Journal of the Korean Society of Earth Science Education (대한지구과학교육학회지)

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Effectiveness Analysis of a STEAM Program Utilizing Digital Astronomy and Space Resources for 6th Graders in Elementary School

초등학교 6학년을 위한 디지털 활용 천문우주 STEAM 프로그램의 효과 분석

  • Youn-Jeong Heo (Korea Research Institute of Standards and Science) ;
  • Hyoungbum Kim (Chungbuk National University)
  • 허윤정 (한국표준과학연구원) ;
  • 김형범 (충북대학교)
  • Received : 2024.07.02
  • Accepted : 2024.08.23
  • Published : 2024.08.30
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Abstract

In this study, we developed a STEAM program based on digital astronomical and space resources and applied it to 167 randomly selected elementary school students to examine the effectiveness of the STEAM program in enhancing creative problem solving skills. The results of this study are as follows: first, the statistical analysis of pre-test and post-test scores for creative problem-solving skills related to the STEAM program showed significant results (p<.05). This suggests that the STEAM program contributed to improving creative problem-solving skills through the procedural process involved in generating ideas and convergent thinking during the digital problem-solving. Second, the paired sample t-test based on the pre-test and post-test of the STEAM attitude test also showed significant results (p<.05). Analyzing digital materials and presenting pixel art projects positively influenced STEAM attitudes in terms of interest, communication, and usefulness. This underscores the need for developing integrative education programs utilizing advanced technologies in the future. Third, in the class satisfaction test conducted after the application of the STEAM program, the satisfaction factor scored an average of 3.55, interest scored 3.35, and overall class difficulty scored 3.46. The main difference from traditional classes was the focus on 'acquisition of future career information.' However, given the slight decrease in interest during the digital transformation and interpretation process, it is recommended that future classes allocate sufficient time for experiential activities. To generalize the developed program, future studies should consider various school levels, implementation periods, and difficulty levels.

이 연구에서는 천문·우주의 디지털 자료를 중심으로 한 STEAM 프로그램을 개발하고, 무선 표집된 초등학교 6학년 학생 167명에게 적용하여 창의적 문제해결력 향상을 위한 STEAM 프로그램의 수업 효과를 알아보고자 하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 창의적 문제해결력에 대한 STEAM 프로그램의 수업 전·후 통계적 검정에서 유의미한 결과를 나타내었다(p < .05). 이는 디지털 중심의 문제 해결 과정에서 학생들이 융합적 사고와 아이디어 생성의 절차적 과정을 통해 STEAM 프로그램이 창의적 문제해결력 향상에 도움을 주었음을 시사한다. 둘째, STEAM 태도 검사의 사전·사후 점수 차이에 의한 대응표본 t-검정에서 모든 항목에서 유의미한 결과가 나타났다(p <.05). 디지털 수업 자료를 분석하고 픽셀아트 작품 제작을 통한 발표 과정을 통해 흥미, 소통, 유용성 등에서 STEAM 태도에 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단되며, 이는 향후 첨단 기술을 활용한 융합 교육 프로그램 개발의 필요성을 강조한다. 셋째, STEAM 프로그램 적용 후에 실시한 수업 만족도 검사에서는 '만족도' 구인은 평균 3.55, '흥미'는 3.35, 그리고 '수업 전반의 난이도'는 3.46을 나타내었으며, 기존 수업과의 차이점으로는 '미래 사회 직업정보 획득'이 강조되었다. 다만, 디지털 변환과 해석 과정에서 수업의 흥미도가 다소 낮아진 부분을 고려하여, 향후 수업에서는 체험 활동을 고려한 적절한 수업시수 배분이 필요할 것으로 판단되며, 향후 개발된 프로그램의 일반화를 위해 다양한 학교급, 적용 시기, 난이도를 고려한 후속 연구가 필요할 것이다.

Keywords

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