의료시스템과학에서의 시스템사고 교육을 위한 교수설계

김세진,이상미,이단비,윤보영 연세대학교 의과대학 2023 의학교육논단 Vol.25 No.3

Systems thinking, a linking domain of health systems science (HSS), is an approach that investigates specific problems from a holistic perspective. It supports improving patients’ health, fulfilling their health needs, and anticipating issues that threaten patient safety within the healthcare system. It also helps solve problems through critical thinking and reflection. This study aimed to develop an curriculum on systems thinking, explore the effectiveness of the course, and investigate the applicability of HSS education at individual universities. In this study, the ADDIE (Analysis, Design, Development, Implementation, and Evaluation) model was utilized to design, develop, implement, and evaluate an elective course on systems thinking. In the design process, learning outcomes and goals were developed, and educational content, teaching-learning methods, and student evaluation methods were linked. In the development process, class materials and evaluation materials were prepared. In the implementation process, the course was implemented, and the evaluation process analyzed the results of learning performance and curriculum assessments. The evaluation found the following results. First, the students in the study realized the importance of systems thinking and experienced the need for systems thinking through non-medical and medical situations. Second, the students were very satisfied with the learning activities in the course (mean=4.84), and the results of the self-competence evaluation, conducted before and after the course, also showed a significant improvement. This study confirmed the effectiveness of the elective course, and its results can serve as a reference for developing an HSS curriculum . Systems thinking, a linking domain of health systems science (HSS), is an approach that investigates specific problems from a holistic perspective. It supports improving patients’ health, fulfilling their health needs, and anticipating issues that threaten patient safety within the healthcare system. It also helps solve problems through critical thinking and reflection. This study aimed to develop an elective course on systems thinking, explore the effectiveness of the course, and investigate the applicability of HSS education at individual universities. In this study, the ADDIE (Analysis, Design, Development, Implementation, and Evaluation) model was utilized to design, develop, implement, and evaluate an elective course on systems thinking. In the design process, learning outcomes and goals were developed, and educational content, teaching-learning methods, and student evaluation methods were linked. In the development process, class materials and evaluation materials were prepared. In the implementation process, the course was implemented, and the evaluation process analyzed the results of learning performance and curriculum assessments. The evaluation found the following results. First, the students in the study realized the importance of systems thinking and experienced the need for systems thinking through non-medical and medical situations. Second, the students were very satisfied with the learning activities in the course (mean=4.84), and the results of the self-competence evaluation, conducted before and after the course, also showed a significant improvement. This study confirmed the effectiveness of the elective course, and its results can serve as a reference for developing an HSS curriculum .

