• 한국시스템다이내믹스연구
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• 제8권2호
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• pp.235-252
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• 2007

This study focused on the analysis of the abilities and characteristics of the systems thinking for pre-service elementary teachers. Systems thinking is defined as the ability to see the world as a complex system in which one understands that everything is connected to everything else. For this study, 345 subjects carrying of the 2nd grade were selected and participated in making out the protocol developed by Sweeney and Sterman(2000) for the estimating ability of the systems thinking. As a result, the proportion of the correct answers based on the total points of view was 63%. However, the proportion of correct answer was considerably different according to the gender. The women group showed 53%, while the men group was 76%. Especially, there was a great difference in the rates of correct answer depending on their academic tracks of the humanities or natural science courses in the high school. The average rates of the correct answers for the natural science and the human science were 84 and 46%, respectively. Consequently, the ability of the systems thinking for pre-service elementary teachers is highly related with their gender and learning experience in the high school. The results of this study may contribute the practical use of the systems thinking in the area of the science education.

• 의학교육논단
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• 제25권3호
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• pp.212-228
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• 2023

Systems thinking, a linking domain of health systems science (HSS), is an approach that investigates specific problems from a holistic perspective. It supports improving patients' health, fulfilling their health needs, and anticipating issues that threaten patient safety within the healthcare system. It also helps solve problems through critical thinking and ref lection. This study aimed to develop an curriculum on systems thinking, explore the effectiveness of the course, and investigate the applicability of HSS education at individual universities. In this study, the ADDIE (Analysis, Design, Development, Implementation, and Evaluation) model was utilized to design, develop, implement, and evaluate an elective course on systems thinking. In the design process, learning outcomes and goals were developed, and educational content, teaching-learning methods, and student evaluation methods were linked. In the development process, class materials and evaluation materials were prepared. In the implementation process, the course was implemented, and the evaluation process analyzed the results of learning performance and curriculum assessments. The evaluation found the following results. First, the students in the study realized the importance of systems thinking and experienced the need for systems thinking through non-medical and medical situations. Second, the students were very satisfied with the learning activities in the course (mean=4.84), and the results of the self-competence evaluation, conducted before and after the course, also showed a significant improvement. This study confirmed the effectiveness of the elective course, and its results can serve as a reference for developing an HSS curriculum.

• 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.

• 한국과학교육학회지
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• 제42권4호
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• pp.397-415
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• 2022

최근 지구 온난화 문제가 심각해짐에 따라 탄소 순환에 대한 교육적 요구가 커지고 있다. 이와 관련하여 탄소 순환에 대한 체계적인 이해를 위해 시스템 사고 능력의 접목이 요구되고 있다. 더욱이 급변하는 환경, 사회, 경제적 상황에서, 시스템 사고 교육은 미래 사회를 살아갈 학생들에게 요구되는 역량을 강화할 수 있으므로 더욱 강조되고 있다. 이 연구의 목적은 첫째, 탄소 순환에 대한 시스템 사고 검사 도구를 개발하고 루브릭을 활용한 분석 방법을 구성하고, 둘째, 개발된 검사도구 및 루브릭 분석 방법을 적용하여 학생들의 시스템 사고 능력을 분석하는 것이다. 이 연구를 위해 탄소 순환 및 시스템 사고와 관련된 다양한 선행 연구를 분석하였다. 이 결과를 바탕으로 시스템 사고 검사도구 및 루브릭을 활용한 시스템 사고 능력 분석 방법을 개발하였다. 이를 고등학생 및 대학생 172명에게 적용하여 시스템 사고 능력을 분석하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 선행연구 분석을 통해 탄소 순환 및 시스템 사고 검사를 위한 시사점을 도출하였고, 탄소 순환에 대한 시스템 사고 검사도구 및 이를 평가하기 위한 루브릭 채점 가이드를 개발하였다. 이를 중학생을 대상으로 예비 투입을 진행하고, 전문가 자문을 통해 최종 완성하였다. 둘째, 개발된 검사도구를 활용하여 학생들의 시스템 사고 능력을 분석한 결과, 학생들은 탄소 순환과 관련된 요인을 식별하는 것과 같은 낮은 수준의 시스템 사고는 잘 수행하였지만, 시간 지연이나 피드백 과정과 같은 높은 수준의 시스템 사고는 부족한 것으로 나타났다. 지구 온난화는 현재 인류가 직면한 가장 시급한 문제 상황으로, 탄소 순환의 중요성이 커지고 있다. 이러한 복잡한 문제 상황은 시스템 사고 능력의 적용을 바탕으로 올바르게 이해하고 근본적인 해결책을 모색할 수 있을 것이다.

