연구논문 : 네트워크 텍스트 분석법을 활용한 STEAM 교육의 연구 논문 분석

김방희 ( Bang Hee Kim ),김진수 ( Jin Soo Kim ) 한국초등과학교육학회 2014 초등과학교육 Vol.33 No.4

This study aims to analyze STEAM-related articles and to look into the trend of research to present implications for research directions in the future. To achieve the research purpose, the researcher searched by key words, ‘STEAM’ and ‘Convergence Education’ through the RISS. Subjects of analysis were titles of 181 articles in journal articles and conference papers published from 2011 through 2013. Through an analysis of the frequency of the texts that appeared in the titles of the papers, key words were selected, the co-occurrence matrix of the key words was established, and using network maps, degree centrality and betweenness centrality, and structural equivalence, a network text analysis was carried out. For the analysis, KrKwic, KrTitle, UCINET and NetMiner Program were used, and the results were as follows: in the result of the text frequency analysis, the key words appeared in order of ‘program’, ‘development’, ‘base’ and ‘application’. Through the network among the texts, a network built up with core hubs such as ‘program’, ‘development’, ‘elementary’ and ‘application’ was found, and in the degree centrality analysis, ‘program’, ‘elementary’, ‘development’ and ‘science’ comprised key issues at a relatively high value, which constituted the pivot of the network. As a result of the structural equivalence analysis, regarding the types of their respective relations, it was analyzed that there was a similarity in four clusters such as the development of a program (1), analysis of effects (2) and the establishment of a theoretical base (1).

중등 예비교사의 AI 교육에 대한 인식, 요구 및 AI 교수효능감 분석

김방희(Bang Hee Kim) 학습자중심교과교육학회 2022 학습자중심교과교육연구 Vol.22 No.22

목적 본 연구는 중등 예비교사의 AI 교육에 대한 인식과 요구, AI 교수효능감을 분석을 통해 사범대학 차원에서의 AI 교육방안에 대한 방향을 제시하고자 하였다. 방법 경상남도에 소재 K대학 사범대학 재학생을 학년, 전공별로 유층표집하여 설문을 실시하였고, 선행연구 고찰을 통한 AI 관심도, 이해도, 필요도 영역의 개발문항과 인공지능 교수효능감 측정도구(AI-TEBI)를 활용하여 최종적으로 198명의 응답지를 분석하였다. 중등 예비교사의 AI 교육에 대한 인식, 요구 및 AI 교수효능감의 성별, 전공계열별, 학년별 차이를 분석하기 위해 χ2 검정, 독립표본 t-검정, one-way ANOVA를 활용하였다. 결과 첫째, 중등 예비교사의 AI 교육에 대한 이해도는 낮은 수준이며, 관심도 및 필요성에 대한 인식 수준은 높았다. 둘째, AI 이해 교육에 대한 요구보다 AI 활용 교육에 대한 요구가 높았으며, 전공계열별, 학년별로 차이가 있었다. 셋째, AI 교수효능감 하위요소 중 AI에 대한 개인 교수 효능, AI와의 상호작용이 낮았고, AI 개념인식과 AI에 대한 교수 결과 기대는 높은 수준이었다. 결론 중등 예비교사들의 AI 관련 교육 경험은 전반적으로 AI 교육에 대한 긍정적인 인식에 영향을 미치며, 이에 AI 교수효능감 증진을 위한 전공계열, 학년별 AI 이해교육과 활용교육의 적절한 체계적 교육과정 운영이 필요하다. 본 연구의 결과는 중등 교원양성기관에서 다양한 전공학과에서의 AI 관련 교육방안 마련을 위한 기초자료로 활용될 것으로 판단된다. Objectives The purpose of this study is to suggest direction for the AI education plan at the university of education through the analysis the perception, requirement for AI education and AI teaching efficacy of secondary pre-service teachers. Methods The survey was conducted by sampling students from K University's College of Education in Gyeongsang nam-do by grade and major. As a research tool, development questions in the areas of AI interest, understanding, and need through review of previous studies, and artificial intelligence teaching efficacy measurement tools (AI-TEBI) were used. Finally, 198 respondents were analyzed. Chi-square test, independent t-test, and one-way ANOVA were used to analyze differences by gender, major, and grade. Results First, the level of understanding of AI education was low, and the level of awareness of interest and necessity was high. Second, the demand for AI utilization education was higher than understanding education, and there were differences by major and grade. Third, among the sub-elements of AI teaching efficacy, individual teaching efficacy on AI and interaction with AI were low, and expectations for AI concept recognition and AI teaching results were high. Conclusions The AI education experience of secondary pre-service teacher affected the positive perception of AI education. According to this result, it is necessary to operate an appropriate systematic curriculum of AI understanding and utilizing education to enhance AI teaching efficacy by major and grade. The results of this study will be used as basic data to set a plan how to conduct AI education for all majors in college of education.

