본 연구는 야외 식물 관찰 학습에서 초등학생의 관찰 능력과 과학 창의성의 관계를 알아보고, 관찰 능력과 과학 창의성에 영향을 미치는 요인에 대해 알아보았다. 이를 위해 서울특별시 5학년 21명을 대상으로 야외 식물 관찰 학습을 시행했다. 관찰 과제를 통해 학생의 관찰 능력과 과학적 창의성을 평가하여 정량적 자료를 얻은 뒤, 식물 관찰에 대한 학생과의 면담을 통해 정성적 자료를 얻었다. 이외에도 연구자의 참여 관찰 기록, 학생의 활동 결과물 등 다양한 자료를 수집함으로써 연구의 타당성을 높이고 자 했다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 초등학생을 관찰 능력과 과학 창의성 상·하 수준에 따라 HH(고관찰-고창의)형, HL(고관찰-저창의)형, LH(저관찰-고창의)형, LL(저관찰-저창의)형의 4개 집단으로 유형화한 결과 전체 학생 21명 중 HH형과 LL형에 속한 학생이 15명으로 관찰 능력이 높을수록 과학적 창의성이 높은 것으로 나타났다. 둘째, 관찰 능력과 과학 창의성은 정적인 상관관계를 보였으며. 특히 과학 창의성 요소 중 독창성과도 관찰 능력과 약한 정적 상관관계를 보였다. 셋째, 야외 식물 관찰 학습에서 초등학생의 관찰 능력에 영향을 미치는 요인은 평상시 식물 관찰 빈도와 식물 관찰 학습에 대한 흥미, 식물 관찰 학습에서의 협력이었다. 넷째, 야외 식물 관찰 학습에서 과학 창의성에 영향을 미치는 요인은 관찰 능력과 식물 관련 지식의 양임을 알 수 있었다. 이러한 분석을 바탕으로, 본 연구는 관찰 능력과 과학 창의성을 향상시키기 위한 교육적 방법에 대해 논의하였다.

This study aimed to analyze the relationship between the observation ability and scientific creativity of elementary students through observation learning of outdoor plants and to identify the factors that influence the two constructs. The study recruited 21 fifth-graders in Seoul. After evaluating observation ability and scientific creativity through observation tasks, qualitative data were obtained through interviews with students about their observation of the plants. Additionally, the study collected various materials, such as the observation records and worksheets of the students to verify the validity of research. The main results of this study are as follows. First, the students were first classified into four groups according to levels of observation ability and scientific creativity. The result demonstrated that the higher the level of observation ability, the higher the level of scientific creativity. Second, observation ability and scientific creativity pointed to a positive correlation. Furthermore, originality, which is one of the components of scientific creativity, indicated a weak positive correlation with observation ability. Third, the factors that influenced observation ability were frequency of plant observation and interest and cooperation in observation learning, and those of scientific creativity were observation ability and the level of plant-related knowledge. Lastly, the study discussed educational methods for improving observation ability and scientific creativity.

본 연구에서는 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력 및 과학 학업성취도에 미치는 효과에 대해 알아보고자 하였다. 연구 대상은 B광역시 J초등학교 1개의 학급 22명을 실험집단, 다른 1개의 학급 22명을 비교집단으로 구성하였다. 실험집단은 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업을 실시하였고, 비교집단은 교과서와 교사용 지도서에 따른 일반적인 설명식 과학 수업을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감에 긍정적인 영향을 미쳤다. 둘째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 창의적 문제해결력에 긍정적인 영향을 미쳤다. 셋째, 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 학업성취도에 긍정적인 영향을 미쳤다. 위와 같은 연구 결과를 통하여 뇌 기반 수업 모형을 적용한 과학 수업이 초등학생의 과학 자기효능감, 창의적 문제해결력 및 과학 학업 성취도에 효과적인 수업 모형이라는 것을 확인할 수 있었다.

This study aims to investigate the effect of the application of the brain-based learning model on the self-efficacy, creative problem-solving ability, and academic achievement of elementary school students in science classes. The participants consisted of 22 students from one class (experimental group) and 22 students from another class (comparison group) of J Elementary School in B Metropolitan city. The experimental group conducted science classes that applied the brain-based learning model, and the comparison group conducted general explanatory science classes according to textbooks and the guide books of the teachers. The study found that science classes that applied the brain-based learning model exerted positive effects on the three abovementioned skills. Based on the results, the study confirmed that the application of the model is an effective learning tool that increases the self-efficacy, creative problem-solving ability, and academic achievement of for elementary school students in science classes.

