블렌디드 노벨 엔지니어링이 창의적 문제해결력 향상에 미치는 영향

홍기천,이우진,유준희 대한산업경영학회 2021 산업융합연구 Vol.19 No.1

노벨 엔지니어링은 독서를 통하여 문제를 찾아내고, 이를 공학적인 방법으로 해결해보는 융합수업모형이다. 이제까 지의 노벨 엔지니어링 연구는 온전히 대면으로 진행되어왔다. 그러나 COVID-19 사태 이후를 대비하여 온라인과 오프라 인 수업을 병행한 블렌디드 러닝의 연구가 매우 필요하다. 그래서 본 연구에서는 블렌디드 노벨 엔지니어링 수업이 초등학 생들의 창의적 문제해결력 향상에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. 연구 결과, 이 수업이 자기 확신 및 독립성, 확산적 사고, 비판적 사고, 동기적 요소 요인에서 기존의 문제해결 프로젝트 수업보다 더 높은 효과가 있다는 것이 증명되었다. 이는 블렌디드 노벨 엔지니어링 수업이 2015 개정 교육과정에서 제시한 역량 중심 수업을 위해서 매우 효과적이라는 것을 의미한다. 이 연구로 인하여 코로나 이후 시대에 블렌디드 노벨 엔지니어링이 학교 현장에 확산되어 정착될 수 있기를 기대 한다. Novel Engineering(NE) is integrated learning model to figure out problems in a book and solve them with creative engineering process. NE has been performed on offline until now. We have to research blended learning projects for COVID-19 outbreak. In this paper, we are going to explore that blended NE is effective to creative problem solving ability. The results showed that blended NE is highly effective to all of four sub-elements; self conviction & independence, diffusion thinking, critical thinking and motivational element. This means that blended novel engineering class is effective to competence-centered class proposed in 2015 revised curriculum. We hope that the research is spread and settled into our school.

노벨엔지니어링을 활용한 초등학생 대상의 인공지능 교육프로그램

김주현 ( Kim Juhyun ),문성환 ( Moon Seonghwan ) 서울교육대학교 초등교육연구원 2021 한국초등교육 Vol.32 No.1

이 연구는 스토리텔링 기반의 독서와 공학을 융합한 노벨엔지니어링 교수법을 적용해 초등학교 4학년 학생들이 인공지능의 개념에 대해 보다 쉽고 재미있게 학습할 수 있는 프로그램을 개발하기 위하여 수행되었다. 학습자 요구 분석과 함께 2015 개정 실과 교육과정의 소프트웨어와 로봇 단원 그리고 이승철, 김태영(2020)이 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회에서 제시한 초등학생을 위한 인공지능 교육체계를 바탕으로 인공지능 교육프로그램의 내용 요소와 방법을 도출하였으며, 프로그램 내용에 적합한 도서를 3가지 기준(독자, 텍스트, 문제 상황)에 따라 학교 추천 도서, 전래동화 등에서 선정하여 프로그램을 개발하였다. 연구결과는 다음과 같다. 먼저 학습자 및 요구 분석을 통해 인공지능에 대한 아동의 인식을 살펴보면 인공지능과 관련된 경험은 높게 나타났지만 관심과 흥미도는 다소 떨어지는 것으로 나타났다. 그러나 대체로 인공지능에 대해 긍정적으로 인식하고 있었으며, 원하는 인공지능 수업 내용은 인공지능의 원리와 프로그래밍으로 조사되었고, 원하는 수업 형태는 실습과 놀이, 활동 중심의 수업으로 나타났다. 인공지능 교육에 대한 학습자의 요구 분석 내용과 교수·학습 내용 분석을 통하여 노벨엔지니어링을 활용한 인공지능 수업의 내용과 방법을 제안하였다. 인공지능 개념, 학습원리, 적용의 3가지 내용 요소를 선정하였고, 이 중 인공지능의 학습원리(지도학습, 비지도학습, 강화학습)에 대해 노벨엔지니어링 수업모델을 적용해 7회기(14차시) 분량의 프로그램을 개발하였다. 이 연구에서 개발한 프로그램은 인공지능 교육과 문제해결력 수업모델인 노벨엔지니어링의 융합을 시도했다는 측면에서 다양한 인공지능 교육프로그램 교수·학습 자료 개발을 위한 참고자료로 활용할 수 있을 것이다. The purpose of this study is to develop an AI(Artificial Intelligence) education program that are easy and fun to learn using Novel Engineering(NE) based on storytelling techniques for the fourth grade elementary school students. By checking children’s perception of AI through learner and demand survey, we confirmed the students’ needs in AI education. Then we extracted the content elements related to AI through analysis of the software and the robot unit in 2015 revision Practical Arts curriculum. Based on that, we proposed the content elements and methods of the AI education program, and then selected the appropriate books for the contents of the program from school recommended books and traditional fairy tales according to the three criteria(reader, text, problem). The results of this program are as follows. Through learner and demand analysis, we confirmed that students’ experience related to artificial intelligence was high, but the level of interest was low. However, the perception of AI was positive in general, and the contents of desired AI classes were the principles of AI, and programming of AI. Students also responded that they wanted an AI class focused on practice, play and activity. We proposed the content elements and methods of the AI education program by analyzing the contents in the software and the robot unit in 2015 revision Practical Arts curriculum. For the content elements of AI education program, the concept of AI, the principles of AI, and the application of AI were selected. Among them, we applied the Novel Engineering model to learn the principles of AI(Supervised Learning, Unsupervised Learning, Reinforcement Learning) and developed an AI education program for 7 sessions(14 lessons). This program could be used as a reference to the further development of AI teaching materials in terms of attempting to integrate AI education and problem-solving teaching model Novel Engineering.

