문제해결의 과정으로써 컴퓨팅 사고

남윤경 ( Younkyeong Nam ),한금주 ( Keumju Han ),윤진아 ( Jina Yoon ),정주훈 ( Juhun Jeong ) 한국컴퓨터교육학회 2018 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.23 No.1

STEM 융합교육의 중요한 목적은 서로 다른 학문이 가지는 내용과 탐구의 방법을 이해하고 이를 적절하게 주어진 문제상황에 적용하는 융합적 문제해결력을 기르는 것이다. 특히, 컴퓨팅 사고력(CT)은 제4차 산업혁명시대의 중요한 문제해결에 대한 사고의 과정으로 정의할 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 기존 과학, 수학, 공학에서의 문제해결의 과정과 CT에서의 문제해결과정이 어떻게 결합될 수 있는가를 살펴보고 CT practice가 어떻게 문제해결과정에서 작용할 수 있는가를 제시하고자 하였다. 본 연구는 과학, 수학, 공학의 문제해결 과정에 CT요소를 적절히 사용할 수 있는 CT기반의 SEM 융합교육을 위한 기초 원리를 규명하고 방향을 제시하는데 목적이 있다.

중등학생을 위한 환경소양 검사 도구의 개발

남윤경(Younkyeong Nam),이동영(Dongyoung Lee),강서영(Seoyoung Kang),윤진아(JinA Yoon) 한국환경교육학회 2021 環境 敎育 Vol.34 No.3

본 연구는 환경소양을 구성하는 요인이 무엇인지를 알아보고, 환경소양을 측정할 수 있는 검사지를 개발하는 데 그 목적이 있다. 첫째, 문헌 연구를 통하여 환경소양을 구성하는 요인을 인지, 정의(태도), 기능, 참여와 실천의 4개 영역으로 구분하고, 각 영역에 포함되는 요소를 다시 세부 요소로 나누었다. 1차 개발된 문항을 적용한 446명의 데이터를 활용해 탐색적 요인분석과 확인적 요인분석을 통해 환경소양의 4가지 요인을 검사할 수 있는 최종 31문항을 확정하였다. 본 연구에서 개발된 환경소양 측정지의 신뢰도는 매우 높게 나타났다(Cronbach’s ἀ=0.947). 본 연구에서 제시한 환경소양 검사지는 기존의 환경소양 요소를 총체적으로 제시하는 핵심적 요소를 모두 포함하고 있으며, 통계적으로 신뢰도가 확보된 검사도구이다. 또한, 2015 개정 환경과 교육과정의 목표와 내용체계를 기반으로 구성함으로써 환경교육 내용 요소의 연계성을 확보하고 있기 때문에 환경교육 학습 효과와 프로그램의 효과를 평가하기에 매우 유용할 것으로 기대한다. 결론적으로 본 검사지는 환경 소양의 특정 영역에 치우친 기존 검사지들의 한계를 극복하였으며, 비교적 적은 문항으로 학교현장에서 환경소양을 종합적으로 측정할 수 있다는 점에서 그 의미가 있다. The purpose of this study is to identify the constructs of environmental literacy and to develop a valid and reliable environmental literacy measurement. First, through intensive literature review, the constructs of environmental literacy were identified and grouped as four categories: cognition, affection (attitude), skill, participation and practice, and the four categories were further divided as sub-categories. Second, using prototype items, 446 highschool students’ test data were collected and exploratory and confirmatory factor analysis were conducted to finalize the items. Finally 31 items were selected based on the construct and the categories under each construct. The reliability of the newly developed environmental literacy was very high (Cronbachs ἀ value=0.947). The environmental literacy measurement developed in this study contains all the key construct of environmental literacy and is a statistically reliable tool. In addition, because it was developed based on the goals and content system of the 2015 revised environmental education curriculum, it would be very useful to evaluate students’ learning and environmental education program. In conclusion, this measurement is meaningful in that it overcomes that limitation of exiting environmental literacy tests focused on a specific area of environmental literacy and can comprehensively measure environmental literacy at school and informal environmental education programs witrh relatively few questions.

