2015 개정 교육과정은 창의 융합형 인재 양성을 목표로 정보교과에 SW교육을 포함시켜 교육과정을 운영하고 있다. 본 연구는 개정된 SW교육과정에서 추구하는 역량을 분석하여 컴퓨팅 사고력을 주요 역량으로 규정하였으며, 2018학년도 1학기에 정보교과에서 SW교육을 받은 A중학교 1학년을 연구대상으로 선정하였다. SW교육 전과 후 컴퓨팅사고력에 대한 설문조사를 실시하여 수집된 95명의 자료 중 83개의 자료가 분석에 사용되었으며, 대응표본 t-test를 통해 유의성을 확인하였다. 또한, SW교육을 통해 학습한 컴퓨팅의 개념, 수행, 관점을 산출물 기반 인터뷰를 통해 분석하였다. 분석 결과, 컴퓨팅 사고력의 하위 요인 중 비판적 사고력, 창의성, 알고리즘적 사고, 문제해결력이 유의하게 상승하였으며, SW교육 수업을 통해 새로운 개념, 수행, 관점을 습득했음을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 본 연구는 2018년 처음 도입된 중학교 정보교과에서 소프트웨어 교육 설계 및 실행에 대한 시사점을 제공하는데 연구의 의의가 있다.
This paper aims to prepare basic design education materials explaining the design process of egg drop device by incorporating critico(-creative) thinking. To this end, in this paper, by utilizing the creative problem solving process and the elements and standards of critical thinking, 'the five-step creative engineering design education guidelines' have been prepared so that engineering freshmen can effectively participate in engineering design projects without major knowledge. We would like to apply them to the egg drop device design. The egg drop device design, which is experiment to make and drop a drop device that can protect an egg from breaking when it is dropped freely from high places, is an engineering design project that is widely used not only in elementary, middle and high school science events but also in engineering education courses under the name of 'stunt egg'. Perhaps the basic design education material on the egg drop device design incorporating critico(-creative) thinking in this paper will contribute to incorporating critico(-creative) thinking into engineering education, as well as to achieving the educational goals of the basic design subject.
본 연구의 목적은 체육과 신체활동 영역별(건강, 도전, 경쟁, 표현) 내용요소와 STEAM과의 융합을 통해 창의·융합 수업모듈 요소를 도출하는 것이며, 아울러 창의·융합 수업 모듈을 제시하는 것에 있다. 이를 위해 문헌연구, 포커스 그룹 인터뷰(FGI), 전문가 협의 방법을 실시하였으며 이를 통하여 다음과 같은 연구 결과를 도출하였다. 먼저 창의·융합 수업 모듈 요소와 관련하여 첫째, 건강 영역의 창의·융합 수업 모듈 요소는 자세 분석을 통한 위험성 도출, 신체활동량 분석과 설계 등 총 11개로 제시되었다. 둘째, 도전 영역의 모듈 요소는 총 6개로 목표 달성 저해 요인 예상, 효율적 운동을 위한 모델링 등의 내용이 도출되었으며, 경쟁 영역의 융합 요소는 17개로 경기 기록 분석, 경기데이터 저장을 위한 어플 제작 등의 내용이 제시되었다. 마지막으로 표현 영역의 창의·융합 모듈 요소는 총 10개로 움직임 표현 기술 향상을 위한 모델링, 움직임 표현 기록을 위한 기호화 등의 내용이 도출되었다. 아울러 수업 모듈은 건강 영역에서는 공학(E: Engineering) 분야와의 융합과 관련된 내용이 제시되었으며, 도전 영역에서는 기술(T: Technology)과의 융합, 경쟁 영역에서는 예술(A: Art)와의 융합, 표현 영역에서는 예술(A: Art)와, 수학(M: Mathematics)기호와)과의 융합을 통한 내용이 제시되었다.
