This study examines the effects of the application of STEAM within the Technology subject’s Information and Communication Technology unit on the students’ technological thinking dispositions. The independent variables in the study are the STEAM applied classroom activities and the traditional classroom activities. The dependent variable is the extent of improvement within the technological thinking disposition among the students. In order to fulfill the purposes of this study, two classes from the second year of a middle school in Daejon were selected in order to comprise the experimental group and control group of the experiment.
The non-equivalent control group pretest-posttest design, which is a type of a quasi-experimental design form, was used for this study. The STEAM applied classroom curriculum was introduced to the experimental group, and the traditional classroom curriculum was introduced to the control group. Nam SeungGwon’s (2010) Technological Thinking Disposition Testing Tool was used to evaluate the effects of the STEAM applied class curriculum. The tool was used before and after the experiment in order to examine the effects.

The results of testing the null hypotheses of the experiment can be summarized as follows.

Hypothesis I. There will be no significant difference regarding the technological thinking dispositions between the experimental group that has been exposed to the STEAM applied class curriculum and the control group that has been exposed to the traditional class curriculum.

As a result of conducting the covariant analysis in order to test Hypothesis I, there was a significant different between the two groups with statistical p<.01 level of significance. Therefore, Hypothesis I has been dismissed. That is, there is a higher extent of technological thinking disposition among students who received a STEAM applied classroom education in comparison to those students who received a traditional technology subject education.

Hypothesis II. There will be no significant difference in the lower factors of technological thinking disposition between experimental group that has been exposed to the STEAM applied class curriculum and the control group that has been exposed to the traditional class curriculum.

In order to test Hypothesis II, a covariant analysis was conducted on the two groups in regards to technological curiosity disposition, technological analysis disposition, technological problem identification and resolution disposition, technological creativity and expression disposition, technological operation disposition, and technological planning and reflection disposition, which are all lower factors of technological thinking disposition. As a result, there were statistically meaningful differences for technological analysis disposition (p<.05), technological problem identification and resolution disposition (p<.01), technological creativity and expression disposition (p<.05), technological operation disposition (p<.01), and technological planning and reflection disposition (p<.05). There were however no differences between the groups on technological curiosity disposition (p>.05). That is, it has been verified that students who have been exposed to the STEAM applied classroom education have higher degrees of technological analysis disposition, technological problem identification and resolution disposition, technological creativity and expression disposition, technological operation disposition, and technological planning and reflection disposition that those students who have been exposed to traditional technology education.

The results of this study can be stated as follows.

First, it was seen that the student group that was taught with the STEAM applied classroom curriculum showed higher technological thinking dispositions than the student group that was taught with the traditional technology subject curriculum. This means that the STEAM applied classroom curriculum is effective in increasing the level of technological thinking disposition among the students.

Second, those students who were introduced to the STEAM applied curriculum showed higher degrees of technological analysis disposition, technological problem identification and resolution disposition, technological creativity and expression disposition, technological operation disposition, and technological planning and reflection disposition, in comparison to those students who were taught under the traditional curriculum. This results can be seen due to the fact that the study considered a wider variety of factors related to a student's technological thinking disposition for the case of the STEAM applied instruction in comparison to that of the traditional instruction.

Based on the findings of this study, this paper presents the following proposals.

First, in order to positively modify the level of technological thinking disposition among students, there is a need to introduce the STEAM applied curriculum to the traditional technology subject curriculum. For this purpose, teachers should be provided with a training program to acquire the skills to conduct classes with STEAM applied materials. Furthermore, to implement a STEAM applied instruction, there needs to be more diverse instruction materials available to the teachers.

Secondly, this study revealed that there was an increase in the technological problem identification and resolution disposition when the STEAM applied curriculum was introduced. However, it was unable to confirm whether the problem solving capability was achieved in bias to the STEAM instruction. So, future studies need to first verify whether the STEAM applied instruction, in any way, influences technological problem solving capability or other general problem solving capability.

Thirdly, the results of this study were unable to verify whether the increase in the technological creativity and expression disposition positively influenced the general creativity levels among the students. Thus, future studies need to first examine the relationship between technological creativity and expression disposition and general creativity.

