통합적 STEM 교육: 최근 동향 및 쟁점

( Mark Sanders ),권혁수 ( Hyuk Soo Kwon ),박경숙 ( Kyung Suk Park ),이효녕 ( Hyo Nyong Lee ) 경북대학교 중등교육연구소 2011 중등교육연구 Vol.59 No.3

통합적 STEM 교육은 지난 반세기에 걸쳐 미국교육에서 되풀이되고 있는 하나의 통합교육 접근이라 할 수 있다. 이 연구는 통합적 STEM 교육에 대한 최근의 동향과 쟁점을 밝히는데 그 목적이 있다. 이 연구에서는 통합적 STEM 교육의 최근 동향으로 역사적 사례의 발견, 교육 혁신과 교육과정 표준운동 측면에서 살펴보았다. 또한, 통합적 STEM 교육의 핵심적인 주제로 설계기반 교수법과 K-12에서의 공학교육 운동에 대해 논의하고 있다. 구체적으로, 미국에서 최초로 통합적 STEM 교육의 대학원 학위과정인 버지니아 공대의 통합적 STEM 교육 프로그램의 기반과 실천에 대하여 기술하였다. 이 연구는 통합적 STEM 교육의 맥락에서 적절한 문헌의 체계적 고찰과 교육적인 실천에 대한 서술에 기반하고 있다. 첫째로, K-12 교육에서 수학과 과학적 원리와 과정을 공학적 문제의 맥락에서 가르치려는 생각은 결코 새로운 것은 아니다. 나폴레옹 학교, 칼빈 우드워드, 그리고 존 듀이는 통합적 STEM 교육을 위한 선택적인 선례라고 할 수 있다. 둘째, 과학, 기술, 수학의 국가와 주 교육 기준들은 통합적 STEM 교육을 위한 생각을 포함하고 있다. 셋째, K-12 교육에서 통합적 STEM 교육과정을 개발하려는 계속적인 노력이 있어 왔다. 마지막으로 통합적 STEM 교육을 정의하고, 통합적 STEM 교육 대학원 프로그램을 시작하고, 그리고 그것을 발전시키려는 실천적인 노력들이 또한 이 연구에서 서술되고 있다. 이러한 연구의 결과에 기반하여, 이 연구는 통합적 STEM 교육과 관련된 연구와 실천에 몇 가지 제언 또는 함의를 제공하고 있다. 충분히 견고한 통합적 모델을 만들기 위한 연구들은 통합적 STEM 교육을 실현하는데 교사의 준비와 학생들의 평가를 고려하는 맥락에서 실현되어야 한다. Integrative STEM (Science, Technology, Engineering & Mathematics)education has been a recurring idea in American education over the past half-century. The purpose of this study is to identify contemporary trends and issues relating to integrative STEM education, using examples such as the selected historical precedents, STEM Education reform literature, the national and state STEM education standards movement, and STEM education curriculum efforts. Design-based pedagogy and engineering concepts in the K-12 education movement are also discussed as key issues of integrative STEM education. Moreover, this study describes the background and practices developed by the Integrative STEM Education program at Virginia Polytechnic Institute & State University(Virginia Tech), which launched the first STEM education graduate program in the U.S. focusing on integrative approaches to STEM education. This study is based on a systematic review of the relevant literature and a narrative of unique educational practices regarding integrative STEM education. Several general trends and issues are addressed. First, the idea of teaching mathematics and science principles and processes in the context of engineering design/problem solving is not altogether new in K-12 education. Napoleon`s School for Industry, Calvin Woodward`s use of model-building to improve mathematics teaching and learning, and John Dewey`s educational philosophy stressing experiential learning in real-world setting. Second, STEM educational reform documents and national and state educational standards of science, technology, and mathematics explicitly recommend integrative approaches to STEM education. Third, STEM education curriculum developers have been developing and testing integrative STEM curriculum materials over the past two decades. Lastly, this study sought to describe the practical efforts of defining integrative STEM education and its many attributes, launching an integrative STEM education graduate program, and other integrative STEM education-related activities. This paper concludes with a discussion of the implementations of the findings presented and recommendations relating to continued implementation and research on integrative STEM Education practices. Research to develop sufficiently robust integrative models should be implemented in the context of integrative STEM teacher` preparation, and assessments of student cognitive and affective learning outcomes, such as achievement, interest, and motivation.

