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STEAM이란 선진국에서 먼저 시작한 STEM에 예술을 융합시켜 창의적 사고를 증진하도록 의도된 다 학문적 교육 프로그램이다. STEAM은 다양한 학문들을 융합하고 연결하는 교육적인 활동들을 통해 학생들의 창의성을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 로봇을 활용하여 과학, 기술, 수학, 미술, 음악의 STEAM 교육요소를 융합하였고 다음에 보다 흥미 있고 효과적인 방법으로 학생들의 창의성과 인성(협동과 의사소통에 초점)을 키우는 STEAM 기반 프로그래밍교육 프로그램을 개발하였다. 개발된 교육프로그램을 활용하여 서울소재 초등학교 6학년 학생들을 대상으로 수업을 진행하였다. 실험의 결과로 대부분의 학생들이 STEAM 기반 프로그래밍 교육과정에 참여한 후에 창의성과 인성부분에서 향상되는 결과를 보여주었다.

STEAM is a multidisciplinary education program which intended to promote creative thinking by combining studies in the arts and STEM(Science, Technology, Engineer, Mathematics) fields. STEAM education can bring out creativities in students through educational activities of integrating and combining diverse studies. In this research, we integrated the educational elements of science, technology, engineering, mathematics, and arts using robots and then developed an educational program that raises the creative and character (focused on collaboration and communication) of students in a more fun and effective way. Using our developed educational program, we taught 6th grade students of an elementary school located in Seoul. As the result, most of students were found to be enhanced in their creativity and character after participating in the STEAM-based programming education course.

최근 3D 프린팅의 영향력에 대한 관심의 증가와 3D 프린터의 저가 공급으로 인해 가까운 장래에 공교육 현장에도 3D 프린터가 교육 기자재로 도입될 것이다. 미래창조과학부와 산업통상자원부 합동으로 3D 프린팅 산업 발전 전략을 마련하여 초⋅중등의 교육과정에 3D 프린팅 개념 이해와 실습 내용을 포함한 시범 교육을 수행하도록 하고 있다. 그러나 교육 현장에 3D 프린터가 도입될 것이라고 하지만 이에 대응하기 위한 교육 내용과 방법에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 3D 프린터를 사용하기 위해 선결 능력인 3D 모델링 능력을 위한 다양한 3D 모델링 소프트웨어를 분석하고 이를 초등교과에 도입할 수 있도록 창의적 디자인 모델(creative design spiral)에 기반한 교육 프로그램을 고안하고 적용하였다.

A recent increase of interests on the influence of 3D printing and low prices of 3D printers makes a high possibility of 3D printer adoption as a educational equipment in public education settings. The Ministry of Science, ICT and Future Planning and Ministry of Trade, Industry and Energy proposed ‘3D printing industry development strategies’, and had pilot schools to include understanding of 3D printing concepts and practices in the primary, secondary and high schools’ curriculum. However, even if 3D printers were provided in educational settings, the research on educational content and methods to properly react to this change is very limited. Therefore, this study reviewed various 3D modeling software because a modeling skill is a prerequisite skill to use 3D printers, and proposed a creative design spiral based teaching content that can be incorporated in elementary school contexts.

본 연구에서는 전통적인 뒤집힌 교수학습모형의 단점을 보완하기 위해 스마트 교실에서 디지털교과서를 활용하는 방안을 제시하고, 그것을 체계화하여 PATROL 모형을 개발하였다. 첫째, 계획단계(Planning)는 교사가 앞으로 진행할 수업을 설계한다. 둘째, 실행단계(Action)는 학생들이 가정에서 디지털교과서를 활용하여 자율적인 온라인학습과 과제를 수행한다. 셋째, 추적단계(Tracking)는 디지털교과서가 실행단계의 활동 상황이나 결과물을 분석한다. 넷째, 추천단계(Recommending)는 디지털교과서가 데이터 분석 결과를 토대로 교사에게 교실 수업 활동을 제안한다. 다섯째, 요구단계(Ordering)는 학생들이 교실 수업 중에 필요한 자료를 요청한다. 여섯째, 안내단계(Leading)는 교사가 학생들의 학습 활동을 관찰하여 수준별 자료를 제공한다. PATROL 모형을 2개 학교에 시범 운영한 결과, 학생의 주도적 발언이 많아졌고, 전체 활동보다는 모둠활동이나 개별활동이 활발하게 이루어졌으며, 교사의 궤간 순시하는 시간이 증가하여 긍정적인 결과를 나타냈다.