Urban Underrepresented Youths’ Positive Experiences in an Informal Science Education Program

( Nam Younkyeong ) 부산대학교 과학교육연구소 2021 교사교육연구 Vol.60 No.3

Making informal science education relevant and meaningful to students from low-income or ethnically minority groups is becoming an important issue in informal science education. However, there are only a few empirical studies about pedagogical approaches on the positive experiences of youth from minority and low-income families in informal science education settings. This study was conducted in an out-of-school science program for urban underrepresented youth in the United States. The main purpose of this study is to understand the youths’ lived experience and personal history and how these factors meaningfully shape their experience in the program. Based on the understandings of the youths’ lived experience in the program, the researcher describes what pedagogical approaches of the program make it more meaningful and relevant for them. By choosing culturally relevant pedagogy (or CRP) as a framework, it was found that the program’s pedagogical approaches which support; 1) community building through learning and teaching science together and 2) treating young people as professionals are deeply related to the youths’ positive experiences in the program and positive outcomes such as improving interests in science, self-esteem, social skills and identity as an active member in society.

예비교사들의 교육실습경험에 근거한 교원양성 교육과정 개선 방안 탐색

남윤경(Nam Younkyeong),이효진(Yi Hyojin),김혜영(Kim Hyeyoung),정주훈(Jeong JuHun) 부산대학교 교육발전연구소 2019 교육혁신연구 Vol.29 No.1

연구목적: 본 연구는 예비교사들의 교육실습 경험을 바탕으로 교원양성 교육과정 개선에 대해 제안한 것이다. 연구방법: 2018년에 지방 거점 국립대학(P대학)에서 교직과정을 이수하고 교육실습에 참여한 537명을 대상으로 교육실습경험에 대해 설문 내용 중 자유기술형 문항 응답 내용을 주요 자료로 활용하였다. 내용분석(content analysis)과 네트워크 텍스트분석(Network Text Analysis)을 이용하여 본 연구에서 설정한 연구문제에 따라 예비교사들이 실습 과정에서 느끼는 어려움, 교육실습의 개선점, 교원양성기관 교직과정의 개선점을 분석하였다. 연구결과: 주요 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 예비교사들은 교육실습 중 수업기술 미흡으로 인한 학생 통제 및 수업 준비에서 가장 크게 어려움을 느끼고 있었다. 둘째, 예비교사들은 실습학교 차원에서는 교생에 대한 존중의 분위기 형성을, 교육부 및 교육청 차원에서는 실습기간 확대를 요구하였다. 셋째, 예비교사들은 교원양성 교육과정에서 수업시연 및 수업설계 기회 확대와 현장에 적용 가능한 강의 내용 강화를 적극 요구하였다. 결론 및 제언: 이상의 연구 결과를 바탕으로 교직과목에서 수업시연 기회 확대 및 학생 동기유발 중심의 수업 역량 개발 강화, 교육실습 전․후로 교원양성기관과 실습학교 및 학교 현장과의 연계 필요, 교육실습 기간 확대 등 교육실습 프로그램의 개선 방안을 제안하였다. Purpose: The purpose of this study is to explore ways to improve the teaching practicum based on the experiences of preservice teachers. Method: In 2018, 537 students who completed the required teaching courses for teacher certificate at the national university (P university) participated in the study. The questionnaire survey and open-ended questions the students conducted on the experience of teaching practicum were used as the main data. The content analysis and the network text analysis were applied to find out the difficulties of the preservice teachers in the course of the study, how to improve the teaching practicum, and how to improve the teacher training course respectively. Results: The main results are as follows. First, preservice teachers felt the greatest difficulty in student control and class preparation due to insufficient teaching skills during teaching practicum. Second, the preservice teachers asked the formation of an atmosphere of respect for the students(preservice teachers) at the training school level and the extension of the training period at the Ministry of Education and the Education Office level. Third, preservice teachers actively demanded classroom demonstration, instructional design opportunity expansion, and reinforcement of lecture contents that can be applied to the field. Conclusion: Based on the results, we suggest ways to improve teaching practicum; 1) increase the opportunity of class demonstration in teaching courses, 2) strengthen the development of teaching ability centered on student motivation, and 3) make a more concrete link between teacher training institute and practical training school and school site before and after training.

