수학 교과 중심 STEAM 프로그램 개발 및 적용 = Math lesson applying STEAM education development and application

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 융합인재교육(STEAM)을 적용한 수학 수업 프로그램을 개발하여 그 타당도를 확인하고 이 프로그램이 수학 교과에 대한 학습 동기, 학업 성취도에 미치는 효과를 분석하는 것이 그 목적이다.
연구 내용은 다음과 같다. 첫째, 개발한 STEAM 수학 프로그램의 (감성적 체험, 내용적 융합, 창의적 설계, 수업 만족도에 따른 재구성) 내용의 타당도를 조사한다. 둘째, STEAM을 적용한 수학 수업이 초등학교 학생들의 수학 교과에 대한 학습동기에 미치는 효과를 분석하였다. 셋째, STEAM을 적용한 수학 수업이 초등학교 학생들의 수학 교과에 대한 학업 성취도에 미치는 효과를 분석하였다.
본 연구의 대상은 울산광역시 울주군에 소재한 J 초등학교 6학년 두 개 학급이며 실험반은 남자 12명, 여자 11명으로 총 23명이었으며, 비교반은 남자 11명, 여자 11명으로 총 22명이다.
본 연구의 절차는 문헌 고찰을 통해 STEAM이 초등학교 6학년 학생들의 수학 교과에 대한 학습 효과에 어떤 영향을 미치는가를 연구 주제로 선정하고 연구계획을 수립하였다. STEAM 수학 프로그램의 타당도 검사는 선행 연구로 이미 검증받은 검사지를 선정하여 수정·보완하여 본 연구에 활용하였다. 또한 선행 연구로 검증받은 검사지와 직접 개발한 문항을 활용하여 실험반과 비교반의 사전·사후 비교 분석을 하여 학습 동기, 학업 성취도에 미치는 효과를 분석하였다.
이러한 연구과정을 통해 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 융합인재교육을 적용하여 개발된 STEAM 수학 프로그램 타당성을 알아보기 위해 감성적 체험, 내용적 융합, 창의적 설계, 수업 만족도 영역에 걸쳐 타당성을 분석하였으며 이를 통해 개발된 STEAM 수학 프로그램이 학생들에게 긍정적인 영향을 미치고 있으며 STEAM 수학 프로그램으로써 내용이 타당하고 적절히 재구성되어 있다는 결론을 얻었다.
둘째, STEAM을 적용한 수학 수업은 초등학교 학생의 수학 관련 학습동기에 긍정적인 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 어렵고 쓸모없고 재미없지만 어쩔 수 없어서 하는 기존의 딱딱한 수학 수업에서 벗어나 다양한 활동 중심으로 연계된 재구성된 STEAM 수학 프로그램을 학습하면서 학생들의 재미와 흥미, 성공의 기쁨을 제공하고 창의적인 통합적 사고를 할 수 있는 새로운 감성적 체험의 기회를 제공하여 이런 결과가 나온 것으로 보인다.
셋째, STEAM을 적용한 수학 수업이 초등학교 학생의 수학 관련 학업 성취도에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험반과 비교반의 대응 표본 t-검정을 실시하여 학업 성취도에 있어 사전․사후 평균에 대한 유의미한 차이 여부를 분석하였으며 비교반에 비해 실험반의 학생들에게 학업성취도에 대한 긍정적인 영향이 있었음을 알 수 있었다.
이러한 결론을 바탕으로 STEAM을 적용한 수학 수업이 초등학생의 수학 관련 학습 동기, 학업 성취도에 긍정적인 영향을 미치고 있으며 수학 교과를 중심으로 한 통합적 접근이 교육적으로 가치가 있는 것으로 해석된다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 국문 초록-i
• Ⅰ. 서 론 -1
• 1. 연구 필요성 및 목적-1
• 2. 연구 문제-3
• 3. 용어의 정의-3
• 4. 연구의 제한점-4
• Ⅱ. 이론적 배경-6
• 1. 통합과 융합-6
• 2. 과학기술공학 및 수학교육 (STEM)-9
• 3. 융합인재교육 (STEAM)-13
• Ⅲ. 연구 방법 -29
• 1. 연구 대상 및 실험설계-29
• 2. 연구 절차-30
• 3. 검사도구 -31
• 4. 실험수업 -33
• 5. 결과 처리 및 통계 분석 -35
• Ⅳ. 연구 결과 및 해석-36
• 1. STEAM을 적용한 수학 프로그램 개발-36
• 2. STEAM 수학 프로그램 내용의 타당도 검사-48
• 3. STEAM을 적용한 수학 수업이 학생의 학습 동기에 미치는 효과-51
• 4. STEAM을 적용한 수학 수업이 학생의 학업 성취도에 미치는 효과-53
• Ⅴ. 결론 및 제언-56
• 참고 문헌-59
• 영문 초록-61
• 부 록-63