기술기반 STEM 교육 교재 개발 방안에 대한 연구

최유현,김용익,이명훈,김인용,남승권,임윤진,강경균 한국실과교육학회 2011 한국실과교육학회지 Vol.24 No.3

The purpose of this study is to arrange a development plan of STEM education materials to activate technology-based research related to STEM education of technology education. To achieve this objective, trend of domestic and foreign STEM education was analyzed through a literature review and STEM education materials development plan was drawn through expert consultations. Also technology-based STEM materials development plan, STEM materials development conceptual model and STEM materials development model were established based on literature review and consultations with experts. Conclusions obtained from this study are as follows: First, technology plays a critical role in STEM education by incorporating science, technology, engineering and mathematics and it is necessary to develop education materials based on the technology to activate STEM education more. Second, technology-based STEM education materials for students should be used for the creative activities to experience the various issues around life to take advantage of the creative activities. Third, technology-based STEM education materials should be developed by being separated elementary, middle․high school students and the system of materials should be organized in the project type to solve the problems creatively. 이 연구는 기술교육에서의 STEM 교육과 관련된 연구를 활성화시키기 위해 기술을 기반으로 하는 STEM 교육 교재 개발 방안을 마련하고자 수행하였다. 이러한 목적을 달성하기 위해 문헌조사를 통해 국내․외 STEM 교육의 동향을 분석하였고, 전문가 자문회의를 통해 STEM 교육 교재 개발 방안을 도출하였으며, 문헌조사와 전문가 자문회의를 기초로 하여 기술을 기반으로 하는 STEM 교재 개발 방안, STEM 교재 개발 개념 모형 및 STEM 교재 개발 모형을 수립하였다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다. 첫째, 과학, 기술, 공학, 수학이 통합되어 이루어지는 STEM 교육에서 기술은 가장 핵심적인 역할을 하는 것을 알 수 있었으며, 이러한 점에 비추어 STEM 교육을 보다 활성화하기 위해 기술을 기반으로 하는 STEM 교육 교재를 개발하는 것이 필요하다. 둘째, 기술을 기반으로 하는 STEM 교육 교재는 학생들이 생활 주변의 다양한 문제를 실제로 체험해 볼 수 있는 내용으로 구성을 하여 창의적 체험활동 등에 활용할 수 있도록 하여야 한다. 셋째, 기술 기반 STEM 교육 교재는 초등학생과 중․고등학생용으로 구분하여 개발할 필요가 있으며, 교재의 체제는 창의적으로 문제를 해결할 수 있는 프로젝트 형식으로 구성하여야 한다.

국제 STEM 교육 연구에서의 이슈: 메타 종합적 접근

권혁수,박병열 경북대학교 과학교육연구소 2021 科學敎育硏究誌 Vol.45 No.1

이 연구의 목적은 국제 STEM 교육 분야의 연구 결과를 종합하여 국제 STEM 교육의 주요 이슈를 파악하는 데 있다. 이 연구의 분석 대상 자료는 선정 기준과 전문가 그룹의 검토를 통해 다양한 STEM 교육의 이슈를 반영하고 있는 메타분석 또는 체계적 문헌연구의 결과이다. 총 23개의 연구를 대상으로 질적 메타 분석을 하여 다음과 같은 STEM 교육의 이슈를 선정하였다. 첫째, STEM 교육은 국제적인 교육 동향으로 미국, 캐나다, 호주, 한국, 터키 등 많은 국가에서 연구되고 있다. 둘째, STEM 교육은 학생들의 인지적, 정의적, 심동적, 그리고 진로 영역의 향상에 긍정적으로 기여하고 있다. 셋째, STEM 교육은 다양한 수업 도구와 기술의 사용과 함께 연구되어 왔다. 또한, STEM 교육에 대한 교사의 전문성 신장이 성공적인 STEM 교육의 실현의 주요 요인들 중 하나이다. 그 외에 STEM 교육의 성공적인 실천을 위해 다양성, 평등, 타당하고 신뢰로운 연구 설계 등의 이슈에 대해 논의하였다. 또한 이 연구는 우리나라 융합교육의 방향과 실천 전략을 위한 함의점을 제공할 수 있으며 향후 연구에 대한 제언을 줄 수 있다. The purpose of this study is to identify the main issues of international STEM education by synthesizing the findings in the field of global STEM education. The data in this study are the results of meta-analysis or systematic literature studies that reflect key issues of STEM education through the review of selection criteria and groups of experts. The following issues of STEM education were selected by conducting a qualitative meta-analysis of a total of 23 studies. First, STEM education is a global educational trend and has been studied in many countries such as the United States, Canada, Australia, Republic of Korea, and Turkey. Second, STEM education contributes positively to the improvement of students’ cognitive, affective, psychomotor, and career domains. Third, STEM education has been studied with the use of various instructional tools and technologies. Furthermore, the growth of teachers’ expertise in STEM education is one of the main factors for the implementation of successful STEM education. In addition, issues such as diversity, equity, and valid and reliable research design were discussed for the successful practice of STEM education. This study provides implications for the direction of convergence education and practical strategies in South Korea and gives suggestions for future research.

