본 논문의 목적은 STEAM 기반 태블릿 G러닝 콘텐츠 개발 과정을 분석하는 것이다. STEAM이란 Science(과학), Technology(기술), Engineering(공학), Art(예술), Mathematics(수학)를 뜻한다. STEAM은 이들 분야를 하나로 융합하여 교육함으로써 과학기술에 대한 학생들의 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고와 문제해결 능력을 신장시키는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 초등학교에서 운영할 수 있는 3D STEAM 교육과정을 G러닝과 융합한 플랫폼 개발 과정을 분석하였다. STEAM 학습 주제 분석을 통해 선정된 5학년 과학 '태양계와 별'에 대한 학습자의 흥미와 몰입도를 높이기 위해 단순 IT기반 온라인 학습 콘텐츠가 아닌 G러닝과 융합된 학습 콘텐츠를 새로이 개발하였다. 학생들은 콘텐츠에 대해 높은 흥미와 몰입을 보여주었다.
로봇을 이용한 교육은 학생들에게 고차원의 사고, 창의적 표현, 발견 학습의 기회를 제공하고 있다. 또한 로봇을 통해 다양한 교과 영역을 가르칠 수 있으므로 STEAM 교육에도 적합한 도구라 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 로봇을 이용한 STEAM 교육 콘텐츠를 설계하고 개발하였다. 초등학교 교과서를 분석하여 과학, 기술, 공학, 예술, 수학에서 로봇을 통해 효과적으로 전달 가능한 내용들을 추출하여 융합 콘텐츠를 설계하였다. 설계한 내용을 바탕으로 로봇을 조립하고, 프로그램하여 콘텐츠를 개발하였다. 개발된 콘텐츠를 초등학교 방과 후 수업에 직접 적용하였고, 수업 후 설문조사를 통해 교과목의 이해도와 흥미도, 참여도를 평가하였다. 연구결과 로봇을 활용한 STEAM 콘텐츠 수업에서 교과내용의 이해도와 흥미도, 참여도가 높게 나타났다. 이를 통해 STEAM 교육에 로봇의 활용이 교육적 효과가 있다는 점과 개별 교과지식보다 STEAM기반의 융합형 콘텐츠를 이용한 교육의 효과가 높다는 점을 확인할 수 있었다.
프로그래밍 교육이 초 중 고교에서 의무화될 예정인 가운데 코딩을 쉽고 재미있게 배우기 위한 교육 개발의 중요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 유아용 프로그래밍 교육 도구인 '큐베토'를 모티브로 하여 창의력, 상상력에 과학기술이 더해진 창의적 융합인재교육에 접목한 에듀테인먼트를 기반으로 한 STEAM 게임 콘텐츠 제작의 프로토타입을 제안한다. 제안된 STEAM 게임 콘텐츠는 유아의 흥미를 유발할 수 있도록 출판물 동화를 활용하여 길을 찾아 모험을 떠나는 스토리 전개와 캐릭터를 제작하고 이를 통해서 유아의 창의적 융합인재교육에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.
디지털 기술의 발전과 함께 놀이와 참여 상호작용을 통해 스스로 문제해결 능력을 높여가는 방식의 학습 수요가 늘어나면서 다양한 에듀테인먼트 게임 콘텐츠들이 개발되고 있다. 최근까지 개발된 에듀테인먼트 게임 콘텐츠들은 유·아동을 위한 한글, 영어 수학 등의 지식전달이나 지능개발을 위한 콘텐츠들이 다수를 차지해 왔다. 최근에는 과학, 기술, 공학, 수학, 예술을 포함하여 교과간의 융합적 교육방식을 통해 종합적인 사고능력과 과학적 탐구정신을 갖춘 융합형 과학 기술 인재를 키워 내는 STEAM 교육의 필요성 및 효과에 대한 다양한 연구가 수행되고 있고, STEAM 교육에 적합한 교구 개발에 대한 필요성이 많이 제기되고 있다. 하지만 다양한 학문의 경계를 넘나들며 스스로 생각하고 문제를 해결할 수 있는 인재를 키우기 위해 창의융합인재 교육 기술을 접목 STEAM 교육 콘텐츠의 개발이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 종합적인 사고능력과 과학적 탐구정신을 갖춘 융합형 과학 기술 인재를 키워 내는 STEAM 교육을 접목하여 유아 학습 교육용 게임 콘텐츠를 개발한다. 그리고 스마트폰의 자이로스코프 센서를 이용하여 유아들의 흥미를 유발하고 재미있게 체험할 수 있는 유아 학습 교육용 STEAM 게임 콘텐츠를 설계하고 구현하였다.
전 세계적으로 과학, 기술, 공학, 예술, 수학이 융합된 STEAM교육이 강조되고 있는 가운데 우리나라도 STEAM교육의 효율성을 높여줄 수 있는 콘텐츠에 대한 관심과 적용이 늘어가고 있다. 본 논문은 "공업입지론" 내용을 바탕으로 개발된 에듀테인먼트 콘텐츠의 교육적 효과를 향상시키고자 분석 피드백 기능을 강화하였다. 강화된 분석 피드백 기능은 첫째, 학습자가 공장 선택 조건과 각 공장의 장점 확인, 둘째, 상품의 운송조건 제시, 셋째, 학습 결과에 대한 분석이다. 이에 학습자가 콘텐츠를 통해 학습하는 과정에서 분석 피드백을 제공 받아 학습에 대한 이해도 등 교육적 효과를 향상 시키고자 한다.
