로봇 기반 STEAM 교육 프로그램이 유아의 과학적 태도 및 과학적 문제해결력에 미치는 효과

The Effects of a Robot-Based STEAM Education Program on Young Children’s Scientific Attitudes and Scientific Problem-Solving Ability

본 연구는 로봇 기반 STEAM 교육 프로그램이 유아의 과학적 태도와 과학적 문제해결력에 미치는 효과를 분석하고자 하였다. 연구대상은 서울과 충남 지역의 어린이집 3곳에 재원 중인 5세 유아 43명(실험집단 23명, 비교집단 20명)이었다. 실험집단에는 6주간 총 18차시의 로봇 기반 STEAM 교육 프로그램을, 비교집단에는 코딩 중심 로봇활동을 적용하였다. 수집된 자료는 SPSS WIN 21.0 프로그램으로 신뢰도 검증, 기술통계, 독립표본 t-검증을 실시하였다. 그 결과, 첫째, 실험집단은 비교집단보다 과학적 태도에서 유의미한 긍정적 향상을 보였다. 특히 자진성과 적극성, 개방성, 끈기성, 협동성 등의 하위요인에서 뚜렷한 변화가 나타났다. 둘째, 과학적 문제해결력 또한 실험집단이 비교집단보다 유의하게 향상되었으며, 하위요인 중 문제의 발견 및 진술, 결론 짓기 영역에서 긍정적인 변화를 보였다. 본 연구는 로봇 기반 STEAM 교육 프로그램이 유아의 과학적 태도 형성과 과학적 문제해결력 향상에 효과적인 교수·학습전략임을확인하였다

This study aims to analyze the effects of a robot-based STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics) education program on young children’s scientific attitudes and scientific problem-solving ability. The participants were 43 five-year-old children enrolled in three childcare centers located in Seoul and Chungnam Province, consisting of 23 in the experimental group and 20 in the comparison group. The experimental group participated in an 18-session robot-based STEAM program over six weeks, while the comparison group engaged in coding-oriented robot activities. Data were analyzed using SPSS 21.0 through reliability testing, descriptive statistics, and independent samples t-tests. The results are as follows. First, the experimental group showed a significantly greater improvement in scientific attitudes than the comparison group, with notable changes observed in sub-factors such as initiative, activeness, openness, perseverance, and cooperation. Second, the experimental group showed significantly higher scientific problem-solving ability, particularly in identifying and defining problems and drawing conclusions. These findings empirically demonstrate that robot-based STEAM education is an effective teaching and learning strategy for fostering scientific attitudes and enhancing scientific problem-solving ability in young children.