통합 STEM 교육에 대한 중등 교사의 인식과 요구

이효녕 ( Hyo Nyong Lee ),손동일 ( Dong Il Son ),권혁수 ( Hyuk Soo Kwon ),박경숙 ( Kyung Suk Park ),한인기 ( In Ki Han ),정현일 ( Hyun Il Jung ),이성수 ( Seong Soo Lee ),오희진 ( Hee Jin Oh ),남정철 ( Jung Chul Nam ),오영재 ( Young 한국과학교육학회 2012 한국과학교육학회지 Vol.32 No.1

Educational communities around the world have concentrated on integrative efforts among science, technology, engineering and mathematics (Science, Technology, Engineering, and Mathematics: STEM) subjects. Korea has focused on integrative education among STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics) school subjects to raise talented human resources in the fields of science and technology. The purpose of this study was to analyze secondary school science, technology, and mathematics teacher`s perceptions and needs toward integrated education and integrative STEM education. A total of 251 secondary school teachers from all areas of the country who have taught science, mathematics, and technology were surveyed by using a self-reported instrument. The findings were as follows: First, teachers have used little integrated education in their classes due to insufficient time in the actual preparation of the integrated education and the lack of expertise, teaching experience, and teaching learning materials for the integrated education, while they have positive thoughts about the need of integrated education. Second, they presented several needs to facilitate the integrated education: development of a variety of integrated programs, school administrative and financial support, and in-service teachers` training. Third, overall perception toward integrated STEM education was not sufficient, but most teachers perceived the need toward integrated STEM education due to students` development in their creativity, thinking skills, and adaptability. Fourth, they perceived that it was imperative to develop the various integrated STEM education programs, distribute the materials, and help STEM teachers` understanding toward integrated STEM education. Fifth, they perceived that the most relevant method to integrate STEM subjects was the problem solving approach. In addition, they appreciate that the integrated STEM education is highly efficient in not only developing integrated problem solving skills and STEM related literacy, but also in positively impacting the rise of talented human resources in the fields of science and technology. In order to increase the awareness of STEM-related secondary school teachers and vitalize the integrated STEM education, it is necessary to develop and spread a variety of programs, effective teaching and learning materials, and teachers` training programs.

