• 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.

• 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.

• 한국학교수학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.345-368
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• 2017

본 연구는 디자인의 규칙(pattern)을 기반으로 수학 과학적 원리를 학습하는 STEAM 프로그램을 개발하고, 개발한 프로그램의 효과를 분석함으로써 학교수학 교육에서 STEAM의 교육적 의의를 알아보는 것이다. 이를 위하여 초등학생 120명을 연구 대상으로 하여 STEAM 프로그램 기반 실험 수업을 실시하였으며, 사전 사후 STEAM 태도 검사와 만족도 검사를 수행하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 융합적 태도의 측면에서 STEAM 프로그램 기반 실험 수업은 2학년 학생들에게 유의미한 차이가 없었지만, 다른 다섯 개 학년에서는 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 둘째, 만족도의 측면에서 연구대상 학생들은 '대체로 그렇다' 이상의 비율이 89%이었고, '대체로 그렇지 않다' 이하의 비율은 3%내외로 STEAM 프로그램을 기반으로 한 수업에 대해서 대체로 만족해하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통해, 학교수학에서 STEAM 교육이 활성화되기 위해서는 교실 수업에서 다양한 형태로 활용 가능한 STEAM 프로그램들이 양적으로 더 많이 개발되어야 하지만, 이와 함께 개발된 STEAM 프로그램의 타당성을 측정할 수 있는 평가 틀의 체계적 구안과 수학 기반 STEAM교육에 대한 심도 있는 이론적 연구가 같이 요구됨을 제언하는 바이다.

• 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.

• 한국학교수학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.333-352
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• 2022

본고는 초등수학을 기반으로 첨단기술및 ICT교구를활용한 초등융합교육자료의 개발에 대한 사례 연구이다. 본 연구에서는 초등현장 교육전문가 6인이 준비-개발-개선의 PDI 모형에 따라 융합교육 자료를 개발하였고, 개발된 자료는 수학, 과학, 미술, 공학 과목의 교과교육전문가 4인에 의해서 수정·보완하였다. 개발된 융합교육 자료는 초등 3~4학년군에서 활용 가능한 『그래프! 과거, 현재, 미래를 이어주는 다리』 의 1종이고, 5~6학년군은『알쏭달쏭, 같은 듯 다른 너!』 , 『함께 만드는 가상현실 입체 공간』의 2종이며, 초등 3~4학년군과 5~6학년군에서 학년군별로 재구성해 사용 가능한 『그리고 만드는 재미있는 도형 나라』 , 『거북선 지붕을 빈틈없이 덮어라!』 의 2종이었다. 본 개발 연구의 결과를 기반으로 한 제언은 다음과 같다. 초등교육 현장에서 원활한 융합교육을 수행할 수 있도록 다양한 융합교육 자료가 개발 공유되어야 하며, 나아가 앞으로 융합교육의 확산과 정착을 위해서는 현장 초등 교사나 예비 초등 교사들의 융합교육 역량의 함양 및 신장이 절대적인 선결 조건일 것이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권10호
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• pp.217-228
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• 2018

본 연구는 초등학교 수학-과학 교과 내용을 중심으로 인문과 예술, 공학, 기술, 디자인의 교육 자료를 다양한 주제로 융합하여 영재교육을 위한 STEAM 프로그램을 개발하였다. 2015개정 교육과정에 적합한 초등학교 수학-과학 교과의 성취기준과 교과 내용을 분석하여 4단계 STEAM 교수-학습 모형을 적용하여 3시간 블록타임의 16차시 융합교육 교수-학습 프로그램을 구안했다. 개발 프로그램의 타당성을 검증하고, 현장 적용을 위해 개발과 시범 적용 과정에서 4명의 교육 전문가 패널이 참가하여 평가하였고, 그 결과를 반영하여 융합교육 프로그램을 완성했다. 수학-과학 교과를 중심으로 여러 교과를 통합하여 디자인과 메이킹, 감성 기반의 16차시 영재교육 프로그램을 초등학생들에게 시범 적용한 결과 창의적인 설계와 디자인, 적극적인 참여와 협동학습, 재미있는 수업활동(게임, 만들기 등)으로 융합교육의 목적과 가치를 달성할 수 있었다. 개발된 융합교육 영재 프로그램은 초등학교 정규 수업 시간과 창의적 체험활동, 영재학급 수업 등에서 적용한다면 학생들의 과학적 창의성, 예술적 감수성, 디자인 감각 등을 함양할 수 있는 실질적인 융합교육 콘텐츠가 될 것이다.

