중학생을 위한 STEAM 교육 프로그램의 개발 : 로봇, 신소재, 우주탐사를 중심으로

최유현,이은상,김동하 한국기술교육학회 2013 한국기술교육학회지 Vol.13 No.1

This study was to develop STEAM(Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics) education programs for middle school students in the fields of robot, advanced material, and space exploration. To achieve the goal, we selected program subjects in robot, advanced material, and space exploration, which could be applied to school education field based on literature research. With the subjects, 10 classes of temporary programs were designed based on Yu-Hyun Choi's IDEATE model(2012). The programs were applied at OO middle school in Jinju, and the final version of the programs were developed by accepting the application results and experts' evaluation. The following was the development outcome. First, the developed programs were for 10 classes of STEAM education programs targeting middle school students in the fields of 'robot', 'advanced material', 'space exploration' and the main themes of the programs were 'universal robot design research center,' 'dream of the future drawn by graphene, a new dream material,' and '2025 Republic of Korea moon exploration prologue.'Second, the programs were composed of study materials for students and guide books for teachers. Study materials consisted of 5 steps of introduction to a question, activities to answer the question, tests and self-evaluation, and career exploration, while guide books contained overview, contents, relevant education course, main teaching points, teaching plan, activities and information, and reference and relevant web sites. It was necessary to carry out follow-up study to reflect the result of pilot operation of the final version programs, and further study to evaluate their effects. 이 연구는 로봇, 신소재, 우주탐사 분야에서 중학생을 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 데 그 목적이 있다. 이 목적을 달성하기 위해 문헌 연구로 해당 분야의 최신 동향과 학문적 분류 체제를 확인하여 학교 현장에서 적용 가능한 프로그램의 주제를 선정하였다. 이 주제를 바탕으로 최유현(2012)의 IDEATE 모형에 의해 프로그램을 설계하여 각 10차시의 잠정 프로그램을 개발하였다. 이를 진주 OO 중학교에 현장 적용한 후 교사의 프로그램 평가 및 성찰 일지, 학생의 만족도 조사 및 인터뷰, 수업 과정 촬영 사진 및 동영상, 수업 산출물 등을 분석하였다. 이들 분석 결과와 전문가들의 프로그램 평가 의견을 반영하여 최종 STEAM 교육 프로그램으로 개발하였다. 개발된 결과는 다음과 같다. 첫째, 개발된 프로그램은 중학생을 대상으로 한 ‘로봇’, ‘신소재’, ‘우주탐사’ 분야의 STEAM 교육 프로그램으로, 이 프로그램의 대주제는 ‘유니버셜 로봇 디자인 연구소’, ‘꿈의 신소재 그래핀으로 그리는 미래의 꿈’, ‘2025년 대한민국 달 탐사 프롤로그’이다. 둘째, 개발된 프로그램은 학생용 교재와 교사용 지도서로 구성하였다. 학생용 교재는 문제로의 초대, 문제 해결을 위한 활동, 문제 해결, 평가 및 성찰, 진로 탐색의 5단계의 체제로 구성하였으며, 교사용 지도서는 주제 개관, 주제 학습 내용, 관련 교육과정, 주요 학습 개념, 교수 학습 과정안, 참고 활동 및 정보, 참고 문헌 및 사이트 등의 체제로 구성하였다. 이 연구에서 개발된 최종 프로그램을 시범 운영하여 그 결과를 반영하는 후속 연구와 이 프로그램의 효과를 검증하는 후속 연구가 필요하다.

Innovative Pedagogy를 통해서 본 공학교육 현장의 학습 패러다임 재구조화 담론 : [공학교육의 현장 Part5] Innovative Pedagogy를 통해서 본 공학교육 현장의 학습 패러다임 재구조화 담론

