Earticle

This study presents an out-of-school problem-solving lesson we designed for American Indian students using a culturally relevant STEM topic. The lesson was titled “Shelter Design for Severe Weather Conditions.” This shelter design lesson was developed based on an engineering design allowing us to integrate STEM topics within a traditional indigenous house-building context. This problem context was used to encourage students to apply their prior knowledge, experience, and community/cultural practice to solve problems. We implemented the lesson at a summer program on an American Indian reservation. Using the lesson, this study explores how American Indian students use cultural knowledge and experience to solve a STEM problem. We collected student data through pre- and post-STEM content knowledge tests, drawings and explanations of shelter models on the students’ group worksheets, and classroom observations. We used interpretive and inductive methods to analyze the data. This study demonstrates that our culturally relevant, STEM problem-solving lesson helped the American Indian students solve a complex, real-world problem. This study examines how students’ prior experiences and cultural knowledge affect their problem-solving strategies. Our findings have implications for further research on designing problem-solving lessons with culturally relevant STEM topics for students from historically marginalized populations.

이 연구는 융합인재교육(STEAM)프로그램을 중 학생들에게 적용하였을 때 논리적사고력에 미치는 영향을 조사하기 위한 것이다. 따라서, 융합인재교 육(STEAM) 프로그램의 준거 틀인 상황제시, 창의 적 설계, 감성적 체험의 수업절차에 따라, 융합인재 교육(STEAM) 선행연구를 통해 프로그램을 개발하 였다. 융합인재교육(STEAM)프로그램이 전체적으 로 논리적사고력 향상을 확인하기 위해 중학생 2학 년 47명을 무선표집하여 4주 동안 6차시의 수업을 실시하였다. 융합인재교육(STEAM)프로그램 실시 후 인지단계에서는 변화가 거의 없었으나 논리적 사고력이 향상되었고 특히 보존논리, 조합논리에서 효과적인 것으로 나타났다.(p<0.5)

The purpose of this study is to investigate the impact of logical thinking when applying STEAM program for middle school students. Therefore, you're creative, framework governing the conditions and be present, creative design of the emotional experience of class under the procedures of the program from a program by previous studies. STEAM improve program is entirely logical thinking to determine that 47 2nd grade in middle school student radio sampling four weeks, six round of poetry classes. Awareness stage after the program STEAM improved but there was little change in logical thinking and appears to be effective, particularly in conservation, combined logic.(p<0.05)

이 연구의 목적은 중등과학 예비교사들의 조석 개념에 대한 오개념을 조사하고, 오개념을 과학개 념으로 변화시킬 수 있는 학습모듈을 개발하여 개 념변화에 미치는 학습모듈의 효과를 검사하는 것 이다. 이에 연구자는 연구의 목적을 달성하기 위해 조석 개념 검사지와 인지갈등 전략을 적용한 조석 개념 학습모듈을 개발하여 적용하였다. 연구대상은 G 광역시에 소재한 사범대학 과학교육 전공 1학년 학생 40명을 대상으로 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 중등과학 예비교사들은 조석 현상에 대 하여 다양한 오개념을 갖고 있었다. 둘째, 개발한 학습모듈은 중등과학 예비교사들의 조석에 대한 오개념을 과학개념으로 변화시키는데 효과적이었 다. 그러나 일부 학생들은 모듈의 학습 후에도 조석에 대한 오개념을 갖고 있었다. 그중 대표적인 오개념은 지구와 달이 공통질량 중심을 회전 중심 으로 공전할 때 발생하는 원심력을 지구 자전에 의 한 원심력과 구별하지 못하는 것과 지구가 공통질 량 중심을 회전 중심으로 공전하는 동안 지구의 자 전을 고려하지 않아야 한다는 사실을 알지 못하는 것이었다.