미국 STEM 교육의 최신 동향과 딜레마

이춘식 한국실과교육학회 2012 한국실과교육학회지 Vol.25 No.4

The 1980s brought a new wave of STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) education reform in the United States. The STEM education is one of the integrative approaches among subjects. The purpose of this study is to review of recent trends STEM education at the level of K-12 education in America, and to assist useful material of Korea’s STEAM education through analysis of STEM education policy. For the goal of this study, the research methods were review of literature and interviewed related researchers of STEM education. Through the review and interview, the status of U.S. STEM education is as follows; 1) The system of STEM education schools consist of STEM-focused school, inclusive STEM school, STEM-focused career and technology education, and STEM in comprehensive school. 2) The criteria to identify successful K-12 STEM education is effective STEM teacher training and supporting education technology related STEM education. 3) For the financial supporting to STEM education, each state government is allocating educational budget 47 percent, local self-government is 44 percent, and federal government is 8 percent respectively. The dilemmas of STEM education are to build STEM education standards, biased support of STEM education subject, lack of qualified STEM teachers, and lack of association between STEM school and specialist. Based on the review of STEM education, the suggestion of this study is as follows; first, the detail program philosophy of convergence HRD should propose through STEM education. In order to 21st creative convergence talent, useful program of convergence program mixed with knowledge, technology, and discipline is proposed STEM education. Second, the various STEM-focused schools should build for STEM education in Korea. Third, the possibility of STEM education should show general school education through convergence education. Fourth, the standards of STEM education should develope each subject related STEM education. Finally, the supporting system of STEM education should establish at the level of government policy. 이 연구는 오늘날 세계적으로 많은 영향을 미치고 있는 미국의 STEM 교육이 어떻게 이루어지고 있는지에 대한 다양한 최근의 동향을 고찰하였다. 즉 미국 STEM 교육의 배경과 목표, 교육 현황, 각종 지원 현황 등과 이와 더불어 STEM 교육의 실천 과정에서 나타난 문제점을 찾아 우리나라 STEAM 교육에 참고자료를 제공하는데 목적을 두었다. 이 목적을 달성하기 위하여 주로 문헌 연구와 미국의 STEM 관련 인사들의 면담을 통해 자료를 수집하였다. 이 연구를 통해 고찰한 미국 STEM 교육의 현황은 다음과 같다. 첫째, 미국의 STEM 교육은 정규 교육과정에 기술과 공학을 통합함으로써 수학, 과학과 같은 교과목의 수업을 혁신시키는 교육에서 접근하고 있다. 둘째, 미국의 통합적 STEM 교육은 학문 간의 통합 형태가 아니라 기술 공학적인 맥락의 문제를 연구 계획, 설계, 제작, 및 평가하여 해결하는 과정에 과학과 수학적인 원리 및 과정을 적용하는 교육으로 접근하고 있다. 셋째, 미국의 STEM 교육 학교 시스템은 STEM 중점 영재학교, STEM 중점 융합 학교, STEM 중점 직업 기술교육 학교, STEM 종합학교의 형태로 운영되고 있다. 넷째, 효과적인 STEM 교육의 성공 조건으로, 유능한 STEM 교사의 양성, STEM 지원 교육공학의 도입을 제시하고 있다. 다섯째, 미국 STEM 교육의 지원은 초․중등 교육법(ESEA; Elementary and Secondary Education Act)을 근거로 Title I, Ⅱ, Ⅳ에서 집행하고 있으며, 타이틀 Ⅰ과 Ⅱ는 수학과 과학 교육에 직접 활용 예산으로 편성되고 있다. 마지막으로, 미국 STEM 교육의 딜레마로 교육과정의 측면에서 STEM 교육을 위한 표준 정립의 문제, STEM 교육의 편향성을 제시하였다. 교사의 측면에서는 우수한 STEM 교사의 부족과 학교와 STEM 전문와의 연계 부족을 제시하였다. 학생의 측면에서는 STEM 관련 전공 학생의 감소, 평가의 측면에서는 STEM 통합 프로그램의 효과 측정의 미비 등이 있다.

