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본 연구의 목적은 포식-피식 시뮬레이션 소프트웨어 프로그램을 활용한 STEM 프로그램이 고등학생들의 생태계 평형 개념, STEM 태도 및 창의･공학적 문제해결 능력의 향상에 효과가 있는지를 알아보는 데 있다. 연구 대상은 G고등학교 학생 104명이었으며, 이 프로그램의 수업 적용에 따른 학생들의 생태계 평형 개념, STEM 태도 및 창의･공학적 문제해결성향의 효과는 t-test와 공변량 분석을 통해 알아보았다. 학생들이 작성한 활동지, 수업 촬영과 녹화 내용 등은 수업 적용의 질적 측면을 분석하기 위해 사용되었다. STEM 프로그램을 적용한 결과 비교반에 비해 실험반에서 생태계 평형 개념에 대한 이해, STEM 태도, 창의･공학적 문제해결력이 유의미하게 상승하였다. 또한, 실험반 학생들이 생태계 평형에 영향을 주는 다양한 변인들을 생각해 내었고, 더 다양하고 정교한 해결책을 제시하였다. 본 연구에서 STEM 프로그램을 적용했을 때 나타나는 긍정적인 효과를 고려할 때, ‘생명과학’의 다른 단원에서도 이러한 프로그램을 개발하여 적용할 필요성이 있다.
The purpose of this study was to investigate whether student's concept of ecological equilibrium, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability could be improved when the STEM program using a predation-prey simulation software program was applied in the 'Ecosystem and Interaction' section of the high school 'Life Science 1' subject. The subjects of the study were 104 G high school students, and the effects of the students’ ecological equilibrium concept, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability according to the application of this program were investigated through t-test and covariate analysis. Activity sheets written by students, filming and recording of classes, etc. were used to analyze the qualitative aspects of class application. As a result of applying the STEM program, the understanding of the concept of ecosystem equilibrium, STEM attitude, and creative engineering problem-solving ability increased significantly in the experimental group compared to the control group. In addition, the students in the experiment class came up with various variables that affect the ecosystem equilibrium and presented more diverse and sophisticated solutions. Considering the positive effects of applying STEM programs in this study, there is a need to develop and apply these programs in other sections of ‘Life Science’.
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ecosystem and interaction, STEM program, ecosystem equilibrium, creative engineering problem-solving skills, STEM attitude
