본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

화학영역의 통합적 STEM 발명교육 프로그램 모형 개발

Development of integrative STEM invention education program model of chemical area

김소연|최유현|조재주
한국실과교육연구학회 (The Society Of Korean Practical Arts Education)|2011.02|실과교육연구 (Journal of Korean Practical Arts Education Research)|제17권 제1호|pp. 165-188|DOI 10.17055/jpaer.2011.17.1.165

0

조회

0

다운로드

27

인용

0

참고문헌

키워드

발명통합교육Problem solving문제해결Integrated educationSTEM발명교육InventionInvention education
주제분류교육학

초록

이 연구의 목적은 통합적 STEM에 기반한 발명교육프로그램 모형을 개발하고 교육현장에서 쉽게 적용 가능한 화학영역의 통합적 STEM 발명교육프로그램을 개발하는 데 있다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 문헌고찰을 실시하였다. 또한 통합적 STEM 발명교육 프로그램모형을 구안하고 화학영역의 통합적 STEM 발명교육 프로그램을 개발하였다. 이 연구의 주된 연구내용은 다음과 같다. 발명교육의 간학문적인 성격을 고려하여 교육과정 통합이론을 중심으로 통합적 STEM 발명 교육 프로그램의 모형을 제시하였다. 우선 Tyler의 교육목표 중심 모형(1949)과 최유현의 문제해결 모형(1995a, 1995b, 2004)을 바탕으로 구안한 통합적 STEM 발명 교육 프로그램 모형은 Tyler의 개발 절차에 따라 통합적 STEM 발명교육프로그램 모형으로 구안되었다. 이 모형의 전문가 타당도 검증결과 95% 신뢰수준에서 CVR값의 최소치인 0.49보다 높은 0.89로 측정되었고 5점 Likert 척도에서 모형의 평균이 M= 4.42였으며, 모형의 타당도가 높은 것으로 확인되었다. 이 모형을 적용하고 STEM 영역에 적합한 내용을 선정하여 중학교 화학영역의 통합적 STEM 발명교육 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램의 전문가 타당도 검증 결과 CVR값은 0.94, M=4.48으로 매우 타당한 것으로 나타났다. 이 프로그램의 내용체계는 STEM 발명교육 프로그램 과제 이해하기, 과학, 기술, 공학, 수학(STEM)기반 선수학습활동, 과제해결을 위한 설계, 과제해결을 위한 재료의 선택 및 확인, 발명문제해결 활동, 오류검사 및 미 동작 부분 해결, 피드백 그리고 발명품 평가 순으로 설계되었으며, 개발된 화학영역의 발명교육 프로그램은 ‘나만의 전지로 움직이는 물체 만들기’ 발명과제 프로그램이 제시되었다.

Abstract

The purpose of this study is to develop integrative STEM invention education program model of chemical area, applicable to educational site by developing invention education program model based on integrated STEM. Towards this goal, the conceptual model for development of integrative STEM invention education program was constructed by reviewing documentary records, thereby contributing to developing integrative STEM invention education program of chemical area. Major research contents are as follows. Considering interdisciplinary characteristic of invention education, the model of integrative STEM invention education program centering on curriculum integration theory was suggested. For development of education program, the integrated STEM invention education program model was developed based on the education goal-oriented model of Tyler(1949) and problem solving model of Choi, Yu-hyun(1995a, 1995b, 2004) in accordance with development process of Tyler. As a result of verification on the validity by experts, it was confirmed that the validity of the model is high since the average of model was M=4.42 in 5-point Likert scale and 0.89 which is higher than 0.49, a minimum value of CVR was measured in 95% confidence level. In addition, it was verified that the integrated STEM invention education program of chemical area is very valid as a result of verification on the validity by experts (CVR value 0.94, M=4.48). The content system of this program was designed in the following order: understanding STEM invention education program task, previous learning activities based on science, technology, engineering and mathematics(STEM), design for task solving, selecting and confirming material for task solving, invention problem solving activities, error checking and non-action part solving, feedback and evaluation on inventions. As developed invention education program of chemical area, the invention task program titled, “Making objects operated by battery of my own” was presented.