본 연구에서는 Atmel사의 AVR 마이크로프로세서에 적합하게 개발된 Java 바이트코드 인터프리터인 NanoVM을 자체 개발한 마이크로로봇에 이식하여 Java 언어 전용 로봇을 구현하였다. 따라서 마이크로프로세서의 구조와 회로를 모르는 학생들도 로봇을 프로그래밍하면서 Java 언어를 효율적으로 학습할 수 있다. 더욱이 최근 학생들의 프로그래밍언어 학습 능력이 떨어지면서 컴퓨터 관련학과의 프로그래밍언어 교육이 많은 어려움을 겪고 있다. 따라서 학생들의 프로그래밍언어 학습 동기를 부여하고 창의 공학적 프로그래밍언어 교육프로그램의 도입이 필요한 시점에서 본 연구에서 개발한 Java 로봇은 많은 기여를 할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 초등학생을 위한 교육용 3D 골드버그 장치 애플리케이션을 개발하였다. 골드버그 장치는 창의력 증진을 위해 많이 제작한다. 하지만 골드버그 장치를 제작하기 위해서는 넓은 장소와 많은 도구가 필요해서 비용이 부담된다. 그래서 애플리케이션으로 개발하여 부담을 줄이고 실제로 골드버그 장치를 제작하는 것처럼 하기 위해 Unity 3D 엔진을 이용하여 3D와 물리법칙을 적용했다. 개발한 애플리케이션은 교육 프로그램에서 활용하여 초등학생의 창의성 증진, 물리법칙 이해, 공학적 설계능력 향상, 수학적 사고력 향상에 도움이 될 수 있다고 생각한다.
본 연구의 목적은 STEAM 교육의 중요성이 부각되고 있는 최근의 동향을 감안하여, 스마트 기기의 센서를 활용한 과학탐구 활동 및 STEAM 교육 자료를 개발하는 데 있다. IT와 지리정보, 운동, 예술요소가 결합한 융합체제인 GPS 드로잉 어플을 이용해 지도에 그림을 그려봄으로써 단순한 스마트폰 어플 설치가 아닌 스마트 기기의 GPS기능을 활용해서, 중학교 과정에서 접할 수 없는 지리 단원의 이해와 실제 지도 제작에 도움을 주고, IT기기를 활용하여 시너지 효과를 얻고자 한다. STEAM 수업자료 개발을 통해 학생들로 하여금 과학, 기술, 공학, 미술 및 수학의 흥미와 창의성을 신장할 수 있는 창의적 수업자료 및 수업모형을 개발하여 나아갈 방향을 분명히 제시하고자 하였다.
본 연구는 국내 캡스톤 디자인 교육이 학업성과에 미치는 효과를 종합적으로 분석·평가하여 캡스톤 디자인 수업이 효과적으로 이루어지기 위한 설계 및 실행방향을 제안하는 데 목적이 있다. 이를 위해 2020년 9월까지 국내에서 발표된 캡스톤 디자인 수업 효과 관련 학술지 및 학위논문 중 기준에 부합하는 총 21편의 연구를 선정하고 83건의 효과크기를 토대로 메타분석을 진행한 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 캡스톤 디자인 교육의 학업성과에 대한 전체 효과크기는 0.96으로 큰 효과크기로 나타났다. 둘째, 학업성과 영역별 효과크기 분석 결과 인지적, 정의적, 사회적 영역 모두에서 효과가 유의하게 나타났으며, 효과크기는 정의적·인지적·사회적 영역 순으로 나타났다. 셋째, 학업성과 변인별 효과크기에서 직업기초능력은 큰 효과크기, 창의성은 중간 효과 크기로 나타났다. 넷째, 캡스톤 디자인의 학습효과는 교과목, 학년, 산업체 협력유무, 수업유형, 팀원 수에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구는 이러한 연구 결과를 바탕으로 향후 국내 캡스톤 디자인 교육의 효과를 높이기 위한 교수설계적 시사점을 제안하였다.