마이크로비트를 활용한 과학-SW융합교육 프로그램 개발 및 적용

윤진아(JinA Yoon),남윤경(Younkyeong Nam),조운석(Woonsuk Cho) 한국컴퓨터교육학회 2020 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.24 No.2(A)

본 연구는 과학-SW 융합 교육 프로그램을 개발하여 중학교 1학년 2학기 과학수업에 적용하고 그 효과를 분석한 것이다. 본 연구를 위해 개발된 과학-SW융합 수업은 중학교 1학년 학생들이 과학교과의 ‘파동’의 단원에서 학습한 빛의 합성에 대한 원리를 마이크로비트를 활용한 음악조명장치 만들기에 적용하는 것이다. 대도시 중학교 1학년 과학 교과에서 5개반 124명의 학생들이 과학-SW 융합 수업에 참여 하였으며 수업 사전-사후에 학생들의 과학개념이해와 컴퓨팅사고 대한 인식검사지, 수업에 대한 인식검사지, 융합적 문제해결 검사지를 주요 데이터로 수집하였다. 연구 결과, 학생들은 수업 후에 과학개념 이해와 MICROicro:BITit를 활용하는 컴퓨팅사고 능력 증가했다고 인식하였다. 과학개념 이해에 대한 인식에서 성별차이는 없었지만 컴퓨팅 사고 능력의 경우 남학생의 인식증가폭이 여학생에 비해 유의미하게 높게 나타났다. 또한 이 수업은 학생들의 융합적 사고력에도 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 본 연구는 학생들의 과학개념 이해뿐 아니라 컴퓨팅 사고력에도 긍정적인 효과가 있는 과학-SW 융합 교육 프로그램의 사례를 제시한다는 측면에서 의미가 있다고 하겠다.

‘빛’과 ‘소리’ 교육을 위한 공학설계 기반의 과학·공학 융합프로그램 개발 및 적용

이효진 ( Hyojin Yi ),남윤경 ( Younkyeong Nam ) 한국현장과학교육학회 2019 현장과학교육 Vol.13 No.3

본 연구는 한국 과학 수업의 현실적 상황에 적합한 과학·공학 융합 수업 프로그램을 개발하여 실제 중학교 1학년 2학기 자유학기제 수업에 적용하고 그 효과를 분석한 것이다. 본 연구를 위해 개발된 과학·공학 융합 수업의 2가지 주제(각 4차시)는 각각 ‘빛’ 과 ‘소리’에 관련된 중학교 1학년 과학교과 내용을 바탕으로 공학설계 단계와 공학수업의 핵심요소에 근거하여 설계되었다. 학생들에게 제시된 과학·공학 융합의 문제는 공학자가 되어 박물관 전시물의 도난을 방지하는 ‘레이저보안장치 만들기’와 아프리카 어린이를 위한 ‘기타 만들기’이다. 대도시 중학교 자유학기제 선택과목에서 19명의 학생들이 수업에 참여 하였으며 학생들의 활동과정에서 활동지 및 보고서, 인식설문지, 창의적 공학 문제해결 성향 검사지를 주요 데이터로 수집하였다. 프로그램 적용 결과 학생들의 창의적 공학 문제해결 성향에 효과를 주고, 공학에 대한 인식에 긍정적 변화를 주는 것으로 나타났다. 개발된 프로그램은 한국과학 수업상황에서 과학·공학 융합 프로그램의 적용이 가능하다는 점에서 의미를 갖는다. The purpose of this study is to develop a science and engineering integrated program suitable for the actual situation of science class in Korea. The two themes of each science and engineering developed for this study are based on first grade middle school science subject related to ‘light’ and ‘sound’. The engineering challenge presented to students is ‘making laser security devices’ to prevent theft of exhibits in museums as an engineer and ‘making guitar’ for African children. Nineteen students participated in the elective course of the free-choice semester in middle school, and activity data and reports, awareness questionnaire, and pre-post creative engineering problem solving propensity test were collected as main data. As a result of implementing the program, it was shown that students had a positive effect on creative engineering problem solving propensity and perception about engineering. The developed program is meaningful in that it can be applied to science and engineering integrated program in Korean science class situation.

