우리가 살고 있는 현대 사회는 매우 복잡하고, 다양한 문제 상황을 포함하고 있다. 그러므로 앞으로의 교육은 단순한 지식의 암기나 주입식이 아닌 융합적 사고를 기를 수 있는 방향으로 나아가야 한다. 이에 대한 대처로 우리나라를 포함한 세계 각 국에서는 융합교육에 대해 관심이 높아지고 있다. 더불어 현대 사회는 IT 기술이 우리 생활 전반에 밀접하게 연관되어 있고, IT 활용 능력은 기존의 3R''s만큼이나 기본으로 갖추어야 할 능력이 되었다. 하지만, 기존의 융합교육에서는 IT를 접목하거나 활용한 사례가 많지 않다. 이에 본 연구는 초등학교 고학년 학생들이 과학과 IT를 융합적으로 활용할 수 있는 초등 Science IT 융합교육 프로그램을 개발하고, 그 효과에 대하여 분석함으로써 과학과 IT의 적절한 융합 방안을 모색하는 것을 목적으로 한다. 위와 같은 목적을 달성하기 위해 설정한 연구문제는 첫째, 초등학교에 적용할 수 있는 초등 Science IT 융합교육 프로그램을 개발하고, 둘째, 개발한 초등 Science IT 융합교육 프로그램의 적용 효과를 분석하는 것이다. 먼저 첫 번째 연구문제로 설정한 초등 Science IT 융합교육 프로그램 개발을 위해서 선행 연구를 고찰하였고, 이를 바탕으로 현행 과학과 교육과정에 대한 분석 및 관련 문헌 연구를 통하여 총 4개 주제의 프로그램을 개발하였다. 각 프로그램은 기존 과학과의 영역인 ‘물질, 운동과 에너지, 생명, 지구와 우주’에 속하는 단원 중에서 IT의 적용이 학습에 효과적일 것으로 판단되는 단원을 선정하여 개발하였다. 다음으로 개발한 초등 Science IT 융합교육 프로그램의 적용 효과를 분석하기 위해서 6학년 2개 반을 각각 실험반과 통제반으로 선정하여 두 반의 과학흥미도와 ICT 리터러시에 대한 사전, 사후 검사를 실시하였다. 통계 처리는 엑셀 프로그램을 이용하여 t-검증을 실시하였다. 통계 결과 2가지 변인 모두 실험반이 통제반에 비하여 높은 통계치를 보였으며, 유의미한 결과를 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서 개발한 초등 Science IT 융합교육 프로그램이 과학흥미도와 ICT 리터러시를 향상시킬 수 있는 융합교육 프로그램으로서 의미가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 물론 본 연구를 통해 개발한 초등 Science IT 융합교육 프로그램을 적용한 일부 학생의 실험 결과를 통해 그 효과를 일반화시키기에는 무리가 있다. 하지만, 점점 더 복잡하고 다양해져 가는 우리 주변의 문제에 대해서 보다 융합적 사고를 하고, 이를 해결하기 위해 IT 기술을 활용하는 것은 21세기에 학습자가 갖추어야 할 핵심역량이라고 볼 때에 과학과 IT의 융합이라는 주제로 진행한 본 연구는 우리 사회에 필요한 융합형 인재를 길러내기 위한 한 가지의 방법으로 충분한 의의가 있다고 하겠다.
Modern society is very complex and problematic situations are seen everywhere. Therefore, in the future, education should place more focus on developing the convergence thinking skill rather than memorization and cramming, which are traditional methods. To cope with this, many countries around the world, including Korea, are becoming increasingly interested in convergence education. In addition, the use of IT technology is also becoming more important in modern society. IT technology is closely related to our daily lives, and IT literary is as important as the 3R’s. However, cases of using IT to integrate education are not common until now. The purpose of this study is to propose a new convergence education program against the existing convergence education program by developing and analyzing the application of elementary Science IT convergence education program.
The research topics are as follows: 1. Development of elementary Science IT convergence education program 2. Analysis of the applying effectiveness of elementary Science IT convergence education program
The first step of this research was to explore previous studies on IT convergence education and science program, and to analyze the current science curriculum of the sixth grade. Then, a new program which consists of four themes was developed. The developed program selected one unit from the sixth grade textbook which is related to each of four following science fields, ‘substance, movement and energy, biology, earth and universe’. The units were also selected based on appropriateness to apply the elements of IT. Finally, a teaching program with a suitable IT element for each theme was developed. To apply the developed elementary Science IT convergence program, one class was pre-selected while other classes followed traditional education. Then, in order to analyze the effectiveness of the program, pre- and post-test for interesting science and ICT literacy was conducted. As a result, two statistically significant results were obtained. These results imply that elementary Science IT convergence education program developed from this study has a great potential to help students to improve ICT literacy and science interest compared to other existing education programs. However, to generalize the effectiveness of the new developed program solely based on the results from this study is unreasonable. Nevertheless, in modern society with more complex and diverse Science IT, the convergence of thinking and IT literacy are very important skills for learners in the 21st century. Therefore, this study for new convergence education has enough significance in developing bright minds with convergence thinking skills.
I. 서론 11. 연구의 필요성 및 목적 12. 연구문제 53. 용어의 정의 54. 연구의 제한점 6II. 이론적 배경 71. Science IT 7가. 과학교육에서의 IT 활용 7나. 과학-IT 융합을 위한 수업 모델 102. 융합교육 프로그램 12가. 통합과 융합 12나. STEM과 STEAM 153. 인지적 융통성 이론 19가. 인지적 융통성 이론의 의미 19나. 인지적 융통성 이론의 목적과 원리 20III. 초등 Science IT 융합교육 프로그램 개발 241. 초등 Science IT 융합교육 프로그램 개요 242. 초등 Science IT 융합교육 프로그램 모델 설계 25가. 교육과정 분석 26나. 학습 단원 및 학습 목표 설정 28다. 적용 가능한 IT요소 추출 및 선정 30라. 수업 설계 및 적용 31마. 평가 및 피드백 353. 초등 Science IT 융합교육 프로그램 내용 38가. 교사용 지도자료 38나. 수업지도안 42다. 학생용 자료 45V. 프로그램 적용 및 효과 분석 481. 적용 대상 및 결과 분석 방법 482. 효과 분석 49가. 과학흥미도 검사 49나. ICT 리터러시 검사 513. 종합논의 52V. 결론 및 제언 551. 결론 552. 제언 57참고문헌 58외국어초록 64부록 67