In this study, we developed the PATROL teaching and learning model by using digital textbooks in Smart Classrooms to correct the disadvantages of Flipped Classrooms. PATROL is an acronym for Planning, Action, Tracking, Recommending, Ordering, and Leading. In the Planning phase, teachers should make a lesson plan. Next, students take Action by watching online contents and completing assignments in their digital textbook. After that, Tracking is needed to analyze the students’ activities and the results. Then, Recommending is used to provide suggested instructional activities to teachers based on that analysis. Next, Ordering requires that students request new materials for class activities. Finally, Leading allows teachers to provide materials at the appropriate level to their students based on the students’ learning activities. Applying the PATROL model at two elementary

본 연구는 학부모를 대상으로 초등 SW교육의 필요성에 대한 인식에 관한 내용이다. 일반 학부모 273명과 SW관련 행사에 참여한 74명의 학부모들에게 설문을 실시하여 학부모가 인식하는 SW교육의 필요성에 대해 분석하였다. 분석 결과 학부모 모두 SW교육 정책과 초등 SW교과의 필요성에 대해 긍정적이었다. 특히, SW관련 행사에 참여한 학부모들이 참여 경험이 없는 학부모보다 SW교육에 대해 더욱 긍정적으로 생각하였다. 또한 참여 경험이 없는 학부모들도 SW관련 행사가 초등 SW교육의 필요성의 인식 제고에 긍정적 영향을 주는 전략으로 분석되었다. 연구결과 SW교육을 초등정규교과에 포함시키기 위해서 학부모를 대상으로 다양한 소프트웨어 관련 행사를 다양하게 실시하고 대국민 홍보를 위한 노력이 필요함을 알 수 있었다.

This study is conducted to analyze the parents’ perceptions of policy and needs of the elementary SW education. We surveyed in targeting 273 parents who did not participate living in big and small cities and 74 parents participated in the SW-related event. And we analyzed the differences in policy and the need of the SW education of the groups. Analysis showed that parents who participated in the SW-related events were considered to be positive about education than parents who non-participated in the SW-related events. They who participated in the SW-related events also recognized that the SW education needs for the child’ s future. Based on these results, in order to include the SW education in formal education curriculum in elementary education, we have to conduct a variety of SW-related events aimed at parents. And we could see the effort required for the promotion of the general public people.

최신 정보통신기술의 발전과 더불어 스마트기기의 보급은 사회 전반에 영향을 미치고 있으며, 교육현장에서도 스마트기기를 이용한 디지털교과서의 활용 교육과 같은 스마트교육 환경의 확산이 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 초등학생의 비판적 사고력 및 문제해결력을 신장시키기 위해 디지털교과서 활용 4L-ACC 활동을 초등학교 3학년 사회과 수업에서 적용하고 디지털교과서 활용 수업과 일반적인 사회과 수업이 비판적 사고력 및 문제해결력에 미치는 영향을 각각 비교, 분석하였다. 그 결과, 일반적인 사회과 수업보다 디지털교과서 활용 4L-ACC 활동을 실시한 사회과 수업에서 초등학생들의 문제이해, 비판적사고, 해결방안적용, 반성적 사고 등 비판적 사고력 및 문제해결력의 모든 하위 영역이 신장되었다. 이는 디지털교과서 활용 수업이 학생들의 문제이해, 비판적사고, 해결방안적용, 반성적 사고 등의 역량을 키우며, 이를 종합하여 비판적 사고력 및 문제해결력을 향상시켜 준다고 볼 수 있다.

