• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.30-45
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• 2012

전세계의 교육공동체들은 STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) 과목들을 통합하려는 노력에 주목해오고 있다. 우리나라에서도 또한 과학기술 인재 양성을 위해 초 중등학교에서 과학기술학, 예술, 수학교육(STEAM)을 융합형으로 가르치는 교육을 강조하고 있다. 이 연구의 목적은 과학, 기술, 수학교사를 대상으로 하여 중등학교에서 이루어지고 있는 통합교육의 현황과 통합 STEM 교육(Integrative STEM Education)에 대한 교사들의 인식과 요구를 분석하는 것이다. 전국 중등교사 중 과학, 수학, 기술 교과를 담당하는 251명을 대상으로 설문조사를 하였으며, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교사들은 통합 교육의 필요성에 대하여 긍정적인 생각을 가지고 있는 반면 실제 교육현장에서는 통합 교육 준비에 대한 불충분한 시간과 통합 교육에 대한 전문성, 교수경험 그리고 교수-학습 자료의 부족으로 통합 교육을 실시해 본 횟수는 적었다. 둘째, 그들은 통합 교육을 활성화하기 위하여 다양한 프로그램 개발, 통합 교육 준비를 위한 학교의 행 재정적 지원, 그리고 교사들을 위한 연수 실시 등을 요구하였다. 셋째, 통합 STEM 교육에 대한 인식은 전반적으로 불충분하지만 교사들은 학생들의 창의력, 사고력과 실생활에서의 적용 및 응용력을 기르기 위해 통합 STEM 교육이 필요하다고 인식하였다. 넷째, 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램 개발, 교수-학습 자료의 보급을 시급한 과제로 생각하고 있다. 다섯째, 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램에 적합한 통합 방식은 문제해결중심의 통합 방식으로 나타났다. 아울러, 통합 STEM 교육이 통합적 문제 해결과 담당 교과의 소양 함양에 효과적이라고 생각하며, 과학기술 인재 양성에 영향을 많이 줄 것이라고 생각하고 있었다. STEM 관련 중등교사들의 통합 STEM 교육에 대한 인식을 높이고, 통합 STEM 교육을 활성화하기 위해서 학교 현장을 중심으로 교사의 요구가 반영된 프로그램, 다양한 교수 학습 자료의 보급, 그리고 관련 연수들이 필요하다.

• 한국수학교육학회지시리즈D:수학교육연구
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• 제22권2호
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• pp.83-97
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• 2019

Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) education has been at the forefront of K-12 curricula in the technology-rich 21st century, with emphasis on how these fields reinforce each other in preparing students for a dynamic future. However, there is a need for greater attention to STEM education research in the mathematics education community, in particular to pedagogical approaches that facilitate integrating the mathematics component of STEM education. Toward this end, the authors report the outcomes of a Project-based Learning (PBL) unit in which upper elementary students integrated STEM elements by researching, crafting, testing, and evaluating kites they created by applying scientific knowledge of aerodynamics and mathematical knowledge of polygons, surface area, graphs, and data analysis. This unit, which the authors developed, implemented, and assessed, demonstrates how STEM subjects and in particular mathematics can be effectively integrated in upper elementary school classrooms through PBL.

• 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.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제4권2호
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• pp.89-101
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• 2011

Science, Mathematics, Engineering, and Technology (STEM) integrated education has been spotlighted as a new approach for promoting students' conceptual understanding and supporting their future career in STEM field. There is increasing evidence of the positive impact of using a whole design process that can be an example of STEM integrated activities to improve students' conceptual understanding and problem solving skills. However, there is a lack of information on how teachers should accomplish science and engineering integration activities in their classroom and what process they should pay attention. To answer this question, we research the relationship between an design process and students' conceptual understanding using an engineering design activity, called 'Save the Penguins', and study on how each step in an engineering design process in this activity enhance students' conceptual knowledge in science. We found that testing their prototypes and discussing with their peers were the most important process for students to understand and apply science concept for their design, even though the whole engineering design process (demonstration about radiation, discussion about examples in our lives, and testing and reviewing their prototypes, and making final design) helps the students understand the scientific concepts.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.81-89
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• 2010

이 연구의 목적은 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육이 수학 교과의 태도 수준 향상에 미치는 영향을 검증하는데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 가설을 설정하였다. 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육과 기존 전통적인 수학 학습에 의한 초등학생들의 수학 교과 태도 수준에는 유의미한 차이가 있을 것이다. 이와 같은 가설을 검증하기 위하여 초등학교 1학년 56명을 대상으로 이질 통제 집단 전후 검사 설계 방식을 적용하였다. 연구의 결과로 이 연구의 가설은 채택 되었으며, 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육은 초등학생의 수학 교과태도 수준 신장에긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 다양한 교과의 지식과 활동을 교육용 로봇을 매개로 통합 융합할 수 있는 교육활동이 필요하다.