최유현 한국공학교육학회 2019 Ingenium(人材니움) Vol.26 No.4

유압장치 내 오일 유동장의 온도변화 특성

최유현,이상호 한국기계기술학회 2013 한국기계기술학회지 Vol.15 No.2

기술교과 교육학 개념 구조의 이론적 탐색

최유현 한국직업교육학회 2005 직업교육연구 Vol.24 No.1

The purpose of the study was to propose the conceptual structure of the study of technology education based on the concept and characteristics of technology education. Therefore, the study was conducted through literature research on the concept of 'technology' 'technology education'. The findings of this study were as follows:1. The concept of technology in the study was defined as 'purposes of technology' 'subject and elements of technology' 'processes of technology' 'results of technology. 2. The concept of technology education in the study was defined as 'purpose of technology education' 'contents of technology education' 'methodology of technology education' 'process of technology education.3. The characteristics of technology education in the study was proposed as 'subject for technological literacy' on the educational purpose, 'subject for technological knowledge' on the structure of technological knowledge, and 'subject for creative problem solving' on the educational methodology.4. Therefore, the conceptual structure of the study for technology education was proposed as a model on the based '2' '3' of above findings in this study.

초·중·고등학생을 위한 발명 교육 내용 표준 개발

최유현,노진아,이명훈,이봉우,문대영,강경균,임윤진,김동하 한국기술교육학회 2012 한국기술교육학회지 Vol.12 No.1

The purpose of this study was to develop Standard of Inventional Contents for elementary, middle and high school students. To achieve the goal, Textbooks for Invention Eduction will be analyzed, and the invention content elements will be extracted. the extracted Invention content elements will be categorized, and to verify the validity. and According to Standard of Inventional Contents, Achievement Standard of elementary, middle and high school will be suggested. As research methods to develop Standard of Inventional Contents literature review, research team meetings, intensive operations, conferences and a research survey were utilized. The research results of this study is summarized as follows; First, Standard of Inventional Contents is composed of 5 areas; Understanding Invention, Discovery of Problems, Solution of Problems, Experience of Invention, Invention and Intellectual Property. and 5 areas is composed of 16 content standards. Second, Confirmed the validity of Standard of Inventional Contents by experts. Third, The Development of Invention Content is developed with considering the composition of content standards which has 67 subcomponents of 16 content standards varied depending on the levels of elementary, middle and high school students. The result would expect the Invetion Education of systemed new paradigm in school. 이 연구의 목적은 초·중·고등학생을 위한 발명 교육 내용 표준을 개발하는데 있다. 연구의 목적을 달성하기 국내외 발명 교육 교재를 분석하여 발명 교육 내용 요소를 추출하고, 추출된 발명 교육 내용 요소를 범주화하고 타당성을 검증하여, 발명 교육 내용 표준에 따라 초·중·고등학교의 성취 기준 요소를 제시함에 있다. 발명 교육 내용 표준을 개발하기 위하여 문헌고찰, 연구 개발팀 회의 및 집중작업, 조사연구, 전문가 자문회의의 연구방법을 실시하였다. 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 발명 교육 내용 표준은 5개의 대영역 발명 이해, 문제 발견, 문제 해결, 발명 실제, 발명과 지식재산으로 구성하였다. 그리고 5개의 영역은 16개의 내용 표준으로 구성하였다. 둘째, 전문가를 대상으로 발명 교육 내용 표준의 타당성 조사를 시행하여 내용 타당성을 검증받았다. 셋째, 발명 교육 내용 표준 개발은 16개 내용표준의 67개의 하위요소에서 초등학교, 중학교, 고등학교 학생의 수준을 고려하여 성취 기준 요소의 구성을 달리 하여 개발하였다. 결과를 통하여 개발된 연구물은 학교 현장에서 체계화된 새로운 패러다임의 발명 교육을 기대하게 할 것이다.

