본 연구는 스마트러닝의 환경 및 전략을 활용함으로써 STEAM교육의 효과를 배가시킬 수 있는 스마트러닝 기반의 STEAM교육 프로그램을 개발, 적용함으로써 교육현장에서 STEAM 교육을 실천하기 ...

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본 연구는 스마트러닝의 환경 및 전략을 활용함으로써 STEAM교육의 효과를 배가시킬 수 있는 스마트러닝 기반의 STEAM교육 프로그램을 개발, 적용함으로써 교육현장에서 STEAM 교육을 실천하기 ...
본 연구는 스마트러닝의 환경 및 전략을 활용함으로써 STEAM교육의 효과를 배가시킬 수 있는 스마트러닝 기반의 STEAM교육 프로그램을 개발, 적용함으로써 교육현장에서 STEAM 교육을 실천하기 위한 구체적인 지침과 정보를 제공하는 데 목적이 있었다.
이 연구의 목적을 달성하기 위한 연구의 내용은 다음과 같다.
첫째, 스마트러닝 기반의 STEAM교육 프로그램 개발을 위한 개념 모형 및 절차 모형을 개발한다.
둘째, 개발한 절차모형을 토대로 스마트러닝 기반의 STEAM교육 프로그램을 개발하고, 프로그램 개발 과정의 단계별로 구체적인 지침을 제공한다.
셋째, 프로그램의 효과성 검증을 위해 개발된 프로그램을 실제 수업에 적용하여 학업 성 취도, 과학에 대한 흥미, 창의적 문제해결력, 사회적 효능감, 디지털리터러시의 향상 정도를 분석한다.
이를 위하여 본 연구에서는 선행연구를 바탕으로 스마트러닝 기반의 STEAM교육 프로그램 개발을 위한 개념 및 절차모형을 개발하였으며, 이를 토대로 초등학교 6학년에 적용할 수 있는 창의적 체험활동 활용형 프로그램을 개발하였다. 전문가에 의한 프로그램 타당도 검증을 통해 프로그램을 수정ㆍ보완하였으며, 최종 프로그램을 초등학교 6학년 과학 동아리 학생들에게 적용하고, 학업성취도를 평가하였다. 프로그램 종료 후에는 과학에 대한 흥미, 창의적 문제해결력, 사회적 효능감, 디지털리터러시에 대한 사전ㆍ사후검사를 통해 프로그램 적용에 대한 효과성을 평가하였으며, 면담을 통해 양적방법으로 발견하기 어려운 효과성을 추가 검증하였다.
본 연구의 결과는 다음과 같다.
첫째, 선행연구를 토대로 스마트러닝 기반의 STEAM교육개념 및 절차모형을 개발하였다. 스마트러닝 기반의 STEAM교육은 개방적ㆍ사회적ㆍ맞춤형 학습 환경 속에서 다양한 스마트러닝 전략을 활용하여 주어진 문제 상황을 해결함으로써 학업성취도, 창의적 문제해결력, 과학에 대한 흥미, 사회적 효능감, 디지털리터러시의 함양을 목표로 한다. 또한 절차모형은 ‘준비, 개발, 개선, 실행, 평가’ 의 5단계를 기본 단계로 설정하였다. 준비단계에서는 ①요구분석, ②주제선정, ③교과교육과정 분석, ④융합유형 선정, 개발단계에서는 ⑤프로그램 목표설정, ⑥학습내용선정, ⑦학습내용조직, ⑧학습목표 진술, ⑨활동과제선정, ⑩스마트러닝 자원 확인 및 환경선정, ⑪스마트러닝 전략 선정, ⑫교수ㆍ학습자료 개발, 개선단계에서는 ⑬전문가에 의한 프로그램 타당도 평가, 실행단계에서는 ⑭스마트소양 교육, ⑮상황제시, ⑯창의적 설계, ⑰감성적 체험, 평가단계에서는 ⑱학업성취도 평가의 총 18단계로 구성하였다.
둘째, 절차모형을 토대로 초등학교 6학년을 대상으로 창의적 체험활동에서 활용 가능한 교육 프로그램을 개발하였다. 프로그램은 ‘녹색음식’, ‘녹색 집’, ‘녹색직업’의 세 단원으로 구성되어 있으며, 각 단원별로 프로그램의 개요, 스마트러닝 전략, 관련 교과요소, 차시별 지도계획 및 평가계획, 교수ㆍ학습 과정안, 학생 활동지, 읽기자료, 참고자료 및 사이트를 수록하였다. ‘녹색음식’은 지구온난화와 이산화탄소의 관계를 알고 로컬 푸드 운동 실천하기, ‘녹색 집’은 신재생에너지를 활용하여 제로에너지 하우스를 설계 및 제작하기, ‘녹색직업’은 미래에 필요한 또는 선택할 직업을 설계해보고 직접 녹색직업 종사자와 인터뷰 해보는 내용으로 구성되어 있다. 또한 프로그램의 개발과정에서 도출된 다양한 고려사항들을 ‘준비, 개발, 개선, 실행, 평가’ 각 단계별 지침으로 제시함으로써 현장교사들이 프로그램 개발과정에서 겪을 수 있는 시행착오를 해소해 주고자 하였다.
