중학생을 위한 STEAM 교육 프로그램의 개발

Development of STEAM Education Program for Middle School Students : Focusing on Robot, Advanced Material, and Space Exploration

이 연구는 로봇, 신소재, 우주탐사 분야에서 중학생을 위한 STEAM 교육 프로그램을 개발하는 데 그 목적이 있다. 이 목적을 달성하기 위해 문헌 연구로 해당 분야의 최신 동향과 학문적 분류 체제를 확인하여 학교 현장에서 적용 가능한 프로그램의 주제를 선정하였다. 이 주제를 바탕으로 최유현(2012)의 IDEATE 모형에 의해 프로그램을 설계하여 각 10차시의 잠정 프로그램을 개발하였다. 이를 진주 OO 중학교에 현장 적용한 후 교사의 프로그램 평가 및 성찰 일지, 학생의 만족도 조사 및 인터뷰, 수업 과정 촬영 사진 및 동영상, 수업 산출물 등을 분석하였다. 이들 분석 결과와 전문가들의 프로그램 평가 의견을 반영하여 최종 STEAM 교육 프로그램으로 개발하였다. 개발된 결과는 다음과 같다. 첫째, 개발된 프로그램은 중학생을 대상으로 한 ‘로봇’, ‘신소재’, ‘우주탐사’ 분야의 STEAM 교육 프로그램으로, 이 프로그램의 대주제는 ‘유니버셜 로봇디자인 연구소’, ‘꿈의 신소재 그래핀으로 그리는 미래의 꿈’, ‘2025년 대한민국 달 탐사 프롤로그’이다. 둘째, 개발된 프로그램은 학생용 교재와 교사용 지도서로 구성하였다. 학생용 교재는 문제로의 초대, 문제 해결을 위한 활동, 문제 해결, 평가 및 성찰, 진로 탐색의 5단계의 체제로 구성하였으며, 교사용 지도서는 주제 개관, 주제학습 내용, 관련 교육과정, 주요 학습 개념, 교수 학습 과정안, 참고 활동 및 정보, 참고 문헌 및 사이트 등의 체제로 구성하였다. 이 연구에서 개발된 최종 프로그램을 시범 운영하여 그 결과를 반영하는 후속 연구와 이 프로그램의 효과를 검증하는 후속 연구가 필요하다.

This study was to develop STEAM(Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics) education programs for middle school students in the fields of robot, advanced material, and space exploration. To achieve the goal, we selected program subjects in robot, advanced material, and space exploration, which could be applied to school education field based on literature research. With the subjects, 10 classes of temporary programs were designed based on Yu-Hyun Choi s IDEATE model(2012). The programs were applied at OO middle school in Jinju, and the final version of the programs were developed by accepting the application results and experts evaluation. The following was the development outcome. First, the developed programs were for 10 classes of STEAM education programs targeting middle school students in the fields of robot , advanced material , space exploration and the main themes of the programs were universal robot design research center, dream of the future drawn by graphene, a new dream material, and 2025 Republic of Korea moon exploration prologue. Second, the programs were composed of study materials for students and guide books for teachers. Study materials consisted of 5 steps of introduction to a question, activities to answer the question, tests and self-evaluation, and career exploration, while guide books contained overview, contents, relevant education course, main teaching points, teaching plan, activities and information, and reference and relevant web sites. It was necessary to carry out follow-up study to reflect the result of pilot operation of the final version programs, and further study to evaluate their effects.