중등 기술교사의 인공지능교육에 대한 관심도 분석과 고찰

김방희(Bang-Hee Kim) 대한공업교육학회 2023 대한공업교육학회지 Vol.48 No.3

본 연구의 목적은 중등 기술교사의 인공지능(AI) 교육에 대한 관심도를 분석하는데 있다. 연구의 목적 달성을 위해 중등 기술교사를 대상으로 온라인 설문조사를 실시하였으며, 총 384부의 설문지를 분석에 활용하였다. 관심기반수용모형(CBAM)을 기반으로 관심도의 원점수와 상대적 강도를 산출하고 집단자료 해석, 최고점 해석, First-Second Peak 분석, 프로파일 해석을 수행하였다. 또한, 변인별 관심도 차이 분석을 위해 t-검정, 일원배치분산분석과 프로파일링 해석을 활용하였다. 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 중등 기술교사의 인공지능교육에 대해 관심 단계는 꼬리 올리기(tailing-up) 형태를 갖춘 비사용자(nonuser) 프로파일과 유사한 형태를 보였다. 둘째, 관심도 최고점 해석에서는 전형적 비사용자(typical nonuser) 프로파일과 개인적 관심(2단계)과 대안적 관심(6단계)이 일부 상승하는 부정적 비사용자(negative nonuser) 유형이 일부 함께 나타났다. 셋째, 성별에 따른 관심도 차이에서는 낮은 관심 단계에서는 여교사, 높은 관심 단계에서는 남교사의 관심도가 높게 나타났다. 넷째, 학교급에 따른 관심도 차이는 크게 나타나지 않았으나 부분적으로 고등학교 교사의 관심도가 중학교 교사보다 높은 것으로 나타났다. 다섯째, 저경력 및 고경력 교사보다는 중간 수준(5년 이상 10년 미만) 경력교사의 인공지능교육 관심도가 높은 경향을 보였다. 여섯째, 인공지능교육 관련 연수 경험이 있는 교사의 관심도가 전반적으로 높았다. 이러한 결과를 토대로 중등 기술교사의 인공지능교육에 대한 관심도를 높일 수 있는 체계적인 지원방안 마련의 필요성을 시사점으로 제기하였다. The purpose of this study was to analyze the concern on artificial intelligence (AI) education in secondary technology teachers. To achieve the purpose of the study, an online survey was conducted for secondary technology teachers, and a total of 384 questionnaires were used for analysis. CBAM was used to calculate the raw score and relative intensity of concern, and group data analysis, peak analysis, and first-second peak analysis were performed. In addition, t-test, one-way ANOVA, and profiling analysis were used to analyze differences in concern by variable. The results of this study are as follows. First, the level of interest in artificial intelligence education among secondary technology teachers was similar to that of a nonuser profile with a tailing-up pattern. Second, in the interpretation of the highest level of interest, a typical nonuser profile and some negative nonuser types with some increases in personal (level 2) and alternative (level 6) appeared. Third, female technology teachers were highly concern in low stages, and male technology teachers were highly concern in high stages. Forth, the concern in AI education of high school technology teachers was relatively higher than middle school. Fifth, middle-level (more than 5 years and less than 10 years) career teachers showed a higher concern in AI education than low and high-career teachers. Sixth, teachers with training experience related to AI education showed a relatively high level of concern. Based on these results, the need to develop a systematic support plan to increase secondary technology teachers concern in AI education was raised as an implication.

