Earticle

이 연구의 목적은 초·중등교사들이 학교현장에서 지각하는 융합인재교육(STEAM)에 대한 인식과 교육요구도를 조사하고자 하였다. 이를 위해 초·중등교사 151명을 대상으로 설문조사를 한 결과를 분석하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 교사들은 학교 현장에서 년간 10시수 이하의 시간으로 정규교과에서 STEAM 교육을 실시하고 있었으며, STEAM 교육을 위한 자료 준비에 대해 가장 어렵게 인식하고 있었다. 또한, 교사들은 학교 현장에서 STEAM 교육의 적용이 잘 되고 있지 않다고 인식하고 있었으며, 관련 프로그램 개발 및 보급이 가장 필요하다고 하였다. 교사들은 STEAM 교육의 필요성은 높게 인식하고 있었으며, STEAM 교육이 학생들의 융합적사고와 문제해결능력 향상에 큰 도움이 될 것으로 인식하였다. 둘째, 교사들은 STEAM 심화연수가 필요하다고 인식하고 있었으며, 연수롤 통해 STEAM 교육자료 및 프로그램 개발방법에 대한 이해가 높아지기를 원하는 것으로 나타났다. 세부적으로는 연수 프로그램 운영시간이 60시간정도 필요하다는 의견이 가장 높았으며, 연수 형태로는 집합과 학교 현장적용 연수를 결합한 형태로 운영되면 좋겠다는 의견이 가장 높았다. 또한, STEAM 교육 컨설팅단을 통해 STEAM 교육의 수업 방법 및 적용에 대한 자문이 필요하다고 인식하였다. 그리고 STEAM 교육 전문교사와 STEAM 관련 시범학교 및 연구회의 인적, 물적 자원의 활용과 실생활 관련 첨단 공학기술 관련 주제를 다루길 원하였다. 셋째, STEAM 교사의 전문성 요소별 교육요구도 우선순위 결과 1순위로 ‘교육과정 재구조화 및 재구성 지식’과 ‘STEAM 수업과정 설계 및 구성 지식’이 나왔다.

The Purpose of this study was to analyze perceptions and educational needs of elementary and secondary school teachers for the advanced STEAM Professional Development. The conclusion obtained from this study were as follows. First, most teachers had teaching STEAM at formal curriculum and below 10 hours in each year. They perceived that the hardest thing is readiness for STEAM materials and needed the development and sharing it. They had high necessity for STEAM at school and perceived that the greatest effect of STEAM is improvement of integrated thinking ability and problem-solving capability. Second, most teachers perceived that they need 60 hours professional development program including field training. Also, They needed consultants who are specialized in STEAM program and application in the school for STEAM instruction. Third, In the STEAM professional development program, they would like to improve the knowledge of reconstruction and restructuring of curriculum and the knowledge of design and composition of STEAM instructional process. Suggestions of this study were discussed based on the results.

본고는 초등수학을 기반으로 첨단기술및 ICT교구를활용한 초등융합교육자료의 개발에 대한 사례 연구이다. 본 연구에서는 초등현장 교육전문가 6인이 준비-개발-개선의 PDI 모형에 따라 융합교육 자료 를 개발하였고, 개발된 자료는 수학, 과학, 미술, 공학 과목의 교과교육전문가 4인에 의해서 수정․보완 하였다. 개발된 융합교육 자료는 초등 3∼4학년군에서 활용 가능한『그래프! 과거, 현재, 미래를 이어주 는 다리』의 1종이고, 5∼6학년군은『알쏭달쏭, 같은 듯 다른 너!』,『함께 만드는 가상현실 입체 공간』의 2종이며, 초등 3∼4학년군과 5∼6학년군에서 학년군별로 재구성해 사용 가능한『그리고 만드는 재미있 는 도형 나라』,『거북선 지붕을 빈틈없이 덮어라!』의 2종이었다. 본 개발 연구의 결과를 기반으로 한 제언은 다음과 같다. 초등교육 현장에서 원활한 융합교육을 수행할 수 있도록 다양한 융합교육 자료가 개발 공유되어야 하며, 나아가 앞으로 융합교육의 확산과 정착을 위해서는 현장 초등 교사나 예비 초 등 교사들의 융합교육 역량의 함양 및 신장이 절대적인 선결 조건일 것이다.

This study is aimed at developing the STEAM instruction materials for mathematics subject-based advanced technology and ICT teaching tools. In order to develop the STEAM materials, a PDI model in which the implementation and evaluation steps were simplified to Improvement was used. The developed STEAM materials were revised and supplemented by a group of experts. The subject of the STEAM class material developed in this study is『Graph! The bridge that connects the past, present and future』,『You are the same but different!』,『Creating a virtual reality three-dimensional space together』,『And making interesting figures』and『Cover the roof of the turtle ship!』. As a suggestion based on the results of this development study, various STEAM education materials should be developed and shared so that STEAM education can be performed in the elementary education field. And for the spread and settlement of STEAM education, the cultivation and expansion of STEAM education capabilities of on-site elementary school teachers or pre-service teachers will be an absolute prerequisite. And this suggests the need for a continuous and long-term approach to follow-up research on STEAM education.