The purpose of this study was to investigate secondary pre-service science teachers' misconceptions of tide and to develop a learning module that can change misconceptions into scientific concepts and to examine the effect of the learning module for conceptual change. In order to achieve the purpose of the study, the researcher developed the test tool of tidal phenomena and the learning module using cognitive conflict strategy. The subjects of this study were 40 first year students who majored science education at a college of education in G metropolitan city. The results of this study are as follows. First, secondary pre-service science teachers had various misconceptions about tidal phenomena. Second, the developed learning module was effective in changing misconceptions about tide of pre-service science teachers into scientific concepts. However, some students had misconceptions about tidal phenomena after learning the developed module. The typical misconception was that they could not distinguish the centrifugal force generated when the earth and the moon revolve about the center of common mass as the center of rotation and the centrifugal force generated by the earth's rotation. And they did not know that they should not consider the earth's rotation while the earth was revolving around the center of common mass.

본 연구의 목적은 고등학생의 학습유형이 대학수 학능력시험 지구과학Ⅰ 과목의 행동영역에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고, 문제해결과정에서 나 타나는 학습유형에 따른 학습자의 문제해결 방식을 시선추적 기법을 통해 살펴보고자 하였다. 충청북도 소재 E 고등학교 2학년 4개 학급 중 2개 학급, 총 50 명의 학생들에게 학습유형검사를 실시하였으며, 이 중에서 최근 2년간 시행된 대학수학능력시험 지구 과학Ⅰ 기출문제를 접하지 않은 학생을 중심으로 학습유형 별 2명씩 무선 표집하여 최종 8명을 연구 대상으로 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다 음과 같다. 첫째, 확산적·동화적·수렴적·조절적 학습 자의 문항 정답률이 각각 지식영역, 적용영역, 지식- 이해영역, 이해영역에서 높게 나타남으로써 네 가지 학습유형이 평가문항의 행동영역에 따라 성취 수준 에 차이가 있음을 확인하였다. 둘째, 학습유형별 학 습자가 대학수학능력시험 지구과학Ⅰ 과목의 문제 를 해결하는 과정에서 보인 관심영역(AOI) 별 시선 점유율은 AOI 2 영역이 AOI 1, 3, 4 영역보다 높은 시선점유율을 나타내었다. 즉 네 가지 학습유형의 학습자들이 문제 해결의 단서 혹은 정보가 되는 AOI 2 영역, 즉 표·그림·그래프 영역에 더 주의 깊게 응시한 것으로 나타났다. 이 결과로부터 질적인 면 에서 높은 수준의 문항개발을 위해서는 AOI 2 영역 을 중점적으로 고려해야할 것으로 판단되었다. 이 연구의 결과를 바탕으로 선발의 공정성과 객관성을 확보하기 위해서는 대학수학능력시험 지구과학Ⅰ 행동영역에서 전체적으로 고른 문항 수가 출제되어 야 할 것이며, 문항개발 시 과학개념에 대한 지식, 이해, 적용, 탐구의 행동영역 별 문항이 표·그림·그 래프와 높은 상관관계를 갖도록 문항을 제작해야 할 것으로 사료된다.

The purpose of this study was to find out how pre-service teachers who have gone through training have thought about teaching practice. Specifically, I analyzed the relationship between college curriculum and teaching practice, and what they had felt in teaching practice. The study included 20 third grade students in teacher’ s college. The results of this study were as follows: First, it was found that the content knowledge and the pedagogical knowledge of the subjects taught at the university were helpful for the teaching practice. Second, they were thought that teaching practice would be helpful just to watch the class. And pre-service teachers felt that class demonstration was a necessary part of becoming a teacher. Third, pre-service teachers said that it is necessary to have a lecture in the university that can have opportunity for class demonstration for teaching practice. And also they wanted to open a lecture to learn various teaching techniques and the newest teaching methods. Fourth, pre-service teachers said that it is important to form relationships with students in order to complete the lessons through the teaching practice. And they said that they felt that the education scene was more powerful and harder than they thought. In addition, they said that through this exercise, it became a moment to feel the importance of thorough preparation and experience. In this way, teaching practice is an essential process for pre-service teachers to become teachers and it can be seen that they have many influences. Based on these results, it is necessary to review and revise the curriculum of the training colleges in relation to the teaching practice.

