quantity and in quality during the last two decades. However, science learning by computer has not played a leading role in the science teaching process. Therefore, the purpose of this study was to analyze the effectiveness of tutorial CAI programs according to the learner's characteristics such as sex, inquiry skills, scientific attitudes, logical thinking skills, achievement motivation, science content achievement in science teaching. One group pretest-posttest design was used as an experimental design. The three tutorial science CAI programs were used for thirty males and females selected in grade eight. According to the analysis of CAI achievement scores the female students showed significantly higher (P$lt;0.05) than the male students. Also one-way analysis of variance was used to investigate the effects of interaction between sex and achievement motivation. The significant difference on the effects of interaction between sex and achievement motivation has not found. The effects of tutorial CAI between logical thinking skills, scientific attitudes, inquiry skills, achievement motivation, science content achievement according to upper and lower levels were investigated by using the statistical analysis of one-way ANOVA. The results indicate that tutorial CAI might provides a good opportunities for the improvement of science achievement to the lower level students of science attitudes, inquiry skills, science content achievement.

과학･예술교과(프로그램)은 21세기 학계, 산업계를 비롯 국가적으로 그 발전을 권장하는 핵심 분야이다. 우리나라는 현재 세계 10위권의 경제규모를 유지하고 있지만 기존 선진국들의 견제와 중국 등 신흥 국가들의 끊임없는 도전을 통해 그 위치의 유지는 물론 향후 전망 또한 밟지 않은 상황이다. 이런 상황에서 미래에 충분한 수익을 창출할 수 있는 새로운 산업 분야를 확보하는 것은 학계, 산업계를 망라하고 전 국가적인 과제로 등장하고 있다. 과학･예술교과(프로그램)은 이런 국가적 난제를 해결하기 위한 가장 훌륭한 대안으로 인정되고 있으며 때문에 학계와 산업계는 물론 정부에서도 주요한 분야로 육성발전시키고자 하는 융합 분야이다. 따라서 과학･예술교과(프로그램) 융합교육과 스마트교육은 지식기반인 현대사회에서 각광받고 있는 교육의 새로운 흐름이며, 이러한 관점에서 볼 때 대학 교양교육의 과학･예술교과(프로그램)은 아주 중요하다. 연구의 방법 및 내용, 범위는 다음과 같다. 첫째, 대학 교양교육의 과학･예술교과(프로그램) 사례를 국내외적로 분석하고 진단하여 관련 연구동향과 기대효과를 파악하고 예측하기 위하여 관련 선행연구 및 이론적 고찰을 행하며, 둘째, 대학 교양교육의 과학･예술교과(프로그램)에 대한 개별 심층면접(In-deep Interview)을 통한 전문가 집단의 태도연구(FGI)를 실시한다. 또한 결과 분석을 활용하여 객관적이고 합리적인 정책 제안과 시스템 구축에 필요한 향후의 실증적 자료로 활용한다. 구체적으로 본 연구는 총 설문 대상자 30명의 전문가집단 태도에 관한 SAS 9.3, Chi-square & Fisher's Exact test 설문응답의 기술 통계로써, 신뢰성과 타당성을 갖는 설문조사를 위해서 조사계획, 설문지, 표본추출, 본 조사, 자료입력, 자료 분석 등의 전 과정에서 가장 적절한 통계적 방법을 적용한다. 특히, 과학적이고 창의적인 FGI 설문 설계 및 통계적 분석기법과 신뢰도를 위하여 설문지 문항작성이 본 연구에서 상당히 중요하다고 판단되어 전문가집단 태도에 관한 각 설문문항에 대하여 크론바흐 기법을 이용한 신뢰도의 통계적 유의성을 분석하여 확인한다. 설문항목은 인지 및 경험, 참여의도, 교과(프로그램)의 주제, 목표, 내용영역, 학문영역, 이수시간, 이수학점, 온.오프라인 교육(시스템) 형태 등이다. 연구결과 및 결론은 다음과 같다. 대학 교양교육의 과학･예술 교과(프로그램)에 대한 인지 및 경험, 참여의도, 교과(프로그램)의 주제, 목표, 내용영역, 학문영역, 이수시간, 이수학점, 온.오프라인 교육(시스템) 형태 등 모든 문항에서는 남녀 구분 없이 긍정적인 응답이 통계적으로 유의하였고 각 문항 간 신뢰도 또한 높게 나타났다. 문항 간 상관관계 또한 독립적이지 않고 연관이 있음이 입증되었다. 그러나 활성화 정도, 장단점, 한계 등의 설문항목에서는 부정적인 응답이 통계적으로 확인되었고 특히, 정부와 대학 당국의 적극적인 정책개발과 지원에 대한 아쉬움 또한 통계적으로 확인되어 이에 대한 해결책이 필요한 것으로 보인다.

이 연구의 목적은 공학적 설계와 과학 탐구 과정 기반의 STEM 교육 프로그램을 개발하고 적용하여 중학생의 STEM 영역에 대한 정의적 영역에 미치는 효과를 검증하는데 있다. 연구의 대상은 K시 소재의 Y 중학교 1학년 32명과 광역시 소재 K 중학교 2학년 25명, 3학년 30명으로 단일 집단 사전ㆍ사후 대응 표본 t-검증을 실시하였다. 이 연구에서 사용된 검사 도구는 STEM에 대한 태도를 측정하기 위하여 Mahoney(2009)가 개발한 검사지를 번역하고 수정ㆍ보완하여 사용하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 공학적 설계와 과학탐구과정 기반의 STEM 교육 프로그램은 문헌조사와 초ㆍ중등 교사들의 STEM 교육에 대한 인식 조사를 바탕으로 개발되었다. 개발된 프로그램은 '문제이해(A) - 설계(D) - 제작(B) - 평가(A)'의 문제해결과정의 네 단계로 이루어지며, STEM 관련 개념을 적용하고 흥미와 실생활 연계를 강조하고 있다. 둘째, 과학, 기술, 공학, 수학 중에서 과학에 대한 인식, 가치(중요성), 능력(자신감), 흥미(관심) 등이 높게 나타났으며, 상대적으로 기술과 공학에 대한 인식이 낮게 나타났다. 공학적 설계와 과학탐구과정 기반의 STEM 교육 프로그램은 중학생의 STEM 교과별로 인식, 능력, 가치, 흥미 상승에 효과적이었으며, STEM에 대한 태도를 향상시키는데 효과적이었다. 개발된 프로그램은 학교현장에서 활용될 수 있을 것이며, STEM / STEAM 교육이 학생들의 과학과 기술에 대한 이해와 수학과 과학에 대한 흥미를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 사고와 문제해결을 배양하는 교육에 기여할 수 있을 것이다.