중학생을 위한 시스템 사고 기반 STEAM 교육 프로그램의 개발 및 효과 분석

김유란,전재돈,엄주영,이효녕 한국지구과학회 2020 한국지구과학회지 Vol.41 No.1

The purposes of this study are 1) to develop a pre-education program for teaching the basic concepts of systems thinking and STEAM program based on systems thinking and 2) to investigate the effects of the program on middle school students’ systems thinking. The subjects were 4 seventh-graders and 4 ninth-graders in a middle school located in the province of Gyeongsangbuk-do. Data related to students’ systems thinking was analyzed using the rubrics developed by Hung(2008). The results were reviewed by experts to verify the validity of the rubrics and the reliability of students’ system thinking. In addition, the data analyzed with the rubrics, students’ awareness of systems thinking, word associations, causal maps and interviews were systematically analyzed to investigate the effects of the program on students’ systems thinking. The findings of this study were as follows: First, a pre-education program and teachers’ guidebook for teaching and learning the concept of systems thinking and causal maps were developed. The pre-education program consisted of familiar TV entertainment program-Infinite Challenge (Muhandojeon)-with a theme of Global Warming. Second, a STEAM education program based on systems thinking which was composed of 5 steps: AnalysisDesign-Build-Assessment-Systems thinking. The major theme of the program was an air extinguisher. The developed STEAM education program had positive effects on improving middle school students’ systems thinking abilities such as understanding systems, relations within a system and system generalization. Therefore, it was concluded that the STEAM program could be instrumental for cultivating students’ STEAM literacy with improved systems thinking. 이 연구의 목적은 중학생을 위한 시스템 사고 향상에 적합한 사전 교육 및 STEAM 교육 프로그램을 개발하고 중학생에게 적용하여 프로그램의 효과를 분석하는 것이다. 이 연구는 중학생을 대상으로 시스템 사고에 대한 사전 교육 프로그램과 시스템 사고를 향상시키기 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 것이다. 개발된 프로그램은 경상북도에 위치한 소규모 중학교 1학년 4명, 3학년 4명을 대상으로 투입하여 효과를 분석하였다. 시스템 사고의 분석은 Hung(2008)에 의해 개발된 루브릭이 활용되었다. 학생들의 시스템 사고에 대한 신뢰도와 루브릭의 타당도를 확인하기 위해 전문가들이 연구 결과를 검토하였다. 시스템 사고의 효과를 확인하기 위해 루브릭, 시스템 사고에 대한 학생들의 인지, 단어 간 관계 분석, 인과 지도의 검사를 체계적으로 적용하였다. 연구 결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 시스템 사고 사전 교육 프로그램과 교사용 지도서를 개발하였다. 이는 학생의 시스템 사고에 대한 개념과 인과 지도 작성법에 대한 기초 지식을 학습시키기 위한 것이다. 개발된 사전 교육 프로그램은 ‘지구 온난화’를 주제로 한 무한도전이라는 친숙한 예능 프로그램을 이용하여 인과 지도 작성 방법을 학습하도록 구성되었다. 사전 교육프로그램은 대상 학생들이 친숙하게 접근할 수 있도록 지구 온난화를 주제로 한 예능 프로그램을 기반으로 하였으며, 이를 통해 인과 지도 작성 방법을 학습할 수 있도록 구성하였다. 효과성 검사를 적용한 결과, 학생들의 시스템 사고 향상을 위한 사전 교육 프로그램은 효과적인 것으로 분석되었다. 둘째, ‘분석-설계-제작-평가-시스템 사고’의 5단계로 구성된 ADBAS 모형을 적용하여 ‘공기 소화기’ 주제의 시스템 사고 기반 STEAM 교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 시스템의 이해 능력, 시스템 내 관계 파악 능력, 시스템 일반화 능력에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 이 연구를 통해 개발된 사전 교육 프로그램 및 STEAM 교육 프로그램은 학생의 시스템 사고 향상을 돕는데 적합하며, 시스템 사고와 STEAM 교육의 접목이라는 점에서 중요한 의미를 가진다. 또한 시스템 사고 향상을 위해 이 프로그램을 투입하기에 적절한 것으로 판단되어 ‘창의융합인재’를 양성하는데 기여할 것이다. 또한 시스템 사고 향상을 위한 위 프로그램의 적절한 투입은 창의융합형 인재를 양성하는 교육 목표를 달성하는 데 있어 기여를 할 것으로 판단된다.

