• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제27권4호
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• pp.523-545
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• 2013

본 연구에서는 STEAM 교수-학습 프로그램의 개발에 대한 전반적인 동향 및 수학교과 중심의 STEAM 교수-학습 프로그램의 특성을 살펴보기 위하여 2011년부터 1월부터 2013년 9월까지 개발된 STEAM 교수-학습 프로그램 개발과 관련 논문들을 수집하여 분석하였고, 중학교 2학년 학생들을 대상으로 활용할 수 있는 수학교과 중심의 STEAM 교수-학습 프로그램을 개발하였다. 본 연구 결과에 의하면, 분석의 대상에 포함된 19편의 수학교과 중심의 STEAM 교수-학습 프로그램 관련 논문에는 '상황제시', '자기 문제화', '새로운 도전', '자기 평가'의 요소가 적절하게 반영되지 않은 프로그램이 다수 있는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 이러한 요소에 중점을 두어 중학교 2학년 학생들에게 적용할 수 있는 수학교과 중심의 STEAM 교수-학습 프로그램을 개발하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제35권3호
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• pp.295-322
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• 2021

본 연구는 수학교과 중심의 STEAM 수업 경험이 중학교 1학년 학생들의 수학적 모델링 능력에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대학 연계 자유학기제 융합수학탐구 수업에 신청한 49명의 학생들을 대상으로 단일집단 사전-사후 검사 설계를 통해 한 학기동안 이루어졌다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 사전, 사후 수학적 모델링 능력 검사 결과에 의하면, 사전 검사에 비해서 사후 수학적 모델링 검사의 평균 점수가 향상되었고, 사전, 사후 검사 간에 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타나 본 연구에서 제공한 수학교과 중심의 STEAM 수업 경험이 중학교 1학년 학생들의 수학적 모델링 능력을 향상시키는데 긍정적인 영향을 준다는 것을 확인하였다. 둘째, 각 문항별 분석 결과에 의하면 STEAM 수업 경험은 학생들의 창의적 사고 및 열린 사고를 요구하는 개방성이 높은 수학적 모델링 문항의 해결에 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 셋째, 하위문항별 학생 응답 내용 분석 결과에 의하면, STEAM 수업 경험이 특히 학생들의 수학적 모델 구성 및 결과에 대한 타당성 검토 과정을 더욱 활성화시킨 것으로 나타났다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제31권1호
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• pp.125-147
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• 2017

본 연구에서는 중학교 1학년 자유학기제 시간을 활용하여 수학교과 중심의 STEAM 수업을 실시한 후 STEAM 교육이 중학교 1학년 학생들의 STEM 분야에 대한 진로 흥미도와 융합적 문제해결력에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 본 연구는 2016년도에 한국과학창의재단/교육부의 지원을 받아 개발된 자유학기제용 수학교과 중심의 STEAM 프로그램을 활용하여 총 12주 동안 중학교 1학년 학생 40명을 대상으로 수행되었다. STEM 분야 진로 흥미도 검사결과에 의하면, STEAM 수업이 중학생들의 과학, 수학 및 기술/공학 분야의 진로에 대한 흥미를 높이는데 효과가 있는 것으로 나타났다. 융합적 문제해결력 검사에서도 STEAM 수업은 학생들의 융합적 문제해결력을 향상시키는데 효과가 있는 것으로 나타났는데, 특히 '사고력' 과 '설계 및 실행' 능력을 향상시키는데 효과가 있었다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제32권3호
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• pp.341-362
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• 2018

본 연구는 실생활 맥락을 활용한 수학교과 중심의 STEAM 교육 모형을 개발하고, 이 모형에 근거한 자료를 활용하여 진행된 수업이 학생들에게 어떤 영향을 주었는지 분석하여 적용 가능한 교수학적 논의를 하는데 목적이 있다. 이를 위하여 실생활 맥락의 주제 전개 방식과 수학 학습이 조화를 이룰 수 있는 방안을 고려하여, 수학적 개념 원리 법칙의 인식 연결 확장 적용이 가능한 모형 및 수학교과에서 활용 가능한 STEAM 수업 자료를 개발했다. 또한 이 자료들을 활용하여 수학 수업을 진행하였으며, 그 결과 학생들의 인지적 사고 능력 및 정의적 차원의 역량이 향상되었다는 것을 경험적으로 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 개발된 수학교과 중심의 STEAM 수업 자료와 이를 활용한 수학 수업은 전통적으로 교과서를 활용하여 진행되는 기존의 일반적인 수학 수업 방식과 비교되는 독자성 및 정체성이 있다고 볼 수 있으며, 바람직한 창의 인성교육이 가능한 미래의 수업 모델을 추구한다고 할 수 있다. 본 연구의 결과는 현장의 수학 교사에게는 물론이고 차기 교육과정 및 교과용 도서 개발을 위한 기초적인 자료 및 시사점을 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제32권4호
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• pp.537-554
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• 2018

