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제주도 지질 자료를 활용한 STEAM 프로그램 개발 및 적용 효과

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Author(s)
김덕호
Issued Date
2014
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000000007123
Abstract
2007 개정교육과정 초등과학의 '지질' 영역은 자연 현상을 학습 대상으로 하고 있지만 시간과 공간 규모가 광범위하여 과학 수업에서 직접 관찰하거나 재현해보기가 어렵고, 내용의 대부분이 추상적이기 때문에 학생들이 개념을 이해하기가 쉽지 않다. 이에 본 연구에서는 제주도 지질 자료를 활용하여 이 내용과 연계할 수 있는 현장체험 및 실내학습 STEAM 프로그램을 개발하고 적용하여 초등학생들의 학업성취도, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도의 변화를 알아보았다. 또한 지층, 퇴적암 및 화석에 대한 개념 문항을 개발하여 초등학생들의 인식 정도와 STEAM 수업에 학업성취도 검사 문항으로 이용하였다.
본 연구의 결과와 제언은 다음과 같다.
첫째, 2007 개정교육과정 초등과학을 바탕으로 제주도에서 지층, 퇴적암 및 화석을 관찰할 수 있는 14곳을 조사한 결과, 현장체험학습 장소로 적합한 곳은 성산일출봉~신양리층 구간, 서귀포층, 송악산~용머리해안 구간 그리고 수월봉을 선정하였고, 이곳에서 관찰할 수 있는 지질 현상을 교과서 삽화 및 학습 내용과 비교ㆍ분석하여 지역 자료를 제시하였다. 이러한 지역 자료를 기초로 지질 영역에 대한 학습 효과를 극대화 시킬 수 있는 체계적이고 통합적인 프로그램들이 개발되어야 한다.
둘째, 초등과학의 지층, 퇴적암 및 화석 관련 개념 검사를 실시한 결과, 전반적으로 개념 이해 정도가 낮아 이를 과학 개념으로 교정하는 효과적인 방안을 모색해야 한다.
셋째, 초등과학 '지층과 화석' 단원을 바탕으로 현장체험 및 실내학습 STEAM 프로그램을 개발하였다. 앞으로 유사한 프로그램을 개발하고자 할 때 참고 자료로 제공될 수 있다.
넷째, STEAM 프로그램이 학생들의 학업성취도, 창의적 문제해결력 및 과학적 태도에 미치는 영향을 알아본 결과, 유의미한 수준의 결과를 나타냈다. 따라서 지질 영역의 다양한 단원에서 체계적이고 지속적인 STEAM 프로그램의 개발이 요구되며, 교육현장에서 STEAM 프로그램을 효율적으로 활용하려는 노력이 이루어져야 할 것이다.
The main learning contents of 'geology' domain in 2007 revised elementary science curriculum have been targeted for a natural phenomenon. But, it is difficult to directly observe or reproduce in science class, because curriculum deal with wide range of time and space. Also, because most of the textbook contents are abstract, it is difficult for students to understand the concept. Thus, the purposes of this study are as follows; it is to develop the field experience and indoor learning based STEAM program that can be associated with them by utilizing learning materials for regional geology of Jeju-do province. Through two STEAM programs, it was to find the influences on academic achievement, creative problem solving abilities, and scientific attitude of elementary school students. Also, it is develop the conception questions about the stratum, sedimentary rock, and fossil. Using the questions, it is to evaluate how much they know about the concept of geological to elementary students, and academic achievement test questions were used in STEAM program.
The results and proposal of the study works as follows. First, it is to investigate the 14 places that can be observed the stratum, sedimentary rock, and fossil in Jeju-do province based on 2007 revised elementary science curriculum. Based on the research content, Seongsan Ilchulbong~Sinyang-ri Formation, Seogwipo Formation, Songaksan~Yongmeori Cliffs, and Suwolbong were selected as a suitable place for field experience learning in 'Stratum and fossil' unit of elementary science. And, it is to develop learning materials for regional geology related to STEAM that can be observed the geological phenomenon, after it was compared and analyzed to pictures and learning contents of textbooks in four places. Based on development of learning materials for regional geology in Jeju-do province, it has to be developed the systematic and integrated programs that can maximize the effectiveness of field experience learning.
Second, questions on the stratum, sedimentary rock, and fossil conceptions were developed, and conceptions survey was conducted. As a result, the rate of scientific conceptions was relatively low. So, it must find an effective way to correct scientific concepts.
Third, considering 'Stratum and fossil' unit of elementary science, the field experience and indoor learning based STEAM programs were developed. Foward, it can be provided as a reference data to develop a similar program.
Fourth, by applying STEAM program, we found the impact on academic achievement, creative problem solving abilities, and scientific attitude of elementary school students. As application results for two STEAM programs, the experimental group increased significantly compared to the control group. Therefore, it is required that systematic and continuous development of STEAM program in various units of geologic section, and it requires effort to effectively utilize the program in school.
Alternative Title
Development and Application Effects of STEAM Program Utilizing Learning Materials for Geology of Jeju-do Province
Department
교육대학원 초등과학교육
Awarded Date
2015. 2
Table Of Contents
Ⅰ. 서 론 1