시스템 사고 평가 루브릭을 활용한 예비교사들의 지구 시스템 내 탄소 순환에 대한 시스템 사고 수준 분석

박경숙,이현동,이효녕,전재돈 한국과학교육학회 2019 한국과학교육학회지 Vol.39 No.5

The purpose of this study is to analyze the systems thinking level of pre-service teachers using rubrics of evaluating systems thinking. For this purpose, systems thinking level model, which can be applied to education or science education, was selected through literature analysis. Eight pre-service teachers’ systems thinking were investigated through the systems thinking analysis tool used in domestic research. The systems thinking presented by the pre-service teachers were transformed into the box type causal map using Sibley et al. (2007). Two researchers analyzed the systems thinking using rubrics of evaluating systems thinking. For data analysis, quantitative analysis was performed through correlation analysis using SPSS. In addition, the qualitative analysis of the box type causal map was conducted and the consistency with the quantitative analysis results was verified. The results indicated that the correlation between the 5-Likert systems thinking measurement instrument and the rubrics score was highly correlated with the Pearson product-moment of .762 (p <.05). In the hierarchical correlation of the systems thinking level, the STH model was analyzed with a very high correlation with the Pearson product-moment of .722∼.791, and 4-step model was analyzed .381∼.730. The qualitative analysis suggested the concept to be included in the low level of system thinking, the higher the level, the less the concept that is presented properly. In conclusion, the level of systems thinking can be derived as a result of research that there is clearly, a hierarchical part. Based on the results of this study, it is necessary to develop a systems thinking level model applicable to science education and develop and validate items that can measure the level of systems thinking. 이 연구의 목적은 예비 교사들을 대상으로 시스템 사고 측정을 위한 루브릭을 활용하여 지구 시스템 내에서 나타나는 탄소 순환에 대한 시스템 사고 수준을 분석하는 것이다. 이를 위하여 문헌 분석을 통해 교육 또는 과학 교육에 적용 가능한 시스템 사고 수준 모델을 선정하였다. 그리고 Lee et al.(2013)이 개발한 5-Likert 시스템 사고 측정 도구, Assaraf & Orion이 개발하고 국내에서 수정⋅보완하여 활용하고 있는 시스템 사고 검사지를 이용하여 8명의 예비 교사들로 부터 시스템 사고를 조사하였다. 예비 교사들이 작성한 시스템 사고 검사지는 Sibley et al.(2007)에서 활용한 Box형 인과 지도로 변환하고 Hung(2008)이 개발하고 Lee & Lee(2017)에서 수정하여 적용한 시스템 사고 측정을 위한 루브릭을 활용하여 연구자와 과학 교육전문가 1인이 분석하였다. 그리고 루브릭을 통해 정량적 데이터로 변환된 자료를 이용하여 시스템 사고 측정 도구와의 상관관계, 그리고 시스템 사고 수준의 위계에 따른 상관관계 분석을 실시하여 시스템 사고 수준의 타당도를 정량적으로 분석하였으며 Box형 인과지도에 대한 정성적 분석 결과와의 일치성 여부를 분석하여 타당도를 검증하였다. 연구 결과, 5-Likert 시스템 사고 측정 도구와 루브릭 점수와의 상관은 Pearson 상관계수가 .762(p < .05)로 높은 상관이 나타났다. 그리고 시스템 사고 수준의 각 위계별 상관관계에서는 STH 모델에서 Pearson 상관계수가 .722와 .791로, 4단계 모델에서는 .381∼.730으로 각 위계별로 매우 높은 정적 상관이 나타났다. 이러한 결과와 정성적 분석을 비교해본 결과 예비 교사들은 시스템 사고의 하위 단계에 포함되어야할 요소들을 매우 과학적으로 타당하게 잘 제시하였으며 상위 단계로 갈수록 그 단계에 포함될 요소들이 감소하는 경향을 보여주었다. 결론적으로 시스템 사고의 수준은 계층적인 부분이 분명히 존재하고 있음을 연구의 결과로 도출할 수 있었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 우리나라 과학 교육에 적용 가능한 시스템 사고 수준 모델의 개발과 함께 시스템 사고 수준을 측정할 수 있는 문항 개발 및 타당화가 이루어져야 할 것이다.

시스템사고를 활용한 환경교육 방안 모색

이은주,이두곤,이선경 한국환경교육학회 2023 環境 敎育 Vol.36 No.2

Recently, environmental issues such as climate change have become ‘wicked problems’ that are difficult to address due to their inherent complexity and uncertainty. In the field of education, there is a growing interest in systems thinking which approaches the world as a complex system. In line with this, the revised 2022 environmental education curriculum emphasizes systems thinking as one of the key competencies. However, there is a lack of discussion regarding practical ways to implement systems thinking in schools. This study aims to investigate specific ways to incorporate systems thinking into environmental classes. To achieve this, an analysis of previous research on systems thinking was conducted and identified the learning elements of systems thinking. Given that environmental phenomena often occur with temporal and spatial differences between causes and effects, the process of inferring the ‘hidden dimensions’ of systems is crucial. This study also examined the alignment between the learning elements of systems thinking and the school curriculum. Analyzing the content and achievement standards of the recently revised 2022 national curriculum in science, social studies, and environmental education, the areas and scope where systems thinking can be applied were identified. In particular, environmental education has a higher potential for addressing complex systems and environmental issues compared to other subjects, as systems thinking is included as one of the major learning contents. With a case of lesson plan, this study confirmed that learning elements of systems thinking could be effectively utilized in environmental classes, providing a systematic way to understand complex systems. By incorporating systems thinking into environmental education, it is possible to address social-ecological systems. This integrated, circular, and contextual approach can help overcome the limitations of fragmented thinking while providing valuable insights into environmental education. Systems thinking serves as a framework and a learning tool for understanding complex environmental phenomena, and further research through field cases is necessary for continuous improvement. 최근 기후변화 등 환경문제는 다양한 요인들이 복합적으로 작용하여 다루기 어려운 난해한 문제가 되어가는 양상을 보인다. 이에 교육 분야에서는 세상을 복잡한 단위 시스템으로 접근하는 시스템사고에 주목하고 있다. 이와 더불어 2022 개정 환경 교육과정은 시스템사고를 환경 역량 중 하나로 강조하고 있다. 하지만 실제 교육 현장에 활용하는 방안에 관한 논의는 부족하다는 문제의식을 바탕으로 본 연구에서는 구체적으로 환경수업에 활용할 수 있는 방안을 모색하였다. 이를 위해 먼저 국내외 시스템사고 관련 선행연구를 분석하여 시스템사고 학습 요소를 도출하고, 환경교육을 위한 시사점을 살펴보았다. 특히, 환경 현상은 원인과 결과가 시공간 차이를 두고 발생하기 때문에 시스템의 ‘숨겨진 차원’을 이해하는 추론 과정이 중요하였다. 다음으로 시스템사고 학습 요소를 토대로 학교 교육과정과의 연계성을 살펴보았다. 이를 위해 최근 개정된 2022 국가 교육과정의 과학과, 사회과, 환경과의 내용 체계와 성취기준을 분석하여, 시스템 및 시스템사고를 적용할 수 있는 영역과 범위를 확인하였다. 특히, 환경과는 시스템사고를 주요 학습 내용 중 하나로 포함하고 있어 타 교과에 비해 복잡한 시스템과 난해한 환경문제를 다룰 수 있는 여지가 높다. 나아가 시스템 이론에 기반한 교수학습 모형은 복잡한 시스템을 체계적으로 이해하도록 학습 단계를 제시하고 있어 환경수업의 실행에 유용하게 활용될 수 있음을 수업 예시를 통해 확인하였다. 시스템사고를 활용한 환경수업은 인간 사회와 지구 생태계가 긴밀히 연결되어 상호작용하는 사회생태시스템을 다루고, 기존 단편적 사고방식의 한계를 극복할 수 있도록 통합적, 순환적, 맥락적으로 접근한다는 점에서 환경교육에 시사점이 있다. 시스템사고는 복잡한 환경 현상을 이해하는 사고의 틀이자 학습 도구로서 역할 한다는 점에서 의미가 있으며, 추후 현장 사례를 통해 지속적인 연구가 이루어질 필요가 있다.