발명과 과학 영재교육 프로그램 개발과 그 적용 효과

최유현,이봉우,이정균,강경균,정호근 한국실과교육학회 2009 한국실과교육학회지 Vol.22 No.1

The purpose of this research were to develop Invention and Science, the Program for Gifted Education and to learn about its effect. In order to accomplish the purpose of the research, we developed the program by referring to various records and perform the qualitative experiment study through several questionnaire, pictures and materials, to learn about the program effect. The research took the mixed-model design, consisted of collection of quantitative data by Likert scale and collection of qualitative data including the open-ended questions. And the research results were as below. First, Invention and Science, the Program for I Gifted Education was developed as an integrated invention and science program for 16 hours, consisting of 4-hour program for two tasks and 8-hour program for one task for the elementary and intermediate levels each, which is based on Renzulli's Model. Second, seeing the result of 'mirror investigation' module among 'Invention and Science', the Program for Invention Gifted Education for the primary school students, a majority of answers showed high satisfaction about the program, giving answers such as 'the study contents are up-to-date and fresh' and 'the instructor leads the class with full explanation and guidance'. Whereas the lowest satisfaction was found in the options of 'student textbook was easy and simple' and 'the activity task is presented clearly in the textbook'. Generally, the students were quite satisfied with the study contents, while they were unhappy with the student textbook and its construction. They feel that 'Invention and Science' class were 'more difficult' but 'more helpful' rather than other programs. Third, according to the analysis on the qualitative evidence of the program, students were found to study mirror in a various ways with much curiosity. Especially, the gifted showed tenacity to draw the objects reflected in the cylindrical mirror, even though they felt it difficult. In addition, they were captured to make a beautiful kaleidoscope through a thorough group discussion. Also, at the last step of making liquid kaleidoscope, a lot of students are seen to complete the task on their own with a great self-contentment, understanding the principle of mirror. 이 연구는 발명과 과학 영재교육 프로그램을 개발하고, 그 효과를 알아보기 위하여 수행되었다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 문헌고찰을 통해 프로그램을 개발하였고, 프로그램 적용 효과를 알아보기 위해 설문지, 사진 및 작품자료 등을 통한 질적 실험 연구를 하였다. 연구의 설계는 Likert 척도에 의한 양적자료 수집과 개방형 질문을 함께 포함하여 질적 자료를 수집하여 혼합모형설계(mixed-model design)를 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 발명과 과학 영재교육프로그램은 렌쥴리(Renzulli)의 심화학습 3단계 모형을 바탕으로 하여 초급과 중급에서 각각 4시간(2주제), 8시간(1주제)로 총 16차시를 발명과 과학의 통합적 내용으로 개발하였다. 둘째, 초등학생을 대상으로 발명과 과학 영재교육 프로그램 중 ‘거울 탐구’ 모듈을 적용한 결과, 프로그램의 만족도에 대하여 ‘학습 내용이 참신하고 새롭다’와 ‘강사 선생님의 충분한 설명과 안내로 수업이 진행되었다’는 의견이 가장 높았으며, ‘학생용 교재는 쉽고 간단하게 설명되어 있다’와 ‘학생용 교재의 활동 과제가 명확하게 제시되어 있다’는 의견이 가장 낮았다. 또한, ‘발명과 과학’ 수업이 다른 프로그램과 비교하여 볼 때 ‘더 어려웠다’와 ‘더 도움이 많이 되었다’고 응답했다. 셋째, 발명영재 프로그램의 수업에 대해 질적 증거 자료를 수집하여 분석한 결과, 수업활동을 통해 학생들이 거울에 대해 호기심을 가지고 다양한 방법으로 탐구하는 모습을 확인하였으며, 특히 ‘원통형 거울’에 비치는 그림을 그리기 위해 어려워하면서도 오래도록 고민하는 모습에서 영재들의 과제 집착력을 볼 수 있었다. 또한 아름다운 만화경을 만들기 위해 모둠 안에서 토의하고 고민하는 모습과 만화경을 스스로 완성하여 만족하는 다수의 학생들을 볼 수 있었다.