노벨 엔지니어링이 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과

홍기천,이우진,김세민 대한산업경영학회 2020 산업융합연구 Vol.18 No.3

본 논문에서는 창의적 융합 수업 모형인 노벨 엔지니어링 수업이 초등학교 5학년 학생들의 창의적 문제해결력 향상에 미치는 효과에 대해서 기술한다. 이를 위해서 2019년 2학기에 초등학교 5학년 학생 90명을 대상으로 실험 집단과 통제 집단으로 나누어 수업이 진행되었다. 이 수업은 생태계와 상호작용이라는 핵심 개념을 중심으로 총 8차시 모둠별 프로젝트 형식으로 진행되었다. 수업은 5학년 국어, 과학, 실과 과목이 자연스럽게 융합되도록 설계하였으며, 수업 적용 후 사전 사후 창의적 문제해결 검사를 위해서 t-검정이 실시되었다. 실험 결과, 노벨 엔지니어링 수업이 창의적 문제해결력 4가지 하위 요소인 자기 확신 및 독립성, 확산적 사고, 비판적∙논리적 사고, 동기적 요소 모두에서 매우 큰 효과가 있다는 것을 알 수 있었다. 노벨 엔지니어링은 이제까지 연구되어왔던 다양한 문제해결력 패러다임을 융합한 수업 모형이다. 이 연구를 통해서 노벨 엔지니어링 수업이 미래를 이끌어 갈 우리 아이들의 다양한 역량을 키울 수 있는 좋은 수업 방법임이 증명되었다. 노벨 엔지니어링이 우리 아이들의 미래 교육을 선도하는 융합 교육과정 모형으로 자리 잡기를 기대한다. This paper describes the effects of Novel Engineering(NE) on improvement of creative problem-solving abilities. We performed two classes for control and experience group. They are all 5th grade students. Core concept of the NE lesson is ecosystem and interaction with 8 hours long. We designed a lesson able to integrate subjects like Korean, Science and Practical Arts. Then we performed pre-and-post t-test on creative problem-solving ability. The experimental results showed that NE lesson has a high effects on 4 sub-elements like self conviction and independence, diffusion thinking, critical thinking and motivational component. The research showed that NE class is a good teaching-learning method to cultivate various competencies for our children. NE is a convergence learning model integrating various problem-solving paradigms ever researched. Thus we expect that NE is a foundation for convergence curriculum model to lead our children to their future and get settled to all schools.