초등학생을 위한 시스템 사고 기반의 융합인재교육 프로그램 개발 및 적용 효과

김형욱,정소진,정소리,문성윤 한국현장과학교육학회 2017 현장과학교육 Vol.11 No.3

Recently, there have been a lot of development and research on STEAM education programs; however, there are insufficient studies of the development of STEAM education programs based on systems thinking that can consistently understand cyclical causation and dynamic relationship. This study aims to develop a systems thinking-based STEAM education program, apply that to elementary school students, improve students’ systems thinking and analyze their attitude toward STEAM. For the development of the program, literature survey and research on the preceding studies of STEAM education programs and systems thinking were conducted, and this study developed a systems thinking-based STEAM education program with ‘water clock’ as a topic, with which students are familiar. This study conducted a control group pre-and post-response samples t-test with 142 fifth-grade and sixth-grade elementary school students to investigate students’ systems thinking and attitude toward STEAM, which appear before/after the application of the program. Consequently, statistically significant results come from all items in the domain of affection of attitude toward STEAM, and statistically significant results came from four items of the components of systems thinking except for team learning in the systems thinking ability. In addition, there was a significant improvement in an analysis of causal maps additionally conducted with the experimental group. In conclusion, the systems thinking-based STEAM education with ‘water clock’ as a topic developed in this study was suitable for developing systems thinking. Utilizing this actively and making an effort to generalization would contribute to training convergence talent with problem-solving abilities. 최근 들어 융합인재교육프로그램의 개발이나 연구는 많이 이루어져 왔으나 순환적 인과관계와 역동적인 관계를 지속적으로 이해할 수 있는 시스템 사고 기반 융합인재교육프로그램 개발에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이 연구에서는 시스템 사고를 기반으로 한 융합인재교육프로그램을 개발하고 초등학생들에게 적용하여 학생들의 시스템 사고의 향상과 STEAM에 대한 태도를 분석하는데 목적을 두고 있다. 프로그램의 개발을 위해 융합인재교육프로그램과 시스템 사고에 대한 문헌조사와 선행연구를 실시하였으며, 학생들에게 친숙한 ‘물시계’를 주제로 한 시스템 사고 기반 융합인재교육프로그램을 개발하였다. 연구는 초등학교 5, 6학년 학생 142명을 대상으로 프로그램 적용 전·후에 나타나는 학생들의 시스템 사고, STEAM에 대한 태도 검사로 통제 집단 사전·사후 대응표본 t-검증을 실시하였다. 그 결과, STEAM에 대한 태도의 정의적 영역에서 모두 통계적으로 유의미한 결과를 이끌어 내었고, 시스템 사고 능력에서도 팀 학습을 제외한 시스템 사고 구성요인 4개에서 통계적으로 유의미한 결과가 나왔다. 또 실험집단에 부가적으로 실시한 인과지도 분석에서도 유의미한 향상이 나타났다. 결론적으로, 이 연구에서 개발된 ‘물시계’를 주제로 한 시스템 사고 기반 융합인재교육프로그램은 시스템 사고를 기르기에 적합하였다. 이를 적극적으로 활용하고 일반화에 힘쓴다면 문제해결력을 지닌 융합인재를 양성하는데 기여할 수 있을 것이다.