참고문헌 (45)

  1. 강경옥, "초등학생을 위한 ‘로봇’ 주제 통합교육 프로그램 개발 및 적용", 한국실과교육학회지, 21(4), pp.201~220 (2008), 한국실과교육학회
  2. 곽병선, "통합교육과정의 이론과 실제" (1983), 교육과학사.
  3. 권낙원, "통합 교육과정의 과제와 전망", 학습자중심교과교육연구, 5(10), pp.287~308 (2005), 학습자중심교과교육학회
  4. 권차미, "초등학교 고학년을 위한 더하기 빼기 기법 중심의 발명 교육 프로그램 개발", 석사, pp.2007
  5. 교육과학기술부, "2009 개정 교육과정(초?중등학교 교육과정)」발표", 보도자료2009.12.17, ~ (2009)
  6. 교육과학기술부, "2009 개정 교육과정 총론", 교육과학기술부 고시 제2009-41호, ~
  7. 학생발명교육과정 운영평가 및 효과분석, "김언주", 특허청 정책연구 보고서, ~ (2006)
  8. 김용익, "초등 교사를 위한 발명교육 프로그램 개발", 한국실과교육학회지, 21(2), pp.201~222 (2008), 한국실과교육학회
  9. 김인식, "수업설계의 원리와 모형 적용", 교육과학사. (2000)
  10. 김재복, "교육과정의 통합적 접근에 관한 연구", 박사, pp.1983
  11. 김재복, "통합교육과정" (2007), 교육과학사.
  12. 김진수, "기술교육의 새로운 통합교육 방법인 STEM 교육의 탐색", 한국기술교육학회지, 7(3), pp.1~29 (2007), 한국기술교육학회
  13. 김진순, "실과?기술교과교육 연구의 동향과 교과교육학 강좌의 교재개전략", 충남대학교 공업교육연구소 논문집, 통권 : 20, pp.3~20 (1997)
  14. 문대영, "STEM 통합 접근의 사전 공학교육 프로그램 모형 개발", 공학교육연구, 11(2), pp.90~101 (2008), 한국공학교육학회
  15. 교육과정선진화방안연구(초?중등학교 교육과정 선진화 개혁방안 탐색.), "박순경", 한국교육과정평가원 연구보고서., ~ (2008)
  16. 방기혁, "실과교육을 위한 통합 수업 설계 모형 및 전략 개발", 한국실과교육학회지, 19(2), pp.1~22 (2006), 한국실과교육학회
  17. 배선아, "공업계열 전문계 고등학교 전기?전자?통신 분야의 활동 중심 STEM 교육 프로그램 개발", 박사, pp.2009
  18. 송정범, "통합적 STEM 교육을 위한 교실 친화적 로봇교육 모형 및 프로그램 개발에 관한 연구", 박사, pp.2010
  19. 이미숙, "통합 교육과정의 실행정도와 관련변인 연구", 박사, pp.1998
  20. 국가 교육과정의 체제 혁신 방안 연구(1), "이미숙", 한국교육과정평가원 연구보고서, ~ (2008)
  21. 이상갑, "통합교육: 지식기반 사회에 대비한 기술교육의 활로인가 트로이의 목마인가", 한국기술교육학회지, 1(1), pp.75~86 (2000)
  22. 장인한, "KDB 중심 간학문적 통합 단원의 구성", 교육과정연구, 27(4), pp.95~118 (2009), 한국교육과정학회
  23. 조경원, "창조적 지식기반사회의 교육과정 개발 연구를 위한 초?중등학교 교육과정 실태조사", 교육과학연구, 31(2) (2000)
  24. 최유현, "기술교과 교육에 있어서 기술적 교양 목표 성취를 위한 문제해결 수업 전략의 효과", 박사, pp.1995
  25. 최유현, "기술교과 교육에 있어서 기술적 교양 목표 성취를 위한 문제해결 수업전략의 효과", 대한공업교육학회지, 20(1), pp.43~54 (1995)
  26. 최유현, "열린 실과교육을 위한 협동적 문제해결 수업전략", 전국 열린교실 연구응용학회지, 4(2), pp.133~148 (1996)
  27. 최유현, "실과교육학 연구" (2001), 형설출판사.
  28. 최유현, "실과교육에서의 문제중심학습에 기초한 통합적 수업 설계 전략", 한국실과교육학회지, 15(4), pp.29~40 (2002), 한국실과교육학회
  29. 최유현, "기술과 교육의 학습 과정으로서의 '설계과정(design process)'과 '문제해결(problem solving)'의 비교 연구", 한국실과교육학회지, 17(2) (2004), 한국실과교육학회
  30. 최유현, "기술교과교육학" (2005), 형설출판사.
  31. 최유현, "STEM 기반 발명영재교육 프로그램 개발과 적용 효과", 한국기술교육학회지, 8(2), pp.143~164 (2008), 한국기술교육학회
  32. 최유현, "발명과 과학 영재교육 프로그램 개발과 그 적용 효과", 한국실과교육학회지, 22(1), pp.137~150 (2009), 한국실과교육학회
  33. 최유현, "기술교과학습의 탐구" (2010), 형설출판사.
  34. 한국청소년발명영재단, "과학발명탐구, 과학발명공작, 과학발명이야기 외2권 (총 5권)", 창의마당연구소 (2004)
  35. Aaron C. Clark, "A Model for the integration of Science, Technology, Engineering, and Mathematics", The Technology Teacher, pp.66~ (2007)
  36. American Association for the Advancement of Science, "Benchmarks for science literacy, project 2061" (1993), Author
  37. Hartzler,D.S, "A meta-analysis of studies conducted on integrated curriculum programs and their effects on student achievement", 박사, pp.2000
  38. John. M. Keller, "매력적인 수업 설계", 교육과학사. (1999)
  39. Johnsen,S, "Figuring Out Interdisciplinary Curriculum", Gifted Child Today, pp.37~38 (1996)
  40. Karen Zuga, "STEM and STEM Education", A White Paper written for ITEA. (2007)
  41. National Council of Teachers of Mathematics, "Principles and standards for school mathematics" (2000), National Council of Teachers of Mathematics
  42. Robert A. Reiser, "교사를 위한 체제적 수업 설계", 교육과학사 (2002)
  43. Sanders,M, "STEM, STEM Education, STEM mania", The Technology Teacher, 68(4), pp.20~26 (2009)
  44. Thomas T.Liao, "Technological Literacy: Beyond Mathematics, Science, and Technology(MST) I Integration", Journal of Technology Studies, 24(2), pp.52~54 (1998)
  45. Tyler,R.W, "Basic Principles of Curriculum and Instruction, Chicago, IL, 1-29: University of Chicago Press 역) 이해명(1998) 교육과정과 학습지도의 기본원리" (1949), 교육과학사

