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STEM 융합교육의 중요한 목적은 서로 다른 학문이 가지는 탐구의 방법을 이해함으로써 융합적 문제해결력을 기르는 것이다. 이를 위해 우선적으로 각 학문에서 중요하게 다루어지는 문제해결과정을 이해해야 한다. 본 연구는 과학(S), 공학(E), 수학(M) 각각의 분야에서 어떻게 문제해결과정을 정의하고 있는지 비교 분석하고, 이를 근거로 SEM 문제해결과 CT 문제해결의 관련성을 파악하고자 하였다. 이를 위해 먼저 SEM 각 학문의 문제해결과정을 비교 분석하여 그 공통점과 차이점을 기술하였다. 다음으로 CT를 도구적 측면과 사고적 측면으로 구분하고 문제해결과정으로서 CT가 SEM 각각의 학문에서 문제해결과 어떤 차이가 있는지 기술하였다. 마지막으로, SEM 문제해결 프로세스와 CT와의 관계를 모형으로 제시하였다. 본 연구는 문제해결과정으로써 CT와 SEM이 융합할 수 있는 방향을 제시한다는 점에서 그 의미가 있다.

The main purpose of STEM education is to understand methods of inquiry in each discipline to develop convergent problem solving skills. To do this, we must first understand the problem-solving process that is regarded as an essential component of each discipline. The purposes of this study is to understand the relationship between the problem solving in science (S), engineering (E), mathematics (M), and computational thinking (CT) based on the comparative analysis of problem solving processes in each SEM discipline. To do so, first, the problem solving process of each SEM and CT discipline is compared and analyzed, and their commonalities and differences are described. Next, we divided the CT into the instrumental and thinking skill aspects and describe how CT’s problem solving process differs from SEM’s. Finally we suggest a model to explain the relationship between SEM and CT problem solving process. This study shows how SEM and CT can be converged as a problem solving process.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
에듀넷 사례를 통한 교육용 디지털 콘텐츠 수명주기에 대한 교사 요구사항 분석 = Analysis of teacher's needs on a life-cycle system of the educational digital contents through a case study of EDUNET 차현진, 황윤자 p.101-112

피지컬 컴퓨팅 수업에서 나타난 초등학생의 컴퓨팅 실천(Computational Practices)에 관한 연구 = A study on computational practices of elementary school students in physical computing lessons 민선희, 김민경 p.1-13

스마트교육 기반 자유선택활동 운영시스템 설계 및 구현 = Design and implementation of free choice activity management system based on smart education 김경민, 박현숙 p.123-133

e-러닝 콘텐츠의 정보제시방식이 교수실재감 및 학업성취도에 미치는 효과 = The effect of e-learning contents' information presentation method on teaching presence and academic achievement 김진하, 김경희, 이성주 p.79-87

백워드 설계 기반 TPACK-P 교육 프로그램이 교사의 SW교육 교수효능감(SE-TE)에 미치는 영향 = The effect of software education teaching efficacy(SE-TE) of in-service teachers on backward design based TPACK-P teachers' training program 이소율, 이영준 p.113-121

한국과 미국의 교육과정에 나타난 컴퓨팅 사고력 관련 성취기준 비교 분석 = A comparative analysis of achievement standards related to computational thinking in Korean and U.S. curriculum 이은경 p.15-23

정보과 수업 설계에서 백워드 디자인의 '이해'와 교육목표분류학의 6단계 비교 분석 = A compare of 'understanding' in backward design and taxonomy of educational objectives in informatics 김자미, 이원규 p.25-35

SEM-CT = SEM-CT : comparison of problem solving processes in science(S), engineering(E), mathemati (M), and computational thinking(CT) : 과학(S), 공학(E), 수학(M)적 문제해결과정과 컴퓨팅 사고(CT) 남윤경, 윤진아, 한금주, 정주훈 p.37-54

프로그래밍 언어 학습 시스템에서 객관식 문제의 난이도 균등화 알고리즘에 대한 연구 = A study on difficulty equalization algorithm for multiple choice problem in programming language learning system 김은정 p.55-65

문제해결 프로그래밍 교육에서 컴퓨팅 사고력 평가를 위한 도구 개발 = Development of a tool for computational thinking assessment in problem-solving programming education : paper type inspection and self-report questionnaire : 지필형 검사지 및 자기보고식 설문지 김성식, 김영직, 조아라, 이민우 p.89-99