The dissemination of smart appliances, along with the development of the latest information and communication technology has an effect on society. Their application can be seen in the smart learning environment, by use of digital textbooks with smart devices in the classroom. Hence in this study, the 4L-ACC activity using digital textbooks was applied in the third grade social studies class to improve critical thinking and problem solving skills of elementary school students. This study compared and analyzed the impact in critical thinking and problem-solving skills using digital textbooks versus standard social studies classes. As a result, in social studies classes that used the 4L-ACC activity compared to common social studies classes, elementary student’s problem understanding, critical thinking, problem resolution, reflective thinking, and all lower areas of critical thinking and problem-solving were improved. In conclusion, using digital textbooks enhance student’s ability to think critically and problem solve. This should provide learners a more comprehensive learning experience and therefore be integrated into more education environment.

본 연구는 수도권의 스마트교육 및 디지털교과서 연구학교 학생을 대상으로 학습자 역량의 효과성 분석을 실시하였다. 분석한 결과, 학습자 역량인 창의력, 문제해결력, 의사소통능력, 협업능력, 정보활용능력, 자기주도학습의 전 영역에서 2년차 연구학교 학생들이 1년차 학생들보다 역량을 높이 평가하였다. 둘째, 도시학생들이 농산어촌 학생들의 평균이 높고 통계적으로 유의미하여 도시 학생들이 농산어촌의 학생들보다 학습자역량의 인식이 높은 것으로 나타났다. 셋째, 학교급별은 초등학교와 중학교 간에서는 차이가 나타나지 않았으나 고등학교와는 통계적으로 차이가 나타났다.

In this study, we research an analysis of learner competency with students in 16 smart education research schools. The result of analysis, 2-year students showed a highly regarded competences which are the learner competencies in all areas than 1-year students. And the urban students was higher than rural students. This means that urban students have higher awareness of the learner competencies than rural students. Lastly, in a comprehensive analysis of each school year, the statistical differences between elementary and middle school did not appear. However, in the elementary, middle and high school between the difference was statistically.

본 연구는 2009 개정 교육과정 중심의 정규교과에 활용 가능한 수학⋅과학 스마트 교육용 콘텐츠 410개와 콘텐츠 활용가이드북 및 이를 서비스할 수 있는 플랫폼을 개발하였다. 이를 위해 수학⋅과학 관련 콘텐츠 분석 및 농산어촌 수학⋅과학교사 사전 설문조사⋅분석, 2009 개정 교육과정 분석을 기반으로 학년별/과목별 20개 주제를 선정하여 수학 210개, 과학 200개 총 410개 개발주제 및 내용 등을 선정하였다. 선정된 주제목록 및 구현방안은 교과별 관련 전문가 검토를 통해 타당도 검증을 실시하였으며, 검토의견을 반영하여 최종 수정 후 스토리보드 및 콘텐츠를 설계 및 개발하였다. 이를 창의과학교실 및 농산어촌 학교를 선정하여 시범 적용한 후 적용 결과를 분석하여 콘텐츠 개발 방향을 정립하였으며, 전문가 검토를 실시하여 수정 보완 후 최종 플랫폼에 탑재하여 오픈하였다. 도⋅농간 학력격차가 큰 수학⋅과학 학습에 ICT를 활용할 수 있도록 스마트 교육용 콘텐츠를 개발, 보급함으로써 농산어촌 학습 환경개선 및 농산어촌 학생들의 자기주도적 학습력 신장에 도움이 될 것으로 기대한다.

In this study, we developed 410 smart learning contents for mathematics and science that can be used in 2009 revised curriculum with its guidebook on the utilization of the contents and the platform to provide the service. For this, 410 development topics and contents were selected based on the analysis of contents related to mathematics and science, the pre-investigation and analysis of mathematics and science teachers in agricultural, mountain and fishing villages and the analysis of the 2009 revised curriculum. The validity verification of the selected subject list and implementation plan was implemented through the reviews by experts in each subject and the storyboard was designed by reflecting the examination opinion after the final revision. Development directions of the contents were set after analyzing the application result of contents from classroom for creativity and science and selected schools in agricultural, mountain and fishing villages for demonstration, and opened the platform after the revision and supplement of the expert. It is expected to elevate students’ self-directed learning abilities in agricultural, mountain and fishing villages by developing and extending smart learning contents to use ICT in Mathematics and science education, which are high in urbanrural academic disparity.