본 연구의 목적은 고등학생의 학습유형이 대학수 학능력시험 지구과학Ⅰ 과목의 행동영역에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고, 문제해결과정에서 나 타나는 학습유형에 따른 학습자의 문제해결 방식을 시선추적 기법을 통해 살펴보고자 하였다. 충청북도 소재 E 고등학교 2학년 4개 학급 중 2개 학급, 총 50 명의 학생들에게 학습유형검사를 실시하였으며, 이 중에서 최근 2년간 시행된 대학수학능력시험 지구 과학Ⅰ 기출문제를 접하지 않은 학생을 중심으로 학습유형 별 2명씩 무선 표집하여 최종 8명을 연구 대상으로 실험을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다 음과 같다. 첫째, 확산적·동화적·수렴적·조절적 학습 자의 문항 정답률이 각각 지식영역, 적용영역, 지식- 이해영역, 이해영역에서 높게 나타남으로써 네 가지 학습유형이 평가문항의 행동영역에 따라 성취 수준 에 차이가 있음을 확인하였다. 둘째, 학습유형별 학 습자가 대학수학능력시험 지구과학Ⅰ 과목의 문제 를 해결하는 과정에서 보인 관심영역(AOI) 별 시선 점유율은 AOI 2 영역이 AOI 1, 3, 4 영역보다 높은 시선점유율을 나타내었다. 즉 네 가지 학습유형의 학습자들이 문제 해결의 단서 혹은 정보가 되는 AOI 2 영역, 즉 표·그림·그래프 영역에 더 주의 깊게 응시한 것으로 나타났다. 이 결과로부터 질적인 면 에서 높은 수준의 문항개발을 위해서는 AOI 2 영역 을 중점적으로 고려해야할 것으로 판단되었다. 이 연구의 결과를 바탕으로 선발의 공정성과 객관성을 확보하기 위해서는 대학수학능력시험 지구과학Ⅰ 행동영역에서 전체적으로 고른 문항 수가 출제되어야 할 것이며, 문항개발 시 과학개념에 대한 지식, 이해, 적용, 탐구의 행동영역 별 문항이 표·그림·그래프와 높은 상관관계를 갖도록 문항을 제작해야 할 것으로 사료된다.

The purpose of this study is to analysis eye tracking for high school students’ learning styles in the process of solving in the behavioral domains of the College Scholastic Ability Test on Earth Science I. The subjects of this study were 50 students from two classes out of 4 classes in E high school in Chungcheong province. Among them, we conducted experiments by randomly sampling 2 students of each type of learning based on the criteria that they had not encountered the problem of Earth Science I from the past two years. The findings indicate that the item correctness rate of divergers, assimilators, convergers, and accommodators were higher in the knowledge domain, application domain, knowledge-understanding domain, and understanding domain. This confirms that there is a difference among the four learning styles in the level of achievement according to the behavioral areas of the assessment questions. The latter finding was that the high eye-share of AOI 2 appeared higher than AOI 1, 3, 4 in the course of solving the problems. This is because the four types of learners pay more careful attention to the AOI 2 area, which is the cue-or-information area of problem solving, that is, the Table, Figure, and Graph area. Therefore, in order to secure the fairness and objectivity of the selection, it is necessary that an equal number of questions of each behavioral domain be selected on the Earth Science Ⅰ Test of the College Scholastic Ability Test in general. Besides, it seems to be necessary that the knowledge, understanding, application, and the behavior area of the inquiry be highly correlated with the AOI 2 area in development of test questions.

본 연구는 생태교육 기반 Eco-STEAM 프로그램 을 개발하고 초등학교 6학년 학생들에게 적용하여 환경 소양과 STEAM 태도에 미치는 효과를 분석하 였다. 이를 위해 먼저 Eco-STEAM 프로그램 교 수․학습과정안과 학생활동지를 개발하였다. 효과 검증을 위해 수업 전 후로 환경 소양과 STEAM 태 도 검사를 실시하여 그 결과를 분석하였고, 수업후 만족도 설문과 학생 소감문을 통해 학생들의 반 응을 분석하였다. 연구 결과는 첫째, Eco-STEAM 프로그램을 적용한 수업이 학생들의 환경소양 향 상에 긍정적인 효과가 있었다(p<.05). 둘째, Eco- STEAM 프로그램은 STEAM 태도 전반에 걸쳐 유 의미한 향상 효과가 있었다(p<.05). 셋째, 학생들은 Eco-STEAM프로그램 수업에 대해 긍정적으로 인식 하고 있는 것으로 나타났으며, 탐구주제인 황새에 대한 이해 및 관심도 변화가 크게 증가한 것을 알 수 있었다. 따라서 Eco-STEAM프로그램을 적용한 수업은 초등학생의 환경소양 및 STEAM 태도에 긍 정적인 영향을 미치고 있으며, 초등학교 환경교육 에서 STEAM을 기반으로 한 융합적 접근 방법이 가치가 있다고 볼 수 있다.