셋째, 프로그램의 효과성을 검증하였다. 학업성취도 평가결과, 지식의 기억이나 이해와 같은 인지적 목표에 비해 적용, 분석/종합을 통한 문제해결과 같은 고차원적인 목표에 대한 성취도가 높았다. 또한 참여도 점수가 높게 나타나 STEAM교육을 통해 학생의 학습활동 참여가 적극적으로 일어났음을 알 수 있었다. 4가지 역량에 대한 검증 결과, 프로그램 적용 전과 후의 역량 차이가 모두 통계적으로 유의미하였다. 면담 조사에서도 여러 교과의 융합, 스마트폰의 사용, 공학적 설계 및 제작 등 새로운 수업방식은 과학뿐만 아니라 다른 교과에 대한 흥미를 높이는데 긍정적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 학생들은 문제해결의 접근과정에서 다양한 방법, 새로운 생각 등 창의적 문제해결력 향상의 시발점이라 볼 수 있는 행동들을 보여주었으며, SNS, 공동문서작성, 앱 활동 등과 같은 스마트러닝 환경 및 전략의 활용은 학습에 대한 자신감, 동아리의 소속감 및 스마트기기 활용능력에 긍정적인 영향을 주었다.
향후 후속연구를 통해 스마트러닝 기반의 STEAM교육이 창의적 체험활동뿐만 아니라 교과 내, 교과 연계 등 학교 교육과정에 다양하게 적용되어야 할 것이며, 중ㆍ고등학교에서의 활용방안, 다양한 융합의 시도, 폭넓은 스마트러닝 환경 및 전략의 활용 등에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.
[주제어] 스마트러닝, STEAM교육, 학
다국어 초록 (Multilingual Abstract)
This study aims to provide specific guidelines and information for practical applications of STEAM education in the education field through development of smart–learning based STEAM education programs that can enhance the effectiveness of STEAM educ...
This study aims to provide specific guidelines and information for practical applications of STEAM education in the education field through development of smart–learning based STEAM education programs that can enhance the effectiveness of STEAM education by taking advantage of smart learning environment and strategies.
The following research contents were set to achieve the purpose of this study.
First, it seeks to develop concept and procedure models for development of smart-learning based STEAM education programs.
Second, it develops smart-learning based STEAM education programs based on the developed procedure model and provides specific guidelines by stage of the program development process.
Three, it analyzes the degree of increase in academic achievement, interest in science, creative problem-solving ability, social efficacy and digital literacy by applying programs developed to verify the effectiveness of the program to the actual classes.
Towards this end, this study attempted to develop concept and procedure models for development of smart-learning based STEAM education programs based on previous studies, and then it also developed a program used for creative hands-on activities that can be applied to the sixth-grades in elementary schools. The program was modified and supplemented through verification of the program validity by experts, and the finally modified program was applied to six graders belonging to the science club at elementary school to evaluate their academic achievements. After the completion of program, the effectiveness on the application of program was evaluated through pre and post tests on the interest in science, creative problem-solving ability, social efficacy and digital literacy, and an additional verification on the effectiveness that cannot be found by a quantitative method was performed through interviews.
The findings of this study are as follows.
First, smart-learning based STEAM education concept and procedure models were developed based on previous studies. The smart-learning based STEAM education is aimed at improving academic achievement, creative problem-solving ability, interest in science and social efficacy, and cultivating digital literacy by utilizing a variety of smart learning strategies in open, social and personalized learning environment, subsequently helping students to solve given problematic situations. In addition, the primary stage set for the procedure model is largely divided into 5 phases such as preparation, development, improvement, implementation and evaluation, which have a total of 18 items as follows. The preparation phase is composed of ①demand analysis, ②theme selection, ③academic curriculum analysis and ④fusion-type selection. The development phase includes ⑤program goal setting, ⑥learning content selection, ⑦learning content organization, ⑧statement of learning objectives, ⑨selection of practical activities, ⑩identification of smart learning resources and environment selection, ⑪selection of smart learning strategies, ⑫development of teaching and learning materials. The improvement phase includes ⑬evaluation of program validity by experts, and the implementation phase consists of ⑭smart literacy education, ⑮context, ⑯creative design, ⑰emotional touch. And lastly, ⑱assessment of academic achievement is included in the evaluation phase.
Second, an educational program that can be utilized in creative hands-on activities was developed for sixth graders in elementary schools. The program is composed of three units titled ‘green food’, ‘green house’, and ‘green occupation’, and an overview of the program, smart learning strategies, related curriculum factors, time allotment and evaluation plan, teaching-learning plan, student activities paper, reading materials, references and site address are listed in each unit. The content of ‘green food’ covers practice of local food movement based on the understanding of relationship between global warming and carbon dioxide, and ‘green house’ design and production of a zero-energy house by utilizing renewable energy. The content of ‘green occupation’ consists of design of occupation that seems to be needed or selected in the future and interview with people engaged in green occupations. In addition, it attempted to help teachers reduce trials and errors that can occur in the process of program development by presenting various considerations derived from the development of the program as guidelines by stage of ‘preparation, development, improvement, implementation and evaluation'.
Third, the effectiveness of the program was verified. The academic achievement assessment results showed that the degree of achievement of high-level goals like application, problem solving through analysis/synthesis was higher compared to that of low-level goals such as memory or understanding of knowledge. In addition, the score indicated higher participation, which shows that students actively took part in learning activities through STEAM education. The result of verification on four competencies revealed that there were statistically significant differences in competencies before and after the application of program. The interview survey also found that new teaching methods such as convergence of different subjects, use of smart phones and engineering design and production have some positive effects in increasing students' interest in science and other subjects. Students showed behaviors that can be seen as a starting point for improving creative problem solving ability such as various methods and new ideas in the process of solving problems, and the utilization of smart learning environment and strategies such as SNS, creation of joint documents and APP activities also had a positive impact on the confidence for learning, a sense of belonging to the club and utilization of smart devices.
In conclusion, it is e
목차 (Table of Contents)
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