• 한국시스템다이내믹스연구
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• 제15권2호
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• pp.75-96
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• 2014

The purpose of this paper is to analyze the functional changes of local educational authority policy based on the systems thinking perspective using causal loop diagrams. In the past, the main function of the local educational authority was to manage and supervise schools. Through this policy, local educational authority would be transformed into a support agency. However, this policy did not achieve the goal, was to cause confusion and require improvement. This study shows structured causes of the problem based on systems thinking. These diagrams make it possible for educational policy makers to provide ideas, although they have some complicated environment. The findings indicate that based on systems thinking in this policy can help those who related to policy decision than existing diagnosis method.

• 한국지구과학회지
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• 제44권4호
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• pp.318-330
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• 2023

This study aimed to verify the validity of a measurement tool for Vietnamese high school students' systems thinking abilities. Two quantitative assessment tools, the Systems Thinking Measuring Instrument (Lee et al., 2013) and the Systems Thinking Scale (Dolansky et al., 2020), were used to measure students' systems thinking after translation into Vietnamese. As a result, it was revealed that Cronbach-α for each tool (i.e., STMI and STS) was .917 and .950, respectively, indicating high reliability for both. To validate the construct validity of the translated questionnaire, exploratory factor analysis was performed using SPSS 26.0, and confirmatory factor analysis was performed using AMOS 21.0. For concurrent validity, correlation analysis using structural equation modeling was performed to validate the translated questionnaire. Exploratory factor analysis revealed that 10 items from the STMI and 12 items from the STS loaded on the intended factors and appropriate factor loading values were obtained. For confirmatory factor analysis, a structural equation model organized with 10 items from the STMI and 12 items from the STS was used. The result of this showed that the convergent validity values of the model were all appropriate, and the model fit indices were analyzed to be χ²/df of 1.892, CFI of .928, TLI of .919, SRMR of .047, and RMSEA of .063, indicating that the model consisting of the 22 items of the two questionnaires was appropriate. Analysis of the concurrent validity of the two tools indicated a high correlation coefficient (.903) and high correlation (.571-.846) among the subfactors. In conclusion, both the STMI and STS are valid quantitative measures of systems thinking, and it can be inferred that the systems thinking of Vietnamese high-school students can be quantitatively measured using the 22 items identified in our analysis. Using the tool validated in this study with other tools (e.g., qualitative assessment) can help accurately measure Vietnamese high school students' systems thinking abilities. Furthermore, these tools can be used to collect evidence and support effective education in ODA projects and volunteer programs.

• 한국지구과학회지
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• 제37권5호
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• pp.309-322
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• 2016

This paper presents an analytical framework of Conceptual Understandings of Earth Systems (CUES) that shows a relationship between disciplinary knowledge of Earth systems and the specific thinking skills required to understand that knowledge. This framework is developed through an extensive literature review of students' and teachers' understandings of earth systems concepts and systems thinking in earth science context. This study first presents the categories of disciplinary knowledge of Earth systems, Earth System Knowledge (ESK). This study then illustrates a relationship between categories of ESK and the ontological categories (Matter, Process, Systems) that has been used to study students' conceptual understandings of Earth systems. Finally, this study presents the CUES framework to show the relationship between disciplinary knowledge and thinking skills. The implications of using this framework for curriculum development, assessment, and teacher education and ESS research are discussed.