학생들의 시스템 사고 수준 측정을 위한 Framework와 Rubric의 개발

이효녕,전재돈,이현동 한국과학교육학회 2018 한국과학교육학회지 Vol.38 No.3

The purposes of this study are 1) to identify systems thinking level and definition, 2) to develop a framework for the assessment of systems thinking level, and 3) to develop a rubric for scoring open-ended written responded test. In order to achieve these purposes, a total of 60 articles were analyzed by using the literature analysis framework. The systems thinking level and definition are identified through the results of systems thinking literature analysis. Based on the systems thinking level and definitions, the research derived a framework that includes the core ideas and evaluation content of each level. In addition, rubric for the scoring of open-ended response test items was revised and supplemented. It is concluded that a content validity test on the tools (systems thinking level and definition, framework for item development, rubric) has been developed in the study. The content validity was verified by 7-science education experts. According to the result of CVI, it was found to be more than .95 in all three tools. Based on the results of this study, the research will develop items that can measure students’ level of systems thinking. The construct validity and criterion validity of the developed items should be verified systematically. The research could carry out a validation study for the systems thinking measurement related to the core competence emphasized in the 2015 revised curriculum. 이 연구의 목적은 학생들의 시스템 사고 수준을 측정하는 문항을 개발하기 위하여 첫째, 문헌 분석을 통해 시스템 사고 수준과 정의를 제시하고 둘째, 시스템 사고 정의와 수준에 근거하여 문항 개발을 위한 Framework을 개발하고 셋째, 시스템 사고 측정을 위한 열린 응답형 검사지를 채점할 수 있는 루브릭을 개발하는 것이다. 이를 위하여 문헌 분석 틀을 적용하여 국외 논문 60편에 대한 문헌 분석을 실시하였으며 분석된 내용을 근거로 시스템 사고 수준과 정의를 제시 하였다. 그리고 시스템 사고 수준과 정의에 근거하여 각 수준별 핵심 아이디어와 평가 요소를 포함한 Framework을 개발하였다. 또한 순위 선다형 문항 외에 열린 응답형 검사 문항의 채점을 위한 루브릭을 개발하였다. 루브릭은 Hung(2008)이 개발한 시스템 사고 측정을 위한 루브릭에 기반하여 연구팀에서 시스템 사고 수준과 정의에 적합하 도록 문항과 위계를 수정하였다. 그리고 각 문항마다 1∼5점 척도로 변환이 가능하도록 각 점수에 대한 정의를 제시하였다. 연구팀이 개발한 시스템 사고 수준과 정의, 문항 개발을 위한 Framework, 열린 응답형 검사지 채점을 위한 루브릭에 대하여 과학교육 전문가 7인에게 내용 타당도 검증을 의뢰하였으며 그 결과 CVI가 세 도구에서 모두 .95이상이 확인되었다. 이 연구 결과를 바탕으로 앞으로 학생들의 시스템 사고 수준을 측정할 수 있는 문항을 개발하고 개발된 문항에 대한 구인 타당도 및 준거 타당도 검증을 실시하고자 한다. 나아가 2015 개정 교육과정에서 강조하는 핵심 역량과 관련된 시스템 사고 수준의 체계적인 측정을 위한 타당화 연구도 진행하고자 한다.