4차 산업혁명의 시대는 기본적인 수학적 지식을 갖추는 것은 물론 이를 다른 분야 간의 연계를 통하여 새로운 기술을 창출해낼 수 있는 창의융합형 인재를 요구하고 있다. 이러한 사회적 흐름은 2015 개정 교육과정에도 반영되어 2011년부터 강조된 STEAM 교육(융합인재교육)을 더욱 확대 추진할 것을 계획하고 있다. 다수의 교사들은 타 교과에 대한 전문 지식은 부족한 상태에서 융합 교육을 지속적으로 실시하는 것에 대해 부담을 느끼고 있는 것이 현실이다. 따라서 지속적으로 융합교육수업이 요구되는 상태에서 타 교과와의 연계에 대한 2015 개정 교육과정에 따른 교과서 분석이 필요한 시점이다. 이에 본 연구에서는 중학교 1학년 '수학1' 교과서의 '문자와 식' 단원을 대상으로 교과서 내의 문제 분석을 통하여 교과 연계 반영 정도를 살펴보고자 하였으며, 실제 학교 현장에서 교사들이 융합교육수업 방안을 논의할 때 2015 개정 교육과정에 따른 타 교과의 내용 및 성취기준을 참고할 수 있도록 Yakman(2008)이 제시한 분류틀을 토대로 새로운 분류틀을 고안하여 분석에 적용하였다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제21권4호
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• pp.663-686
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• 2017

본 연구는 초등학교 3학년 학생을 대상으로 STEAM을 적용한 수학 교과 중심의 프로그램을 설계하고 현장에 적용하여 수학 교육의 융합적 접근이 학생들의 문제해결력과 자기효능감에 미치는 영향을 밝히고자 하였다. 본 연구를 위하여 D광역시 소재 C초등학교 3학년 2개 학급을 사전 검사를 통하여 실험집단과 비교집단으로 선정하여 문제해결력과 자기효능감 검사를 실시하고 결과를 분석하였다. 또한 수업결과물과 사후설문지를 분석하여 학생들의 문제해결과정에서 나타나는 융합적 사고력과 학습에 대한 긍정적인 변화정도를 파악하고자 하였다. 본 연구의 결과를 살펴보면, 문제해결력과 관련하여 두 집단 간의 검사 결과는 통계적으로 유의미한 차이를 나타내지는 않았으나 실험집단은 비교집단에 비해 수준별 고른 성취수준과 높은 평균점수를 보였다. 또한 STEAM 기반 수학 수업을 진행한 실험 집단의 자기효능감 t-검정을 실시한 결과 5% 유의수준에서 통계적으로 유의미한 결과를 보여 자기효능감에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 수업 결과물 및 소감문을 통하여 표현력의 향상과 수학적 태도의 긍정적인 변화를 확인할 수 있었다. 이를 통해 수학 교과를 중심으로 한 STEAM 프로그램 적용은 학생들의 정의적 영역에 긍정적인 영향을 주며 수학교과 수업 개선 전략으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.19-29
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• 2012

최근 PISA와 TIMSS 연구에 따르면 우리나라 학생들은 수학과 과학에 대한 높은 성취 결과에 비해 교과의 흥미는 매우 낮은 것으로 나타났다. 본 연구의 목적은 초등학교에서 로봇 활용 STEAM 교육이 수학 학습태도 및 과학 학습동기에 미치는 영향을 검증하는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 실험집단에는 과학, 수학, 미술교과를 '에너지'라는 주제로 로봇활용 융합적인 STEAM 수업을 실시하였고 통제집단은 세 교과를 분과적인 방식으로 수업하였다. 로봇활용 STEAM교육 수업을 위해 4학년 2학기 수학, 과학, 미술교육과정을 분석하였으며 선택된 '에너지' 주제를 중심으로 STEAM 수업모형을 설계하고 적용하였다. 과학수업은 로봇을 활용하여 열전달 실험을 실시하였으며 얻어진 실험결과는 수학수업의 꺾은선그래프 단원에 연계하였다. 미술수업에서는 열에너지의 느낌을 형과 색으로 표현해보고 상상 표현을 위해 로봇부품을 활용 하였다. 연구결과 로봇활용 STEAM 수업을 실시한 실험집단에서 전통적 교과수업보다 수학 학습태도 및 과학 학습동기가 높게 나타났다(p<.05). 이와 같은 결과는 초등학교에서 로봇활용 STEAM 수업이 수학 및 과학의 흥미 신장에 효과적임을 입증하였다.