2018년부터 2015 개정 교육과정이 적용되면서 과학 분야에서 학생들의 과학적 소양 함양을 위한 노력들이 이루어지고 있다. 이 중에서 과학실험은 학생들의 과학에 대한 학습 흥미 진작과 과학적 태도 함양에 도움을 준다. 과학적 사실을 이론으로 배우는 것보다 실험을 통해 배우게 되면 학습자의 이해가 높아지며 좀 더 오래 기억할 수 있다. 따라서 과학적 소양 함양에 있어서 실험을 매우 중요하다. 하지만 중학교에서는 시간과 예산, 재료 부족으로 과학실험이 순조롭게 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해소하고자 중학교 과학 교과서를 분석하고 과학 예비교사 학생들을 주로 대상으로 설문을 실시하여 가장 중요하게 여기는 과학실험을 선정한 후, 가상 환경에서 과학실험을 체험할 수 있도록 시뮬레이션형 모바일 앱을 개발하였다. 개발한 앱은 학습 강화 효과를 얻을 수 있도록 퀘스트 기반 학습방법을 사용하고 유니티를 사용하여 방탈출 게임형식을 접목하여 개발되었다. 본 연구에서는 앱을 개발한 후, 기존 앱들과의 차이점 분석과 사용자 피드백을 통해 향후 STEAM 콘텐츠로서 개발 의미와 기대효과에 대해 제언한다.
본 논문에서는 과학과 예술을 중심으로 만들어진 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 통해 다학제적 사고의 확장으로의 방법론을 제시한다. 그리고 언어적 도구들과 시각, 청각, 촉각을 이용한 디지털 시각화 기술로 나타내는 디지털 미디어 아트 작품 창작으로 학생들이 경험할 수 있는 아날로그 감성적 표현과 공감각의 디지털 감성적 표현을 분석하는데 목적이 있다. 이 프로그램은 고등학생을 위해 개발된 STEAM 프로그램으로 "칸딘스키, 소리를 그리다"이다. 대표적인 공감각자였던 칸딘스키의 작품을 통해서 간접적으로 공감각을 표현하는 방법을 배우게 된다. 학생들은 이 프로그램을 통해 과학과 예술이 표면적인 개념에만 머무는 것이 아니라 확장된 개념 속에서 놀이, 이야기, 공감각 등으로 재구성한 다양한 감성적 표현을 할 수 있다.
우리는 지식정보화사회라고 일컬어지는 현대사회를 살아가고 있다. 급변하고 있는 미래사회를 준비하기위해 국가적 사회적으로 창의성이 높은 인재양성을 요구하고 있으며, 이에 따라 학교와 가정에서도 창의성과 문제해결력을 기르기 위한 노력과 관심을 기울이고 있다. 특히, 교육현장에서는 '글로벌 창의 인재'육성 및 국가경쟁력 강화를 위하여 STEAM교육과 소프트웨어 교육을 도입하여 추진하고 있다. 따라서 본 연구에서는 소프트웨어교육을 위한 프로그래밍 언어로 언급되고 있는 비주얼 프로그래밍 언어 중 MIT에서 개발한 앱인벤터(App Inventor)를 활용하여 STEAM 교육에 활용할 수 있는 방안을 제시하고 전문가집단 평가를 통해 검증 및 평가를 실시하였다. 평가결과는 수정 및 보완하여 앱인벤터를 활용한 STEAM 프로그램을 완성하였으며, 이를 토대로 실제적인 STEAM 교수학습 방법을 제시하였다. 본 연구의 목적은 앱인벤터를 활용한 STEAM 프로그램을 개발하는 것이며, 이를 위하여 기존의 STEAM 프로그램이 갖는 한계점을 분석하고, 앱인벤터를 활용한 STEAM 프로그램을 개발하고 제시함으로써 이를 극복하고자 하였다. 아울러, 앱인벤터가 갖는 교육용 프로그래밍 언어로써의 특징과 활용방안을 살펴봄으로써 향후 소프트웨어 교육의 방향과 교수학습방안도 함께 제시하였다.
과거 수천 년의 역사를 통째로 바꾸어놓았던 산업혁명 이상의 거대한 변화가 가까운 미래에 인류를 기다리고 있고, 이에 세계각국은 융합인재양성에 주력하고 있다. 한국은 지난 20년 동안 인터넷 및 유비쿼터스 혁명을 거치며 스마트러닝과 유시티라는 훌륭한 솔루션과 인프라를 만들어냈으며, 이러한 발전의 연장선상에서 융합인재양성의 중요한 배경으로 이들을 활용해야만 한다. 미래를 위한 교육과 교육콘텐츠는 도시와 나라의 산업역량이 함께 융합되어 이루어져야한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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