영재 학생들의 공학 설계 기반 통합적 STEM 연구 활동이 창의적 공학문제해결 성향 및 공학에 대한 태도에 미치는 영향

강주원,남윤경,Kang, Ju-Won,Nam, Younkyeong 한국과학교육학회 2017 한국과학교육학회지 Vol.37 No.4

본 연구는 공학 설계에 기반을 둔 연구 프로그램, 팀 프로젝트 활동 등의 통합적 STEM 연구 활동이 영재 학생들의 창의적 공학문제해결 성향과 공학에 대한 태도에 미치는 효과를 알아본 것이다. 이를 위해 Kang & Nam (2016)이 개발한 창의적 공학문제해결 성향 검사 도구와 Moon (2009)이 사용한 공학에 대한 태도 검사 도구를 본 연구 상황에 맞게 수정하여 통합적 STEM 활동의 사전과 사후에 측정 하였고, 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 영재 학생들의 공학 설계에 기반한 통합적 STEM 연구 활동은 창의적 공학문제해결 성향 변화과 공학에 대한 태도 변화에 긍정적 효과를 나타냈다. 창의적 공학문제해결 성향 검사지는 동기, 공학 설계, 공학적 사고 습관, 공학과 공학자, 소통 및 협업 능력 5요인으로 구성되어 있는데 모든 요인에서 유의미한 결과가 나타났다(p<.05). 창의적 공학문제해결 성향은 대부분의 요인에서 진로 희망 직업 계열과 성별 차이에 따른 유의미한 차이가 없었다. 하지만 '공학 설계' 요인에서는 남학생보다 여학생에게 효과가 있음을 알 수 있었다. 공학에 대한 태도 검사지는 공학에 대한 흥미, 공학의 난이도, 공학의 영향, 공학과 관련된 학교 교육과정, 공학과 직업에 대한 인식을 알아보는 문항으로 구성되어 있는데 모든 요인에서 유의미한 결과가 나타났지만(p<.05), 진로 희망 직업 계열과 성별 차이에 따른 유의미한 차이는 없었다. The purpose of this study is to investigate how engineering design-based STEM research experience affects gifted students' creative engineering problem-solving propensity and attitude toward engineering. The students' creative engineering problem-solving propensity and attitude toward engineering were measured before and after the STEM research experience. The pre-/post-tests results were analyzed by paired t-test with the significance level of p <.05. The conclusions of the study are as follows: First, the engineering design based STEM research experience had a positive effect on the students' creative engineering problem-solving propensity. Over all, the average score of the creative engineering problem-solving propensity increased significantly (p <.05) after the STEM research experience. Second, the average score of gifted-students' attitude toward engineering had increased significantly after the integrated STEM research activities (p <.05). In addition, we analyzed the difference between pre-post results of both instruments based on the gifted students' desired career paths (natural science and engineering) and gender. The result shows that the students' career paths or gender did not affect the results in most of the sub-categories in both instruments. However, the STEM research experience had more positive effect on the female students than male students in term of their 'engineering design ability', which is one of the sub-categories of the creative engineering problem-solving propensity instrument.