초등학교 실과의 T-STEAM 프로그램 개발 및 수업적용

김방희(Kim Bang hee),이성희(Lee Sung hee),태진미(Tae Jin mi),김진수(Kim Jin soo) 한국창의력교육학회 2012 창의력교육연구 Vol.12 No.2

본 연구의 목적은 초등학교 실과 수업에 활용할 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하고 실제 수업에 적용하여 그 효과를 확인하는 것이다. STEAM교육은 과학, 기술(실과), 공학, 예술, 수학의 교과 또는 그 내용과 원리를 통합적으로 가르침으로써, 과학기술에 대한 학생들의 흥미와 이해력을 높이고 창의적 문제 해결력을 기르기 위한 융합 교육이다. 한편 교육과학기술부 산하 한국과학창의재단의 기술교사를 위한 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발 사업이 2012년 2월부터 5월까지 4개월간에 거쳐 한국교원대학교에서 진행되었다. 본 연구는 기술(실과)교사를 위한 STEAM프로그램 개발사업의 일환으로서 과학, 기술(실과), 공학, 예술, 수학 교과의 전문가와 현장교사로 구성된 32명의 연구진이 초등학교 실과 수업에 활용할 수 있는 6개 T-STEAM 프로그램을 개발하였고, 개발 프로그램 중 일부를 실제 수업에 적용하여 대응표본 t-검증을 통해 창의적 설계, 감성적 체험, 내용적 융합, 수업 만족도 측면의 효과를 분석한 것이다. The purpose of this study was to develop the STEAM program for practical art education in elementary school and apply it to real class. STEAM education is based on the convergence of science, technology, engineering, arts and mathematics in order to increase students' interest and understanding about scientific technique and help them build a convergent thinking ability and problem-solving ability. Meanwhile, Korea National University of Education(KNUE) carried out the research which develop STEAM program for technology (practical art) teacher from February to April in 2012. The research was supported by Korea Foundation for the Advancement of Science and Creativity(KOFAC) funded by the Ministry of Education, Science and Technology(MEST). In this study, 32 researcher who comprised professors and teachers about science, technology(practical art), engineering, arts, mathematics developed 6 T-STEAM programs for practical art class in elementary school. And after apply programs to real class, analyzed the effects by t-test about creative design, emotional touch, convergence of contents and class satisfaction.

특성화고의 태양광 추적 제어 시스템 개발 프로젝트법이 학습자의 과제 수행 능력에 미치는 효과

한유진(Yu-Jin Han),김방희(Bang-Hee Kim),김진수(Jinsoo Kim) 한국공학교육학회 2014 공학교육연구 Vol.17 No.6

The purpose of this study was to verity the effect of project method on the task performance ability in development of a solar-tracking-control-system of specialized high school. In order to carry out this study, 2 classes of technical high school in Jeonbuk are chosen as experimental and control groups. The experimental group was taught by project method and the control group was taught by traditional instruction. Project method was designed by 4 stages-selection of goal, planning, implementation and evaluation. According to these stages, experimental group s students carried out the project that developing solar tracking control system in solar generation. The results of this study are as follows; the project method was more effective than the traditional instruction in planning ability for task performance and implementation ability, subordinates of task performance ability. However, information gathering ability and evaluation ability on task performance, others in subordinates, it is not clear that the project method is more effective.

특성화고등학교에서 수경재배기 만들기의 전뇌기반 E-STEAM 프로그램 개발

은태욱(Tae Uk Eun),김방희(Bang Hee Kim),태진미(Jin Mi Tae),김진수(Jin soo Kim) 한국창의력교육학회 2013 창의력교육연구 Vol.13 No.2

