이 연구의 목적은 중학생을 위한 시스템 사고 향상에 적합한 사전 교육 및 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 중학생에게 적용하여 프로그램의 효과를 분석하는 것이다. 이 연구는 중학생을 대상으로 시스템 사고에 대한 사전 교육 프로그램과 시스템 사고를 향상시키기 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 개발된 프로그램은 경상북도에 위치한 소규모 중학교 1학년 4명, 3학년 4명을 대상으로 투입하여 효과를 분석하였다. 시스템 사고의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 루브릭이 활용되었다. 학생들의 시스템 사고에 대한 신뢰도와 루브릭의 타당도를 확인하기 위해 전문가들이 연구 결과를 검토하였다. 시스템 사고의 효과를 확인하기 위해 루브릭, 시스템 사고에 대한 학생들의 인지, 단어 간 관계 분석, 인과 지도의 검사를 체계적으로 적용하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 사전 교육 프로그램과 교사용 지도서를 개발하였다. 이는 학생의 시스템 사고에 대한 개념과 인과 지도 작성법에 대한 기초 지식을 학습시키기 위한 것이다. 개발된 사전 교육 프로그램은 ‘지구 온난화’를 주제로 한 무한도전이라는 친숙한 예능 프로그램을 이용하여 인과 지도 작성 방법을 학습하도록 구성되었다. 사전 교육프로그램은 대상 학생들이 친숙하게 접근할 수 있도록 지구 온난화를 주제로 한 예능 프로그램을 기반으로 하였으며, 이를 통해 인과 지도 작성 방법을 학습할 수 있도록 구성하였다. 효과성 검사를 적용한 결과, 학생들의 시스템 사고 향상을 위한 사전 교육 프로그램은 효과적인 것으로 분석되었다. 둘째, ‘분석-설계-제작-평가-시스템 사고’의 5단계로 구성된 ADBAS 모형을 적용하여 ‘공기 소화기’ 주제의 시스템 사고 기반 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 시스템의 이해 능력, 시스템 내 관계 파악 능력, 시스템 일반화 능력에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 사전교육 프로그램 및 STEAM 교육 프로그램은 학생의 시스템 사고 향상을 돕는데 적합하며, 시스템 사고와 STEAM 교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 시스템 사고 향상을 위해 이 프로그램을 투입하기에 적절한 것으로 판단되어 ‘창의융합인재’를 양성하는데 기여할 것이다. 또한 시스템 사고 향상을 위한 위 프로그램의 적절한 투입은 창의융합형 인재를 양성하는 교육 목표를 달성하는 데 있어 기여를 할 것으로 판단된다.

융합이 중요시 되고 있는 시대가 발전함에 미래 시대에 필요한 인재를 양성하기 위해 교육 분야에서도 다양한 시도와 변화가 일어나고 있다. 본 논문은 초등학생을 위한 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발하되, 수업에 참여를 유도하고 흥미를 유발할 수 있는 게이미피케이션(Gamification) 요소를 적용하고자 하였다. 또한, 개발한 프로그램을 수업에 직접 적용함으로써, 게이미피케이션 요소가 적용된 융합인재교육 프로그램의 교육적 가치와 가능성 및 효과적 방법을 제안하는데 목적이 있다. 이를 위하여 첫째, 문헌조사를 기반으로 게이미피케이션의 메커니즘에 대한 이론적 배경과 교육 과의 관계를 연구하였다. 둘째, 게이미피케이션 메커니즘을 적용한 초등학생 대상 융합인재교육 프로그램, ‘나의 꼬마 빌딩 숲’을 개발하였다. 깊이 지각에 대한 인지과학의 원리를 주제로 3차시에 해당하는 수업 내용과 활동 및 교재와 키트 등을 제작하였다. 셋째, 개발된 프로그램을 실제 학급에 시범적으로 적용하여 만족도 조사 및 교사 인터뷰 등을 통해 결과를 분석하였다. 넷째, 분석 결과를 바탕으로 게이미피케이션 요소을 적용한 융합인재교육 프로그램에 대한 가능성과 가치, 한계점 등을 논한다. 이러한 교육을 통해 융합인재교육의 효과를 극대화시키고, 융합 시대를 선도할 인재를 양성하는데 기여할 것으로 기대한다.