예비 초등 교사들의 지구 시스템 내 물 순환에 대한 시스템 사고 수준 분석

이현동 ( Lee Hyundong ) 부산대학교 과학교육연구소 2020 교사교육연구 Vol.59 No.1

이 연구의 목적은 2015 개정 교육과정에서 도입된 ‘물의 여행’ 단원과 관련하여 초등 예비교사들의 ‘물 순환’에 대한 시스템 사고 수준을 분석하고 초등 예비 교사 교육에서의 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위하여 예비 초등교사 22명을 대상으로 국내외 선행 연구에서 활용된 시스템 사고 검사 도구를 연구 도구로 활용하였다. 그리고 시스템 사고 수준은 예비 초등 교사들이 작성한 시스템 사고 검사 도구를 정성적 및 정량적으로 분석한 결과를 바탕으로 결정하였다. 분석 결과, 시스템 사고 수준 측정 루브릭 채점과 정량적 검사지 점수와의 상관이 .592로 유의미한 상관이 나타났으며 이를 토대로 22명 중 12명이 시스템 사고 수준 4, 7명이 수준 3, 3명이 수준 2로 결정되었다. 시스템 사고 수준4의 경우 개념들 사이의 연결이 모두 과학적이고, 다양한 피드백 과정과 동적 과정을 표현하였다. 또한 숨겨진 차원(예, 지하수)과 시간 지연을 정확하게 나타내었다. 수준 3의 경우 수준 4의 예비 초등 교사들보다 물 순환 과정을 단순하게 표현하는 특징이 있었으나 교과서에 제시된 ‘물 순환’에 대해서는 과학적으로 사고하는 모습을 보였다. 수준 2의 경우에는 ‘물 순환’에 대한 피드백 고리가 부족하였으며 시스템 내에서 나타나는 시간 지연이나 하위 요소의 복잡한 상호작용이 부족하다고 분석되었다. Kali et al.(2003), Ben-zvi-Assaraf & Orion(2009)등에서 시스템 사고는 적절한 교수ㆍ학습 자료와 시스템 사고 향상 전략을 활용할 경우 향상되는 능력으로 제시하였다. 따라서 ‘물의 여행’ 단원에 대한 효과적인 교수ㆍ학습을 위하여 초등 교사 교육에서도 시스템 사고 향상과 관련된 프로그램을 활용할 필요가 있을 것이다. The purpose of this study was to analyze systems thinking levels about water cycle of primary school pre-service teachers using the ‘trip of water’section of the 2015 revised curriculum and to suggest implications for primary school teacher education. For these purposes, systems thinking measuring instruments used in previous studies were used as the research tool for the 22 primary school pre-service teacher participants of this study. Rubric scores of evaluating systems thinking levels and quantitative measuring instruments are used to analyze the systems thinking levels. The results indicated that the correlation between the quantitative measuring instruments and the rubric scores were highly correlated with the Pearson product-moment of .592(p <.05). Based on the data, 12 of the 22 were analyzed for systems thinking level 4, 7 for level 3, and 3 for level 2. The connections between the concepts are all scientific, representing a variety of feedback and dynamic processes at level 4. The results also showed hidden dimensions (ex. ground water) and time delays. In the case of level 3, the water cycle process, were simpler than the level 4, nevertheless the 'water cycle' presented in the textbooks was fully scientifically thought. In Level 2, there was a lack of feedback loops for the water cycle, time delay and complex interaction of sub-elements in the system. According to Kali et al. (2003), Ben-zvi Assaraf & Orion (2009), systems thinking can be improved by using appropriate teaching and learning materials and strategies. Therefore, it is necessary to utilize programs related to systems thinking improvement in primary school teacher education for effective teaching and learning on the unit of 'trip of water'.