과학자의 사회적 역할과 책임에 대한 과학영재학생들의 인식

윤진아(JinA Yoon),조운석(Woonsuk Cho),남윤경(Younkyeong Nam) 한국영재학회 2021 영재교육연구 Vol.31 No.3

본 연구는 과학영재를 대상으로 과학자의 역할과 사회적 책임에 대한 인식을 분석하고 책임윤리에 대한 교육적 필요성을 논의하고자 하였다. 연구대상은 대학부설 과학영재교육원 초등과학영재 20명으로 영재원 선발 당시 과학자의 사례에 대해 사회적 역할과 책임에 관한 글쓰기 평가를 실시하고 입학 후 같은 과학자의 일생을 소재로 과학사 수업 후 과학자의 역할과 책임에 관한 글쓰기를 통해 사전-사후의 인식변화를 분석하였다. 분석결과 과학자의 역할과 책임에 대해 다음과 같은 4가지 주요 범주와 하위 16범주를 도출하였다: 1. 과학기술 개발에 대한 책임, 2. 과학기술의 부정적 결과에 대한 무한한 책임, 3. 과학기술자로서의 윤리적·교육적 책임, 4. 사회적 구성원으로의 책임. 사후분석에서는 사전범주에서 나타나지 않았던 범주들이 새롭게 도출되어 과학자의 사회적 책임에 대한 인식의 확장과 사회구성원으로서 개인적 어려움을 인식하는 등 과학자에 대한 인식의 변화를 알 수 있었다. 따라서 과학자의 역할과 사회관계에 대한 이해를 기반으로 과학기술의 개발과 활용에 대한 포괄적 책임의 가치를 기를 수 있는 책임 윤리 교육이 체계적으로 이루어져야 함을 시사한다. The purpose of this study was to analyze the gifted science students" perception of the roles and social responsibilities of scientists, and to discuss the educational needs for responsibility ethics. The subjects of the study were 20 elementary school gifted science students from the University-affiliated Gifted and Talented Education Center. The research data is the primary written evaluation on the social roles and responsibilities of scientists in the admissions process. To analyze changes in perception before and after writing about the roles and responsibilities of scientists, a science history class based on the life of the same scientists was conducted. As a result of the analysis, the following four main categories and sixteen subcategories were derived for the roles and responsibilities of scientists: 1. Responsibility for scientific and technological development; 2. Unlimited responsibility for the negative consequences of science and technology; 3. Ethical and educational responsibility as a scientist; 4. Responsibilities as members of society. As a result of the post analysis, categories that did not appear in the prior categories were newly derived, and it was found that the recognition of the scientist"s social responsibility was expanded. In addition, through network analysis, it was possible to find out changes in the perception of scientists, such as recognizing personal difficulties as a member of society. As such, it was found that science history classes had a positive effect on gifted students by helping them properly recognize and understand their social responsibilities and roles as scientists. Therefore, it suggests that education on who a scientist is and should be are based on an understanding of a scientist"s role and social relations.

데이터 기반의 스마트 환경교육을 위한 교사연수 프로그램의 효과 분석

윤진아 ( Yoon Jina ),이동영 ( Lee Dongyoung ),조운석 ( Cho Woon-seok ),남윤경 ( Nam Younkyeong ) 부산대학교 과학교육연구소 2021 교사교육연구 Vol.60 No.4

