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영어

This study is a field case study of students’ problem-solving process in the course of design in order to identify the interaction between the upstream and the downstream of the design process and its impact on students’ learning. The study reviewed documents prepared by students, such as activity worksheets, essay-type survey papers, works and their photos, student activity photos and other design data (sketches, conceptual drawings, part drawings), while conducting interviews with students to supplement its dependence on document review, a qualitative research method. The results of the study are as follows:First, the problem-solving process of JH team and SD team throughout the design process was thoroughly reviewed, and as a result, it was found that the upstream of design process including brainstorming, sketching, conceptual drawing and part drawing and the downstream of the design process, which covers a manufacturing stage including experiment, observation and measurement, had an influence on each other. Second, in the study, the students received a task to build a catapult that meets the suggested conditions through problem-solving during the design phase. Such a problem-solving task encourages students not only to learn by trial and error but also to mobilize necessary experiences and thoughts. It was found in the study that the problem-solving activities throughout the design process helped improve students’ learning and particularly affected their acquisition of scientific and technological knowledge. Also, the catapult task was found to be an effective education tool to help students learning scientific and technological knowledge as well as science and technology.

한국어

이 연구는 학생들이 설계과정을 통한 문제해결을 진행할 때 설계과정의 상위영역과 하위영역이 서로 영향을 주고받는지, 설계과정을 통한 문제해결이 학생들의 학습 신장에 도움이 되는가를 확인한 현장사례 연구이다. 사례연구를 수행하기 위해 학생들이 작성한 문서자료(학습활동지, 서술형 설문지, 작품 및 작품사진자료, 학생활동사진자료, 설계과정자료[스케치, 구상도, 부품도])를 살펴보았고, 질적조사(qualitative research) 방법 중에 하나인 문서자료를 의존함으써 발생할 수 있는 부족함을 보완하기 위해 학생들과 면담을 병행하여 실시하였으며 이를 통해 얻은 연구 결과 값은 아래와 같다. 첫째, JH, SD팀의 학생들의 설계과정을 통한 문제해결 과정을 미시적으로 살펴본 결과 설계과정의 상위영역인 브레인스토밍, 스케치, 구상도, 부품도와 설계과정의 하위영역인 제작(실험, 관찰, 측정)은 서로 영향을 주고받는 것으로 확인되었다. 둘째, 학생들은 문제의 조건을 만족하는 설계과정을 통한 문제해결을 하기 위해 단순한 시행착오를 넘어 학습에 꼭 필요한 경험과 사고를 수반한다. 따라서 설계과정을 통한 문제해결은 학습 신장에 도움이 되며 특히, 기술과 과학, 기술적 지식과 과학적 지식 습득에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 또한 투석기 과제는 기술과 과학, 기술적 지식과 과학적 지식의 학습신장에 도움을 주는 유용한 학습도구 임을 확인할 수 있었다.