고등학교 통합과학 교과서에 포함된 시스템사고 수준 분석 -‘시스템과 상호작용’ 단원을 중심으로-

배경석,이태호,최재혁,문예진,손연아 한국현장과학교육학회 2023 현장과학교육 Vol.17 No.2

The purpose of this study is to analyze the level of system thinking contained in high school integrated science textbooks and to derive meaningful implications. For this purpose, the levels of system thinking presented in previous studies were used as the analysis framework, The content of textbooks was segmented into units such as paragraphs, sentences, and questions, which were then analyzed for levels of system thinking. As a result, it was found that most of the five textbooks contained system thinking levels in the order of Level 1, Level 2, Level 4, and Level 3, and the system thinking content elements within each content category were 'text', 'evaluation', 'exploration', 'creative convergence', and 'reading materials'. From these findings, the following implication can be derived.First, in order to foster systems thinking, a "complex problem-solving competency" required by the future society, level 3 and level 4 elements should be included more explicitly in textbooks. Second, both the 2015 and 2022 curricula emphasize the importance of complex problem-solving skills, which should be addressed by providing opportunities to engage in Level 3 and Level 4 systems thinking in the areas of inquiry and creative integration. Finally, more opportunities to engage in systems thinking should be provided by adding more Level 2 and level 3 elements in the physics and life sciences. We believe that these findings provide meaningful implications for systems thinking into future science textbook production and utilization. 본 연구의 목적은 고등학교 통합과학 교과서에 포함된 시스템사고 수준을 분석하고, 이에 대한 유의미한 시사점을 도출하는 것이다. 이를 위해 선행 연구에서 제시된 시스템사고 수준을 분석 틀로 삼고, 교과서의 내용을 문단, 문장, 문항 등으로 구분 지어 분석단위로 설정한 후 시스템사고 수준을 분석하였다. 그 결과, 5종의 교과서 대부분이 시스템사고 수준 Level 1, Level 2, Level 4, Level 3 순서로 많이 포함되어 있었으며, 각 내용 범주 내 시스템사고 내용 요소는 ‘본문’, ‘평가’, ‘탐구활동’, ‘창의 융합’, ‘읽기 자료’ 순으로 많이 포함된 것으로 나타났다. 이를 통해 본 연구는 다음과 같은 시사점을 가진다. 첫째, 미래 사회가 요구하는 ‘복합적 문제해결 역량’인 시스템사고를 함양하기 위해서는 Level 3과 Level 4요소를 교과서에 보다 명시적으로 포함해야 한다. 둘째, 2015 개정 교육과정과 2022 개정 교육과정 모두 복합적 문제해결력에 대한 중요성을 강조하고 있는데, 이를 위해 ‘탐구활동’과 ‘창의 융합’ 영역에서 Level 3과 Level 4 수준의 시스템사고 수준을 접할 기회를 제공해야 한다. 마지막으로, 물리 영역과 생명과학 영역에 Level 2와 Level 3요소를 더 추가함으로써 시스템사고를 행할 기회를 더욱 많이 제공해야 한다. 이와 같은 시사점은 향후 과학 교과서 제작 혹은 활용에서 시스템사고에 대한 의미 있는 시사점이 될 것으로 생각된다.

중등 과학 영재학생들의 시스템 사고력 향상을 위한 융합인재교육 프로그램의 개발 및 적용

박병열,이효녕 韓國英才學會 2014 영재교육연구 Vol.24 No.3

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 적용 하여 교육적 효과를 탐색하는 데 있다. 융합인재교육과 시스템 사고에 대한 문헌조사를 바탕으로 프로그램 모형을 제작하였고, 모형을 기초로 하여 ‘로켓’을 주제로 한 시스템 사고 기반의 융합인 재교육 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 실시하 였다. 그 결과, 학생들은 시스템사고와 관련하여 단어연상, 개념 간 관계형성, 문장의 생성, 인과 지도 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. 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.

