SW를 활용한 STEM 교육 프로그램이 고등학생들의 생태계 평형 개념, STEM 태도와 창의･공학적 문제해결력에 미치는 효과
The Application and Efficacy of using Software in a STEM Education Program on Students’ STEM Attitude, Creative Engineering Problem-Solving Ability and the Concept of ‘Ecosystem Equilibrium’
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초록
본 연구의 목적은 포식-피식 시뮬레이션 소프트웨어 프로그램을 활용한 STEM 프로그램이 고등학생들의 생태계 평형 개념, STEM 태도 및 창의･공학적 문제해결 능력의 향상에 효과가 있는지를 알아보는 데 있다. 연구 대상은 G고등학교 학생 104명이었으며, 이 프로그램의 수업 적용에 따른 학생들의 생태계 평형 개념, STEM 태도 및 창의･공학적 문제해결성향의 효과는 t-test와 공변량 분석을 통해 알아보았다. 학생들이 작성한 활동지, 수업 촬영과 녹화 내용 등은 수업 적용의 질적 측면을 분석하기 위해 사용되었다. STEM 프로그램을 적용한 결과 비교반에 비해 실험반에서 생태계 평형 개념에 대한 이해, STEM 태도, 창의･공학적 문제해결력이 유의미하게 상승하였다. 또한, 실험반 학생들이 생태계 평형에 영향을 주는 다양한 변인들을 생각해 내었고, 더 다양하고 정교한 해결책을 제시하였다. 본 연구에서 STEM 프로그램을 적용했을 때 나타나는 긍정적인 효과를 고려할 때, ‘생명과학’의 다른 단원에서도 이러한 프로그램을 개발하여 적용할 필요성이 있다.
Abstract
The purpose of this study was to investigate whether student's concept of ecological equilibrium, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability could be improved when the STEM program using a predation-prey simulation software program was applied in the 'Ecosystem and Interaction' section of the high school 'Life Science 1' subject. The subjects of the study were 104 G high school students, and the effects of the students’ ecological equilibrium concept, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability according to the application of this program were investigated through t-test and covariate analysis. Activity sheets written by students, filming and recording of classes, etc. were used to analyze the qualitative aspects of class application. As a result of applying the STEM program, the understanding of the concept of ecosystem equilibrium, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability increased significantly in the experimental group compared to the control group. In addition, the students in the experiment class came up with various variables that affect the ecosystem equilibrium and presented more diverse and sophisticated solutions. Considering the positive effects of applying STEM programs in this study, there is a need to develop and apply these programs in other sections of ‘Life Science’.
참고문헌 (26)
- 강주원, "융합인재교육(STEAM)을 위한 창의적 공학문제해결 성향 검사 도구 개발", 대한지구과학교육학회지, 9(3), pp.276~291 (2016), 대한지구과학교육학회[DOI]
- 강희선, "생명과학 기반 STEAM 교육프로그램의 개발과 적용", 석사, 생물교육전공, pp.2013
- 고은혁, "초등과학 생태계 학습을 위한 자연놀이 활용 STEAM 프로그램의 개발 및 적용", 석사, pp.2015
- 창의인재와 선진 과학 기술로 여는 미래 대한민국, "교육과학기술부", 교육과학기술부 2011년 업무보고, ~ (2010)
- 김송아, "고등학교 생명과학Ⅰ‘생태계와 상호작용’단원의 FPBL 수업프로그램의 개발 및 적", 석사, pp.2020
- 김진수, "기술교육의 새로운 통합교육 방법인 STEM 교육의 탐색", 한국기술교육학회지, 7(3), pp.1~29 (2007), 한국기술교육학회
- 김흥태, "생태계와 먹이그물 개념에 대한 초등학생 및 중학생들의 이해 수준 분석", 생물교육, 47(3), pp.403~410 (2019), 한국생물교육학회[DOI]
- 남윤경, "과학·공학 융합 수업 준거틀 및 공학 설계 수준 제안", 대한지구과학교육학회지, 13(1), pp.121~133 (2020), 대한지구과학교육학회
- 박주하, "3D 모델링 소프트웨어를 활용한 생명과학Ⅰ 수업 프로그램 개발 및 적용- 신경계와 염색체의 구조를 중심으로 -", 생물교육, 49(4), pp.572~582 (2021), 한국생물교육학회[DOI]
- 박현주, "STEAM 교육의 구성 요소와 수업 설계를 위한 준거 틀의 개발", 학습자중심교과교육연구, 12(4), pp.533~557 (2012), 학습자중심교과교육학회
- 심재호, "STEM, STEAM 교육과 우리나라 융합인재교육의 이해와 해결 과제", 한국과학교육학회지, 35(4), pp.709~723 (2015), 한국과학교육학회[DOI]
- 이경현, "‘생태계’를 주제로 한 협력적 소집단 표상화 활동에서 나타난 고등학생들의 인식론적 메시지와 시스템 사고의 관계", 생물교육, 49(2), pp.162~180 (2021), 한국생물교육학회[DOI]
- 이동영, "창의공학적 문제해결성향에 기여한 과학-공학 융합수업의 특성", 대한지구과학교육학회지, 15(2), pp.285~298 (2022), 대한지구과학교육학회
- 이성, "SW를 활용한 초등과학 수업이 학생들의 문제해결력과 과학적 태도에 미치는 효과", 석사, pp.2018
- 이효녕, "과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 모형 개발 및 적용", 한국과학교육학회지, 34(2), pp.63~78 (2014), 한국과학교육학회[DOI]
- 홍준의, "‘생물과 환경’ 단원에서 프로젝트형 수업이 과학 관련 태도에 미치는 영향", 생물교육, 34(5), pp.566~574 (2007), 한국생물교육학회[DOI]
- Asunda, P. A., "Standards for Technological Literacy and STEM Education Delivery Through Career and Technical Education Programs", Journal of Technology Education, 23(2), pp.44~60 (2012)
- Breakey, K. M., "The use of scenario-based-learning interactive software to create custom virtual laboratory scenarios for teaching genetics", Genetics, 179, pp.1151~1155 (2018)
- Breiner, J., "What is STEM? A discussion about conceptions of STEM in education and partnerships", School Science and Mathematics, 112(1), pp.3~11 (2012)
- Bybee, R. W., "Advancing STEM education : A 2020 vision", Technology and Engineering Teacher, 70(1), pp.30~35 (2010)
- Moore, T. J., "A framework for quality K-12 engineering education : Research and development", Journal of Pre-College Engineering Education Research, 4(1), pp.1~15 (2014)
- Sanders, M., "STEM, STEM Education, STEM mania", The Technology Teacher, 68(4), pp.20~26 (2009)
- Sanders, M., "Virginia Tech’s new STEM education graduate degrees", program: New model for technology education, 2007, ~
- Tsupros, N., "STEM education: A project to identify the missing components", Intermediate Unit 1 and Carnegie Mellon, ~ (2009)
- Williams, P. J., "Stem education: Proceed with caution", Design and Technology Education, 16(1), pp.26~35 (2011)
- Zollman, A., "Learning for STEM Literacy : STEM Literacy for Learning", School Science and Mathematics, 112(1), pp.12~19 (2012)