자유학기제 운영계획서에 대한 텍스트 빅데이터 분석 및 요약 = Text big data analysis and summary for free semester operational plan document 이수안, 박범준, 김민규, 신혜숙, 김진호 p.135-146

Web of Science 빅데이터를 활용한 텍스트 마이닝 기반의 정보윤리 이슈 탐색 = Exploring information ethics issues based on text mining using big data from web of science 김한성 p.67-78

참고문헌 (62건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
1 교육부 (2015a). 과학과 교육과정. 교육부 고시 제2015-74호 [별책9]. 서울 : 교육부. 미소장
2 National Research Council(NRC). (2010). Standards for K-12 engineering education? . National Academies Press. 미소장
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5 Computational thinking 네이버 미소장
6 Computational thinking and thinking about computing. 네이버 미소장
7 Lockwood, J., & Mooney, A. (2017). Computational thinking in education:Where does it fit? A systematic literary review. arXiv preprint arXiv:1703.07659. Retrieved from:https://pdfs.semanticscholar.org/856e/ed bf3ad4902e86ba94ab8dd124e6a1495889.pdf 미소장
8 정웅열, 이영준 (2018). SW·수학·과학 융합형교수·학습 자료에 나타난 교육과정 성취기준 내용 분석. 컴퓨터교육학회논문지, 21(5), 11-23. 미소장
9 National Research Council (NRC). (2000). Inquiry in the national science education standards: A guide for teaching and learning. Washington, DC:National Academy Press. 미소장
10 Epistemologically authentic inquiry in schools: A theoretical framework for evaluating inquiry tasks 네이버 미소장
11 Bybee, R., Carlson-Powell, J., &Trowbridge, L. (2008). Teaching secondary school science: Strategies for developing scientific literacy . Columbus:Pearson/Merrill/Prentice Hall. 미소장
12 Enactment of Scientific Inquiry: Observation of Two Cases at Different Grade Levels in China Mainland 네이버 미소장
13 Lunetta, V., Hofstein, A., & Clough, M. (2007). Learning and teaching in the school science laboratory: An analysis of research, theory, and practice. Handbook of Research on Science Education, 2. 미소장
14 Analysis of STEM Activities in Primary Students’ Science Projects in an Informal Learning Environment 네이버 미소장
15 Student-generated questions: A meaningful aspect of learning in science 네이버 미소장
16 Schwab, J. (1966). The teaching of science as inquiry . Cambridge, MA:Harvard University Press. 미소장
17 김영민, 서혜애, 박종석 (2013). 잘 알려진창의적 과학자들의 과학적 문제 발견 패턴 분석. 한국과학교육학회지, 33(7), 1285-1299. 미소장
18 Hoover, S., & Feldhusen, J. (1990). The scientific hypothesis formulation th-grade students. Journal of Educational Psychology, 82(4), 838-848. 미소장
19 전윤식, 김정섭, 윤경미 (2003). 창의성 교육의 새로운 접근 : 문제 찾기. 교육학연구, 41(3), 215-238. 미소장
20 조희형, 김희경, 윤희숙, 이기영 (2009). 과학교육의 이론과 실제. 서울: 교육과학사. 미소장
21 조현국 (2018). 2015 개정 교육과정에서 나타나는 과학적 탐구 요소 분석 : 과학탐구실험을 중심으로. 교과교육학연구, 22(3), 208-218. 미소장
22 한효순, 최병순, 강순민, 박종윤 (2002). ‘생각하는 과학’프로그램의 변인활동이 초등학생의 변인통제 능력에 미치는 효과. 한국과학교육학회지, 22(3), 571-585. 미소장
23 Dewey, J. (1938). Democracy and education . New York: Macmillan. 미소장
24 The Impact of Engineering Integrated Science (EIS) Curricula on First-Year Technical High School Students' Attitudes toward Science and Perceptions of Engineering 네이버 미소장
25 Next Generation 네이버 미소장
26 Engineering. Wi-Fi-Fo-Fum. 네이버 미소장
27 문대영 (2008). STEM 통합 접근의 사전 공학교육 프로그램 모형 개발. 공학교육연구, 11(2), 90-101. 미소장