관련 논문AI추천

과학 탐구 기반의 통합적 STEM 교육 모형 개발 및 적용권혁수, 박경숙, 오희진, 이효녕한국과학교육학회 · 한국과학교육학회지2014 · 제34권 제2호공업계열 전문계 고등학교 활동 중심 STEM 교육프로그램 개발 모형금영충, 배선아한국실과교육연구학회 · 실과교육연구2009 · 제15권 제4호STEM 통합 접근의 사전 공학교육 프로그램 모형 개발문대영한국공학교육학회 · 공학교육연구2008 · 제11권 제2호초·중등 공학교육 프로그램 구성 모형 개발김기수, 김영민한국공학교육학회 · 공학교육연구2017 · 제20권 제4호팀 프로젝트 중심 창의적 문제해결 프로그램 개발이경화, 최유현, 황선욱한국창의력교육학회 · 창의력교육연구2011 · 제11권 제2호중·고등학생을 위한 발명교육 프로그램 개발한혁, 김용익, 김윤희, 남현욱, 문대영, 박상우, 유리나, 이진우, 이창훈, 최유현, 황재효한국직업교육학회 · 직업교육연구2005 · 제24권 제3호

이 간행물의 다른 논문 (7건)

교육대학교 학생의 창의성과 전뇌(Whole brain) 활용 성향의 관계민세홍, 김미영, 정현옥pp. 1-22초등학생의 실과 문제해결 활동에 관한 질적 탐구이태영, 송현순pp. 23-46미래지향적 로봇경진대회 운영방안에 관한 연구심성우, 문성환pp. 47-72기술·가정과 ‘전자 기계 기술’ 단원의 풍력발전기 수업자료 개발은태욱, 김진수, 조익상pp. 73-98목제품 만들기 단원의 수행평가에서 학습자 중심 루브릭이 학업성취도에 미치는 효과조희성, 이춘식pp. 99-116
원문 보기