This study aims to develop E-STEAM program for learners to foster creativity and problem solving ability through the whole brain-based problem solution learning process based on class strategies that can stimulate logicality of left brain and emotional thoughts of right brain during the process of stimulating whole brain of learners. The results of this study were as follow: First. developed program is based on whole brain E-STEAM that is connected contents of science, technology, engineering, arts and mathematics by making hydroponics, and it consists 10 periods class. It divided 4 sections instruction outline, lesson plan, activity sheet and teaching-learning material. It may be virtually applied to the 'automation equipment' class in third grade technical high school. Second, E-STEAM program based on whole brain was highly effective in various satisfaction aspects; instruction process, interest and attitude, connection of other subjects in 'automation equipment' class. 본 연구는 학습자의 전뇌를 자극하는 과정 속에서 좌뇌의 논리성과 우뇌의 감성적 사고를 자극할 수 있는 수업 전략을 기반으로 하는 전뇌기반 문제해결학습 과정을 통해 학습자의 창의력과 문제해결력을 함양하기 위한 E-STEAM 프로그램을 개발하는 것을 목적으로 한다. 개발된 프로그램은 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 교과 내용을 연계형으로 통합한 10차시 분량의 친환경 수경재배기 만들기 전뇌기반 E-STEAM 프로그램으로 수업개요, 교수ㆍ힉습과정안, 활동지, 교수ㆍ학습자료로 구성하였으며, 특성화고등학교 3학년 자동화설비 교과 수업에 적용하였다. 수업만족도의 평가 결과, 전뇌기반 E-STEAM 프로그램을 적용한 자동화설비 수업의 각 단계별 만족도, 자동화설비 수업에 대한 관심과 태도, 교과 연계적 측면의 만족도 모두 비교적 높은 평균값으로, 개발 프로그램이 만족도 측면에서 전반적으로 효과적임을 확인하였다.

기타 초등교육 : 한국연구재단의 연구 결과와 연계한 초등학교용 STEAM 융합교육 자료 개발

김동연 ( Dong Yeon Kim ),김방희 ( Bang Hee Kim ),김진수 ( Jin Soo Kim ) 서울敎育大學校 初等敎育硏究所 2014 한국초등교육 Vol.25 No.2

이 연구는 한국연구재단에서 ’01-’12년까지 수행한 첨단 과학기술 분야의 기초연구 우수성과물과 2007 개정 교육과정 내용 분석을 바탕으로 초등학교용 STEAM 융합교육 자료를 개발하는데 목적이 있다. 이 연구의 목적을 달성하기 위하여 문헌 연구, 국립중앙과학관 방문 및 조사 연구, 연구진 회의와 워크숍 개최, 프로그램 개발 연구, STEAM 교육 전문가 협의회 등의 연구 방법으로 ’12년 11월부터 ’13년 2월까지 4개월에 거쳐 수행하였다. 이 연구를 통하여 얻은 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 한국연구재단에서 수행한 첨단 과학기술의 기초연구 우수성과물 총 714개를 분석하였고 이를 근거하여 연도별·분야별로 해당 핵심 내용과 핵심 주제어를 도출하였다. 둘째, 2007 개정교육과정의 초등학교 과학, 수학, 사회, 음악, 미술, 도덕, 실과 교과를 단원별로 해당 내용을 분석하였고 이를 바탕으로 초등학교용 STEAM 융합교육 주제 자료 60개를 선정 개발하였다. 셋째, 개발한 초등학교용 STEAM 융합교육 자료를 활용하여 지구 자전에 따른 밤낮 현상의 원리에 대하여 최신 키넥트 기술을 활용한 3D 기반의 STEAM 융합교육 체험형 콘텐츠를 개발하였다. In this study, outstanding research results in advanced science technology`s basic research projects performed by the National Research Foundation from ‘01 to ‘12 and the 2007 curriculum reform`s content were analyzed as a basis for the goal of developing elementary STEAM education activity subject and content. In order to achieve the study`s goal, literature, visit and research of the National Science Museum, researcher`s meeting and workshop hosting, program development research, council of experts, etc. were used as research methods over the course of four months from November ’12 to February ’13. The main results of the research is as follows. First, a total of 714 outstanding research results in advanced science technology`s basic research projects by National Research Foundation were analyzed, and based on this information, core content and key concepts per year was derived. Second, the 2007 elementary school curriculum of science, mathematics, sociology, art, ethics, and practical courses` content were analyzed by each applicable unit and with this as a basis, 60 STEAM education activity subjects for elementary school were developed. Third, among the developed STEAM education activity subjects, a 3D-based, experience-type STEAM education content was developed for the principle of the day and night phenomenon according to earth`s rotation using the latest KINECT technology.