본 연구는 많은 초등 교사들이 어려움을 호소한 '지구와 우주' 영역 중 '지구와 달의 운동' 단원에서 달 관측이 시작되는 첫 차시인 '하루동안 태양과 달의 위치는 어떻게 달라질까요?'에 대한 교사의 인식을 깊이 알아보며 후속 차시와 관련 활동 지도에 도움을 주고자 한 연구이다. 설문 문항은 교과서 설명, 탐구활동, 학습 목표 달성, 기타 의견 4가지로 범주화하여 제작하였고, 과학 심화 전공, 교직 경력, 본 단원 지도 경험을 구인으로 하여 설문 문항별 인식이 어떻게 다른지 분석하였다. 또한, 서술형 문항을 통해 설문에 참여한 교사들의 보다 다양한 견해를 파악할 수 있었다. 설문은 경기도 소재 초등학교에 재직하고 있는 67명의 교사가 참여하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 하루동안 태양과 달의 위치 변화 교과서 서술에 대해 교사들은 긍정적인 인식과 부정적인 인식이 비슷하게 나타났다. 둘째, 하루 동안 태양과 달의 위치 변화 탐구활동 지도시 교사들 대부분이 대체 방법을 활용하는 것으로 나타났다. 그러한 경향은 대상이 태양·달일 경우 모두 상관이 없었고, 심화 전공, 교직 경력, 지도 경험에도 차이를 보이지 않았다. 셋째, 대부분의 교사들은 본 차시 학습을 통해 학습 목표를 달성할 수 있을 것이라고 응답하였다. 그런데 설문에 참여한 많은 교사들이 태양과 달의 위치 변화 지도에 다양한 어려움을 호소하였고, 대부분 대체 방법을 활용하는 것으로 나타났기에 이러한 결과는 교사들이 직접 관측을 하지 않아도 대체 방법을 통해 학습 목표를 달성할 수 있다고 여기는 인식을 보여준다.

This study aims to help elementary school teachers increase their knowledge about the changes in the positions of the sun and moon during the day and the first time the moon observation begins in the Earth and Space section of the Earth and the Moon. The survey questions were grouped into four categories, namely, textbook explanation, inquiry activities, achievement of learning goals, and other opinions. The perception of each question differed according to advanced science majors and teaching careers and experiences of this unit. In addition, understanding the diverse views of the participants using descriptive questions was possible. The study recruited 67 teachers working at an elementary school in Gyeonggi-do. The conclusion is as follows. First, the teachers exhibited similar positive and negative perceptions about the description of the textbook on the changes in the positions of the sun and moon during the day. Second, the study found that majority of teachers used alternative methods when guiding students regarding the change in the positions. This trend was not correlated with the sun and the moon, and the study observed no difference in advanced majors and teaching careers and experience of this unit. Third, the majority of teachers responded that they could achieve their learning goals through this learning. However, many teachers complained of various difficulties in guiding students about the lesson, and the majority alternative methods. The results demonstrated the perception of teachers that students can achieve learning goals through alternative methods without direct observation.

이 연구는 과학 읽기 자료를 이용한 협력적 문제해결 중심 과학 수업이 초등학교 학생들의 과학 읽기 능력에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 하였다. 연구 대상은 초등학교 5학년으로 실험집단은 과학 읽기 자료를 이용한 협력적 문제해결 중심 과학 수업을 실시하였고 비교집단은 교과서에 바탕을 둔 과학 수업을 실시하였으며 과학 읽기 능력 검사지, 모둠별 논의과정 녹음본과 수업 녹화본을 수집하여 분석하였다. 연구 결과, 과학 읽기 자료를 이용한 협력적 문제해결 중심 과학 수업은 초등학교 학생들의 과학 읽기 능력의 향상에 효과가 있었다. 과학 읽기 능력 검사 결과, 총점 및 3개 하위 요소 모두에서 실험집단은 비교집단보다 통계적으로 유의미하게 높게 나타났으며, 특히 높은 수준의 인지 과정에 속하는 '성찰 및 평가'와 '통합 및 해석'이 큰 비율로 증가하였다. 학생들은 이 수업에서 교사가 제시한 자료를 읽고 읽은 내용을 바탕으로 논의에 참여하며, 읽은 내용과 읽기 과정에 대한 반성을 하게 된다. 이러한 과정에서 학생들의 과학 읽기 능력이 향상된 것으로 보인다.