For many years, T/G Supplier has constructed a number of thermal power plants and researched to improve the performance and the reliability of steam turbine, which are achieved by advances in design and materials technology. In recent, interest is renewed in advanced steam condition as means of improving economy of thermal power plant and reducing environmental pollution. Improvements in the maximum power have been driven by the development of advanced rotor and bucket material and longer last stage bucket. Improvements in efficiency have been brought through advances in mechanical efficiency and thermodynamic efficiency. This paper describes a number of new steam path design features introduced to the steam turbine product. And also this paper describes new design technologies' development, new technologies' trend and technologies' development for ultra-super critical steam turbine.

본 연구는 우리나라의 STEAM교육을 이끌고 있는 교사들을 대상으로 STEAM에 대한 인식을 조사하고, 학교급별 차이를 분석하고자 하였다. 이에 STEAM 심화과정 교사연수에 참여한 초․중등교사 326명을 대상으로 STEAM교육에 대한 교사들의 이해 정도, STEAM 교수효능감, STEAM의 현장적용의 수월성 정도에 대한 인식을 묻는 설문조사를 실시하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, STEAM 심화과정에 참여한 교사들임에도 불구하고 상당수의 초·중등교사들이 STEAM에 대해 표상적인 이해수준을 보여주고 있었으며, 중등 교사들이 이러한 경향이 더욱 두드러졌다. 둘째, ‘STEAM 교수효능감’,‘STEAM의 현장적용 수월성 정도’에 대한 인식 모두 초등교사가 중등교사보다 높게 나타나, 초등교사들이 중등교사들에 비해 STEAM에 대해 긍정적으로 인식하고 있었다. 셋째, 초․중등교사들 모두 STEAM 교수효능감은 비교적 높게 나타났으나, 현장적용에 대한 수월성에 대한 인식은 낮게 나타나면서 효능감과 실행에서의 괴리감이 있음을 알 수 있었다. 또한 초중등 교사의 수월성에 대한 인식의 차이를 바탕으로 학교급별 교사들이 STEAM 실행에 있어서 느끼는 어려움에 차이가 있음을 알 수 있었다. 이상의 연구 결과를 바탕으로, STEAM교육의 현장 확산을 위해서는 교사교육의 필요성과 초중등 학교급의 차별화된 접근이 필요하며, STEAM 교수 실행을 위한 실제적 지원이 이루어져야 함을 제안할 수 있다.

In an effort to better understand the status of the Korean STEAM education and to provide some guide lines for future STEAM in Korea, this study investigated the perceptions on STEAM education by the primary and secondary school teachers who participated in the advanced STEAM teacher training program. These in-service teachers were expected to play leading roles in STEAM education. A total of 326 teachers responded the survey that inquired how they would defined STEAM education, to what extent they had teaching efficacy about STEAM and how they considered the expediency of applying STEAM in their classes. The findings were as follows. First, even though they were supposed to be pioneers for STEAM education, about 30% of the teachers did not have sufficient understanding about STEAM education, and the secondary teachers showed more naive understandings about STEAM than the primary teachers. Second, the primary teachers had higher “teaching efficacy about STEAM” and more positive perceptions about applying STEAM education than the secondary teachers. And third, there was a considerable gap between the teachers’ belief and practices about STEAM. The scores of the teachers’ teaching efficacy were high, while the teachers evaluated that implementing STEAM into their own classes were not easy. As results, it could be suggested that different approaches according to the level of schools and more practical supports to teachers for implementing STEAM in class were needed for improving STEAM in Korea.

본 논문은 융합적 사고와 창의적 문제해결력을 지닌 인재 양성을 목표로 시작된 STEAM 교육의 현장확산을 위한 교사연수 중 심화과정 교사연수 프로그램의 개발과정 및 운영 결과를 바탕으로 STEAM 교사연수에 대한 시사점을 고찰하고자 한다. STEAM 심화과정 교사연수 프로그램은 교사들의 STEAM 역량 강화를 위하여 개발되었다. 총 60시간(4학점)의 직무연수로, 집합연수 38시간, 온라인 12시간, 현장적용 5시간, 성과발표 5시간으로 구성(3차년도 기준)하였다. 집합연수는 강의, 멘토교사수업, 실험실습 및 랩탐방, STEAM 수업자료 개발을 위한 조별활동, 포스터발표회로 구성되었다. 온라인 연수는 추가 강의 이수와 지속적인 교사 커뮤니티 활동을 이어갈 수 있도록 구성되었다. 또한 집합연수와 온라인 연수를 통해 개발된 STEAM 수업자료의 현장적용을 의무화하였다. 마지막으로 성과발표는 우수수업 사례 발표를 통해 교사들이 STEAM 교수 경험을 공유할 수 있도록 하였다. 2012-2014 동안 서울, 경기, 인천, 강원, 제주 지역의 초중등교사 약 700명이 본 연수를 이수하였다. 설문 조사 결과를 바탕으로 지속적으로 프로그램의 세부 내용 및 구성을 개선해나가면서 연수참여자들의 연수에 대한 만족도를 향상시켰다. 또한 본 연수 프로그램은 교사들의 STEAM에 대한 이해를 높이고, 자료개발과 현장적용을 통해 교사들의 STEAM 역량을 높이는데 효과적이었음을 알 수 있었다. 본 연수는 앞으로 이와 유사한 STEAM 교사연수 프로그램의 개발 및 운영에 참고가 될 수 있을 것이다.