• 영재교육연구
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• 제24권3호
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• pp.421-444
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• 2014

융합인재교육은 다양한 교과 영역에서 추출된 내용들이 체계적이고 밀접하게 연계되어 있으므로 이러한 체계를 효과적으로 파악할 수 있는 시스템적 사고를 필요로 한다. 이 연구의 목적은 시스템 사고력을 향상시킬 수 있는 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 중등 과학영재에게 적용하여 교육적 효과를 탐색하는 데 있다. 융합인재교육과 시스템 사고에 대한 문헌조사를 바탕으로 프로그램 모형을 제작하였고, 모형을 기초로 하여 '로켓'을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램을 개발하였다. 연구의 대상은 광역시 소재 대학 부설 과학영재교육원 소속 중등 과학영재 1학년 100명, 2학년 13명으로 총 113명이다. 수업 처치 전 후의 시스템 사고능력 검사를 통해 단일집단 사전 사후 대응표본 t-검증 및 서술 문항에 대한 내용 분석을 실시하였다. 그 결과, 학생들은 시스템사고와 관련하여 단어연상, 개념 간 관계형성, 문장의 생성, 인과지도 그리기 능력이 향상되었고, 시스템 사고의 구성요인인 정신모델, 개인숙련, 팀 학습, 시스템분석, 공유비전의 다섯 가지 항목에 대해 모두 통계적으로 유의미한 향상이 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 '로켓'을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램은 학생들의 시스템사고 능력의 향상에 효과가 있었다. 개발된 프로그램은 일반 학교 현장에서 충분히 적용될 수 있으며, 이를 적극적으로 활용한다면 시스템 사고 능력과 융합적 문제해결능력을 지닌 인재를 육성하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권1호
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• pp.75-91
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• 2020

이 연구의 목적은 중학생을 위한 시스템 사고 향상에 적합한 사전 교육 및 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 중학생에게 적용하여 프로그램의 효과를 분석하는 것이다. 이 연구는 중학생을 대상으로 시스템 사고에 대한 사전 교육프로그램과 시스템 사고를 향상시키기 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 개발된 프로그램은 경상북도에 위치한 소규모 중학교 1학년 4명, 3학년 4명을 대상으로 투입하여 효과를 분석하였다. 시스템 사고의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 루브릭이 활용되었다. 학생들의 시스템 사고에 대한 신뢰도와 루브릭의 타당도를 확인하기 위해 전문가들이 연구 결과를 검토하였다. 시스템 사고의 효과를 확인하기 위해 루브릭, 시스템 사고에 대한 학생들의 인지, 단어 간 관계 분석, 인과 지도의 검사를 체계적으로 적용하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 사전 교육 프로그램과 교사용 지도서를 개발하였다. 이는 학생의 시스템 사고에 대한 개념과 인과 지도 작성법에 대한 기초 지식을 학습시키기 위한 것이다. 개발된 사전 교육 프로그램은 '지구 온난화'를 주제로 한 무한도전이라는 친숙한 예능 프로그램을 이용하여 인과 지도 작성 방법을 학습하도록 구성되었다. 사전 교육프로그램은 대상 학생들이 친숙하게 접근할 수 있도록 지구 온난화를 주제로 한 예능 프로그램을 기반으로 하였으며, 이를 통해 인과 지도 작성 방법을 학습할 수 있도록 구성하였다. 효과성 검사를 적용한 결과, 학생들의 시스템 사고 향상을 위한 사전 교육 프로그램은 효과적인 것으로 분석되었다. 둘째, '분석-설계-제작-평가-시스템 사고'의 5단계로 구성된 ADBAS 모형을 적용하여 '공기 소화기' 주제의 시스템 사고 기반 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 시스템의 이해 능력, 시스템 내 관계 파악 능력, 시스템 일반화 능력에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 사전 교육 프로그램 및 STEAM 교육 프로그램은 학생의 시스템 사고 향상을 돕는데 적합하며, 시스템 사고와 STEAM 교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 시스템 사고 향상을 위해 이 프로그램을 투입하기에 적절한 것으로 판단되어 '창의융합인재'를 양성하는데 기여할 것이다. 또한 시스템 사고 향상을 위한 위 프로그램의 적절한 투입은 창의융합형 인재를 양성하는 교육 목표를 달성하는 데 있어 기여를 할 것으로 판단된다.

• 한국시스템다이내믹스연구
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• 제5권2호
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• pp.5-31
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• 2004

systems thinking is a methodology to explain structural mechanisms for resolving problems in highly complex and dynamic society. This article applies systems thinking to understand recent social and political changes in South Korea. This article identifies the weakers' virtuous circle that played central role in reinforcing soical climate to support the weakers and the oppressed group. Also this article adopts the concept of tipping points and triggers to explain how the political and social changes are produced and widely accepted in a few days. In conclusion we propose that systems thinking is promising in understand social and political changes.