This study aimed to investigate how elementary school students' science reading ability is influenced by collaborative problem-solving for competency instruction strategy using science reading text. This study recruited two groups of elementary students in fifth grade. The experimental group underwent an instruction strategy using science reading text, while the comparative group experienced a science class using a textbook. Afterward, data from the science reading ability tests, voice recordings of the discussion process involving each group, and class videos were collected and analyzed. The results showed that science classes that used collaborative problem-solving for their competency instruction strategy via science reading text were effective in enhancing elementary school students' science reading ability. Meanwhile, the science reading ability test results indicated that the experimental group had statistically higher total scores than the comparative group in the three subelements, especially “introspection and evaluation” and “integration and interpretation” owing to their significant improvement in high-level cognitive processes. In these classes, the students read the materials that the teacher provided, participated in the discussion based on what they have read, and had the chance to reflect on their reading processes. Overall, students' science reading ability was enhanced through this process.

초등학교 과학에서 속력 관련 단원의 독특한 교수ㆍ학습 곤란은 주로 학생의 수학적 사고력 및 속력의 측정과 관련된 절차적 지식의 부족에 기인한 것으로, 교육과정 및 교과서는 이점을 고려하여 구성할 필요가 있다. 속력 단원의 교육과정 및 교과서 내용 구성과 관련된 시사점을 얻기 위하여 2007 개정 교육과정부터 2015 개정 교육과정까지 3개 교육과정 및 이에 따른 교과서의 속력 관련 단원의 구성 체계와 내용을 살펴보고, 선행 연구에 비추어 적절성을 분석하였다. 분석 결과를 통해 현재의 내용 구성은 이동 거리와 시간 및 속력 사이의 입체적인 관계를 파악하기 보다는 암기에 의한 기계적 알고리즘을 통해 물체의 속력만을 계산할 위험이 있어 이중 수직선과 같은 시각화 모형 및 간단한 수를 활용하여 속력의 의미를 단계적으로 학습할 수 있도록 재구성할 필요가 있다는 점을 밝혔다. 또한 조사를 통해 얻은 자료를 이용하여 물체의 운동을 해석하는 활동보다는 실제 운동하는 물체의 이동 거리와 걸린 시간을 직접 측정하여 그래프로 나타내고 분석하도록 함으로써 과정 기능 등 탐구 수행 능력을 향상시키는 것의 필요성에 대해 논의하였다. 마지막으로 적용 차시에서 현재의 교육과정과 교과서에서는 일상 생활과의 연계를 강조하고 있지만 단원의 주된 학습 내용인 운동학과는 다소 다르게 동역학과 관련된 내용을 다루고 있어 학습한 내용을 익히고 활용할 수 있도록 속력과 관련된 사례를 중심으로 내용을 새롭게 구성할 필요가 있다는 점을 밝혔다. 새 교육과정 및 교과서에서는 학습하기 어렵고 지도하기 까다로운 내용을 제외하기 보다는 과학의 가치를 깨닫고 과학 학습을 향유할 수 있도록 핵심 주제를 체계적으로 깊이 학습할 기회를 제공할 것을 제안한다.

The unique teaching and learning difficulties of speed-related units in elementary school science are mainly due to the student's lack of mathematical thinking ability and procedural knowledge on speed measurement, and curriculums and textbooks must be constructed with these in mind. To identify the implications of composing a new science curriculum and relevant textbooks, this study reviewed the structure and contents of the speed-related units of three curriculums from the 2007 revised curriculum to the 2015 revised curriculum and the resulting textbooks and examined their relevance in light of the literature. Results showed that the current content carries the risk of making students calculate only the speed of an object through a mechanical algorithm by memorization rather than grasp the multifaceted relation between traveled distance, duration time, and speed. Findings also highlighted the need to reorganize the curriculum and textbooks to offer students the opportunity to learn the meaning of speed step-by-step by visualizing materials such as double number lines and dealing with simple numbers that are easy to calculate and understand intuitively. In addition, this paper discussed the urgency of improving inquiry performance such as process skills by observing and measuring an actual object's movement, displaying it as a graph, and interpreting it rather than conducting data interpretation through investigation. Lastly, although the current curriculum and textbooks emphasize the connection with daily life in their application aspects, they also deal with dynamics-related content somewhat differently from kinematics, which is the main learning content of the unit. Hence, it is necessary to reorganize the contents focusing on cases related to speed so that students can grasp the concept of speed and use it in their everyday lives. With regard to the new curriculum and textbooks, this study proposes that students be provided the opportunity to systematically and deeply study core topics rather than exclude content that is difficult to learn and challenging to teach so that students realize the value of science and enjoy learning it.