본 연구는 예비보육교사들의 STEAM 교육에 대한 인식 특성을 알아보기 위해 보육관련학과에 재학 중인 2, 3학년 예비보육교사를 대상으로 설문을 실시하였다. 최종 118명의 설문을 분석하였으며, 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, STEAM 교육에 대해 들어본 경험이 있는 학생에 비해 들어본 경험이 없는 학생의 비율이 더 높았으며, STEAM 교육이 필요하다고 응답한 학생은 전체응답자의 65.3%였다. 둘째, STEAM 교육을 위해 필요한 교사자질과 역할에 대한 인식정도에서는 4가지 교사자질(누리과정과 연계해서 교육 활동을 구성, 기존의 통합교육과 구별할 수 있는 이해력, STEAM 각 영역에 대한 전문적인 지식, 관심과 의지)과 5가지 교사역할(도전적 과제 제시자, 학문적 지지자, 활동 참여 촉진자, 평가자, 자기 역할 설정자) 모두에서 보육실습경험이 있는 학생들이 보육실습경험이 없는 학생들에 비해 더 중요하다고 인식하는 것으로 나타났다. 셋째, STEAM 교육을 위한 예비교사교육 내용의 중요도와 보유도, 요구도를 비교한 결과, 중요도에서는 8가지 모든 상위범주에서 두 집단 간에 유의한 차이가 있었으며, 보유도에서는 2가지 상위범주에서만 집단 간 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 교육 내용에 대한 요구도에서는 보육실습경험이 있는 집단의 경우 주로 실제적인 STEAM 수업 설계 및 실행 능력에 대한 요구도가 가장 높은 반면, 보육실습경험이 없는 집단의 경우 STEAM 에 대한 지식적인 측면에 대한 요구도가 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 바탕으로, 본 연구는 4차 산업혁명 시대를 준비하는 교사로서의 역량을 갖추기 위해 예비보육교사들에게 새로운 지식 및 정보를 지속적으로 제공받을 수 있는 교육환경이 필요함을 시사한다.

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 연구는 ‘융합인재교육(STEAM교육)’의 철학적, 역사적, 교육학적 본질적 의미의 이론적 배경을 탐색하고 바람직한 교육현장 적용의 방법을 모색하여 국내교육대상자의 범위 확대와 더불어 STEAM 수업의 설계 과정에서 활용할 수 있는 STEAM 학습 준거의 ‘창의적 설계’ 단계에 대한 구체적 절차 모형을 개발하고 실제적 현장적용방안을 제시하고자 유아를 대상으로 하는 융합인재교육인 SM-STEAM 교수 모형을 개발하는 것이 그 목적이다. 4차 산업혁명은 창의적인 인재들을 위한 교육의 변환을 요구한다. 우리나라 공교육의 방향도 2017년 정부가 주도하여 STEAM 교육을 전 교육과정으로 세계 최초로 선포하였다. 초등학교 1~2학년 과정에 전면적인 교육과정의 개편으로 STEAM교육을 실행하는 교육의 변화는 창의적 미래 과학 기술인재 양성의 시작인 유아기에서부터 시작되어야 한다. 이에 유아교육현장의 교사나 유아가 쉽게 적용할 수 있는 유아교육을 위한 ‘SM-STEAM의 OECE모형을 개발하였다. 유아기 융합교육의 SM-STEAM은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 수학 (Mathematics), 예술(Arts)의 요소를 가지며 융합교육의 주요 교수 학습법인 경험, 자료 및 현 장연구, 토론 피드백, 실험탐구, 표상전시로 이루어지는 교수·학습절차를 가지고 있다. ‘SM-STEAM,의 ‘OECE모형’은 관찰하기, 탐구하기, 구성하기, 표현하기이며 각 단계는 세부 적인 활동의 하위요인을 가지고 있다. OECE 모형은 유아교육과정에 과학을 두려워하는 교사들에게 진정한 STEAM 교육을 실현할 수 있는 시작이 될 것이고 교사는 유아들에게 OECE 모형에 의해 유아들이 가지고 있는 강점을 표현하도록 격려하고 교육과정의 흐름의 방향을 제시하는 역할을 할 수 있을 것이다. 유아기 ‘융합교육과정(STEAM)'을 위한 SM-STEAM의 ’OECE모형‘은 유아적용 STEAM 교육을 위한 시작을 열 수 있을 것이며 ‘융합인재교육 (STEAM)’ 프로그램 개발의 기초가 될 수 있을 것이다.

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.

세계는 매일 빠른 속도로 발전하며 기존의 기술이 서로 융합하여 복합적인 모습으로 성장하고있다. 이에 기존의 문제해결 방법으로는 해결할 수 없는 다양한 문제가 야기되었으며, 유연하게 해결하기 위한 '창의적 사고'를 가진 인재가 중요시 되고 있다. 그리하여 융합형 인재를 양성하기 위해 과학, 수학, 엔지니어링, 기술 등을 접목한 STEM교육과 4개의 내용(Science, Technology, Engineering, Mathematics)에서 예술(Art)을 합친 STEAM교육에 대한 인식과 교육방법이 연구되기 시작했다. 2010년 한국에도 STEAM교육이 접목되었으나, 대학 입시 위주의 교육 풍토상 과학, 수학의 내용이 강조된 불균형적인 형태로 STEAM교육이 이루어지고 있어 흥미를 일으키기 어렵고 학생 스스로가 참여하고 생각할 수 있는 수업이 부족하다. 이에 본 연구는 '창의적 사고'를 배양하는 디자인씽킹(Design Thinking) 프로세스를 도입하여 문제해결 능력을 체득하고, 협업을 통해 나를 포함한 공동체를 이해하는 인성함양 STEAM교육을 개발하였다. 개발된 비즈니스 창업 프로그램은 창의· 인성교육에 스토리텔링을 입혀 참여학생의 흥미도를 높여 자발적 참여가 가능하게 개발된 프로그램이다. 2018년 4개 중·고등학교에 교육 실시 후 만족도와 효과성 사후 조사를 실시하였으며 긍정적인 효과를 나타내었다. 향후 미래 융합인재 양성교육에 알맞는 창의적 사고를 배양하고, 인성교육을 통해 사회에 속한 개인의 문제뿐만 아니라 협업과 분업을 통한 기초소양을 체득화 하는 것에 도움이 될 것으로 기대한다.