본 연구는 데이터 기반의 환경교육 교사연수 프로그램의 효과를 평가한 것이다. 본 연구의 대상인 ‘스마트환경교육 교사 연수 프로그램’은 아두이노 기반 스마트환경 측정 디바이스와 앱을 활용한 데이터 기반 환경교육 교사연수 프로그램이다. 유초중등 교사 48명이 연수(15시간)에 참여하였으며 참여 교사들의 학교 현장 환경교육에 대한 인식과, 환경소양 측정 및 데이터 기반환경교육에 대한 인식의 변화와 연수 만족도 검사가 주요 데이터로 수집되었다. 설문조사는 SPSS26을 사용하여 분석되었으며, 질적 응답자료는 자료전사 와 질적분석 및 Netminer4를 활용하여 분석하였다. 참여 교사들은 학교 환경 교육의 문제점으로 감수성 위주의 환경교육과 실천부족, 입시위주의 교육현실, 교사 역량 부족 등을 들었으며 환경교육의 의무화, 실천과 범교과 소양으로의 필요성을 제안하였다. 환경 소양 측정결과 연수전에 비해 환경탐구 및 환경 실천 요소에서 유의미한 증가가 나타났다. 또한 연수 전 대부분의 교사들이 데이터기반 환경교육에 대해 중요성을 인식하고 있었으며, 연수 후 구체적인 데이터 기반 환경 탐구의 교과/비교과 연계 방안에 대해 인식하게 되었다. 연수 만족도는 5점 Likert 척도 문항 분석결과 평균 M=4.71로 매우 높게 나타났다. 본 연구는 온라인 환경교육 연수에서 데이터 기반 환경 탐구를 주제로 환경교육 교사 연수의 사례를 제시하고 환경교육에서 교사의 전문성 신장을 위한 환경문제해결을 경험할 수 있는 데이터 기반 교육프로그램의 긍정적 효과와 그 필요성에 대한 구체적이고 다양한 증거를 제시하였다는 데 의의가 있다. This study evaluated a professional development (PD) program on data-based environmental education. The professional development program ‘smart environmental education PD program’ focused on data-based environmental education using arduino-based smart environment monitoring devices and its application. Forty-eight K-12 teachers participated in the PD program (15 hours). The perception of school environment education, environmental literacy test, and the perception of data-based environmental education was used as main data for this study. The participant teachers perceived that sensitivity-oriented education and lack of environmental behavior practice, the educational system centered on university entrance exams, and lack of teacher competency as main problems of school environmental education. The environmental literacy test results showed a significant increase in the categories of environmental inquiry and environmental behavior practice after participation in the program. The results based on the teachers’ perception about data-based environmental education showed that most teachers understood the necessity of environment education before participating in the program and after the program they recognized the importance of integrating environmental education with other disciplines and school activity such as student clubs, creative experience activities etc. The results of the satisfaction survey showed that the average score of 4.71 out of 5, was very high. The results of this study were meaningful in that it presents good examples of online environmental education PD on data-based environmental education and its effectiveness with concrete and various evidence.

환경교육을 위한 아두이노 기반 스마트 환경 측정 시스템 개발

조운석(Woon-Seok Cho),노대일(Dae-Il Noh),조성호(Seongho Cho),윤진아(Jin-A Yoon),오승유(Seung-Yu Oh),천쥔(Jun Chen),남윤경(Younkyeong Nam) 한국컴퓨터교육학회 2020 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.24 No.1

환경 측정 및 모니터링을 기반으로 한 교육 프로그램을 활용하기 위한 환경측정기기는 가격이 비싸고, 조작하기에 어려워 학교현장에서 활용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 환경교육을 위한 아두이노를 기반으로 한 환경측정 기기를 개발하고, 사용자 친화적인 어플리케이션을 개발하여 연동하는 환경 측정 및 모니터링 기반 환경교육 프로그램에서 활용 가능한 환경측정 시스템 개발을 목표로 한다. 환경측정 시스템은 환경측정 센서, 아두이노, 어플리케이션으로 구성된다. 환경측정기기는 아두이노 메가를 기반으로 대기(온도·습도, 미세먼지) 및 수질(온도, pH, 탁도, DO)을 측정하는 센서를 목적에 맞게 장착하여 활용가능하며, 환경측정기기기와 연동되는 스마트폰 어플리케이션은 사용자 친화적으로 용이하게 UI를 구성하여 제작하였다. 기존의 환경측정기기의 보다 저렴하게 제작이 가능하고, 스마트폰을 활용하여 조작하고 측정값을 기록하는 등 기존의 환경측정기기의 제한점을 해결할 수 있을 것으로 기대된다.