• 정보교육학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.177-189
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• 2013

국제학업성취도 비교 연구에 따르면 우리나라 학생들은 과학 수학교과에서 높은 수준의 학업성취결과를 나타낸 반면 학습 동기는 상대적으로 낮게 나타났다. 이에 본 연구는 엔지니어링 수업 모델을 적용한 로봇활용 STEM 융합교육 프로그램을 개발하였다. 프로그램의 주제는 4학년 과학교육과정의 한 단원이면서 학생들에게 친숙하고 로봇의 활용이 효과적인 '동물'로 정하였다. 로봇활용 STEM 프로그램은 로봇소양교육, 주제관련 교과학습, 엔지니어링 교육활동의 세 영역으로 구성되었다. 개발된 STEM 프로그램은 현장교사 14명으로부터 검토를 받았으며 연구결과 로봇 소양 유무에 상관없이 대부분의 교사가 프로그램의 목표, 내용 구성, 로봇의 활용에 대해 긍정적 반응을 나타내었다.

• 대한지구과학교육학회지
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• 제13권1호
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• pp.121-133
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• 2020

본 연구는 융합(STEM)교육의 핵심인 공학 설계를 기반으로 과학 수업에서 공학을 의미있고 쉽게 융함하여 수업을 설계할 수 있도록 수업 준거틀을 제안 한 것이다. 본 연구에서 개발된 과학·공학 융합 수업 준거틀은 과학과 공학 융합 교육에 대한 국내외 이론적, 실제적 선행 연구 분석과 전문가 토의, 그리고 현장교사들의 피드백에 근거하여 개발되었다. 과학·공학 융합 수업 준거틀은 과학 수업에서 공학 설계를 주요 교수법 및 문제해결 방법으로 사용하며, 선행 연구에서 제시된 공학 융합 수업의 핵심요소와 학년군별 성취수준을 고려하여 공학 설계에 대한 이해가 부족한 현장 교사들이 쉽게 공학 설계를 과학 수업에 도입할 수 있는 방법을 제공한다. 또한 본 연구에서 개발된 과학·공학 융합 수업 준거틀은 복잡하게 제시된 한국 STEAM 교육 준거틀의 단점을 보완하여 현장교사뿐 아니라 예비교사들이 쉽게 공학적 설계와 문제해결과정에 대해 이해하고 이를 적용하여 과학 융합 수업을 설계하는데 구체적인 지침을 제공할 수 있다.

• 한국수학사학회지
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• 제29권1호
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• pp.45-69
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• 2016

In this study, we investigate integrated educations as an alternative educational method. I look around the developments of the integrated educations from MST education through STEAM education, especially in mathematics education. I analyzed integrated educations such as MST, STS, STEM, STEAM educations and compare them to each other, in mathematics education. And I discuss how to apply STEAM education to Korean mathematics education. I suggest a proper integrated education, in particular, STEAM education, as one that is suitable for Korean mathematics education.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.63-78
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• 2014

통합적 STEM 교육은 과학, 기술, 공학, 수학의 내용과 과정을 체계적이고 의도적으로 통합하려는 공학적 설계기반 학습을 말하며, 다른 교과와 통합을 통해 더욱 발달할 수 있다. 이 연구는 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 프로그램의 개발과 효과 검증을 위한 기초연구이며, STEM 교육 관련 문헌 연구를 통해 STEM 교육의 가치와 핵심요소를 분석하고 과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 모형의 개발 및 모형을 적용하여 개발한 대표적인 예시 프로그램을 제시하는 것이다. 모형에 포함될 요소를 확정하기 위해 문헌 분석을 실시하였고, 선행 연구에 포함된 내용과 탐구 과정을 분석하여 통합적 STEM 교육 모형을 구성하였다. 전문가의 내용 타당도 분석 결과 CVR 값의 평균은 0.78로 구성된 모형은 내용 타당도가 있는 것으로 판단되었다. 이 STEM 교육 모형은 내용과 탐구 과정의 두 가지 측면으로 나누어진다. 내용의 측면은 실생활 문제에서 경험할 수 있는 과학, 기술, 공학, 수학 그리고 인문사회와 예술적 소재까지 포괄할 수 있으며, 탐구 과정은 설계와 제작을 기반으로 한 문제해결 과정이다. 탐구 과정은 과학 탐구를 기반으로 하여 기술 공학적 문제해결 과정을 적용할 수 있도록 구성하였다. 학생들은 실생활 문제를 분석하고, 설계하고 제작하는 과정에서 STEM 교과에 대한 흥미를 향상시킬 수 있고 문제에 포함된 지식과 탐구의 방법과 기능을 체계적으로 학습할 수 있다. 개발된 프로그램은 학교 현장에서 활용되어, STEM 교과에 대한 이해도 증진과 과학, 수학에 대한 흥미를 높이고, 과학기술 기반의 융합적 소양과 설계 기반의 문제해결력을 배양하는 데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권6호
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• pp.1072-1086
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• 2012

Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) education in the U.S. has been identified as a significant national reform in K-16 education and curriculum in order to prepare students for the global economy of the 21st century. Korea has been facing very similar challenges to improve science, technology and mathematics education, in particular, the affective aspect of learning science and mathematics. Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics (STEAM) education has become a crucial issue in Korean education system. The major purpose of this exploratory study is to inform the exemplary framework of STEAM education in the U.S. for Korea and to provide descriptive and analytical accounts on STEAM teaching and learning as an innovative integrated convergence education. This study integrates the outcomes of research papers on STEM education and recent literature. It employs content analysis methodology qualitatively by analyzing and synthesizing the findings, conclusions, discussions, and recommendations of accumulated research works related to STEM/STEAM education. This study will help gain a stronger sense of the STEAM framework and will guide to develop the educational programs for Korea.