화학영역의 통합적 STEM 발명교육 프로그램 모형 개발

조재주,최유현,김소연 한국실과교육연구학회 2011 實科敎育硏究 Vol.17 No.1

이 연구의 목적은 통합적 STEM 에 기반한 발명교육프로그램 모형을 개발하고 교육현장에서 쉽게 적용 가능한 화학영역의 통합적 STEM 발명교육프로그램을 개발하는 데 있다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 문헌고찰을 실시하였다. 또한 통합적 STEM 발명교육프로그램모형을 구안하고 화학영역의 통합적 STEM 발명교육 프로그램을 개발하였다. 이 연구의 주된 연구내용은 다음과 같다. 발명교육의 간학문적인 성격을 고려하여 교육과정 통합이론을 중심으로 통합적 STEM 발명 교육 프로그램의 모형을 제시하였다. 우선 Tyler의 교육목표 중심 모형(1949)과 최유현의 문제해결 모형 (1995a, 1995b, 2004)을 바탕으로 구안한 통합적 STEM 발명 교육 프로그램 모형은 Tyler 의 개발 절차에 따라 통합적 STEM 발명교육프로그램 모형으로 구안되었다. 이 모형의 전문가 타당도 검증결과 95% 신뢰수준에서 CVR값의 최소치인 0.49보다 높은 0.89로 측정되었고 5점 Likert 척도에서 모형의 평균이 M= 4.42였으며, 모형의 타당도가 높은 것으로 확인되었다. 이 모형을 적용하고 STEM 영역에 적합한 내용을 선정하여 중학교 화학영역의 통합적 STEM 발명교육 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램의 전문가 타당도 검증 결과 CVR값은 0.94, M=4.48으로 매우 타당한 것으로 나타났다. 이 프로그램의 내용체계는 STEM 발명교육프로그램 과제 이해하기, 과학, 기술, 공학, 수학(STEM) 기반 선수학습활동,과제해결을 위한 설계, 과제해결을 위한 재료의 선택 및 확인, 발명문제해결 활동, 오류검사 및 미동작 부분 해결, 피드백 그리고 발명품 평가 순으로 설계되었으며, 개발된 화학영역의 발명교육 프로그램은 '나만의 전지로 움직이는 물체 만들기'I 발명과제 프로그램이 제시되었다. The purpose of this study is to develop integrative STEM invention education program model of chemical area, applicable to educational site by developing invention education program model based on integrated STEM. Towards this goal, the conceptual model for development of integrative STEM invention education program was constructed by reviewing documentary records, thereby contributing to developing integrative STEM invention education program of chemical area. Major research contents are as follows Considering interdisciplinary characteristic of invention education, the model of integrative STEM invention education program centering on curriculum integration theory was suggested. For development of education program, the integrated STEM invention education program model was developed based on the education goal-oriented model of Tyler(1949) and problem solving model of Choi, Yu-hyun(1995a, 1995b, 2004) in accordance with development process of Tyler. As a result of verification on the validity by experts, it was confirmed that the validity of the model is high since the average of model was M=4.42 in 5-point Likert scale and 0.89 which is higher than 0.49, a minimum value of CVR was measured in 95% confidence level. In addition, it was verified that the integrated STEM invention education program of chemical area is very valid as a result of verification on the validity by experts (CVR value 0.94, M=4.48). The content system of this program was designed in the following order: understanding STEM invention education program task, previous learning activities based on science, technology, engineering and mathematics(STEM), design for task solving, selecting and confirming material for task solving, invention problem solving activities, error checking and non-action part solving, feedback and evaluation on inventions. As developed invention education program of chemical area, the invention task program titled, “ Making objects operated by battery of my own was presented.

통합 교육과 통합 STEM 교육에 대한 초등교사의 인식

이효녕,오영재,권혁수,박경숙,한인기,정현일,이성수,오희진,남정철,손동일,서보현,안혜령 한국교원대학교 교육연구원 2011 敎員敎育 Vol.27 No.4

