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예비 과학 교사들의 시스템 사고력의 향상을 위한융합인재교육 프로그램의 개발 및 적용

Development and Application of Systems Thinking-based STEAM Education Program to increase Pre-service Science Teachers’ Systems Thinking Skill

이효녕|전재돈|박경숙|정현도
과학교육연구소 (Science Education Research Institute)|2018.03|교사교육연구 (Teacher Education Research)|제57권 제1호|pp. 108-128|DOI 10.15812/ter.57.1.201803.108

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핵심 개념system시스템STEAM education융합인재교육science curriculumsystem thinking과학과 교육과정시스템 사고big ideasystems

초록

이 연구의 목적은 시스템 사고력의 향상에 기여할수 있는 융합인재교육 프로그램을 개발하고 예비 과학 교사들에게 적용하여 그 효과성을 검증하는 것이다. 이 연구의 대상은 사범대학 과학교육계열 학부생2-4학년 17명이며, 이들에게 개발된 프로그램을 적용하고 시스템 사고에 대한 효과를 분석하였다. 시스템사고 기반의 융합인재교육 프로그램의 효과를 검증하기 위해 프로그램의 투입 전⋅후 연구 참여에 동의하는 학생들에 대해 설문지를 투입하였다. 시스템 사고검사에 대해서는 95%의 신뢰수준에서 단일집단 대응표본 t-검정을 실시하였고 시스템 사고 질적 검사는 5 인의 예비 과학 교사를 선정하여 결과를 분석하였다. 이 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램은 기존의 프로그램에서 적용한 ‘Dynamic RC 비행기’의 내용을바탕으로 시스템 사고 향상에 초점을 두고 수정⋅보완을 거쳐 개발하였다. 둘째, 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램은 예비 과학 교사들의 시스템사고 능력이 향상에 긍정적 영향을 미친 것으로 나타났다. 시스템 사고 양적 검사 결과에 따르면 시스템사고 하위 요인에서 95%의 신뢰수준에서 통계적으로유의미한 차이를 확인할 수 있었다. 아울러 시스템 사고 질적 검사에서도 예비 교사들은 시스템의 순환을인지하게 되고 특정한 시스템에서 발생하는 지속적인상호작용을 이해하는 방향으로 향상되었다. 이 연구의결과는 예비 교사들을 위한 교사 교육에 의미 있는시사점을 제공하고 시스템 사고를 학교 현장에서 직접 실천하게 될 예비 교사들의 시스템 사고력을 향상시키고 관련 영역에 대한 이해를 증진을 시키는 데기여할 것이다.

Abstract

The purposes of this study were to develop a system thinking-based STEAM education program for pre-service science teachers, and to investigate the effects of the programs on pre-service teachers’ thinking skills. Literature, related programs, and previous studies were reviewed to develop the program. A total of 17 pre-service teachers majoring in science education at university participated in this study. The pre-post t-test was conducted before and after applying to the program. Data was collected using causal maps, drawing analyses, word association, and system thinking instrument to investigate students’ students thinking skills. The results of this study were as follows. First, the system-based STEAM education program with the theme of ‘RC Airplane’ was developed to increase pre-service science teachers ‘system thinking skill. Second, the STEAM educational program indicated statistically significant effects on the students’ system thinking skills. In conclusion, the STEAM educational program developed in this study could affect students’ system thinking skills significantly and meaningfully. This study provide meaningful suggestions for pre-service teachers’ education and enhanced students’ systems thinking skills and perceptions within the STEM field.

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