본 연구에서는 스크래치 프로그래밍 수업이 초등예비교사에게 미치는 영향을 컴퓨팅 사고력과 블룸의 텍사노미를 활용한 인지적 평가를 통해 확인하고자 하였다. 이를 위해 한 학기 동안 스크래치 프로그래밍 수업을 진행하고 예비교사의 객관적인 프로그래밍 능력을 평가하기 위해 인지적 평가 문항을 블룸의 텍사노미를 기반하여 측정하였다. 또한 초등예비교사들의 컴퓨팅 사고(Computational Thinking) 개념, 수행, 관점에 초점을 둔 설문을 실시하는 한편 팀프로젝트를 가지고 산출물 기반 인터뷰(Artifact-based Interview)를 실시하고 팀프로그래밍 경험을 정성적으로 분석하였다. 본 연구는 프로그래밍 수업을 통한 예비교사의 컴퓨팅 사고를 양적 및 질적으로 보다 포괄적으로 평가하였다는 점에서 의미가 있다. 또한 프로그래밍 능력을 블룸의 텍사노미 체계에 의해 객관적으로 평가해 봄으로써 향후 예비교사 프로그래밍 수업 설계에 대한 평가 측면의 시사점을 제시하고 있다.

The goal of this study is to assess the effects of Scratch programming classes on preservice teachers by using computational thinking and cognitive evaluations based on Bloom’s taxonomy. To pursue this research goal we measured preservice teachers’ programming skills using cognitive evaluation items based on Bloom’s taxonomy after preservice teachers took one-semester Scratch programming course. In addition, a survey focused on computational thinking (CT) concepts, CT practices, and CT perspectives was conducted. We also conducted artifact-based interviews to unpack preservice teachers’ experiences of working on team projects and analyzed their experiences qualitatively. The results of this study are meaningful because we assessed preservice teachers’ experiences comprehensively with both quantitative and qualitative methods. In addition, this study provides us with implications for evaluation perspectives in designing programming courses for preservice teachers by adopting Bloom’s taxonomy scheme.

21세기 지식 정보화 사회에서 학생들의 ICT 능력이 꼭 필요한 도구이다. 그래서 OECD PISA에서 학생들의 ICT 능력을 3년 주기로 조사하여 국가별로 비교하고 있다. 그 결과를 학교 교육에 반영하기를 기대하고 있다. 본 연구에서는 2009년과 2012년 PISA ICT 통계자료를 분석한다. 분석 항목은 다음과 같다. 학생들이 가정에서 또는 학교에서 학생들이 ICT 도구들을 이용할 수 있는 것과 학교에서 ICT 도구들을 어떻게 사용하고 있는가이다. 분석 도구는 평균값의 비율을 비교하는 방법을 채택하였다. 분석 결과는 2008년에는 학교에서 ICT 접근성은 5개 항목이 5개의 그룹별로 골고루 있었지만 2012년에는 5개의 항목 모두 매우 낮은 그룹이다. ICT 도구를 수업 등에 활용하는 것은 2009년도에 8개의 항목 중 한 개를 제외하고 최하위 그룹이었고 2012년도에는 8개 항목 모두 최하위 그룹이다. 우리나라는 2009년보다 2012년에 ICT 지표가 매우 떨어졌다.