The purpose of this study was to investigate elementary school teachers' perceptions about integrated instruction and integrative STEM education and to draw recommendations for introducing integrative STEM education. To accomplish this purpose, this study investigated 216 elementary school in-service teachers in Daegu-city and Kyungbuk province. The results are as follows: First, the integrative instruction among subjects in elementary school had not been implemented well because of their burden for the integrative instruction and insufficient research with respect to the relevant integrations among school subjects. Second, the elementary school teachers presented positive perception toward integrative instruction because it can help students apply concept or ability to real-life situations and increase students' creative thinking. They also recognized the need to extend the idea of integrative instruction in their classrooms. Third, the elementary school teachers have utilized only certain types of integrative instruction and were not sufficient in their competency to apply relevant integrative instruction models. Fourth, elementary school teachers were not fully aware of integrative STEM education, but have perceived positively about the need. Fifth, elementary school teachers presented perceived reasons for implementing integrative STEM education: Increasing students' creativity and thinking skills and cultivating application skills in real life. Sixth, elementary school teachers perceived that educational programs' development and distribution were firstly needed for introducing integrative STEM instruction and their understanding toward integrative STEM instruction was significantly needed. Seventh, elementary school teachers had consented the integrative STEM education programs based on science subject because that could be applied to various subjects. Eighth, elementary school teachers had perceived that integrative STEM education programs should be developed with several concentrations to promote creative thinking and problem-solving, learning interest for STEM-related subjects, and relevance with real life. Finally, Elementary school teachers had expected positive impact on developing human resource in the fields of science and technology through integrative STEM education. 이 연구의 목적은 초등학교에서 이루어지고 있는 통합 수업과 통합 STEM 교육에 대한 초등학교 교사들의 인식을 조사하여 통합 STEM 교육을 도입하기 위한 시사점을 도출하는 데 있다. 이를 위해 대구와 경북 지역에 근무하고 있는 216명의 교사들을 대상으로 설문지를 제작하여 조사를 실시하였으며 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학교에서는 교과 간 통합 수업이 잘 이루어지지 않고 있었으며, 그 원인은 통합 수업 준비에 대한 부담, 교과 간 관련성에 대한 연구 부족 순으로 나타났다. 둘째, 초등 교사들은 통합 수업에 대하여 개념이나 기능의 전이가 용이하기 때문에, 창의적인 사고력과 실생활에서의 적용력을 기를 수 있기 때문에 등의 이유로 긍정적으로 생각하고 있는 것으로 나타났으며, 통합 수업 비중 확대가 필요하다고 하였다. 셋째, 초등 교사들은 교과 간 다양한 통합 수업의 유형에 대해서는 일부 유형만을 주로 사용하는 것으로 나타나 통합 수업 유형을 자유롭게 적용할 수 있는 능력을 갖추지 못한 것으로 분석되었다. 넷째, 통합 STEM 교육에 대하여 초등 교사들은 잘 모르고 있으나 필요성에 대해서는 긍정적으로 생각하는 것으로 나타났다. 다섯째, 초등 교사 들은 통합 STEM 교육이 필요한 이유에 대하여 창의력과 사고력 배양에 도움이 되기 때문에, 실생활에서의 적용력을 기를 수 있기 때문에 순으로 생각하는 것으로 나타나 통합 수업에 대한 생각과 일치하였다. 여섯째, 초등 교사들은 통합 STEM 교육을 도입하기 위해서는 통합 STEM 교육 프로그램의 개발 및 보급과 통합 STEM 교육에 대한 교사의 이해가 가장 필요하다고 생각하였다. 일곱째, 초등 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램은 과학 교과를 중심으로 구성하는 것에 찬성하는 비중이 가장 높았고 그 이유는 다양한 분야에 응용할 수 있기 때문이라고 하였다. 여덟째, 초등 교사들은 통합 STEM 교육 프로그램은 창의적인 사고력 및 문제해결력 증진, STEM 관련 교과에 대한 학습 흥미 증진, 실생활과의 관련성의 순으로 중점을 두어 개발해야 한다고 생각하였다. 마지막으로 초등 교사들은 통합 STEM 교육이 과학기술 분야 인재양성에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대하였다.

