초등학생을 위한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램 개발 및 적용 효과
Development of a Systems Thinking-based STEAM Education Program for Elementary School Students and the Effect of its Application
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초록
최근 들어 융합인재교육프로그램의 개발이나 연구는 많이 이루어져 왔으나 순환적 인과관계와 역동적인 관계를 지속적으로 이해할 수 있는 시스템 사고 기반 융합인재교육프로그램 개발에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이 연구에서는 시스템 사고를 기반으로 한 융합인재교육프로그램을 개발하고 초등학생들에게 적용하여 학생들의 시스템 사고의 향상과 STEAM에 대한 태도를 분석하는데 목적을 두고 있다. 프로그램의 개발을 위해 융합인재교육프로그램과 시스템 사고에 대한 문헌조사와 선행연구를 실시하였으며, 학생들에게 친숙한 ‘물시계’를 주제로 한 시스템 사고 기반 융합인재교육프로그램을 개발하였다. 연구는 초등학교 5, 6학년 학생 142명을 대상으로 프로그램 적용 전·후에 나타나는 학생들의 시스템 사고, STEAM에 대한 태도 검사로 통제 집단 사전·사후 대응표본 t-검증을 실시하였다. 그 결과, STEAM에 대한 태도의 정의적 영역에서 모두 통계적으로 유의미한 결과를 이끌어 내었고, 시스템 사고 능력에서도 팀 학습을 제외한 시스템 사고 구성요인 4개에서 통계적으로 유의미한 결과가 나왔다. 또 실험집단에 부가적으로 실시한 인과지도 분석에서도 유의미한 향상이 나타났다. 결론적으로, 이 연구에서 개발된 ‘물시계’를 주제로 한 시스템 사고 기반 융합인재교육프로그램은 시스템 사고를 기르기에 적합하였다. 이를 적극적으로 활용하고 일반화에 힘쓴다면 문제해결력을 지닌 융합인재를 양성하는데 기여할 수 있을 것이다.
Abstract
Recently, there have been a lot of development and research on STEAM education programs; however, there are insufficient studies of the development of STEAM education programs based on systems thinking that can consistently understand cyclical causation and dynamic relationship. This study aims to develop a systems thinking-based STEAM education program, apply that to elementary school students, improve students’ systems thinking and analyze their attitude toward STEAM. For the development of the program, literature survey and research on the preceding studies of STEAM education programs and systems thinking were conducted, and this study developed a systems thinking-based STEAM education program with ‘water clock’ as a topic, with which students are familiar. This study conducted a control group pre-and post-response samples t-test with 142 fifth-grade and sixth-grade elementary school students to investigate students’ systems thinking and attitude toward STEAM, which appear before/after the application of the program. Consequently, statistically significant results come from all items in the domain of affection of attitude toward STEAM, and statistically significant results came from four items of the components of systems thinking except for team learning in the systems thinking ability. In addition, there was a significant improvement in an analysis of causal maps additionally conducted with the experimental group. In conclusion, the systems thinking-based STEAM education with ‘water clock’ as a topic developed in this study was suitable for developing systems thinking. Utilizing this actively and making an effort to generalization would contribute to training convergence talent with problem-solving abilities.
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