1. 연구의 필요성 및 목적 1
2. 연구 내용 4
3. 용어의 정의 5
가. 지역 자료 5
나. 과학 개념 5
다. 선개념 5
라. 오개념 6
마. STEAM 6


Ⅱ. 이론적 배경 7

1. 제주도 지질의 개관 7
2. 초등과학 지질 관련 내용의 변천 과정 8
3. 야외학습과 지역화 22
4. 과학 개념 24
5. STEAM 24
6. 학업성취도, 창의적 문제해결력, 과학적 태도 27
7. 선행연구 29
가. 현장체험학습과 지역화 관련 선행연구 29
나. 지질 개념 관련 선행연구 32
다. STEAM 관련 선행연구 35

Ⅲ. 연구 절차 및 방법 36

1. 연구 절차 36
2. 연구 방법 37
가. 지역 자료 개발을 위한 현장 조사 37
나. 개념 연구 38
다. STEAM 프로그램의 개발 과정 42
라. STEAM 프로그램 개발의 실제 47
마. 실내학습 STEAM 프로그램의 실험 장치 고안 52
바. STEAM 프로그램 적용 54
사. 자료 분석 56

Ⅳ. 연구 결과 및 논의 58

1. 지질 관련 단원 지역 자료 개발 58
가. '지층과 화석' 단원 관련 장소 58
1) 지층을 관찰할 수 있는 장소 58
2) 퇴적암을 관찰할 수 있는 장소 60
3) 화석을 관찰할 수 있는 장소 61
나. 지질 관련 단원과 연계할 수 있는 현장체험학습 장소 63
1) 성산일출봉~신양리층 구간 64
2) 서귀포층 66
3) 송악산~용머리 해안 구간 67
4) 수월봉 69
2. '지층과 화석' 단원 관련 개념 검사 결과 71
가. 개념 검사 결과 71
1) 지층 개념 71
2) 퇴적암 개념 80
3) 화석 개념 88
나. 지질 관련 개념 연구가 주는 시사점 97
3. STEAM 프로그램의 개발 97
가. 현장체험 STEAM 프로그램 97
나. 실내학습 STEAM 프로그램 114
4. STEAM 프로그램의 적용 결과 130
가. 현장체험 STEAM 프로그램 적용 결과 130
1) 학업성취도 검사 결과 130
2) 창의적 문제해결력 검사 결과 132
3) 과학적 태도 검사 결과 133
4) 수업만족도 분석 결과 134
나. 실내학습을 STEAM 프로그램 적용 결과 136
1) 학업성취도 검사 결과 136
2) 창의적 문제해결력 검사 결과 138
3) 과학적 태도 검사 결과 139
4) 수업만족도 분석 결과 141


Ⅴ. 결론 및 제언 144

1. 결론 144
가. 제주도 지질 자료의 개발 144
나. 개념 조사 144
다. STEAM 프로그램의 개발 145
라. STEAM 프로그램의 적용 145
2. 제언 145

참고문헌 146
ABSTRACT 158
부 록 160
Degree
Doctor
Publisher
제주대학교 교육대학원
Citation
김덕호. (2014). 제주도 지질 자료를 활용한 STEAM 프로그램 개발 및 적용 효과
Type
Dissertation
Appears in Collections:
Elementary Education > Elementary Science Education
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