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문제중심학습 기반 STEAM 현장체험학습 프로그램이 초등과학 영재의 과학 탐구 능력, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향

The Effect of Problem-Centered Learning Based STEAM Field Experience Learning Program on Science Process Skills, Creative Problem Solving Ability, and Scientific Attitude of Gifted Students in Elementary Science

홍승호|고동국
한국초등과학교육학회 (The Korean Elementary Science Education Society)|2021.02|초등과학교육 (Journal of Korean Elementary Science Education)|제40권 제1호|pp. 113-125

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problem based learningSTEAMcreative problem solving abilityscientific attitudesscience process skillsfield experience learning
주제분류교육학

초록

In this study, a problem-centered learning based STEAM field experience learning program was developed and the effects of applying it were investigated. The program was composed of 8 sessions by using problem- centered learning education method and integrating STEAM elements between disciplines. The contents of program are as follow. In the step of sharing problems and making a problem-solving plan, they understood the various examples and meanings of endangered species, explored the project activities, and made an inquiry plan. In the search and re-exploration phase, a smart device was used to investigate the appearance, habitat environment and cause of extinction for Clithon retropictus, and a site inquiry plan was established for each group. Then, they moved to the field to explore brackish-headed gallops and discuss ways to protect endangered species. In the step of creating a solution, a web-based report was produced as the final product using smart devices based on the results of the inquiry. In the presentation and evaluation stage, the produced web-based report was used to present each group, conduct mutual evaluation, and organize project activities. The developed program was applied to 6th grade 29 students enrolled in the J University Gifted Education Center. In order to find out the effectiveness of the program, tests of science process skill, creative problem-solving ability, and scientific attitude were conducted before and after of program learning, and the results were statistically analyzed by t-test. In addition, a STEAM program satisfaction test was conducted after project in order to find out the satisfaction of the class. As a result of application of the program, the results were significantly improved in openness, criticism, and creativity among the sub-factors of creative problem-solving ability and scientific attitude. Satisfaction with the STEAM program was also high, but no significant result was found in science process skill. Therefore, the program of this study could be influenced on improvement of creative problem-solving ability and scientific attitude of gifted students in elementary science.

Abstract

In this study, a problem-centered learning based STEAM field experience learning program was developed and the effects of applying it were investigated. The program was composed of 8 sessions by using problem- centered learning education method and integrating STEAM elements between disciplines. The contents of program are as follow. In the step of sharing problems and making a problem-solving plan, they understood the various examples and meanings of endangered species, explored the project activities, and made an inquiry plan. In the search and re-exploration phase, a smart device was used to investigate the appearance, habitat environment and cause of extinction for Clithon retropictus, and a site inquiry plan was established for each group. Then, they moved to the field to explore brackish-headed gallops and discuss ways to protect endangered species. In the step of creating a solution, a web-based report was produced as the final product using smart devices based on the results of the inquiry. In the presentation and evaluation stage, the produced web-based report was used to present each group, conduct mutual evaluation, and organize project activities. The developed program was applied to 6th grade 29 students enrolled in the J University Gifted Education Center. In order to find out the effectiveness of the program, tests of science process skill, creative problem-solving ability, and scientific attitude were conducted before and after of program learning, and the results were statistically analyzed by t-test. In addition, a STEAM program satisfaction test was conducted after project in order to find out the satisfaction of the class. As a result of application of the program, the results were significantly improved in openness, criticism, and creativity among the sub-factors of creative problem-solving ability and scientific attitude. Satisfaction with the STEAM program was also high, but no significant result was found in science process skill. Therefore, the program of this study could be influenced on improvement of creative problem-solving ability and scientific attitude of gifted students in elementary science.

참고문헌 (42)

