STEM 교육을 위한 기술 수업 설계 모형

The Development of Instructional Design Model for STEM Integrated Approach in Technology Education

이 연구의 목적은 STEM 교육을 위한 기술 수업 설계 모형을 개발하여, 기술 교과 교육의 교육방법적 측면에서 통합 교육을 활성화하고, 수업을 설계·실행하고자 하는 교수자에게 실제적 도움을 주기 위함이다. 이 연구는 문헌 연구, 내용 분석 연구, 조사 연구의 방법으로 수행되었다. 문헌 연구는 첫째, 일반적 수업 설계 모형의 절차적 요소와 통합적 수업 설계 모형의 절차적 요소를 도출하기 위하여 수업 설계 모형에 관한 문헌을 검토하였다. 둘째, 수업 설계 모형의 핵심 아이디어와 수업 설계 모형을 개발하기 위하여 STEM 교육에 관한 문헌을 검토하였다. 내용 분석 연구는 일반적 수업 설계 모형의 절차적 요소와 통합적 수업 설계 모형의 절차적 요소를 도출하기 위하여 사용되었다. 조사 연구는 STEM 교육을 위한 기술 수업 설계의 이론적 모형과 개념적 모형, 타당성을 검증하기 위하여 전문가를 대상으로 수행하였다. 구체적인 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, STEM 교육을 위한 기술 수업 설계를 위한 이론적 모형으로서 STEM 통합 수업 이론은 학습자 중심, 협동 학습, 활동 중심에 기초하며, 간학문적 접근의 형태로, 기술적 문제를 중심으로 통합하며, 평가는 직접 평가와 간접 평가의 형태로 실시됨을 제시하였다. 둘째, STEM 교육을 위한 기술 수업 설계를 위한 개념적 모형으로서 기술, 수학, 과학, 공학의 개념을 정의하고, 각 영역의 방법적 지식과 내용적 지식을 제시하였다. 셋째, STEM 교육을 위한 기술 수업 설계 모형으로서 10가지의 논리적 절차와 내용을 제시하였다.

The purpose of this study was to develop an instructional design model of technology education that can foster STEM integrated approach in the aspect of instructional method, and therefore the model can help teachers to implement the integrated approach in the classroom. This study included the literature study, content analysis and survey to follow above process. First, literature study was conducted to find out the elements and procedures of traditional approach and integrated approach. In addition, literature study was used to frame the initial model and instructional materials for STEM education. Second, content analysis was conducted to identify elements and procedures in STEM integrated approach. Two experts in technology education reviewed and validated the elements and procedures of the instructional design model. Third, this study conducted the survey to verify the validity of the theoretical and conceptual framework and the initial model of STEM integrated approach in technology education. Fifteen educational experts participated the survey. The result of this study are as follows: First, the theoretical framework of STEM integrated approach includes learner-centered, collaborative, performance- centered. And it is the type of the inter-disciplinary approach. It integrated the technological problem centered and the evaluation is executed in form of direct and indirect assessment. Second, the conceptual framework defined the domain knowledge of technology, mathematics, science, and engineering. Third, this study suggested the instructional design model for STEM integrated approach with ten sub-components: 1)conducting needs analysis and identifying learning objectives, 2)conducting content analysis of exiting learning materials, 3)selecting STEM lesson units, 4)analyzing learner characteristics and learning environments, 5)developing practical learning tasks based on the unit analysis and insight of STEM area, 6)identifying sequence of STEM lesson units, 7)stating learning and performance objectives of STEM lesson, 8)selecting and designing instructional strategies of STEM lesson, 9)developing instructional materials and 10)developing the assessment tool.