In the 21st century knowledge and information society, students’ ICT skills is a necessary tool. So, the OECD PISA survey and compares students’ ICT skills across OECD countries by every three years. As a result, we are looking forward to reflecting on education. In this study, I analyzed the 2009 and 2012 PISA ICT statistics. Analysis items are as follows. Is any of these devices available for students to use at home or at school? How often do students use a computer for following activities at school? Analysis tools adopted a method to compare the ratios of the average. The results are as follows. In 2008, five items of availability of ICT at schools were evenly by five groups In 2012, all five items is very low group. Except for one of the eight items of use of ICT at school, and all items are the lowest group. In 2012, all eight items are the lowest group. Korea ICT indicators have been very down in 2012 than in 2009.

2019학년도부터 초등학교에서 소프트웨어 교육이 실시될 예정이다. 초등학교 소프트웨어 교육의 주된 내용 중의 하나는 학생들이 프로그래밍을 체험하는 것이다. 프로그래밍에 대하여 관심을 보이는 학생들에게는 보다 높은 수준의 프로그래밍 교육이 필요하며 동아리 활동을 통하여 시행할 수 있다. 그러나 초등학교에서의 동아리 활동을 위한 프로그래밍 교재는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 초등학교의 동아리 활동을 위한 프로그래밍 교재를 개발하였다. 따라 하기 형태의 매뉴얼 방식을 지양하고 학생들이 문제를 이해하고, 문제 분할 및 추상화 과정을 따라 설계하며 이를 프로그램으로 작성할 수 있도록 하여 자연스럽게 Computational Thinking 능력을 배양하도록 하였으며 시범 수업을 통하여 개발한 교재가 초등학생들에게 적절한 내용과 수준임을 입증하였다. 따라서 본 연구에서 제시하는 교재 집필 방법들이 초등학교의 소프트웨어 교육에 기여할 것으로 기대한다.

The software education to elementary students will be conducted from 2019. One of highlights of software education is a programming experience. It requires a higher level of programming education to students that are interested in programming. This problem can be solved by the club activities. But the materials for programming education for elementary students is not much. Therefore, we developed a programming material for club activities of the elementary school. We did not develop it as a programming manual. The students can understand a problem, can design through decomposition and abstraction processes, and can write a program when they are learning with this material. As a result, we expect that they can enhance their computational thinking abilities. We proved that our material is suitable for elementary students through a demonstration class. Therefore, we expect that our development methodologies for the material for programming education will contribute to develop a material for programming education.

2014년부터 사회와 과학 과목에 대한 디지털교과서가 개발되어 초등학교와 중학교에 시범 적용되어지고 있다. 이에 대해 일부에서는 디지털교과서 사용에 따른 학생들의 인터넷 중독 가속화를 우려하고 있다. 그러나 아직까지 충분한 연구가 진행되지 않아 디지털교과서의 사용이 학생들의 인터넷 중독을 가속화시키는지를 파악할 수 없는 형편이다. 이에 본 논문에서는 디지털교과서의 사용이 학생들의 인터넷 중독에 영향을 미치는지를 조사 분석하였다. 그 결과, 디지털교과서를 사용하지 않는 집단에서 디지털교과서를 사용하는 집단보다 인터넷 중독 잠재적 위험 사용자군이 약 1.9배 높은 것으로 나타났으나 두 집단 간의 교차분석을 실시한 결과 95% 신뢰수준에서 유의미하지 않은 것으로 나타났다. 결국 디지털교과서의 사용이 학생들의 인터넷 중독에 영향을 미쳤다고 보기는 어렵다고 볼 수 있으며, 학생들의 인터넷 중독은 인터넷 사용의 시간과 빈도보다는 어떤 환경 하에서 사용하게 되는지에 더 큰 영향을 받을 수 있다고 추측되어졌다.

Society and science digital textbooks were developed in 2014. That have been using in some elementary and middle school. But some people worry about the internet addiction of student accelerated by using digital textbook. However I didn’t agree that, because studies about that had not been performed enough. So I analyzed effect of internet addiction by using digital textbook. As a result, Internet addicted students at class to be not using digital textbook are twice as many as Internet addicted students at class to be using digital textbook. But the difference between two groups do not means according to cross analysis. Therefore, I can’t conclude that using digital textbook have an adverse effect on internet addiction.