  1. 강선미, "학교 숲을 이용한 체험활동이 초등학생의 환경감수성 및 환경친화적 태도에 미치는 영향", 한국실과교육학회지, 24(2), pp.105~124 (2011), 한국실과교육학회
  2. 강호감, "초등과학영재의 창의적 문제해결력 향상을 위한 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발", 영재교육연구, 24(6), pp.1025~1038 (2014), 한국영재학회
  3. 제3차 영재교육진흥종합계획, "교육부", 교육부, ~ (2013)
  4. 교육부, "과학과 교육과정. 교육부 고시 제2015-74호", 교육부, ~ (2015)
  5. 권선혜, "자기조절학습전략을 적용한 과학중심 STEAM 프로그램이 초등과학영재의 과학탐구력에 미치는 영향", 사고개발, 11(1), pp.46~63 (2015), 대한사고개발학회
  6. 권재술, "초․중학생의 과학 탐구능력 측정도구의 개발", 한국과학교육학회지, 14(3), pp.251~264 (1994)
  7. 김권숙, "과학 기반 STEAM 프로그램이 초등과학 영재 학생들의 창의적 문제해결력과 과학적 태도에 미치는 영향", 초등과학교육, 31(2), pp.216~226 (2012), 한국초등과학교육학회[DOI]
  8. 김도연, "과학 독서록을 통한 초등과학영재의 창의적 문제해결력 분석", 과학영재교육, 12(1), pp.49~62 (2020), 한국과학영재교육학회[DOI]
  9. 김맹범, "초등과학 영재학생을 대상으로 한 내진 설계 STEAM 프로그램의 효과", 에너지기후변화교육, 6(1), pp.41~53 (2016), 에너지기후변화교육학회
  10. 김선희, "PBL 프로그램이 창의성 및 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과", 아동교육, 15(3), pp.285~297 (2006), 한국아동교육학회
  11. 김영환, "초등학교 체험학습 운영 개선방안 - 부산을 중심으로 -", 교과교육학연구, 12(3), pp.837~859 (2008), 교과교육연구소[DOI]
  12. 김지환, "영화를 활용한 융합인재교육 프로그램이 초등과학영재의 창의적 인성, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향", 과학교육연구지, 38(1), pp.120~132 (2014), 과학교육연구소[DOI]
  13. 김효남, "국가수준의 과학에 관련된 정의적 특성의 평가 체제 개발", 한국과학교육학회지, 18(3), pp.25~45 (1998)
  14. 박애리나, "STEAM 프로그램이 초등영재학생의 과학적 의사소통능력과 학습몰입에 미치는 영향", 초등과학교육, 33(3), pp.439~452 (2014), 한국초등과학교육학회[DOI]
  15. 서권수, "초등과학영재들의 과학적 창의성 및 태도 신장을 위한 과학 기반의 SteAM 프로그램 개발 및 적용", 석사, 생물교육전공, pp.2013
  16. 서진나, "과학영재의 과학학습동기, 과학적 태도 및 과학탐구능력 향상을 위한 병행교육과정 개발 및 적용", 석사, 초등교육, pp.2011
  17. 신명렬, "문제중심학습(PBL) 기반 과학영재수업이 초등과학영재의 과학적 창의성 신장에 미치는 효과", 영재교육연구, 27(3), pp.367~386 (2017), 한국영재학회[DOI]
  18. 신명렬, "PBL 기반 천체관측 프로그램이 초등과학영재의 과학적 탐구능력과 과학적 태도에 미치는 효과", 대한지구과학교육학회지, 4(1), pp.20~31 (2011), 대한지구과학교육학회
  19. 신명렬, "IIM을 적용한 천문학습 프로그램 개발․적용이 초등과학영재 학생의 과학탐구능력과 과학적 태도에 미치는 효과", 영재교육연구, 21(2), pp.337~356 (2011), 한국영재학회
  20. 신명렬, "과학캠프 운영이 초등과학영재의 과학탐구능력 및 과학적 태도에 미치는 효과", 영재교육연구, 22(4), pp.967~983 (2012), 한국영재학회
  21. 신재한, "초·중등교원 대상 STEAM 융합교육 인식 조사", 학습과학연구, 7(2), pp.29~52 (2013), 교육공학연구소
  22. 옥승현, "영흥도 지역자원을 활용한 학교 밖 영재 프로그램 개발 및 적용 효과", 과학교육연구지, 38(2), pp.356~375 (2014), 과학교육연구소[DOI]
  23. 우용배, "초등과학 영재를 대상으로 한 생태계 관련 STEAM 프로그램이 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향", 생물교육, 45(1), pp.159~168 (2017), 한국생물교육학회[DOI]
  24. 정은영, "Squeak Etoys 기반 정보 교육이 초등학생의 창의적 문제해결력에 미치는 영향", 석사, 컴퓨터교육, pp.2008
  25. 조연순, "초등학교 수업을 위한 문제중심학습의 교수학습모형연구", 교육방법연구, 16(2), pp.1~28 (2004), 한국교육방법학회
  26. 주현재, "고등교육에서의 학습자중심 교육의 학습원칙에 기반한 PBL 모형 개발", 학습자중심교과교육연구, 11(4), pp.419~448 (2011), 학습자중심교과교육학회
  27. 최영미, "주변의 생물을 주제로 한 STEAM 프로그램이 초등과학 영재학생에게 미치는 영향", 생물교육, 41(4), pp.569~588 (2013), 한국생물교육학회[DOI]
  28. 최윤선, "현장체험학습에 대한 초등학생의 인식 조사연구", 석사, 일반사회교육, pp.2005
  29. 최정임, "사례 분석을 통한 PBL의 문제설계 원리에 대한 연구", 교육공학연구, 20(1), pp.37~61 (2004), 한국교육공학회
  30. 하병건, "환경 관련 체험학습이 초등학생의 환경소양과 과학적 태도에 미치는 효과", 대한지구과학교육학회지, 8(2), pp.206~217 (2015), 대한지구과학교육학회[DOI]
  31. 2015년 STEAM 프로그램 개발시범적용 만족도 조사, "한국과학창의재단", 한국과학창의재단, ~ (2015)
  32. 간편 창의적 문제해결력 검사 개발 연구(Ⅰ), "한국교육개발원", 한국교육개발원, ~ (2001)
  33. 홍현정, "STEAM 기반 야외체험학습 프로그램이 초등학생들의 과학탐구능력 및 과학에 대한 태도에 미치는 영향", 생물교육, 43(4), pp.344~354 (2015), 한국생물교육학회[DOI]
  34. Barrows, H. S., "How to design a problem-based curriculum for the preclinical years" (1985), Springer
  35. Barton, A. C., "Creating hybrid spaces for engaging school science among urban middle school girls", American Educational Research Journal, 45(1), pp.68~103 (2008)
  36. Gutierrez, K. D., "Building a culture of collaboration through hybrid language practices", Theory into Practice, 38(2), pp.87~93 (1999)
  37. Moomaw, S., "Teaching STEM in the early years:Activities for integrating science, technology, engineering, and mathematics" (2013), Redleaf Press
  38. Perelman, L. J., "School’s out : hyperlearning, the new technology, and the end of education" (1992), William Morrow and Company
  39. Sanders, M., "STEM, STEM education, STEM mania", The Technology Teacher, 68(4), pp.20~26 (2009)
  40. Watters, J., "The gifted student in science : Fulfilling potential", Australian Science Teachers Journal, 49(3), pp.46~53 (2003)
  41. Yakman, G., "STEAM pedagogical commons for contextual learning" (2006), Virginia Tech
  42. Yakman, G., "STEAM education. An overview of creation a model of integrative education", PATT, ~ (2008)

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