The purpose of this study is to investigate implications for future STEAM education by analyzing the surveys by the in-service teachers who participated in the Advanced STEAM Teacher Training Program(ASTTP) for raising interests and understanding of science and technology and nurturing STEAM literacy and problem-solving ability of students. ASTTP was developed for promoting 'teacher competence for STEAM.' ASTTP is a 60-hour program(4 credits), which includes offline intensive course of 38 hours, online training course of 12 hours, a course of implementation at schools for 5 hours, and a workshop for 5 hours (based on the 2014 program). For the offline intensive course, teachers take various professional development classes and activities, such as open-laboratory tours, advanced experiments, mentoring programs, and team projects as well as lectures on diverse disciplines. For the online course, teachers take online classes freely while they are encouraged to work with other teachers in groups. After taking both online and offline courses, the teachers are required to implement their STEAM lesson plans in their classrooms. Finally at the workshop, some selected teachers share how successfully they have implemented STEAM education. About 700 teachers have successfully taken the program from 2012 to 2014. Based on the surveys by the teachers, the program has been modified and improved. Our analysis shows increased professional development in STEAM education for the participating teachers. This study can provide some implication and helpful insights for people who need to develop and manage teacher training programs for STEAM education and other education programs in general.

본 연구는 초등학교 과학과 수업과 연계할 수 있는 첨단 과학 기술 활용형 STEAM 프로그램을 개발하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 본 연구는 초등학교 5학년 과학과 교육과정 중 <용해와 용액> 단원의 원리와 개념을 중심으로 학생들이 나노과학기술분야의 최신 연구 이슈인 다공체 구조체 기술을 교실에서 접할 수 있도록 주제를 접목시켰다. 그리고 과학자들이 다공체 개발 시 당면했던 문제해결과정을 학생들이 학습상황에서 경험할 수 있도록 STEAM 교육 준거인 ‘상황 제시 – 창의적 설계 – 감성적 체험’의 3단계와 공학 설계의 ‘문제 정의 – 검색/분석 – 아이디어 창출 – 아이디어 평가’의 4단계를 융합하여 프로그램의 기본 뼈대를 구성하였다. 개발된 수업의 결과는 다음과 같다. 첫째, 개발된 STEAM 수업을 통하여 학생들은 <용해와 용액> 단원에서 도달하고자 하는 본래의 교과 목표에 효과적으로 도달하였다. 둘째, 개발된 STEAM 수업은 2009 초등학교 교육과정 개정의 방향에 부합하는 ‘하고 싶은 공부, 즐거운 학교’의 구현을 위해 학생의 지나친 학습 부담을 경감하고, 학습 흥미를 유발하며, 배려와 나눔을 실천하는 창의 인재를 육성하는 교육을 실천할 수 있다. 셋째, 학생 사후 설문조사 결과 수업 만족도 측면에서 효과적으로 분석되었으며 학생의 문제해결력 및 첨단과학에 대한 긍정적이고 적극적 수용태도도 관찰되었다. 이 연구에서 개발된 최종 프로그램은 수정, 보완 후 시범 운영하여 그 결과를 반영하는 후속 연구와 프로그램의 효과를 검증하는 후속 연구가 필요하다.

The present work develops an advanced technology?based STEAM education program for elementary science classes. First, the chapter on “Dissolution and Solution” in fifth-grade science textbooks was selected for its relevance to the advanced nanotechnology of porous materials. Second, the program was designed to help students experience similar problem-solving procedures to those used by scientists. For this purpose, the four stages of engineering design (“Defining the Problem,” “Background Research, “Developing a Solution,” and “Testing the Solution”) are applied in three criteria of STEAM education (“Context,” “Creative Design,” and “Emotional touch”) To verify the effects of the program that resulted, it was implemented in a class of 15 fifth-grade students. The results show that the original learning goals of the “Dissolution and Solution” chapter were successfully achieved through the program, moreover, that a student survey showed that the program had positive effects on students’ class satisfaction, problem-solving capabilities, and interest in advanced technologies.

Most of the operating pressurized water reactors (PWRs)has chosen Inconel 600 as steam generator tubing. The long-term operation of steam generators showed that the use of this material induced localized corrosion damages. The current trend is using Inconel 690 as a tube material for the replacement steam generators. Based on the current trend, we have chosen Inconel 690 for the advanced Power Reactor 1400 (APR1400) steam generator tube material. In this paper, we examined the technical consideration in this modification: the effect of chemical composition, thermal conductivity, corrosion resistance and wear characteristics