계절 변화를 이해하기 위해서는 3차원 공간 속에서 천체들의 관계를 이해하는 것이 필요하며 이를 위해 학생들이 직접 3차원 모델을 구성하여 사용하고, 평가 및 수정하는 모델링 활동이 중요하다. 이 연구에서는 초등학생이 지구본과 전구를 사용하여 계절 변화 원인으로서 지구의 운동을 3차원 공간에서 모델링하는 과정을 분석하였다. 초등학교 6학년 17명이 참여하였으며 모델링 수업은 계절 변화와 관련된 현상과 개념을 탐색한 뒤 현상의 원인이 되는 지구의 운동을 지구본과 전구를 사용하여 학생들이 직접 모델을 구성하고 이를 활용하여 계절 변화를 설명하는 과정으로 진행되었다. 학생들의 모델링 과정을 녹화한 비디오 자료, 학생들의 활동지, 사후 면담 전사본을 연구 자료로 사용하였고, 삼각 검증을 통해 자료의 신빙성을 확보하였다. 모델링 수준 분석 틀은 선행 연구를 기초로 구성하였으며 모델에 대한 이해와 모델링 실행뿐만 아니라 지구의 운동 관련 개념을 고려하여 구성하였다. 최종 확정된 분석 틀에서는 3차원 모델링 수준을 1수준부터 3수준까지 구분하였고 각 수준에서 나타날 수 있는 학생의 수행을 구체화하였다. 연구 결과, 계절 변화를 설명하기 위한 초등학생의 지구본 활용 모델링 수준은 크게 두 가지로 나타났다. 지구의 자전 및 자전축의 기울기, 지구의 공전을 고려하였으나 경험적 증거를 활용하지 못하는 수준(2수준)과 지구의 자전 및 자전축의 기울기, 공전을 고려하고 경험적 증거를 활용하는 수준(3수준)으로 나타났다. 그러나 학생들이 경험적 증거를 활용하여 모델링을 하는 경우도 과학적 모델 구성으로 이어지지 못하였는데, 이 연구에서는 그 원인을 모델링 시 사용하는 도구의 특징과 관련지어 탐색하였다.

To understand seasonal changes it is necessary to understand the relationship between celestial bodies in a three-dimensional space, and to this end, modeling activities in which students directly construct, use, evaluate, and modify three-dimensional models are important. In this study, the process of elementary school students using globes and light bulbs to model Earth's motion in a three-dimensional space as a cause of seasonal changes was analyzed. Seventeen sixth graders participated in the modeling process. After exploring phenomena and concepts related to seasonal change, students constructed models using globes and bulbs and used them to explain seasonal changes. Video data recording students' modeling process, students' activity sheets, and transcripts of post-interview were used as research data, and data triangulation was conducted. The modeling level analysis framework was also developed based on previous studies. In particular, the framework was developed in detail in this study in consideration of the concept of Earth's motion as well as understanding model and implementing modeling. In the final analysis framework, the 3D modeling level was classified from level 1 to level 3, and student performance that may appear at each level was specified. As a result of the study, there were two main levels of modeling using globes for elementary school students to explain seasonal changes. The rotation and tilt of the axis of rotation and revolution of the earth were considered but the level at which empirical evidence was not used (level 2), the level at which empirical evidence was used to explain seasonal chages (level 3). However, even when students use empirical evidence, it did not lead to the construction of a scientific model. In this study, the cause was explored in relation to the characteristics of the tool used for modeling.