현장 실습의 목적을 달성하기 위한 가장 큰 주체는 공학교육과 관련된 학과임에도 불구하고, 공학교육의 주체들은 실제 시행 시 제반 문제점들을 이유로 현장실습의 필요성과 교육적 기대효과(성취동기 유발)의 중요성을 받아들이지 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 한국과 프랑스의 현장실습의 수행제도를 비교 연구하고 그 문제점을 파악하여 한국 실정에 맞는 순환형 현장실습 제도를 위한 기본 틀을 제시 하고자 한다. 또한 실무능력에 맞는 단계적 기본 모형을 몇 가지 기본 단계로 제시하여 산업 현장에서 재교육 기간을 단축하여 현장으로 투입 될 수 있는 적응력을 갖춘 우수한 인력을 제공 받을 수 있는 현실적이며 미래지향적인 우수 인력을 양성할 수 있는 현장실습 체계를 마련 하고자 하였다. 이에 따라 본 연구에서는 13가지 개선을 위한 실천 체크리스트를 제시하고 순황형 시스템에 맞는 기본 실습 모형을 제시하였다.
본 연구에서는 과학교육 연구자와 과학교사를 비롯한 과학교육자들의 발명교육에 대한 인식을 조사하였다. 과학교육자들의 발명교육에 대한 인식 조사 도구는 과학교육에서 발명교육의 필요성, 과학교육과 발명교육의 관련성, 과학교사들을 위한 발명교육 연수 요구도 등으로 구성하였다. 연구 대상은 과학교육 연구자 52명과 과학교사 67명으로 총 119명이었다. 설문 조사 결과 과학교육자들은 과학교육에서 발명교육을 포함하는 것에 대해서 상당히 긍정적으로 인식하고 있었으며, 과학교육과 발명교육은 매우 관련성이 높게 인식하는 것으로 나타났다. 발명교육에 대한 현재 이해 수준이 평균을 약간 상회하여 그리 높지 않았으며, 과학교육에서 발명기법의 활용을 위해 과학교사들을 위한 발명교육 연수가 필요하다는 인식을 갖는 것으로 나타났다. 대부분 과학교육자들은 발명교육이 과학과 교육과정에 직접적으로 포함되기 보다는 비교과 활동에서 우선 시행하는 것을 선행할 필요가 있다는 의견을 제시하였다. 또한 실생활 연계, 공학적 설계 및 창의적 사고 등의 측면에서 발명기법이나 발명 교육전략을을 활용한다면 과학교육에도 도움이 되리라 생각된다.
핵심적인 미래역량(비판적 사고, 의사소통, 협업, 창의성) 개발을 위한 대표적인 교육방법으로 문제중심 학습법(PBL, problem based learning)이 주목받으며 대학에서의 적용이 확산되고 있다. PBL 수업의 중요한 특징 두 가지는 '팀원들과의 협업'과 '상호작용에 기반한 참여형, 자기주도적 학습'이다. 최근 코로나19 팬데믹이 장기화 됨에 따라 비대면 원격수업이 대학교육에서 임시방편이 아닌 필수요소가 되었고, 시공간 제약에 의해 앞서 언급한 두 가지 특징을 충족시키기 어렵다는 한계점에 부딪혔다. 본 논문에서는 기존에 H대학에서 비대면으로 운영했던 PBL 강좌 사례에 대한 한계점을 분석하고, 메타버스 가상공간에서 이루어지는 개선된 PBL 수업 방식을 상세하게 설계하였다. 제안하는 메타버스 활용 PBL 수업에서는 팀에서 진행한 연구 내용들을 담은 자료(이미지, pdf, 동영상 파일 등)를 3차원 가상공간에 갤러리 형태로 자유롭게 꾸미고 전시할 수 있어서 팀원들의 적극적인 참여를 유도할 수 있다. 또한 갤러리를 팀원들의 프로젝트 협업 공간으로 활용할 수도 있고, 최종 프리젠테이션 장소로 활용할 수도 있다. 이 수업 방식은 가능한 빠른 시일 내에 동일 PBL 수업에 적용하여 효과성을 분석하고 개선점을 도출할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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