실과 교육 목표 및 내용 구성을 위한 이론적 체계의 구안

최유현 한국실과교육학회 2002 한국실과교육학회지 Vol.15 No.2

다중지능 이론을 통한 홀리스틱 교육 - 통합학습의 관점에서 : 다중지능 이론을 통한 홀리스틱 교육

최유현 한국홀리스틱교육학회 2004 한국홀리스틱융합교육학회 학술발표대회논문집 Vol.2004 No.-

초등실과 SW교육에서 자기조절학습기반 언플러그드활동이 컴퓨팅 사고력에 미치는 효과

최유현,이승원 한국실과교육학회 2019 한국실과교육학회지 Vol.32 No.2

The 2015 Revised Practical Arts Curriculum emphasizes the need to understand the technological systems achieved by mankind in accordance with the rapidly changing science and technology, to design better technical systems and to be able to cope with the future society by cultivating the ability to use technology to cope actively. To do this, I should focus on developing computing thinking, which is a core thinking process of the future society, rather than just teaching how to use computers and advanced information and communication devices or software. Elementary school students at the concrete level of operation are more effective in learning specific things that can be observed by presenting specific situations and activities. Therefore, unplugged activities, which provide experience with concrete objects rather than programming with computers, provide opportunities for elementary school students to solve problems based on the contents of computer science. This unplugged activity should lead to learner voluntary participation and leading learning rather than knowledge-based education, and it is necessary to utilize cognitive, synchronic and behavioral strategies to carry out self-directed learning in this sense. Self-regulated learning was expected to be an effective teaching and learning strategy. In this study, the researcher developed sa elf-regulated unplugged activity (SR-UPA) learning model to be applied in the 2015 revised Practical Arts Curriculum, and developed and applied an unplugged activity program as a self And what kind of change it leads to. In addition, I tried to examine the difference between sexes and grades according to the application of SR-UPA program. This study was conducted through a total of three steps. The experimental design of this study was applied to three groups (Experimental group A: SR-UPA application, Control 1 group B: UPA application, Control 2 group C: General application). The experimental group A group and the control group B group were applied on the basis of the revised course of the 2015 revision course, and the C group of the control group applied the general practice class according to the 2009 revised practice curriculum. After measuring the group's computer thinking, the 12 groups of self-regulated learning-based unplugged activities (SR-UPA) were applied to 50 students of experimental group A, the researchers applied the general unplugged activity lesson 12 class which did not use the control learning based strategy and 50 class C students who were the control group 2 the lesson class which does not apply the unplugged activity according to the 2009 revision curriculum. Based on the above results, the following conclusions were obtained. First, the self-regulated learning based unplugged activity (SR-UPA) strategy developed in this study was modified and supplemented through preliminary experiments. This experiment proved the effect of improving the thinking power of elementary school students. Second, in the elementary school science education, there are three groups of general group which do not receive software education, UPA group which applies unplugged activity, SR-UPA group which applies unplugged activity based on self-controlled learning, Implementation ability, and reasoning ability. It is proved that elementary class and SW class applying SR-UPA strategy are effective for improving elementary school students' thinking ability, sub-competency analysis ability, design ability, implementation ability, and reasoning ability. Third, the SR-UPA group using the unplugged activities based on self-regulated learning was statistically significant in both the computational thinking power and the four sub-competencies in the post-test when compared with the general group without SW education and the UPA group with unplugged activities respectively. However, post-analysis between the UPA group and the general population did not show statistically significant results i... 이 연구의 목적은 2015 개정 실과교육과정에서 적용될 수 있는 자기조절학습기반 언플러그드활동(SR-UPA) 교수․학습모형을 개발하고, 이에 알맞게 자기조절 학습의 전략으로 언플러그드활동 프로그램을 개발, 적용함으로써 초등학생의 컴퓨팅 사고력 향상시키는 데 있다. 이 연구는 총 3단계의 절차를 거쳐 진행되었는데, 문헌연구를 통해 잠정교수․학습모형을 개발하고 전문가들에게 타당성 검토를 받아 교수․학습모형을 개발하는 1단계, 교수․학습모형에 따른 12차시의 프로그램을 개발하고 개발된 프로그램을 타당화하며 사전 적용하여 수정․보완하는 타당화단계인 2단계, 개발된 SR-UPA 프로그램을 적용하고 실험 집단과 통제집단 간 사전․사후 검사의 비교 분석을 통해 프로그램의 효과를 분석하는 3단계로 이루어졌다. 이 연구에서 활용된 3개의 집단 다시 말해 실험 집단(자기조절학습기반 언플러그드활동, 이하SR-UPA)과 통제 1집단(언플러그드활동, 이하 UPA), 통제 2집단(일반)간 컴퓨팅 사고력과 그 하위역량인 분석 능력, 설계 능력, 구현 능력, 추론 능력에 대한 차이를 확인하고자 One-way ANOVA(일원배치 분산분석)를 실시하였으며 유의한 차이를 보이는 변수에 대해서는 사후분석으로 Duncan Test를 사용하여 집단별 차이를 확인하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 이 연구에서 개발된 SR-UPA전략은 예비 실험을 통해 전략을 수정․보완하였으며 본 실험을 통해 초등학생의 컴퓨팅 사고력의 향상에 대한 효과가 검증되었다. 둘째, 초등실과교육에서 소프트웨어교육을 받지 않는 일반집단과 언플러그드활동을 적용한 UPA집단, 자기조절학습기반 언플러그드활동을 적용한 SR-UPA 집단의 세 집단 간에 컴퓨팅 사고력과 그 하위역량인 분석 능력, 설계 능력, 구현 능력, 추론 능력에 유의한 차이가 있었다. 이를 통해 SR-UPA 전략을 적용한 초등실과 SW수업이 초등학생들에게 컴퓨팅 사고력과 하위역량인 분석 능력, 설계 능력, 구현 능력, 추론 능력을 향상시키는데 효과가 있는 것으로 검증되었다. 셋째, 자기조절학습기반 언플러그드활동을 적용한 SR-UPA 집단은 SW교육을 받지 않는 일반집단과 언플러그드활동을 적용한 UPA 집단과 비교하였을 때 사후검사에서 컴퓨팅사고력과 4가지 하위역량 모두에서 통계적으로 유의한 결과를 나타내었다. 하지만 UPA 집단과 일반집단 사이의 사후 분석에서는 분석 능력을 제외한 다른 역량에서는 통계적으로 유의한 결과를 나타내지 않았다. 따라서 이를 통해 단순 언플러그드활동을 통한 SW교육은 학생들의 분석능력만을 향상시킬 수 있었으나 자기조절학습기반 언플러그드활동은 분석능력뿐만 아니라 컴퓨팅 사고력을 포함한 4개의 하위역량 모두를 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