공업계열 전문계 고등학교 화공 분야의 STEM 교육에 대한 화공교사의 인식과 요구

배선아,금영충 대한공업교육학회 2010 대한공업교육학회지 Vol.35 No.1

The purpose of this study was to survey and analyze the recognition and demands of chemical industry teachers for STEM education of Chemical Industry area in Industrial Technical High School and mail surveys were conducted for 373 chemical industry teachers at 45 schools offering chemical industry courses across the nation. The following were found results of the study were as follow:First, although chemical industry teachers understood positively the necessity of STEM education, they showed low levels of recognition on STEM education. Second, the rate of the chemical industry teachers who had experience in applying STEM education was low. The biggest difficulty in applying STEM education was due to a lack of STEM education programs, followed by the difficulty in preparing STEM educational materials, and a lack of instructional methods for STEM education. Third, chemical industry teachers required to improve fundamental ability, enhance job skills, education closely related to real life, and interesting education according to the direction for STEM education. Fourth, chemical industry teachers demanded unit operation, followed by process control, manufacturing chemical, industrial chemical, and chemical analysis with regard to the contents to study STEM education. Fifth, chemical industry teachers asked for the integration centering activities related real life, followed by the integration focusing on thema related to real life, the integrating centering student's needs and interests, and the integration focusing on issues according to the appropriate integration methods for STEM education. Sixth, chemical industry teachers required creative design/problem solving ability, followed by fundamental ability, job skills, and interpersonal relationship skills with regard to the ability to develop through STEM education. Lastly, chemical industry teachers demanded the development and distribution of STEM education, teacher's recognition and attitudes towards STEM education, teacher's training for STEM education, the distribution of reference materials and etc in order to stimulate STEM education. 이 연구는 공업계열 전문계 고등학교 화공 분야의 STEM 교육에 대한 화공교사의 인식과 요구를 조사· 분석하기 위해 수행된 것으로, 전국에서 화공 분야 학과가 설치된 45개 학교에 재직 중인 373명의 화공교사를 대상으로 우편조사를 실시하였다, 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 화공교사는 STEM 교육의 필요성에 대하여 긍정적으로 공감하고 있었으나 STEM 교육에 대한 인식은 전반적으로 낮았다. 둘째, STEM 교육을 적용한 경험이 있는 화공교사의 비율이 매우 낮았다, STEM 교육 적용에 대한 어려움은 STEM 교육프로그램이 없기 때문으로 인함이 가장 높았으며, STEM 교육 자료 준비의 어려움, STEM 교육에 대한 이해 부족, STEM 교육 실현을 위한 교수-학습 방법 부족 순으로 나타났다. 셋째, 화공교사는 STEM 교육의 교육방향에 대하여 기초능력 향상, 직무능력 향상, 현실생활과 밀접한 관련이 있는 교육, 흥미 있는 교육 순으로 요구하였다. 넷째, 화공교사는 STEM 교육을 위해 연구해야할 내용에 관하여 단위조작· 공정제어, 제조화학, 공업화학, 분석화학 ·순으로 요구하였다. 다섯째, 화공교사는 STEM 교육에 적합한 통합 방식에 관하여 현실생활과 관련한 활동 중심의 통합, 현실생활과 관련한 주제 중심의 통합, 학생의 필요와 흥미 중심의 통합, 문제 중심의 통합 순으로 요구하였다. 여섯째, 화공교사는 STEM 교육을 통해 함양해야 할 능력에 관하여 창의적인 설계/문제해결 능력, 기초능력, 직무능력, 대인관계 능력 순으로 요구하였다. 마지막으로 화공교사는 STEM 교육 활성화를 위해 STEM 교육프로그램 개발 및 보급, STEM 교육에 대한 교사의 의식과 태도, STEM 교육에 대한 교사 연수가, 참고자료 보급 등이 이루어져야 함을 요구하였다.

STEM 교육에 대한 기술교사의 인식과 요구

이동윤,김기수,이창훈 한국기술교육학회 2011 한국기술교육학회지 Vol.11 No.2

The purpose of this study is to offer a preliminary data for STEM education research by finding out the recognition and needs by the technology teachers about the needs in STEM education. The conclusion is as followed. First, the technology teachers largely sympathize with the necessity for STEM education, but they mostly lack the knowledge. Second, as for the conditions for STEM education, the teachers want its researches for the suitable school environment to be directed more toward an empirical education closely related to the real life experiences while improving the students' problem-solving skills. Third, technology of subject area, manufacturing, construction, transport and communications area is suitable to apply equally to STEM education and the results came back, in each subject area has been recognized the need for STEM education. Four, the result shows that the best time for STEM education is between the freshman year of middle school to that of high school. Five, as a method to integrate STEM education with the technical subjects, many different plans must be considered with a focus on each student's needs and interests and various educational themes in real life. Six and finally, teachers need to cultivate the skills for creative instructional design and problem solving in STEM education. 이 연구는 기술교과의 통합교육 방법 중 하나인 STEM 교육에 대한 기술 교사들의 인식과 요구에 대해 조사·분석함으로써 앞으로 다양하게 진행될 STEM 교육 연구의 기초 자료를 제공하는 데에 목적이 있었다. 전국의 중·고등학교에서 기술 교과를 가르치고 있는 기술교사를 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 기술 교사들은 STEM 교육의 필요성에 대하여 상당히 긍정적으로 공감하고 있었으나, STEM 교육에 대한 인식은 아직 부족한 것으로 나타났다. 둘째, STEM 교육 여건을 위해 기술 교사들이 요구하는 STEM 교육 활성화를 위한 개선 사항으로 STEM 교육 프로그램 개발 및 보급에 대한 요구가 높았다. 셋째, 기술 교사들은 STEM 교육 여건을 조성하기 위한 STEM 교육 방향으로 현실생활과 밀접한 관련이 있는 교육, 문제해결능력 향상을 위한 교육에 대해 요구가 높았다. 넷째, 기술교사들은 기술 교과에 STEM 교육을 적용하기 알맞은 영역으로 제조, 건설, 수송, 통신 영역을 요구하고 있었다. 다섯째, 기술 교사들은 중학교, 고등학교 전 학년에 걸쳐서 STEM 교육을 실시하는 것이 필요하다고 요구하였다. 여섯째, 기술 교사들은 STEM 교육 통합 방법으로 흥미중심통합에 대한 요구가 높았다. 일곱째, 기술 교사들은 STEM 교육을 위해 창의적인 교수설계능력의 함양에 대해 요구하였다. 여덟째, 기술교사들은 기술교과에서 STEM 교육이 잘 적용되기 위한 교과구성에 대해 교과서 단원마다 테마별 세부내용을 분류하여 STEM 교육이 가능하도록 하는 요구가 높았다.