The purpose of this study is to examine the effects of Environmental literacy and STEAM Attitude through the use of the Eco-STEAM program for elementary students. For the purpose of this study, a teaching plan and worksheet for students using Eco-STEAM Programs was developed and applied. Through the questionnaires and the analysis of students’ outcomes, the effects on Environmental literacy and STEAM Attitude in both quality and quantity were verified. The results of this study are as follows: First, the improvement in the Environmental Literary score has statistically meaningful difference(p<.05). Second, the change in students` STEAM attitude by applying the Eco-STEAM program has statistically meaningful difference (p<.05). Third, according to the analysis of a questionnaire used to evaluate the program, students had a positive perception of the STEAM program and gained higher level of satisfaction about the lesson. Therefore, Eco-STEAM Program applied in this study might be useful to improve Environmental Literacy, and can be expected to improve STEAM literacy and should be widely applied to Science education.

연구는 충북 영동군 지역의 금강과 화석산지, 다양한 지질구조를 교육자원으로 하여 과학학습장 을 개발하고, 이를 활용하여 지구과학 학습과 토포 필리아를 함양할 수 있는 교육 프로그램을 구안하 는 것이다. 영동 퇴적층(백악기)은 금강을 따라 신 선한 노두가 잘 발달되어 있어서 다양한 지질구조 와 식물화석, 공룡 발자국 화석을 쉽게 찾을 수 있 고, 건열과 연흔, 사층리 등 뚜렷한 퇴적구조가 잘 나타난다. 교육과정과 교과서 분석, 전문가 패널의 협의를 통해 야외학습장(관찰지점 6곳)을 개발하여 융합교육 프로그램으로 구안했다. 개발 프로그램에 대한 내용타당도 검증 결과, 모든 검사 항목에서 양호했다(CVR ≥0.88). 야외학습 모형에 따라 수업 에 적용한 결과 수업 만족도는 매우 긍정적으로 평 가되었다(4.18). 과학학습장에서 진행된 야외 수업 과정을 관찰한 결과, 학생들은 금강의 아름다운 경 관 이미지를 새롭게 형성하였으며 다양한 구체물 (모래사장, 징검다리, 공룡 발자국 화석, 퇴적구조 등)에 대한 개념과 가치, 의미를 새롭게 인식하게 되면서 토포필리아를 갖게 되었다.

The purpose of this study is to develop a science field study area using Geumgang(Geum River), fossil origins and various geological resources in Youngdong area of Chungcheongbuk-do as educational resources; and utilize them to develop an education program to cultivate earth science and topophilia. The Youngdong sedimentary basin (Cretaceous period) has a well-developed outcrop along the Geumgang and it is therefore easy to find various geological structures, plant fossils, and dinosaur fossils. Also, it has a distinct sedimentary structure, such as mud cracks, ripple marks and cross-bedding. Science field study area(6 observation sites) were developed based on school curriculum, textbook analysis, and professional earth science education panel discussion to create a convergence education program. The result of validating the developed program showed that all the items were satisfactory (CVR ≥ 0.88) in the test categories. The science field study teaching-learning model was applied to actual classes. The evaluation result for class satisfaction was positive, scoring Rickert scale 4.18. The result of observation about the outdoor classroom process in the science field study area revealed that students were able to form a new image of the beautiful scenery of the Geumgang. Also, the students could gain a new understanding, concept and value of various geological objects (sandy beach, stepping-stones, dinosaur footprint fossils, sedimentary formation), which naturally allowed them to form topophilia.