중등 과학 영재학생들의 시스템 사고력 향상을 위한 융합인재교육 프로그램의 개발 및 적용
Development and Application of Systems Thinking-based STEAM Education Program to Improve Secondary Science Gifted and Talented Students’ Systems Thinking Skill
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융합인재교육은 다양한 교과 영역에서 추출된 내용들이 체계적이고 밀접하게 연계되어 있으므로 이러한 체계를 효과적으로 파악할 수 있는 시스템적 사고를 필요로 한다. 이 연구의 목적은 시스템 사고력을 향상시킬 수 있는 융합인재교육 프로그램을 개발하고, 중등 과학영재에게 적용하여 교육적 효과를 탐색하는 데 있다. 융합인재교육과 시스템 사고에 대한 문헌조사를 바탕으로 프로그램 모형을 제작하였고, 모형을 기초로 하여 ‘로켓’을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램을 개발하였다. 연구의 대상은 광역시 소재 대학 부설 과학영재교육원 소속 중등 과학영재 1학년 100명, 2학년 13명으로 총 113명이다. 수업 처치 전·후의 시스템 사고 능력 검사를 통해 단일집단 사전·사후 대응표본 t-검증 및 서술 문항에 대한 내용 분석을 실시하였다. 그 결과, 학생들은 시스템사고와 관련하여 단어연상, 개념 간 관계형성, 문장의 생성, 인과지도 그리기 능력이 향상되었고, 시스템 사고의 구성요인인 정신모델, 개인숙련, 팀 학습, 시스템 분석, 공유비전의 다섯 가지 항목에 대해 모두 통계적으로 유의미한 향상이 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 ‘로켓’을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램은 학생들의 시스템 사고 능력의 향상에 효과가 있었다. 개발된 프로그램은 일반 학교 현장에서 충분히 적용될 수 있으며, 이를 적극적으로 활용한다면 시스템 사고 능력과 융합적 문제해결능력을 지닌 인재를 육성하는데 기여할 수 있을 것이다.
Abstract
In STEAM education, contents that has been extracted from a variety of areas, so it can work closely and systematically. Therefore STEAM education requires systems thinking that can be grasped effectively these different disciplines. The purposes of this study are to develop a STEAM program based on systems thinking, and apply the program to the secondary science gifted student in order to investigate the educational effect. A model of the Program developed from previous research and theoretical contents of systems thinking and STEAM. A draft of the STEAM program was developed on the theme of "rocket". A total of 113 students was participated in this study. 100 seventh and 13 eighth graders were enrolled at seigy. A single group pre-post test paired t-test was conducted on them in systems thinking skills. Result of applying the program to the students as follows. The systems thinking ability was improved after the application of the program. ‘Mental Model’, ‘Personal Skill’, ‘Team Learning’, and ‘System Analysis’, ‘Shared Vision’ emerged for both improved significantly. In conclusion, the STEAM program based on system thinking improves students’ systems thinking skills. This program of results can be helpful in cultivate human resources with the problem solving ability based on system thinking and STEAM literacy by used in public education curriculum.
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