전자분야 산학일체형 도제학교에 대한 도제업무 담당교사의 교육요구도

이철희(Lee Chul Hui),김방희(Kim Bang Hee),김진수(Kim Jinsoo) 학습자중심교과교육학회 2019 학습자중심교과교육연구 Vol.19 No.17

이 연구의 목적은 전자분야 산학일체형 도제학교에 대한 도제업무 담당 교사들의 교육요구도를 분석하여 효과적인 도제학교 운영을 위한 지원 방안을 제시하는 것이다. 2017년 8월 기준으로 산학일체형 도제학교 중 전자분야 도제학교로 참여하고 있는 48개교의 도제반 운영 담당교사 168명을 대상으로 2017년 12월 18일부터 31일(2주)까지 설문 조사를 실시하였다. 수집된 121명의 설문지로 Borich의 요구도와 The Locus for Focus 모델을 활용하여 교육요구도 우선순위를 도출하였다. 분석 결과로는 첫째, 도제학교 운영 영역 중 ‘참여 기업 선정 및 관리’ 는 타 영역보다 교육요구도가 높게 나타났으며, ‘프로그램 개발, 학교 교육과정 편성 및 운영계획 수립’ 영역과 함께 최우선 순위로 분석되었다. 둘째, ‘학습 평가 및 신직업자격 평가’ 영역은 상대적으로 교육요구도가 낮은 수준으로 나타났다. 셋째, 영역별 21개 세부항목 중 10개 항목이 최우선 순위군으로 분석되었으며, ‘참여 기업 선정 및 관리’의 모든 항목은 최우선 순위로 나타났다. 셋째, ‘학생 선발 기준 수립 및 선발 방법’ 항목에 대해서는 충분한 역량을 갖추고 있다고 인식하고 있었다. The purpose of this study is to analyze the educational needs of teachers in charge of apprenticeship for industrial and academic type apprenticeship schools in electronic field, and to present support measures for effective apprenticeship school operation. As of August 2017, 168 teachers in charge of the operation of the apprenticeship class of 48 schools who are participating as apprentices in the field of electronics were surveyed from 18 to 31(two weeks) December 2017. In the 121 questionnaire collected, Borich s needs and The Locus for Focus model were utilized to derive priority for education requirements. The results of the analysis show that participation company selection and management among the school s operation areas has higher education requirements than other areas, and that it was analyzed as the top priority along with Program development, school curriculum preparation and operation plan establishment . Second, the areas of learning assessment and new job qualification were found to have relatively low educational requirements. Third, out of 21 sub-categories by area, 10 were analyzed as the top priority, and all items in Participating Companies Selection and Management were ranked first. Third, they were aware that they had sufficient competency in the items Standard of Student Selection and Method of Selection .

네트워크 텍스트 분석법에 의한 국내 STEAM 교육 연구물의 분석

전재현(Jeon, Jae Hyeon),김방희(Kim, Bang Hee),김진수(Kim, Jinsoo) 학습자중심교과교육학회 2018 학습자중심교과교육연구 Vol.18 No.23