초등교사의 노벨 엔지니어링 기반 융합 수업 경험에 대한 현상학적 질적 연구

홍기천,김희숙,한소망 대한산업경영학회 2022 산업융합연구 Vol.20 No.2

In this paper, We analyze elementary school teachers' experiences of Novel Engineering classes with phenomenological qualitative research method. The purpose of this study is to find out why elementary school teachers were interested in Novel Engineering, to find out the pros and cons of the class and the possibility of convergence classes. At first elementary teachers who participated in the study conducted a theme-based ecological sensitivity classes with Novel Engineering in the second semester of 2021. Then we conducted interview with teacher's student observation and the teacher's reflection. As a result of interview analysis, 4 components and 13 sub-components were derived. The derived components are learning from mistakes, recognition of the importance of class research, creativity in the making process, and high integration of Novel Engineering and existing subjects. Based on these results, What this research suggests is the expansion of administrative and financial support for teachers' autonomous class research and convergence classes such as Novel Engineering. 본 연구에서는 초등교사의 노벨 엔지니어링 수업에 대한 경험을 현상학적 질적 연구 방법으로 분석하였다. 본 연구의 목적은 초등교사가 어떤 이유로 노벨 엔지니어링에 관심을 가졌는지를 알아보고, 이 수업이 가지는 장단점들과 융합 수업 모형으로서의 확산 가능성을 알아보는 것이다. 이를 위해서 연구 참여자인 4명의 초등교사는 2021년도 2학기에 교육과정 재구성을 통하여 노벨 엔지니어링 기반 주제 중심 생태감수성 수업을 진행하였다. 이후 본 연구자는 4명의 교사를 대상으로 면담을 실시하였다. 면담 분석 결과, 13개의 하위 구성 요소와 4개의 구성요소가 도출되었다. 도출된 구성요소는 실수로부터 배움, 수업 연구에 대한 중요성 인식, 창작물 제작 과정을 통한 아이들의 창의성 발현, 노벨 엔지니어링과 기존 교과목과의 높은 연계 가능성이다. 이 연구의 시사점은 교사의 자율적인 수업 연구를 위한 교육현장의 분위기 확산, 교사의 교과와 실제를 융합하는 비교과 교육과정 개발 역량 함양, 그리고 노벨 엔지니어링과 같은 실용적인 수업 모형 개발에 관한 연수 프로그램 확대이다.

초등학생의 환경태도 함양을 위한 노벨엔지니어링 활용 메이커교육 프로그램 개발

성혜경,문성환 에너지기후변화교육학회 2022 에너지기후변화교육 Vol.12 No.3

이 연구는 초등학생의 환경태도 함양을 위한 노벨엔지니어링 활용 메이커교육 프로그램을 개발하고, 개발한 메이커교육 프로그램이 초등학생의 환경태도 함양에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행하였다. 이를 위해 실과 교육과정 분석을 통해 환경태도 함양과 관련된 내용 요소를 추출하고 학습 주제를 선정하였으며, 선정된 주제에 대해 노벨엔지니어링 교수법을 토대로 6회기(9차시) 분량의 프로그램을 개발하였다. 개발한 프로그램이 초등학생의 환경태도 함양에 미치는 효과를 검증하기 위하여 초등학교 5학년 학생 82명을 대상으로 프로그램을 적용하였으며, 검사도구로는 환경보존태도와 환경활용태도로 구성된 검사지를 사용하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생의 환경태도 신장을 위한 6회기(9차시) 분량의 노벨엔지니어링 메이커 교육프로그램을 개발하였다. 둘째, 실험집단과 통제집단의 환경태도 사전⋅사후검사 결과를 비교해보면 실험집단의 환경보존태도는 통계적으로 p < 0.01 수준에서 유의하게 높았으며(t=2.46, df=80, p=0.0081), 환경활용태도는 통계적으로 p < 0.05 수준에서 유의하게 높게 나왔다(t=1.74, df=80, p=0.0431). 이를 통해 초등학생의 환경태도 함양을 위한 노벨엔지니어링 활용 메이커교육프로그램은 초등학생의 환경태도 함양에 효과적인 방법이 될 수 있음을 확인할 수 있었다. 이 연구결과는 추후 초등학생을 대상으로 하는 환경교육을 실시함에 있어 노벨엔지니어링 교수법을 활용한 메이커교육 프로그램 개발 시 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

예비 교사 대상 인공지능 융합 교양교과목을 위한 노벨 엔지니어링의 교육적 효과

김지윤,김귀훈 한국정보교육학회 2022 정보교육학회논문지 Vol.26 No.6

In this paper, a novel-engineering-based artificial intelligence liberal arts course is proposed and its effectiveness is evaluated with an emphasis on creativity confluence competency for elementary and middle school pre-service teachers in various majors. Constructing directions such as “considering the characteristics of non-major learners” and “drawing convergence with majors” were derived by analyzing related prior research, and its relationship with Novel Engineering was presented as an appropriate educational method. As a result of 45 hours of artificial intelligence education convergence liberal arts course, a statistically significant improvement in creativity confluence competency and high satisfaction were established. This study is significant because it supported the idea that novel engineering might be used as a pre-service teacher education strategy for artificial intelligence convergence education. 본 논문에서는 다양한 전공의 초 중등 예비 교사를 대상으로 하는 인공지능 융합 교양교과목 운영을 위한 방법론으로 노벨 엔지니어링의 가능성을 제안하고 교육적 효과성을 창의융합역량을 중심으로 검증하였다. 이를 위하여 선행연구를 분석하여 ‘비전공자인 학습자의 특성 고려’, ‘전공과의 융합 유도’라는 내용 구성의 방향을 도출하고, 이에 적합한 교육 방법으로 노벨 엔지니어링과의 연계성을 제시하였다. 45차시 분량의 노벨 엔지니어링 활용 인공지능 융합교육 교양교과목의 내용을 구성하고 예비 교사들에게 미치는 교육적 효과를 확인한 결과, 창의융합역량에 대한 통계적으로 유의미한 향상과 함께 높은 만족도도 확인되었다. 본 연구는 인공지능 융합교육을 위한 예비 교사 교육방법으로 노벨 엔지니어링의 가능성을 확인하였다는 점에서 의미가 있다. 후속 연구로는 노벨 엔지니어링 기반 인공지능 융합교육에 대한 지속적 연구, 예비 교사 대상의 인공지능 교양교과목 개발 및 효과성 측정이 제안되었다.

