• 실천공학교육논문지
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• 제7권1호
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• pp.1-9
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• 2015

본 연구에서는 미국에서 시발된 STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics)교육과 이를 벤치마킹하여 만든 한국의 STEAM(Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics)교육의 실태를 조사하여 대학용 STEM교육을 주관적으로 정의하고 이를 달성하기 위한 방안을 제안한다. 현재의 STEM교육은 초등학교에서 고등학교를 대상으로 하고 있지만, 조만간 그 여파가 대학에까지 미칠 것이 예측되므로 STEM교육을 기반으로 하는 수학교육 방안을 제안한다. 대학 4학년 때에 수행하는 졸업설계작품을 통한 기술(T)과 공학(E)에 대한 탐구활동과 hands-on 활동을 2학년 때에 배우는 수학교과목 중 하나인 미분방정식의 학습도구로 취급하는 새로운 교육 및 학습방안을 제안한다. STEM교육의 중요성을 교훈하기 위해서 실제 사회의 문제가 즉시 전달되어야 한다는 것을 강조한 통로가 설치된 뫼비우스 띠를 STEM교육의 심벌로 도입 및 설정한다.

• 과학교육연구지
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• 제45권1호
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• pp.11-22
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• 2021

이 연구의 목적은 국제 STEM 교육 분야의 연구 결과를 종합하여 국제 STEM 교육의 주요 이슈를 파악하는 데 있다. 이 연구의 분석 대상 자료는 선정 기준과 전문가 그룹의 검토를 통해 다양한 STEM 교육의 이슈를 반영하고 있는 메타분석 또는 체계적 문헌연구의 결과이다. 총 23개의 연구를 대상으로 질적 메타 분석을 하여 다음과 같은 STEM 교육의 이슈를 선정하였다. 첫째, STEM 교육은 국제적인 교육 동향으로 미국, 캐나다, 호주, 한국, 터키 등 많은 국가에서 연구되고 있다. 둘째, STEM 교육은 학생들의 인지적, 정의적, 심동적, 그리고 진로 영역의 향상에 긍정적으로 기여하고 있다. 셋째, STEM 교육은 다양한 수업 도구와 기술의 사용과 함께 연구되어 왔다. 또한, STEM 교육에 대한 교사의 전문성 신장이 성공적인 STEM 교육의 실현의 주요 요인들 중 하나이다. 그 외에 STEM 교육의 성공적인 실천을 위해 다양성, 평등, 타당하고 신뢰로운 연구 설계 등의 이슈에 대해 논의하였다. 또한 이 연구는 우리나라 융합교육의 방향과 실천 전략을 위한 함의점을 제공할 수 있으며 향후 연구에 대한 제언을 줄 수 있다.

• 공학교육연구
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• 제11권2호
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• pp.90-101
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• 2008

이 연구는 STEM 통합 접근의 사전 공학 교육 프로그램 모형을 개발하기 위해 수행되었다. 연구의 목적을 달성하기 위해서 관련 문헌 고찰과 전문가를 대상으로 한 타당도 조사를 실시하였다. 이 연구에서는 STEM 통합 접근의 교육 프로그램 모형 개발과 관련하여 다음과 같은 세 가지 결과를 산출하였다. 첫째, 과학, 기술학, 공학, 수학 각각에 대한 개념, 고유의 탐구 방법과 지식 구조 및 영역을 확인하고, 이에 대한 타당도 조사를 통해 STEM 통합 접근의 개념 모형을 구성하였다. 둘째, STEM 통합 접근의 통합 핵심 요소, 활동유형, 교육 프로그램 수행 학습 인원, 교육 프로그램 수준을 탐색하고 이를 바탕으로 하여 STEM 통합 접근의 교육 프로그램 개념 모형을 구안하였다. 셋째, 주제 중심 통합 접근에 따른 탐구 프로젝트 활동, 문제 중심 통합 접근에 따른 문제 해결 활동, 설계 중심 통합 접근에 따른 창의 공학 설계 활동 각각의 교육 프로그램 구성 단계를 제시하여 STEM 통합 접근의 교육 프로그램 구조화를 꾀하였다.

• 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.