이 연구에서는 초등 예비교사와 현직교사의 과학 PCK에 대한 학업 열정 수준을 비교하였다. 또한 예비교사와 현직교사별로 과학 내용학에 대한 학업 열정과 과학 교육학에 대한 학업 열정 수준도 비교하였다. 이를 위해 2학기에 교육대학에서 과학 관련 강좌를 수강하고 있는 비과학 심화전공 1∼4학년 학생 182명과 초등학교에서 근무하고 있는 현직교사 161명을 선정한 후, 과학 내용학 및 과학 교육학에 대한 학업 열정 검사를 온라인으로 시행하였다. 연구 결과 첫째, 집단 내 비교에서는 과학 내용학에 대한 학업 열정의 경우 현직교사가 예비교사보다 '중요함'과 '좋아함'의 수준이 높았지만, 예비교사는 현직교사보다 '시간/에너지 투자'의 수준이 더 높았다. 과학 교육학에 대한 학업 열정에서는 예비교사가 현직교사보다 '시간/에너지 투자'의 수준이 높았지만, 다른 하위 영역에서는 두 집단 간에 유의미한 차이가 나타나지 않았다. 둘째, 집단 간 비교에서는 예비교사의 경우 '조화열정'에서만 과학 내용학에 대한 학업 열정보다 과학 교육학에 대한 학업 열정 수준이 더 높았다. 현직교사의 경우에는 '좋아함', '중요함', '시간/에너지 투자', '강박열정'에서 과학 교육학에 대한 학업 열정보다 과학 내용학에 대한 학업 열정 수준이 더 높았다. 마지막으로 연구 결과에 대한 교육적 시사점을 논하였다.

This study aimed to compare academic passion for science pedagogical content knowledge (PCK) between preservice and in-service elementary teachers. In addition, a comparison between passion for science subject matter knowledge and passion for science pedagogical knowledge was made for each group of teachers. Participants comprised 182 students from colleges of education and 161 in-service teachers. We analyzed between- and withinsubject comparisons for each component of academic passion for science PCK. The results of this study are as follows: First, between-subject comparison demonstrated that, in academic passion for science subject matter knowledge, in-service teachers had a higher passion for “liking” and “importance” than pre-service teachers, whereas pre-service teachers had a higher passion for “time/energy investment” than in-service teachers. In academic passion for science pedagogical knowledge, pre-service teachers had a higher passion for “time/energy investment” than in-service teachers. Second, the within-subject comparison showed that only “harmonious passion” was higher for science pedagogical knowledge than science subject matter knowledge in pre-service teachers. However, “liking”, “importance”, “time/energy investment”, and “obsessive passion” were higher for science subject matter knowledge than science pedagogical knowledge in in-service teachers. The educational implications are discussed.

이 연구에서는 과학의 본성(NOS)에 대한 초등학생들의 인식을 구체적으로 드러내기 위해 개방형 질문지 형식의 초등학생용 NOS 검사 도구를 개발하였고, 그 타당도와 효과를 조사하였다. 초등학생용 NOS 검사 도구를 개발하기 위해 기존 NOS 검사 도구를 초등학생들에게 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 분석하였고, 이를 토대로 검사 도구의 개발 방향을 설정하였다. 또한 초등학생의 수준에 적합한 7가지 NOS 유형을 선정한 후, 유형별로 기존의 검사 도구 문항을 수정·보완하거나 새로운 문항을 개발하여 예비 검사 도구를 제작하였으며, 과학교육 전문가 그룹의 내용 타당도 검증을 거쳐 최종적으로 NOS의 각 유형과 관련된 7개 문항에 '과학에 대한 포괄적 인식'을 묻는 1개 문항을 추가하여 총 8개 문항으로 구성된 NOS 검사 도구를 개발하였다. 개발한 검사 도구의 실질적 효과를 검증하기 위해 서울에 있는 두 초등학교에서 6학년 2개 학급 50명의 학생을 대상으로, 한 학급에서는 '기존 검사 도구→개발 검사 도구', 다른 학급에서는 '개발 검사 도구→기존 검사 도구'의 순서로 사전·사후 검사를 실행하였고, 수집된 자료는 요약적 내용분석을 통해 비교 평가하고 Wilcoxon 부호 순위 검정을 실행하여 분석하였다. 기존 NOS 검사 도구와 개발한 NOS 검사 도구에 대해 학생들이 응답한 내용을 비교·분석한 결과, 개발한 검사 도구를 사용할 때 NOS에 대한 학생들의 관점이 더 다양하게 나타났고, 문항의 의도를 잘못 해석하여 발생했던 응답의 오류가 줄어들었다. 또한 개발한 검사 도구를 사용할 때 통계적으로 유의미한 수준에서 과반 정도 학생들의 응답 내용이 더 구체적으로 변화하였다. 이 연구에서는 이러한 결과를 바탕으로 초등학생들에게 적합한 NOS 검사 도구의 개발을 위한 시사점을 논의하였다.