과학, 기술, 공학, 그리고 수학(STEM) 교육에서 동기유발: 메타 분석적 접근

권혁수 ( Hyuk Soo Kwon ),이효녕 ( Hyo Nyong Lee ) 경북대학교 중등교육연구소 2008 중등교육연구 Vol.56 No.3

미국의 과학, 기술, 공학, 그리고 수학교육의 전문 교육 단체들은 통합적인 과학, 기술, 공학, 그리고 수학교육을 함께 지지하고 있다. 이 연구의 목적은 STEM 교육 관련 연구에서의 동기유발 주제를 파악하고, 선택된 연구들을 요약하고, 자기결정 (능력, 자치, 그리고 관계성)과 흥미와 같은 동기유발 항목에 따라 조사된 연구들을 종합하는 것이다. 이 연구는 준비, 자료선택, 그리고 분석의 세 단계를 거쳐서 이루어졌으며 메타 분석을 통하여 자료를 분석하고 종합하였다. ERIC 데이터베이스에서 선택된 33개의 연구 논문을 분석한 결과는 다음과 같다. STEM 교육은 학생의 흥미, 태도, 성취도, 그리고 등록률과 같은 동기유발을 향상시키는데 기여하고 있다. 이 연구에서 초점을 두었던 동기유발 측면에서의 결과는 크게 두 가지로 제시할 수 있다. 첫째, STEM 과목들 간의 통합수업은 학생들의 자기결정을 향상시키는 한 방법으로 조사되었다. 둘째, STEM 교육을 실현하는 것은 교사의 동기유발을 향상시킨다. 끝으로 이 연구에서는 다음과 같은 내용을 제안한다. 교사들은 조정, 재설계, 그리고 의사소통 의 능력들을 통해 STEM 과목들을 통합 하려는 지식과 능력이 있어야 한다. 그리므로, 통합수업을 위한 교사의 전문성 연수가 교사의 동기유발을 증진시키기 위해 개발되고 실천되어야 한다. 또한, 학생들의 능력에 맞는 학습 주제들의 개발과 협동학습의 활용이 필요하다. The professional communities of Science, Technology, Engineering, and Mathematics education in the United States are united in their support for Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) education. The purpose of this paper is threefold: (1) to identify the status of motivational issues in the research work of STEM education; (2) to summarize the selected studies; and (3) to synthesize them according to motivational categories such as self-determination (competence, autonomy, and relatedness) and interest. This study is a meta-analytic review conducted according to the three stages of preparation, data selection, and analysis. The data are from research works of the ERIC database. The findings of the review of thirty three works indicates that STEM education value the students` motivational development such as interest, attitude, achievement, and enrollment. This study offers two conclusions focused on motivational issues in the STEM education. First, the integrated instruction among STEM disciplines is a way to improve students` self- determination. Second, implementing STEM education enhances teachers` motivation. Teachers must have both the knowledge and confidence to integrate STEM discipline using the abilities of coordinating, redesigning instructional materials, and communicating concepts. Therefore, professional development for integrated instruction must be developed and conducted to build up teachers` motivation. Also, this study suggests the development of the integrative instruction suitable to students` ability and encouragement of the collaborative learning.