노벨 엔지니어링 기반 음악과와 타교과의 통합수업안 개발 및 효과

홍기천,최은아 한국음악교육공학회 2024 음악교육공학 Vol.- No.58

본 연구는 노벨 엔지니어링에 기반하여 음악과와 타교과의 통합수업방안을 개발하고 효과를 검증하는 것에 목적을 두었다. 이를 위하여 노벨 엔지니어링의 개념과 수업 모형을 고찰하고, 음악과와 도덕·미술·국어·실과를 통합하여 총 8차시의 수업안을 개발하였다. 본 연구를 통해 개발한 수업안은 전라북도 소재 초등학교 5~6학년 30명의 학생을 대상으로 4명의 초등 교사가 수업에 적용하였으며, 수업을 실행한 교사들과의 심층 면담 자료를 수집하여 효과를 분석하였다. 분석 결과, 교사 측면에서는 소프트웨어교육과 음악교육의 의미있는 연계, 학생 참여도를 높이는 수업 전략, 다양한 수업 교구 및 자료의 활용에서, 학생 측면에서는 문제 해결력과 집중도, 창의적 메이킹, 공감 능력, 주도성에서 긍정적인 효과가 있음을 확인하였다. 이는 노벨 엔지니어링이 음악과와 타교과의 통합수업에 유용한 전략이 될 수 있음을 시사한다.

SW융합 기반 노벨엔지니어링(NE)이 읽기동기와 학습몰입에 미치는 효과

김태령(Kim, Tae-Ryeong),한선관(Han, Sun-Gwan) 경인교육대학교 교육연구원 2021 교육논총 Vol.41 No.2

본 연구는 SW 융합과 독서 교육으로부터 시작한 노벨 엔지니어링을 결합한 프로그램의 효과에 관한 분석 연구이다. 2015 개정 교육과정에서는 인문학적 상상력과 과학기술 창조력을 가진 창의융합형 인재를 기르고자 하고 있다. 따라서 이러한 목표에 알맞은 SW 융합 기반 노벨 엔지니어링 프로그램을 개발하고, 이를 적용하여 읽기 동기(MRQ)와 학습 몰입에 미치는 효과를 알아보고자 한다. ANCOVA 분석 결과, 읽기 동기는 평균이 전체적으로 상승하였으며, 총 11가지 영역 중 읽기 효능감, 읽기 도전, 읽기 호기심, 읽기 인정, 읽기 성적의 5가지 영역에서 유의미하게 긍정적인 변화가 있었음을 확인할 수 있었다. 반면, 읽기 과업 회피 항목에서는 독서에 대한 SW 융합 활동에 대한 부담으로 평균이 하락하였다. 학습몰입은 총 5가지 영역 중 자기목적적 경험, 자의식의 상실 2가지 영역에서 유의미하게 평균이 상승하였다. 과제와 능력의 균형 영역에서는 평균의 하락이 있었는데, 이 역시 창작품 만들기 내 프로그래밍 활동이 학생들에게 어려움을 주었다. 연구에서의 통찰을 보완한 SW 융합 노벨 엔지니어링 활동을 통해 미래에 맞는 인재를 기를 수 있을 것이라 기대한다. This is an analytical study on the program s effectiveness that combines SW fusion and Nobel engineering, starting with reading education. The 2015 revised curriculum aims to cultivate creative convergence talents with humanistic imagination and science and technology creativity. Therefore, we would like to develop an SW STEAM-based novel engineering program suitable for this goal and apply it to determine the effect on reading motivation (MRQ) and learning immersion. As a result of the ANCOVA analysis, the average reading motivation increased as a whole. It was confirmed that there were significant positive changes in five areas: reading efficacy, reading challenge, reading curiosity, reading recognition, and reading grade, among a total of 11 domains. On the contrary, in the category of avoiding reading tasks, the average declined due to the burden of SW fusion activities for reading. The average learning immersion increased significantly in the two areas of self-purpose experience and less self-consciousness among a total of 5 areas. There was a decline in the average in the area of balance between assignments and skills, which also made it difficult for students to have programming activities within the creation of creative works. We expect that we will be able to cultivate talented people for the future through SW STEAM s novel engineering activities that complement the insights through research.