발명 사고기법 적용에 따른 고등학교 학생들의 뇌파특성 분석

최유현,임윤진,정정숙,이정균,강경균,손다미,이은상 한국실과교육학회 2012 한국실과교육학회지 Vol.25 No.2

This research sought to analyze the characteristics of the EEG of high school students that are evident in the divergent and convergent thought processes in dealing with inventive problems. To pursue this objective, an inventive problem was designed to measure the students' divergent and convergent thought processes, and was presented to 8 high schoolers, in the solving process of which the students' EEG activation, EEG concentration, EEG stabilization was analyzed to compare the effect of utilization and non-utilization of a creative thinking method. The findings were as follows. Firstly, both divergent and convergent thought processes showed lively activities in the prefrontal and frontal lobes in problem-solving situations, and the level of activity was higher in a divergent process than convergent. When a creative thinking method was utilized in the two thought processes, θ-wave and α-wave were more active, implying that the brain solved problems at a more stabilized state. Secondly, utilization of creative thinking method proved less stressful in both divergent and cognitive thought processes than non-utilization, showing that it activates the brain at a more stable state in displaying creativity and other cognitive abilities. 이 연구는 발명문제의 확산적 사고와 수렴적 사고과정에서 뇌파 특성 및 발명 사고 기법을 적용한 집단과 그렇지 않은 집단 간에 나타나는 고등학생의 뇌파의 특성을 비교 분석하는 것이다. 이를 위해 고등학생의 확산적 사고 및 수렴적 사고를 경험할 수 있는 발명 문제를 구안하였으며,4명의 발명 사고 기법 집단과 4명의 비교 집단 간의 학생의 뇌파 활성, 주의 집중도, 두뇌 안정도를 중심으로 한 뇌파 특성의 차이를 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 발명 사고 기법의 적용과 관계없이 두 집단 모두 확산적 사고 과정과 수렴적 사고 과정모두 문제를 해결할 때 전전두엽과 전두엽의 활동이 활발한 것으로 나타났으며, 활성 정도를 비교하였을 때 확산적 사고 과정에서 두뇌 활성이 수렴적 사고과정보다 더 활발한 것으로 나타났다. 두 사고 과정에서 발명 사고 기법을 적용하였을 때 θ파와 α파의 활성이 더 활발하고, 두뇌가 안정된 상태에서 문제를 해결한 것으로 보인다. 둘째, 발명 사고 기법을 적용하여 발명문제를 해결하는 것이 확산적 사고과정과 수렴적 사고과정에서 문제 해결 시 두뇌 안정도가 높게 나타나 창의성과 사고능력을 발휘하는데 안정된 상태에서 활동한 것으로 나타났다.