생명과학 기반 STEAM 교육프로그램이 과학영재의 미생물에 대한 개념과 과학탐구능력에 미치는 영향 = Effects of STEAM program based on biology on concepts of microorganisms and science inquiry skills among science-gifted students /d김연희

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to develop STEAM program based on biology and investigate the effects of STEAM program on science gifted students. For this study, research questions include the following: First, how does the STEAM program influence on gifted students’ concepts of microorganisms? Second, how does the program influence on their science inquiry skills? Third, how does the program influence on career awareness in the field of biology? Research methods employed in this study are: First, literature review focusing on STEAM program, microorganisms concepts, and science inquiry skills. Second, STEAM program based on biology was developed and applied to 18 science-gifted middle school students. Third, the effects of STEAM program investigated microorganisms concepts, science inquiry skills, and career awareness. The improvement of microorganisms concepts and career awareness were analyzed with mind map and questionnaires. The improvement of science inquiry skills was analyzed with the ability of hypothesis generating and finding variables. The results are as follows: First, this program improves the concepts of microorganisms using mind map. Gifted students have a higher level of cognition of concepts of microorganisms (p<.01). Second, this program improves problem finding ability, identifying variables (independent variables and control variables), and hypothesis generating ability (p<.05). Third, STEAM program proves effective in the career choice of the students. This program improves students' interest and perception of fields related to biology, technology, and engineering. These results show that the STEAM program using science inquiry skills is effective in finding science issues in life and raises interest and motivation in science. In conclusion, research results imply the necessity of development of STEAM program for gifted students using socio-science issues and this study can be a good model for the next research. The students will certainly make significant contributions in raising up excellent science inquiry talents to solve socio-scientific issues in the future and be expected to be a science literate person.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구의 필요성 및 목적 1
• 2. 연구문제 4
• 3. 연구의 제한점 5
• Ⅱ. 이론적 배경 6
• 1. STEAM 교육 이론적 배경 6
• 가. STEAM 교육의 배경 및 정의 6
• 나. STEAM 교육의 통합 유형 7
• 2. STEAM 교육프로그램의 개발 방향 10
• 가. STEAM 교육프로그램의 구성요소 10
• 나. STEAM 교육프로그램 단계 15
• 다. STEAM 교육프로그램 선행연구 18
• 3. STEAM 교육프로그램에서의 과학탐구능력 22
• 가. 과학탐구능력 (문제발견 능력과 가설설정 능력) 22
• 나. STEAM 교육과 과학탐구능력 24
• Ⅲ. 연구방법 25
• 1. 연구절차 25
• 가. STEAM 교육프로그램 개발 27
• 나. STEAM 교육프로그램 적용 27
• 다. STEAM 교육프로그램의 평가 30
• 2. 연구대상 34
• Ⅳ. 연구결과 35
• 1. 미생물 주제의 STEAM 교육프로그램 개발 35
• 가. STEAM 교육프로그램 차시별 내용 35
• 나. STEAM 교육프로그램 준거 37
• 2. 미생물 개념 인지 분석 38
• 가. 미생물 구조에 대한 선개념 조사 38
• 나. 미생물 개념에 대한 마인드 맵 사전․사후 분석 41
• 3. STEAM 교육프로그램의 과학탐구능력 효과 48
• 가. 과학탐구능력 분석 49
• 나. 과학탐구능력 사전․사후 변화도 54
• 다. 개념인지와 과학탐구능력과의 관계 54
• 4. 개념인지, 과학탐구능력과 자기조절학습능력 상호관계 분석 55
• 5. 진로선택에 대한 영향 57
• 가. 사회과학이슈에 대한 관심도 57
• 나. STEAM 교육과 진로 인식의 영향분석 58
• Ⅴ. 결론 및 제언 62
• 1. 결론 62
• 2. 제언 66
• 참고문헌 67
• 부 록 74
• 부록 1. STEAM 교육프로그램 개발 관련 연구논문 목록 74
• 부록 2. 과학탐구능력 사전평가 문항지 77
• 부록 3. 과학탐구능력에 대한 사전조사 결과 79
• 부록 4. 과학탐구능력에 대한 사후조사 결과 80
• 부록 5. 사전 및 사후 설문 문항지 81
• Abstract 82