• 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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• 제36권3호
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• pp.313-334
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• 2022

본 연구는 학교 밖 청소년을 대상으로 한 수학중심 융합인재교육을 통한 수학학습의 특성을 분석하는 연구이다. 수학교육의 사각지대에 있는 학교 밖 청소년들에게 융합인재 교육의 기회를 제공하고 미래사회에 필요한 인재를 양성하기 위한 필요성으로 출발하였다. 이에 본 연구에서는 수학과 음악의 융합인재교육을 통해 학교 밖 청소년들의 수학학습의 특성이 어떻게 변화될 수 있는지 고찰하기 위한 목적으로 수행되었다. 이를 위해 ○○광역시 학교 밖 청소년 지원센터에서 고등학교 졸업 검정고시 수학 학습반을 수강하고 있는 학교 밖 청소년을 연구 대상으로 선정하였고, 수학-음악 융합인재교육을 위한 자료 개발 및 수업적용, 적용결과에 대한 자료 분석을 순차적으로 진행하였다. 학교 밖 청소년을 대상으로 검정고시와 연계한 수학과 음악 융합인재교육을 실시한 결과, 학교 밖 청소년들에게서 수학에 대한 정의적 영역 및 문제풀이 전략의 긍정적 변화를 살펴볼 수 있었다. 또한, 학교 밖 청소년들의 수학학습 발전가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구를 기점으로 학교 밖 청소년들을 위한 수학중심 융합인재교육 프로그램의 개발 및 다양한 유형의 학생을 대상으로 하는 수학중심 융합인재교육에 대한 연구가 활성화되기를 기대한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.113-123
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• 2017

이 연구에서는 시스템 사고와 STEAM의 이론을 고찰해 보고 이 이론을 근거로 기후변화 학습에 맞는 시스템 사고 기반의 STEAM 프로그램을 구안하여 학교 현장에서의 적용효과를 확인하고자 하였다. 연구자와 외부전문가들의 지속적인 전문가 과정을 통해 시스템 사고 기반 STEAM 프로그램을 개발하였으며, 중학생들을 대상으로 8주에 거쳐 시스템 사고 기반 STEAM 프로그램을 과학수업에 적용하였다. 따라서 현장 적용에 대한 효과성을 검증하기 위해 시스템 사고 검사와 STEAM 소양 검사를 실시하였으며, 최종 학업 성취도 검사를 실시하여 시스템 기반 STEAM 프로그램의 효과성을 확인하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 분석에서는 시스템 사고의 하위 구인 중 '정신 모델'을 제외한 '시스템 분석', '개인숙련', '공유비전', '팀 학습'에서 실험집단이 비교집단에 비해 통계적으로 의미 있는 차이가 나타난 것으로 확인되었다. 둘째, STEAM 소양 검사에서는 '과학', '기술', '공학', '예술', '수학'의 사전 사후에 의한 두 집단 독립표본 t검정의 통계 결과, STEAM 소양의 하위구인들 전체에서 실험집단이 비교집단에 비해 통계적으로 의미 있는 차이가 나타난 것으로 확인되었다. 셋째, 기후변화에 관한 학업성취도 평가에서는 실험집단이 비교집단에 비해 학업성취도가 높은 것으로 확인되었다. 따라서 시스템 기반 STEAM 프로그램이 시스템 사고를 통한 융합적 사고력 배양에 적합하며, 기후변화 과학을 바탕으로 새로운 아이디어를 제시함으로써 창의적으로 문제를 해결하는 사고 능력을 신장할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권7호
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• pp.476-488
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• 2016

이 연구의 목적은 과학 탐구 기반의 융합인재교육(STEAM) 프로그램을 개발하고 적용하여 중학생의 과학 자기효능감, 진로 인식, STEM에 대한 태도 변화를 검증하는데 있다. 과학 탐구 기반의 STEAM 교육 프로그램은 '지진'을 주제로 ADBA 모형에 적용하여 총 6차시 분량으로 개발하였다. 중학생을 대상으로 예비적용을 거쳐 수정 보완하여 최종적으로 개발된 프로그램은 광역시 소재의 H 중학교 3학년 학생 105명을 대상으로 효과성을 검증하였다. 자료 분석은 단일집단 사전 사후 대응표본 t-검증을 실시하여 수업 전 후의 과학 자기효능감, 진로 인식, 과학 기술 공학 수학에 대한 태도의 변화에 대하여 효과성을 분석하였다. 결론적으로, '지진'을 주제로 한 과학 탐구 기반의 융합인재교육프로그램은 학생들의 과학 자기효능감과 과학 관련 진로 인식의 향상에 효과가 있었다. 그리고 과학, 기술, 공학, 수학에 대한 태도의 인식, 능력, 가치, 흥미의 지속 영역에서 고르게 유의미한 효과가 나타났다. 개발된 과학 탐구 기반의 융합인재교육 프로그램은 학교 현장에서 충분하게 적용될 수 있으며, 이를 통해 과학적 탐구 능력의 향상과 창의 융합적 사고를 지닌 인재를 기르는데 도움이 될 것이다.