디지털 프로토타이핑 툴을 이용한 노벨 엔지니어링 수업의 효과

송해남,김태령 한국인공지능교육학회 2023 인공지능연구 논문지 Vol.4 No.3

이 연구는 노벨 엔지니어링(NE)을 기반으로 한 디지털스토리텔링과 프로토타이핑을 통해 학생들의 디지털 리터러시를 향상시키 는 것에 관한 것이다. 디지털 프로토타이핑 툴을 활용한 노벨 엔지니어링(이하 NE) 수업을 경기도 Y 초등학교 5~6학년 학생 86명에 게 적용하였으며, 수업 전후로 디지털 리터러시의 변화를 측정하였다. 연구 결과로 디지털 프로토타이핑 툴을 이용한 NE 수업이 학생들의 디지털 리터러시를 유의미하게 향상시켰다. 특히 '디지털 사회 인식 및 문제 해결', '협업', '콘텐츠 창작', '공유', '정보보호 및 윤리' 등의 영역에서 긍정적인 변화가 관찰되었다. 이 연구는 디지털 리터러시 향상을 위한 NE 프로그램의 효과를 입증함으로 써, 디지털 시대에 다양한 디지털 문제 상황을 포함하여 초등 교육에서 디지털 융합 교육의 저변을 확대할 수 있음을 시사한다. 이 연구를 통해 미래 사회에 대응하는 디지털 리터러시 교육의 중요성을 알리고, 효과적인 교육 방법론 개발에 기여할 수 있는 기초 자료로 기능하고자 한다. This study is about improving students' digital literacy through digital storytelling and prototyping based on Novel Engineering (NE). A Novel Engineering (NE) lesson using digital prototyping tools was applied to 86 students in grades 5 and 6 at Y Elementary School in Gyeonggi-do, Korea, and changes in digital literacy were measured before and after the lesson. The results showed that the NE class using digital prototyping tools significantly improved students' digital literacy, especially in the areas of 'digital society awareness and problem solving', 'collaboration', 'content creation', 'share', and 'information protection and ethics'. By demonstrating the effectiveness of the NE program in improving digital literacy, this study suggests that digital STEAM education in primary education can be expanded to include various digital problem situations in the digital age. Through this study, we hope to raise awareness of the importance of digital literacy education in response to the future society and to serve as a basis for contributing to the development of effective educational methodologies.

초등학생의 학습 몰입도를 높이기 위한 노벨엔지니어링 기반 컴퓨터 교육 프로그램 개발

양현모(Hyun-Mo Yang),김태영(Tae-young Kim) 한국컴퓨터교육학회 2020 한국컴퓨터교육학회 학술발표대회논문집 Vol.24 No.2(A)

하나의 트랜드가 된 4차 산업혁명과 미래 교육의 흐름에 맞게 소프트웨어 교육에 대한 관심은 점차 커지고 있다. 교육부에서는 시대의 흐름에 맞는 미래교육의 방법으로 컴퓨터 교육을 제시하고 있으며 창의융합인재 육성이라는 목표를 달성하기 위해 다양한 교육 프로그램이 개발되고 있다. 미래의 인재상은 여러 능력의 조화로운 융합과 창의적인 문제해결력을 달성하기 위함으로 융합 수업 모델이 필요하다. 노벨엔지니어링은 이에 강점이 있는 수업 모델로써 학생들에게 자연스러운 수업 몰입과 함께 창의적 문제해결력을 증진시킬 수 있는 창의융합 수업 모델이다. 전통적인 수업과 달리 학습 몰입도를 향상시킨 컴퓨터 교육은 뛰어난 교육적 효과를 기대할 수 있다. 인문학과 공학의 융합이라는 노벨엔지니어링 모델을 활용하여 즐겁게 학습에 몰입하여 쉽게 목표를 달성할 수 있게 하고, 창의적인 문제해결력을 기를 수 있는 기반을 다지는 프로그램을 개발한다. 컴퓨터 교육에 어려움을 느끼거나 전공자가 아니더라도 쉽게 이해하고 따라할 수 있는 교수학습방법에 대한 방안을 살펴보았다.