E-textiles는 학습자가 직면한 문제를 해결하기 위하여 직접 아이디어를 설계하고 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등 다양한 분야의 지식을 융합함으로써 주변 환경과 상호작용하는 공예품을 제작할 수 있다는 점에서 창의적 문제해결력 향상을 위한 STEAM 교육에 적합한 도구이다. 따라서 본 연구에서는 E-textiles를 활용한 STEAM 교육을 설계 및 적용하여 이 방법이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과, 실험 집단 학습자의 창의적 문제해결력이 유의하게 높은 것을 확인할 수 있었다. 특히 창의적 문제해결력의 하위 요소 중에서는 자기 확신과 독립성, 확산적 사고가 유의하게 높았다. 이러한 결과는 E-textiles를 활용한 STEAM 교육이 학습자의 자기 확신과 독립성, 확산적 사고 향상에 긍정적인 영향을 미쳐 창의적 문제해결력을 향상시킨 것이라 해석할 수 있다.

It is an after-school material for elementary school student based on STEAM education which has a theme of water pollution as a global issue. First of all, we take a look at various ways of measuring water pollution and among them, we include experiment for student to know about the water pollution by using indicator organisms. Next, we examine how some elements in our daily life affect on water and provide class with systematically technological and engineering solution. With this text book, we let the student recognize environmental problem and seek for the solution about it. Therefore, it helps student to connect with stream of thought.

이 연구의 목적은 중학교 발명수업에서 활용할 수 있는 롤링볼 만들기의 STEAM 수업자료를 개발하는데 있다. 이 연구를 수행하기 위해 이론적 배경을 고찰하고 PDIE 모형에 따라 수업자료를 개발하였다. 개발된 수업자료를 실제 수업에 적용하여 학생만족도 설문 결과, 전문가 집단에 의한 평가 및 조언을 바탕으로 수정․보완하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 개발된 롤링볼 만들기의 STEAM 수업자료는 학생들이 생활 주변의 재료를 이용하여 발명 수업을 쉽고 흥미롭게 접근할 수 있도록 구성되었다. 둘째, 개발된 STEAM 수업자료는 수업 과정안, 파워포인트 자료, 학습 안내지, 활동지, 활동지 답안으로 구성되었으며 실제 수업에 적용하여 학생 및 전문가의 평가를 통해 수정․보완과정을 거쳐 제작되어 발명수업에 직접 활용할 수 있도록 하였다. 셋째, 개발된 STEAM 수업자료는 교과의 연계성을 높여 롤링볼 문제 해결을 위한 배경지식으로 활용되고, 이 경험은 다시 교과 수업에 경험을 제공함으로서 학생들의 학습효과를 높일 수 있다.

이 연구의 목적은 기술․가정 교과 ‘전통 기술의 이해’ 단원에서 ‘모형 거중기 만들기’를 주제로 STEAM 교육을 위한 수업 자료를 개발하는데 있다. 연구의 목적을 달성하기 위해 통합교육 이론 및 STEAM 이론을 고찰하고, ‘전통 기술의 이해’ 단원을 분석하였으며 선행 연구에서 주제 선정 기준을 분석하여 STEAM 수업자료 개발을 위한 주제 선정 기준을 정하였다. 그리고 수업자료 개발 모형에 따라 ‘전통 기술의 이해’ 단원에서의 STEAM 수업자료를 개발하였다. STEAM 수업 자료의 개발을 위한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 이 수업자료의 통합적 접근은 간학문적․활동중심 통합방식에 따랐으며 이를 통해 STEAM 통합교육 및 체험교육이 될 수 있었다. 둘째, 이 수업자료는 거미줄망 작성을 통해 교과간 내용 연계와 학습내용을 선정하고 조직하였다. 셋째, 이 연구에서 개발된 STEAM 수업자료는 ‘모형 거중기 만들기’를 활동 과제로 한 수업 과정안, 학생 활동지, 활동지 해설, 파워포인트 자료 등으로 구성되어 있다.