earticle

영어

This study aims to examine the effects of applying a STEAM program based on the themes of the 2022 revised elementary curriculum for fourth-grade science and mathematics on students’ creative problem-solving ability, STEAM attitudes, and learning satisfaction. The program was designed around the topic of climate change mitigation and included activities in which students analyzed climate-related data using AI tools (such as Wrtn and MiriCanvas) and created public service advertisement posters based on the visualized data through a career club class. Pre- and post-tests were administered to measure students’ creative problem-solving ability and STEAM attitudes, and learning satisfaction was surveyed following the completion of the program. The results of the study are as follows. First, elementary students’ creative problem-solving ability showed a statistically significant improvement after the STEAM program was implemented (p < .001). This suggests that AI-based data analysis and poster-creation activities enhanced creative thinking skills, including problem identification, idea generation, and strategy development. Second, students’ STEAM attitudes also demonstrated statistically significant improvement (p < .001), indicating that learning activities involving artificial intelligence contributed to increases in learners’ interest, confidence, perceived usefulness, and integrative thinking skills. Third, learning satisfaction was relatively high, with an average score of 4.5, suggesting that the AI-based public service advertisement poster activity enhanced learners’ motivation and engagement. However, some students noted that the hands-on nature of the program resulted in a heavy workload within the limited class time. These findings indicate the necessity of continuously implementing AI-based STEAM education that strengthens climate change literacy and visual data competencies. Furthermore, it is suggested that diverse programs aligned with the 2022 revised curriculum should be developed and instructional support systems must be enhanced to strengthen teachers’ capacity to effectively integrate such activities into instruction.

한국어

본 연구는 2022 개정 초등 교육과정 4학년 2학기 과 학, 수학 교과 등의 주제를 중심으로 STEAM 프로그램 을 적용하였을 때 초등학생의 창의적 문제해결력, STEAM에 대한 태도 및 수업 만족도 향상에 미치는 효과를 검증하는 데 목적이 있다. 기후변화 대응을 주 제로 AI 도구(뤼튼, 미리캔버스 등)를 활용하여 기후 관련 자료를 분석하고 시각적 데이터를 바탕으로 공익 광고 포스터를 제작하는 활동으로 구성하였다. 수업 전ㆍ후의 창의적 문제해결력과 STEAM 태도 검사를 진행하였으며 수업 종료 후 프로그램 만족도를 조사하 였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, STEAM 프로그 램을 적용 후 초등학생의 창의적 문제해결력이 통계적 으로 유의미하게 향상되었다(p <.001). 이는 AI 기반 데 이터 분석과 포스터 제작 활동이 문제 인식, 아이디어 생성 및 해결 전략 수립 등 창의적 사고 능력을 촉진 한 것으로 판단된다. 둘째, STEAM 태도 결과에서는 통계적으로 유의미한 결과를 나타내었다(p <.001). 이 는 인공지능(AI)을 융합한 학습 활동이 학습자의 흥미, 자신감, 유용성 인식 등 융합적 사고 능력 향상에 기여 했음을 보여준다. 셋째, 초등학생의 수업 만족도는 4.5 점으로 높게 나타났으며 이는 AI 공익광고 포스터 제 작 활동이 학습 동기와 몰입도를 높인 것으로 확인되 었다. 다만 실습 중심 활동으로 인해 제한된 수업 시간 안에 과제가 과도하다는 의견이 일부 제시되었다. 이 연구의 결과는 기후변화 대응과 시각적 데이터 역량 강화 및 AI 기반 STEAM 교육이 지속적으로 운영될 필요가 있으며 2022 개정 교육과정과 연계 가능한 프 로그램의 다양화와 교사의 수업활용의 역량 강화를 위 한 교수·학습 지원 체계가 필요할 것으로 판단된다.