‘빛과 소리’교육을 위한 과학·공학 융합프로그램 개발 및 적용
Development and Application of Engineering Based Engineering·Science Integrated Program for Teaching the Concept of ‘Light’ and ‘Sound’
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본 연구는 한국 과학 수업의 현실적 상황에 적합한 과학·공학 융합 수업 프로그램을 개발하여 실제 중학교 1학년 2학기 자유학기제 수업에 적용하고 그 효과를 분석한 것이다. 본 연구를 위해 개발된 과학·공학 융합 수업의 2가지 주제(각 4차시)는 각각 ‘빛’ 과 ‘소리’에 관련된 중학교 1학년 과학교과 내용을 바탕으로 공학설계 단계와 공학수업의 핵심요소에 근거하여 설계되었다. 학생들에게 제시된 과학·공학 융합의 문제는 공학자가 되어 박물관 전시물의 도난을 방지하는 ‘레이저보안장치 만들기’와 아프리카 어린이를 위한 ‘기타 만들기’이다. 대도시 중학교 자유학기제 선택과목에서 19명의 학생들이 수업에 참여 하였으며 학생들의 활동과정에서 활동지 및 보고서, 인식설문지, 창의적 공학 문제해결 성향 검사지를 주요 데이터로 수집하였다. 프로그램 적용 결과 학생들의 창의적 공학 문제해결 성향에 효과를 주고, 공학에 대한 인식에 긍정적 변화를 주는 것으로 나타났다. 개발된 프로그램은 한국과학 수업상황에서 과학·공학 융합 프로그램의 적용이 가능하다는 점에서 의미를 갖는다.
Abstract
The purpose of this study is to develop a science and engineering integrated program suitable for the actual situation of science class in Korea. The two themes of each science and engineering developed for this study are based on first grade middle school science subject related to 'light' and 'sound'. The engineering challenge presented to students is 'making laser security devices' to prevent theft of museum exhibits as an engineer and 'making guitar' for African children. Nineteen students participated in the elective course of the free-choice semester in middle school, and activity data and reports, awareness questionnaire, and pre-post creative engineering problem solving propensity test were collected as main data. As a result of implementing the program, it was shown that students had a positive effect on creative engineering problem solving propensity and perception about engineering. The developed program is meaningful in that it can be applied to science and engineering integrated program in Korean science class situation.
참고문헌 (28)
- 강주원, "융합인재교육(STEAM)을 위한 창의적 공학문제해결 성향 검사 도구 개발", 대한지구과학교육학회지, 9(3), pp.276~291 (2016), 대한지구과학교육학회[DOI]
- , 2017
- 문대영, "초등학생의 공학에 대한 태도 및 공학 문제 해결에 대한 사례 연구:STEM 통합 접근 교육 프로그램 적용을 통해", 한국실과교육학회지, 22(4), pp.51~66 (2009), 한국실과교육학회
- 심재호, "STEM, STEAM 교육과 우리나라 융합인재교육의 이해와 해결 과제", 한국과학교육학회지, 35(4), pp.709~723 (2015), 한국과학교육학회[DOI]
- 이경화, "CPS를 활용한 미래도시건설 프로젝트 수업이아동의 창의성과 문제해결력 향상에 미치는 효과", 교육심리연구, 20(2), pp.487~506 (2006), 한국교육심리학회
- 이동영, "공학설계 측면에서 한국 STEAM 프로그램 분석틀 제안", 대한지구과학교육학회지, 11(1), pp.63~77 (2018), 대한지구과학교육학회[DOI]
- 이효녕, "공학적 설계와 과학 탐구 과정 기반의 STEM 교육 프로그램 개발 및 적용", 교원교육, 29(3), pp.301~326 (2013), 교육연구원
- 임강숙, "융합인재교육(STEAM)이 고등학생의 과학탐구능력에 미치는 효과", 대한지구과학교육학회지, 7(2), pp.180~191 (2014), 대한지구과학교육학회
- 홍기칠, "AbPS 창의력 프로그램을 적용한 수업이 초등학생의 창의적 문제해결력과 창의적 성향에 미치는 효과", 사고개발, 8(1), pp.51~76 (2012), 대한사고개발학회[DOI]
- Apedoe X, "Bringing engineering design into high school science classrooms:The heating", cooling unit, 2008, pp.17(5), 454~465
- Brophy S, "Advancing engineering education in P-12 classrooms", Journal of Engineering Education, 97(3), pp.369~387 (2008)
- Burgin SR, "‘I actually contributed to their research’: The influence of an abbreviated summer apprenticeship program in science and engineering for diverse high-school learners", International Journal of Science Education, 37(3), pp.411~445 (2014)
- 조재주, "화학영역의 통합적 STEM 발명교육 프로그램 모형 개발", 실과교육연구, 17(1), pp.165~188 (2011), 한국실과교육연구학회[DOI]
- Cunningham CM, "The impact of Engineering is Elementary (EiE) on students’ attitudes toward engineering and science", ASEE Annual Conference and Exposition (2010)
- Guzey SS, "A high-quality professional development for teachers of grades 3-6 for implementing engineering into classrooms", School Science and Mathematics, 114(3), pp.139~149 (2014)
- Hirsch LS, "High school students’ attitudes to and knowledge about engineering", 2013 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE), 2, pp.F2A7~F2A12 (2013), IEEE
- Hjalmarson M, "Handbook of Design Research Methods in Education: Innovations in Science, Technology, Engineering, and Mathematics Learning and Teaching", pp.114~128 (2008), Routledge
- Koszalka TA, "Instructional design issues in a cross-institutional collaboration within a distributed engineering educational environment", Proceeding of World Conference on E-Learning in Corporate, Government, Healthcare, and Higher Education, pp.1650~1657 (2007)
- Lachapelle CP, "The Impact of Engineering Curriculum Units on Students’ Interest in Engineering and Science", NARST Annual International Conference (2012)
- 이소이, "STEM 교육을 위한 기술 수업 설계 모형", 한국기술교육학회지, 11(3), pp.1~20 (2011), 한국기술교육학회
- 문대영, "STEM 통합 접근의 사전 공학교육 프로그램 모형 개발", 공학교육연구, 11(2), pp.90~101 (2008), 한국공학교육학회[DOI]
- Moore TJ, "A framework for quality k-12 engineering education: Research and development", Journal of Pre-College Engineering Education Research, 4, pp.1~13 (2014)
- Moore TJ, "NGSS and the landscape of engineering in K-12 state science standards", Journal of Research in Science Teaching, 52(3), pp.296~318 (2015)
- Nam YK, "The impact of engineeringintegrated science (EIS) curricula on first-year technical high school students’ attitudes toward science and perception of engineering", Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 12, pp.1881~1907 (2016)
- Engineering in K-12 Education:Understanding the Status and Improving the Prospects, "National Research Council", The National Academies, ~ (2009)
- National Research Council, "Standards for K-12 Engineering Education?", National Academies Press, ~ (2010)
- NGSS Lead States, "Next Generation Science Standards:For States, By States", The National Academies Press, ~ (2013)
- Roehrig H, "A curricular framework for integrated STEM", Science and Engineering Integrated STEM Education (2017), Pusan National University