In this study, the Nature of Science (NOS) instrument for elementary school students in the form of open questionnaires was developed specifically to reveal elementary school students' perceptions of the NOS, and its validity and effectiveness were investigated. To develop a NOS instrument for elementary school students, problems that may occur when applying the existing NOS instruments to elementary school students were analyzed and based on this, the development direction of the NOS instrument was established. In addition, after selecting seven NOS types suitable for the level of elementary school students, the preliminary instrument was produced by modifying and supplementing the items in the existing instruments for each type or by developing new items. Finally, the NOS instrument consisting of eight questions was developed by adding one question asking for a comprehensive understanding of science to seven questions related to each type of NOS after a content validity test of the science education expert group. To verify the practical effect of the developed instrument, pre- and post-tests were conducted on 50 students in two classes of sixth grade at two elementary schools in Seoul: 'existing instrument → development instrument' in one class, and 'development instrument → existing instrument' in the other class. The collected data were then compared and evaluated through summary content analysis and analyzed by executing the Wilcoxon signed-rank test. As a result of comparing and analyzing students' responses to the existing NOS instrument and the developed NOS instrument, students' perspectives on the NOS were more diverse when using the developed instrument, and the level of error in the response caused by misinterpreting the intention of the question was reduced. In addition, when using the developed instrument, the responses of the majority of students at a statistically significant level changed more specifically. In this study, the implications for the development of NOS instruments suitable for elementary school students were discussed based on these results.

본 연구는 AR 기술을 활용하여 안내된 과학탐구 프로그램을 개발함에 있어서 초등 예비교사들이 무엇에 중점을 두었으며, 어떠한 어려움을 겪었는지 분석하고, 이를 토대로 예비교사의 역량 함양 및 양성 교육을 위한 시사점을 제공하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 AR 기반 안내된 탐구 프로그램을 개발하는 강의에 참여한 초등 예비교사들의 사례를 수집하고 그들이 중점을 둔 부분과 겪은 어려움을 프로그램 '설계 단계'와 '제작 단계'로 범주화하여 분석하였다. 분석 결과, 프로그램 설계 단계에서 예비교사들은 능동적인 탐구과정을 촉진하는 시나리오를 구성하고, 동시에 AR 기술이 지닌 고유의 행위유도성으로서 3D 환경의 생생한 시각 자료를 구성하여 가상세계와 실세계에서의 탐구 경험을 의미 있게 연결 짓는 데에 중점을 두었다. 또한 예비교사들은 시나리오의 설계, 탐구 프로그램 개발을 위한 정보 수집, 초등학생의 능동적 관찰을 이끄는 방법구현에 어려움을 경험하였으며, 탐구에 대한 근본적 의문으로 어려움을 겪었다. 또한 예비교사들은 AR 기술의 장점을 살리는 것을 어려워하였으며, 컨텐츠 제작 프로그램인 CoSpaces에 대한 배경지식이 부족하여 탐구 프로그램을 구상하는 데에 어려움을 겪었다. 프로그램 제작 단계에서는 초등학생들이 탐구에 집중할 수 있는 환경을 조성하기 위해, 예비교사들은 프로그램 조작을 쉽고 단순하게 구성하고자 했으며, 게임적 요소나 쌍방향적 상호작용 요소를 추가하여 학습자의 흥미를 높일 방법에 중점을 두었다. 또한 CoSpaces를 이용한 프로그래밍 과정에서 어려움을 겪었다. 이러한 결과를 바탕으로 예비교사 역량 함양 및 교사양성교육 방안 모색을 위한 시사점에 대해 논의하였다.