• 한국수학교육학회지시리즈C:초등수학교육
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• 제18권3호
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• pp.235-247
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• 2015

본 연구에서는 2009 개정 초등수학 3~4학년군 교과서에 포함된 STEAM 요소를 학년별, 내용 영역별로 분석하여 어떤 요소가 어떻게 분포되어 있는지를 알아보고자 하였다. 연구 결과 STEAM 요소의 학년별 분포는 4학년 1학기 184개(27.7%), 3학년 2학기 164개(24.8%), 3학년 1학기 162개(24.4%), 4학년 2학기 153개(23.1%)의 순으로 나타났고, 3학년과 4학년의 차이는 거의 없다고 볼 수 있다. 내용 영역별 분포는 STEAM 요소가 내용 영역의 분포 비율과 비슷하게 분포되어 있음을 알 수 있었다. 그러나 STEAM 요소별로는 편차가 심하다는 것을 알 수 있었다. 예술(A) 요소가 448개(67.6%)로 가장 많았는데, 표현예술이 344개(51.9%)로 문화예술의 104개(15.7%)보다 3배 정도 많았다. 표현예술이 약 절반을 차지하고 있는 것은 하위요소로 수학 교과서에 만화, 글쓰기, 이야기 만들기 등의 의사소통 요소가 많이 포함된 것이 주된 이유라고 볼 수 있다. 다음으로 기술공학(T-E) 요소가 160개(24.1%) 포함되었고, 과학(S) 요소가 55개(8.3%)가 포함되어 있었다. 다음 교육과정의 교과서 개발 시 상대적으로 적은 과학 요소도 보다 적극적으로 융합하려는 노력을 기울일 필요가 있다.

• 한국학교수학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.745-770
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• 2013

오늘날 지식정보 기반 사회에서 제공되는 지식은 단일한 교과의 지식이 아니라 교과를 구분하기 힘든 통합된 형태로 나타나고 있다. 이러한 사회에서 문제해결력을 갖추기 위해서는 통합된 형태의 지식을 우선적으로 습득하고, 이를 과학적 상상이나 예술적 감성과 결합시킬 수 있는 융합적인 사고가 요구된다. 융합인재교육(STEAM)은 이러한 문제해결력과 융합적 사고를 신장시키기 위한 교육 방안의 하나로 제시되고 있다. 본 연구는 초등학교 수학과 6학년 교과서를 중심으로 수학수업에 적용할 수 있는 융합인재교육 수업자료를 개발하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 3단원 '각기둥과 각뿔' 수업에서는 '스파게티 프로젝트', '페이퍼 크래프트' 자료를, 4단원 '여러 가지 입체도형'에서는 'EDUCUBE' 자료를, 그리고 6단원 '비율 그래프'에서는 '나만의 팔찌 만들기' 수업자료를 개발하였다. 또한 이렇게 개발된 자료들을 실제 수업에 적용하였으며, 그 결과 특히 학생들의 수학적 태도에 있어서 긍정적인 변화를 관찰할 수 있었다. 융합인재교육을 적용한 수학수업 결과 학생들의 수업태도 및 수업에 대한 흥미가 긍정적이었으며, 수학 교과에 대한 인식이 개선된 것으로 나타났다. 이에 본 연구는 융합인재교육을 적용한 초등수학 수업자료의 개발이 보다 다양한 영역과의 융합을 통해 다양한 학년과 내용 영역에서 전개될 필요가 있음을 제안하고 있다.

• 한국초등수학교육학회지
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• 제20권2호
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• pp.333-351
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• 2016

본 연구에서는 2009 개정 초등수학 5~6학년군 교과서에 포함된 STEAM 요소를 학년별, 내용 영역별로 분석하여 어떤 요소가 어떻게 분포되어 있는지를 알아보고자 하였다. 연구 결과 STEAM 요소의 학년별 분포는 6학년 2학기 246개(30.0%), 5학년 2학기 212개(25.9%), 6학년 1학기 211개(25.7%), 5학년 1학기는 151개(18.4%)의 순으로 나타났고, 5학년에 비해 6학년이 약간 많음을 알 수 있다. STEAM 요소의 내용 영역별 분포는 수와 연산 237(28.9%)개, 규칙성 167개(20.6%), 도형 162개(19.8%), 측정 154개(18.8%), 확률과 통계 98개(11.9%)의 순으로 나타났다. 그러나 STEAM 요소별로는 편차가 있다는 것을 알 수 있었다. 예술(A) 요소가 617개(75.2%)로 가장 많았는데, 표현예술이 445개(54.3%)로 문화예술의 172개(20.9%)보다 2배 이상 많았다. 표현예술이 약 절반을 차지하고 있는 것은 하위요소로 수학 교과서에 만화, 글쓰기, 이야기 만들기 등의 의사소통 요소가 많이 포함된 것이 주된 이유라고 볼 수 있다. 다음으로 기술공학(T-E) 요소가 158개(19.2%) 포함되었고, 과학(S) 요소가 45개(5.5%)가 포함되어 있었다. 2015 개정 교육과정의 수학교과서 개발 시 상대적으로 적은 과학 요소도 보다 적극적으로 융합하려는 노력을 기울일 필요가 있다.