소비자 지식이 사고체계와 온라인 탐색경향에 미치는 영향: 제품가격의 조절효과를 중심으로

이미아 ( Mi Ah Lee ),이유재 ( You Jae Yi ) 한국소비자학회 2012 소비자학연구 Vol.23 No.1

하나의 미디어로서 뿐만 아니라 마켓 플랫폼으로서 온라인의 역할이 지속적으로 확대되면서 온라인 상황에서의 소비자의 정보처리과정에 대한 이해는 학계나 업계 실무자들에게 중요한 논점이 되고 있다. 온라인 관련 선행연구들은 소비자 평가 및 태도, 구매와 같은 결과변수와 이에 대한 선행요인을 다루는 연구주제들에 치중되고 있고 온라인 정보처리과정과 관련된 주제들은 비교적 소홀히 다루어져 왔다. 따라서 본 연구는 소비자의 정보처리과정을 통해 이루어지는 온라인상에서의 정보탐색 패턴을 규명함으로써 소비자 정보처리과정에 대한 체계적인 분석을 시도하였다. 즉, 온라인 정보탐색상황에서 소비자의 (객관적 vs. 주관적) 지식이 사고체계(인지적 사고와 경험적 사고)를 통해 정보탐색의 경향 (깊이와 넓이)에 미치는 영향을 살펴보았다. 구체적으로 체계적인 정보처리와 휴리스틱 정보처리의 발생경로와 이에 따른 탐색행동의 차이, 그리고 이러한 정보처리경로에 영향을 주는 상황변수에 연구의 초점을 두고자 하였다. 분석 경과, 소비자 지식과 사고체계 간의 관계에서 객관적 지식은 인지적 사고체계에, 주관적 지식은 경험적 사고체계에 영향을 주고 있었고 이들 간의 교차효과는 없는 것으로 나타나 두 지식 체계의 상이한 역할을 확인할 수 있었다. 또한 사고체계와 탐색경향의 관계에서는 인지적 사고를 하는 경우 여러 사이트에 걸친 폭넓은 탐색과 한 사이트 내에서의 깊이 있는 탐색을 동시에 하는 것으로 나타났으나, 경험적 사고는 탐색의 깊이에만 영향을 줄 뿐 탐색의 넓이에는 영향력이 없는 것으로 나타났다. 제품구매가격의 조절효과에 대한 결과를 보면, 인지적 사고가 탐색의 넓이에 미치는 영향은 고가격 제품에서 더 크게 나타났고, 반대로 경험적 사고가 탐색의 깊이에 미치는 영향은 저가격 제품에서 더 큰 것으로 나타났다. 추가적으로 객관적 지식과 주관적 지식이 사고체계에 의해 완전 매개되는지 또는 부분 매개되는지를 확인한 결과 객관적 지식과 주관적 지식이 탐색의 넓이와 깊이에 미치는 영향은 인지적 사고와 경험적 사고가 완전 매개하는 것으로 확인되었다. 마지막으로 연구결과를 바탕으로 다양한 이론적, 실무적 시사점을 논의하였고, 연구의 한계점 및 향후 연구방향을 제시했다. As the online environment continues to expand its role not only as a medium vehicle but also as a market platform, it is crucial for practitioners and researchers to understand how online consumers process information. Previous studies on online consumer behavior have mainly focused on consumer evaluation, attitude, and purchase as well as their antecedents, but relatively little is known about the mechanisms underlying online information processing. We thus investigate which patterns are utilized during online information search and how these search patterns are related to consumers` knowledge and thinking systems. Specifically, we examine the effects of consumer knowledge (objective vs. subjective) on online search patterns (depth vs. breadth) through the thinking systems (cognitive vs. experiential). Our primary focus is on how systematic and heuristic information processing occur and how their effects on search patterns vary across purchase situations (high vs. low price). An online survey was conducted through a nationwide research agency. Questionnaires were distributed to respondents in late teens to early 30s, because they are likely to have a strong purchase power on online stores. A total of 500 completed responses were obtained, and 481 data were used for analysis. A quota sampling method was used in age and sex. Only those who had purchased apparel goods through internet at least twice in the last 6 months were asked to participate in this study. Each respondent was first asked to recall his or her past experience that he or she searched for apparel information going around several online shopping malls because new clothes are required. They were then asked to answer Questions based upon their prior experiences. Regarding the relationship between consumer knowledge and thinking systems, objective knowledge has a positive effect on the cognitive thinking system, whereas subjective knowledge has a positive effect on the experiential thinking system. No cross-over effects of objective and subjective knowledge on thinking systems are statistically significant, providing evidence for the distinct roles of two knowledge systems. Regarding the relationship between thinking systems and search patterns, the cognitive thinking system is positively related to both breadth and depth of search, whereas the experiential thinking system is positively related to depth of search, but not breadth of search. We performed multi-group analysis to test whether the impact of thinking systems on search patterns is moderated by product price. The sample was divided into two subgroups using median splits based on respondents` purchase price. Regarding the moderating role of price, the effect of cognitive thinking on breadth of search is greater for high price products than for low price products, whereas the effect of cognitive thinking on depth of search was not influenced by the price level. In contrast, experiential thinking has a stronger effect on depth of search for low price products than for high price products, whereas the effect of experiential thinking on breadth of search was not influenced by the price level. To determine whether thinking systems mediate the effects of objective knowledge and subjective knowledge on search patterns fully, an additional mediation analysis was conducted. The results show that the effects of objective and subjective knowledge on breadth of search and depth of search are fully mediated by cognitive thinking and experiential thinking. Therefore, consumer knowledge affects search patterns not directly, but indirectly through the thinking systems. In terms of theoretical implications, the primary contribution of this paper lies in elaborating an online information search process model by predicting thinking systems as a mediator between consumer knowledge and search patterns, subsequently examining relationships among consumer knowledge, thinking systems, and search patterns. In particular, we attempt to identify the information processing appearing in the heuristic route of decision making, compared to the complex route of decision making. Online retail and marketing managers may benefit from the findings reported here. The results enable online retailers to develop effective marketing strategies suitable for target consumer groups by presenting how much difference consumer search behavior shows according to clothing purchase price level. Some limitations of this research also offer a basis for future research. Apparel was the product category selected in this study. Future studies need to expand the research to different product categories such as utilitarian goods vs. hedonic goods, and search goods vs. experience goods. For this study, subjects are restricted to those who search for apparel information on the web sites rather than the usual apparel consumers. For this reason, the results of our study should be carefully interpreted and applied. We recommend that future studies adopt a more sophisticated sampling method in order to generalize the research findings. Finally, some variables, such as objective knowledge and experiential thinking, need better measures.