• 정보교육학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.11-22
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• 2011

이 연구는 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육이 학업성취, 교과 태도에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행되었다. 연구대상은 초등학교 6학년 2개반 73명을 선정하였으며, 실험집단은 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육을, 통제집단은 교과서 중심의 분과형 수업을 12차시 동안 처치하였다. 연구의 결과로 첫째, 인지적 영역인 수학 과학 학업성취에 있어서 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육은 교과서 중심의 분과형 수업보다 더 효과적이었다. 특히, 학업성취 하위요인인 지식, 이해, 적용 영역으로 사후 검증한 결과 지식영역에서는 두 집단 간 통계적으로 유의한 차이가 없었으나, 이해와 적용 영역에서는 실험집단이 통계적으로 유의하게 향상됨을 확인할 수 있었다. 둘째, 정의적 영역인 교과 태도 수준에 있어서 실험집단이 통제집단에 비해 긍정적인 영향이 있음을 확인할 수 있었다. 교육용 로봇을 활용한 STEM 통합교육은 현행 수학 과학 교과의 정의적 영역인 흥미를 보완할 수 있는 하나의 방법이 될 수 있으리라 기대한다.

• 과학교육연구지
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• 제33권2호
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• pp.207-219
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• 2009

이 연구의 목적은 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 교육의 다양한 통합적인 노력 중에서 기술과 과학 교육 분야 전문가들이 수행한 디자인 관련 연구들을 고찰하는데 있다. 33개의 통합교육관련 논문들을 선별하여 메타연구와 질적인 내용 분석을 통하여 분석하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 디자인은 다양한 용어로 사용되고 있으며 다양한 접근방법을 통해 과학과 기술교육분야에 이용되고 있다. 공학적 디자인을 이용한 과학 개념의 학습은 최근 중요하게 다루어지고 있는 주제이며, 인지적, 정의적인 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 아울러, 공학적 디자인은 기술교육에 있어 최근 주요 연구 방향으로 제시되고 있으며, 기술교육과 공학교육을 연결할 수 있는 방법을 제공하고 있다. 공학적 디자인을 이용한 교육방법은 학생들의 학습향상과 동기유발에 도움이 되고, 협동학습과 진로교육에 긍정적인 효과를 보여주는 것으로 나타났다. 통합교육에 관한 인식의 부족으로 공학적 디자인을 이용한 과학, 기술, 공학, 수학교육의 효과를 검증하는 연구가 부족한 실정이다.

• 대한공업교육학회지
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• 제36권1호
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• pp.1-22
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• 2011

이 연구의 목적은 중학교 전기전자기술 영역의 활동 중심 STEM 교육프로그램을 개발하고 적용하는데 있었다. 이 통합교육프로그램은 과학, 기술, 공학, 수학 교과의 지식, 기능, 태도와 관련한 현실 세계에서의 문제해결에 초점을 맞추었다. 활동 중심 STEM 교육프로그램 개발은 준비, 개발, 개선의 3단계를 거쳐 진행되었다. 준비단계에서는, (1) STEM 교육프로그램 개발에 대한 학생, 교사, 사회의 요구 분석, (2) STEM 교육프로그램의 통합유형 선정, (3) 전기전자기술 영역의 전문교과 내용 분석, (4) 활동과제 선정 준거를 도출하였다. 개발단계에서는, (1) 전기전자기술 영역 STEM 교육프로그램의 활동과제 선정, (2) 활동과제별 교육목표 설정, (3) 활동분석 및 세부 활동 명료화, (4) 학습 내용 선정, (5) 학습내용 조직, (6) 수업목표 진술, (7) STEM 교육프로그램 내용 구성 및 작성이 이루어졌다. 개선단계에서는, (1) 전문가에 의한 타당도 검증, (2) 학생들에 의한 예비시험과 현장시험을 실행하여 STEM 교육프로그램을 수정 보완하였다. 개발한 활동 중심 STEM 교육프로그램을 S중학교 '방과후학교, 활동에 적용한 결과 학생들의 만족도가 높았으며, 인지적 정의적 영역의 긍정적인 변화가 있었고, 문제해결능력 함양에 긍정적인 효과가 있었다.

• 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.

• 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.

• 실천공학교육논문지
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• 제5권2호
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• pp.177-183
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• 2013

본 연구에서는 학생중심의 수학 및 과학 교육법으로 화제가 되고 있는 STEM교육의 유래와 STEM 교육을 대학교육에 부분적으로 적용하고 있는 Hands-on교육과 일본대학의 수리공교육의 사례를 조사한다. STEM교육은 학생들이 기술과 공학의 문제에서 수학의 필요성을 자각하도록 하고, 더 나아가 수학교과에 대한 수동적 학습태도를 능동적으로 바꾸는데 적합한 방법으로 부상되고 있지만, S(과학), T(기술), E(공학), M(수학)의 물리적 융합이 아닌 화학적 융합으로써 현행 대학 교과과정에 바로 적용하기에는 다소 무리한 측면이 있다. 따라서 실제 프로젝트에서 고려되어야 하는 T와 E를 졸업작품에서 스스로 찾도록 하고, 이 자발적인 발견을 수학교과목과 연계하는 Pseudo-STEM교육법을 제안한다.