이 연구의 목적은 STEAM 교육 관련 연구 성과물의 분석을 통해 STEAM 교육 연구의 동향을 확인하고 후속 연구의 방향을 제시함에 있다. 이를 위해 STEAM 교육 관련 선행 연구물을 수집·선별하여 961개 성과물(학위논문 509, 전문학술지 논문, 492)을 선정하고 KrKwic, UCINET 6.0 프로그램을 사용하여 네트워크 텍스트 분석을 실시하였다. 이 연구의 결과를 통해 얻은 결론은 첫째, 학위논문과 전문 학술지논문 모두 공통적으로 ‘프로그램’, ‘개발’, ‘과학’, ‘초등’ 주제어가 대체적으로 높은 빈 도로 나타났다. 둘째, 빈도분석 결과에서는 STEAM 관련 연구가 특정 분야에 집중된 경향은 있었으나, 연결중심성, 밀도 등의 네트워크 텍스트 분석에서는 비교적 다양한 분야에서 연구가 진행되었다. 셋째, STEAM 교육의 연구물은 ‘초등 과학 중심 프로그램 개발과 학생들에게 미치는 효과’가 주로 수행된 연구의 방향임을 확인하였다. 넷째, 학위논문과 전문학술지 모두 ‘프로그램 개발’과 ‘효과 및 영향’ 의 공통 클러스터가 있었으나, 나머지 클러스터에서는 다소 차이가 나타났다. 다섯째, STEAM 교육 연구물은 과학, 수학, 미술, 기술 4개의 교과에서 주로 많이 연구되었고, 교과별 연구 방향에는 다소 차이가 있었다. The purpose of this study is to collect and select Korean STEAM educational articles from 2007 to 2016, and to identify current status and overall trends of STEAM education articles in Korea, and to provide basic data for the development of STEAM convergence education, and to suggest directions for latter study. According to screening procedure, 961 subjects (509 master s and doctoral degrees, 452 journals) were finally selected for the study. The KrKwic program and the NetDraw 2.161 program from UCINET 6.0 were used for network text analysis. The followings are conclusions obtained from the results of this study. First, as a result of analyzing the text frequency, program , development , science , and elementary were found to have a high frequency in general. Second, STEAM -related research tends to be more concentrated, but in the analysis of network texts such as connection centrality and density, research is being conducted in a relatively wide variety of fields. Third, through the connection strength by visualizing the network text analysis results, it was confirmed that the main direction of the research was ‘Developing program focusing on science subject in elementary school and the effects on students’. Fourth, structural equivalence analysis was used to classify the clusters into four clusters, and their characteristics were identified. Fifth, STEAM education research papers are submitted in science, mathematics, art, technology, and individual characteristics were grasped.

JigsawⅡ 협동학습이 NCS기반 자동화설비과목 PLC단원의 학업성취도에 미치는 효과

장은주(Jang Eun Ju),김방희(Kim Bang Hee),김진수(Kim Jinsoo) 학습자중심교과교육학회 2019 학습자중심교과교육연구 Vol.19 No.13

이 연구는 국가직무능력표준(National Competency Standards: NCS) 기반 자동화 설비 과목의 프로그램 가능 논리 제어 장치(Programmable Logic Controller: PLC) 단원 수업에서 JigsawⅡ 협동학습이 학업성취도에 미치는 효과를 분석하는 데 목적이 있다. 이를 검증하고자 구미시 소재 K공업고등학교 2학년 학급 중 집단 동질성이 확인된 2개 학급 40명을 실험집단, 통제집단으로 선정하고 준실험 설계로 이질집단 사후검사 설계를 활용하였다. 2017년 11월 13일부터 12월 1일까지 총 9차시로 실험 집단에는 JigsawⅡ 협동학습 적용수업을, 통제집단에는 전통적 강의식 수업을 실시하고 인지적 영역, 심리 운동적 영역의 학업성취도 사후검사 결과를 독립표본 t-검정과 Mann-Whitney U 검정으로 분석하였다. 분석결과, JigsawⅡ 협동학습 적용 수업은 전통적 강의식 수업보다 인지적, 심리 운동적 영역의 학업성취도에 효과적인 것으로 분석되었다. 성별에 따라서는 유의미한 차이를 보이지 않았으나, 학업성적수준에 따라서는 중위집단에서는 인지적 영역에서, 하위집단의 경우 인지적, 심리 운동적 영역 모두에서 유의미한 차이가 나타났다. This study is aimed to analyze the effect of JigsawⅡ cooperative learning in PLC(Programmable Logic Controller) chapter of NCS(National Competency Standards)-based automation equipment course. To verify this, data was collected from 40 second grade students in two classes at K electronic technical high school in Gumi and each class represented the experimental group and the control group. Research was proceeded nine times during a three weeks from Nov. 13 to Des. 1. The homogeneity of the two groups was confirmed before the allocation of the group. This thesis used quasi-experimental design and nonequivalent group posttest-only design. As an important statistical skill, this thesis applied t-test and Mann-Whitney U test about cognitive and psychomotor academic achievement. The results of the analysis are as follows. In comparison with the traditional learning model, JigsawⅡ cooperative learning model had more positive effect on raising the academic achievement. No significant difference in academic achievement was found according to gender within the JigsawⅡ cooperative learning group. However, statistically significant difference in academic achievement was found according to level within the JigsawⅡ cooperative learning group. In addition, more significant difference in cognitive academic achievement was found among students who belonged to the middle and lower level group. Also, there was a significant difference in psychomotor academic achievement at lower group.