This study aims to analyze what elementary school pre-service teachers focused on and what challenges they faced in designing and producing a guided science inquiry program based on augmented reality (AR) and to provide some implications for teachers' professionalism and teacher education. To this end, focusing on the cases of pre-service teachers who designed and created AR-based guided inquiry programs, the researchers extracted and categorized the pre-service teachers' focus and challenges from the program design and production stages. As a result, in the program design stage, the pre-service teachers tried to construct scenarios that could promote students' active inquiry process. At the same time, drawing on the unique affordances of AR, the pre-service teachers focused on creating vivid visual data in a 3D environment and making meaningful connections between virtual and real-world activities. The pre-service teachers faced challenges in making use of the advantages of AR technology and designing an inquiry program due to a lack of background knowledge about CoSpaces, a content creation program. In the program production stage, the pre-service teachers tried to make their program easy to handle to improve students' concentration on inquiry activities. In addition, challenges of programming using CoSpaces were reported. Based on these results, educational implications were discussed in terms of the pedagogical uses of AR and teachers' professionalism in adopting AR in science inquiry.

본 연구의 목적은 교육 소외계층 저학년을 위한 사회정서학습기반의 학교밖 STEAM 프로그램 모형을 개발하고 적용하는 것이다. 이를 위해 사회정서학습(Social Emotional Learning, SEL) 기반 STEAM 프로그램을 개발하였고, 그 특징은 다음과 같다. 첫째, 본 프로그램에는 전통적인 STEAM 학습요소와 SEL 요소를 통합하여, 마음 챙김 명상-상황제시-창의적 설계-감성적 체험-성찰과 같은 일관된 구성 체계로 설계하였다. 둘째, 초등학생들이 일상생활 속 문제상황에서 수학적 사고와 과학적 탐구능력을 기를 수 있도록 구성하였다. 셋째, 각 STEAM 프로그램별 세부 주제를 스토리텔링 문제 상황과 놀이 및 교감 중심 활동으로 구성하여 교육 소외계층 아동들의 학습 요구를 반영하였다. 이러한 특징을 바탕으로 총 33차시의 5개의 프로그램을 개발하여 전국 16개 지역아동센터의 16명의 교사와 354명의 초등 저학년 학생에게 시범 적용하였고, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, STEAM 프로그램에 대한 전체 학생의 만족도는 4.16이었으며, 학생 성별에 따른 STEAM 만족도의 유의한 차이는 없었다. 둘째 전체 학생의 STEAM 태도의 하위 영역 중 흥미와 자아효능감은 유의하게 향상되었으나, 학생 성별에 따른 STEAM 태도의 유의한 차이는 없었다. 셋째, 전체 학생의 전체 사회정서학습 역량의 향상이 유의하지는 않았지만, 관계 기술은 유의하게 향상되었으며, 학생 성별에 따른 사회정서학습 역량의 유의한 차이는 없었다. 이러한 결과를 바탕으로 교육 소외계층을 위한 학교 밖 STEAM 프로그램의 효과에 관한 논의와 함께 후속 연구에 대한 방향을 제언하였다.

This study was conducted to develop and apply an out-of-school STEAM program model based on Social- Emotional Learning (SEL) for underprivileged students in the lower grades. To this end, a STEAM program based on SEL was developed, with the following characteristics. First, by integrating traditional STEAM learning elements and SEL elements, a structured program was designed with consistent stages, including mindfulness meditation→present an authentic situation→creative design→emotional experiences→reflection. Second, the program was structured so that elementary school students could develop mathematical thinking and scientific inquiry skills in problem-solving situations in daily life. Third, the detailed themes for each STEAM program involved storytelling-based problem situations, as well as activities centered on play and sympathy to reflect the educational needs of underprivileged students. From these characteristics, a total of five programs were developed and applied to 16 teachers and 354 lower-grade elementary school students in 16 community children centers nationwide. The results were as follows. First, while students' satisfaction with the STEAM program was 4.16, there were no significant differences in STEAM satisfaction according to gender. Second, while all students' interest and self-efficacy, which was one of sub factors of STEAM attitude, were significantly improved, no significant difference was seen in STEAM attitudes according to gender. Third, although students' SEL competencies were not significantly improved, relationship skills, which were among the sub factors of SEL competencies, were significantly improved, and there were no significant differences in SEL competencies according to gender. From these results, a discussion on the effect of the out-of-school STEAM program for underprivileged students and directions for follow-up studies was suggested.