28 이영준, 백성혜, 신재홍, 유헌창, 정인기, 안상진, 최정원, 전성균 (2014). 초중등 단계Computational Thinking 도입을 위한 기초연구[BD14060010]. 한국과학창의재단. 미소장
29 A Framework for Quality K-12 Engineering Education: Research and Development 네이버 미소장
30 교육부 (2015b). 수학과 교육과정. 교육부 고시 제2015-74호 [별책 8]. 서울 : 교육부. 미소장
31 김성준 (2002). 학교 대수 도입과 관련된 논의. 학교수학, 4(1), 29-47 미소장
32 Polya, G. (1971). How to solve it: a new aspect of mathematical method (2nd ed.). Princeton, N.J. : Princeton University Press, c1957. 미소장
33 Schoenfeld, A. H. (1985). Mathematical problem solving . New York: Academic Press 미소장
34 Burton, D. (1985). The History of mathematics : An introduction. Boston:Allyn and Bacon. 미소장
35 Multimedia aids to problem-solving transfer 네이버 미소장
36 Partnership for 21st Century Skills(P21). (2009). P21 framework definitions . Retrieved December 1, 2014, from http://www.p21.org 미소장
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38 ISTE & CSTA (2011). Operational definition of computational thinking for K-12 education . 미소장
39 Burgett, T., Folk, R., Fulton, J., Peel, A., Pontelli, E., & Szczepanski, V. (2015). DISSECT: Analysis of pedagogical techniques to integrate computational thinking into K-12 curricula . In Frontiers in Education Conference (FIE), 2015. 32614 2015. IEEE (pp. 1-9). IEEE. 미소장
40 Ubiquitous Computational Thinking 네이버 미소장
41 유중현, 김종혜 (2008). 문제 해결과정에서의 정보과학적 사고 능력에 대한 개념적 고찰. 정보창의교육논문지, 2(2), 15-24. 미소장
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43 Bringing Computational Thinking to K-12: What is Involved and What is the Role of the Computer Science Education Community? 네이버 미소장
44 Bundy, A. (2007). Computational thinking is pervasive. Journal of Scientific and Practical Computing, 1 (2), 67-69. 미소장
45 Selby, C., Dorling, M., & Woollard, J. (2014). Evidence of assessing computational thinking. Brookes e Journal of Learning and Teaching , 1-12. 미소장
46 Cognitive Assessment of Students' Problem Solving and Program Development Skills 네이버 미소장
47 Creativity: Yesterday, Today and Tomorrow 네이버 미소장
48 Scientific ability and creativity 네이버 미소장
49 박종원 (2004). 과학적 창의성 모델의 제안 :인지적 측면을 중심으로. 한국과학교육학회지, 24(2), 375-386. 미소장
50 Divergent Thinking as an Indicator of Creative Potential 네이버 미소장
51 Creative Giftedness: A Multivariate Investment Approach. 네이버 미소장
52 하주현 (2003). 문제발견, 창의적 사고, 창의적 인성의 관계. 교육심리연구, 17(3), 99-115. 미소장
53 김영채 (1997). 창의적 문제 해결 : 창의력의 이론, 개발과 수업. 서울: 교육과학사 미소장
54 Creative Problem Solving and Problem Finding in Young Adults: Interconnections with Stress, Hassles, and Coping Abilities. 네이버 미소장
55 박미진 (2016). 과학개념 융합을 통한 문제발견 및 문제해결 과정에서 나타나는 과학영재의 창의적 사고의 특성. 박사학위논문, 부산대학교. 미소장
56 Harms, H. R., & Janosz, D. A. (2012). Pre-engineering . McGraw Hill Education. 미소장
57 황혜정, 나귀수, 최승현, 박경미, 임재훈, 서동엽 (2016). 수학교육학신론. 서울: 문음사. 미소장
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59 한병래 (2013). 초등정보교육에서의 계산적사고 교육을 위한 언플러그드 컴퓨팅 방법에 관한 고찰. 정보교육학회논문지, 17(2), 147-156. 미소장
60 이동영, 남윤경 (2018) 공학설계 측면에서 한국 STEAM 프로그램 분석틀 제안. 대한지구과학교육학회지, 11(1), 63-77. 미소장
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62 CS Unplugged and Middle-School Students' Views, Attitudes, and Intentions regarding CS 네이버 미소장

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