이 연구는 중학교 기술교과의 정보통신기술 단원에서 STEAM을 적용한 수업이 학생의 기술적 사고 성향에 미치는 효과를 검증하는 실험 연구이다. 연구의 독립변인은 STEAM 적용 수업활동과 전통적 수업활동이며 종속변인은 기술적 사고 성향의 향상 정도이다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 대전 소재 중학교 2학년 2개 학급을 대상으로 실험 집단과 통제 집단을 구성하였다.
이 연구에서의 실험설계는 준실험 설계(quasi-experimental design)의 일종인 이질 통제 집단 전후 검사 설계(the non-equivalent control group pretest-posttest design)를 사용하였다. 여기서 실험 집단은 STEAM 적용 수업을 실시하였고, 통제 집단은 전통적 수업을 실시하였다. STEAM 적용 수업의 효과를 검증하기 위한 검사 도구는 남승권(2010)의 기술적 사고 성향 검사지를 사용하였으며 이 검사 도구로 사전, 사후 검사를 실시하여 효과를 검증하였다.
이 연구는 2012년 9월 중순부터 11월 초순까지 주당 2차시씩 총 13차시에 걸쳐 진행하였다. 이때 실험 집단은 최유현(2012)의 IDEATE 모형을 일부 수정한 수업 설계 모형에 의해 수업을 설계한 후 그 내용을 바탕으로 수업을 진행하였고, 통제 집단은 교사용 지도서에서 제시된 내용대로 수업을 진행하였다. 그리고 이 연구의 내적 타당도를 높이기 위해 통제 변인인 지도교사, 학년 수준(2학년), 적용 단원, 수업 시간 등은 두 집단 모두 동일하게 적용하였다.
이 연구에서 실험 집단은 무선적으로 선정되지 못한 집단이므로 실험 처치 후 효과 검증은 사전 검사 점수를 공변인으로 하는 공변량 분석(ANCOVA)을 실시하였다. 이때 모든 통계 처리는 SPSS 19.0 프로그램을 활용하였으며 유의 수준은 p<.05로 설정하였다.

이 연구를 통하여 영가설을 검증한 결과를 요약하면 다음과 같다.

가설 Ⅰ. 기술교과에서 전통적 수업과 STEAM 적용 수업을 실시한 두 집단 간에 기술적 사고 성향은 유의한 차이가 없을 것이다.

가설 I을 검증하기 위해 공변량 분석을 실시한 결과 통계적 유의 수준 p<.01에서 두 집단간의 차이가 검증되어, 이 연구의 가설 I은 기각 되었다. 즉 STEAM 적용 수업을 받은 학생이 전통적 수업을 받은 학생보다 기술적 사고 성향이 높은 것으로 검증되었다.

가설 Ⅱ. 기술교과에서 전통적 수업과 STEAM 적용 수업을 실시한 두 집단 간에 기술적 사고 성향의 하위 요인에 있어서 유의한 차이가 없을 것이다.

가설 II를 검증하기 위해 기술적 사고 성향의 하위 요인인 기술적 호기심 성향, 기술적 분석 성향, 기술적 문제 파악 및 해결 성향, 기술적 창의 및 표현 성향, 기술적 조작 성향, 기술적 계획 및 성찰 성향 등에 두 집단간 공변량 분석을 실시하였다. 이 결과 두 집단간에 통계적으로 유의한 차이를 나타낸 요인은 기술적 분석 성향(p<.05), 기술적 문제 파악 및 해결 성향(p<.01), 기술적 창의 및 표현 성향(p<.05), 기술적 조작 성향(p<.01), 기술적 계획 및 성찰 성향(p<.05)이었다. 그리고 차이를 나타내지 않은 요인은 기술적 호기심 성향(p>.05)이었다. 즉 STEAM 적용 수업을 받은 학생이 전통적 수업을 받은 학생보다 기술적 사고 성향의 하위 요인 중 기술적 분석 성향, 기술적 문제 파악 및 해결 성향, 기술적 창의 및 표현 성향, 기술적 조작 성향, 기술적 계획 및 성찰 성향이 높은 것으로 검증되었다.

이 연구의 결과를 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

첫째, 기술교과에서 STEAM 적용 수업을 적용한 집단이 전통적 수업 집단에 비해 기술적 사고 성향이 높은 것으로 나타났다. 이는 STEAM 적용 수업이 학생들의 기술적 사고 성향을 향상시키는데 효과적임을 확인할 수 있는 결과이다.

둘째, 기술교과에서 STEAM 적용 수업을 적용한 집단이 전통적 수업을 적용한 집단에 비해 기술적 사고 성향의 하위 요인 중 기술적 분석 성향, 기술적 문제 파악 및 해결 성향, 기술적 창의 및 표현 성향, 기술적 조작 성향, 기술적 계획 및 성찰 성향이 높은 것으로 나타났다. 이는 전통적 수업에 비해 STEAM 적용 수업이 학생의 기술적 사고 성향과 관련된 다양한 요소를 고려하였기에 나타난 결과이다.

이 연구의 결론을 기초로 제언을 하면 다음과 같다.

첫째, 학생들의 기술적 사고 성향을 긍정적으로 변화시키기 위해 기술교과에서 STEAM 적용 수업이 진행될 필요가 있다. 이를 위해 STEAM 적용 수업을 진행할 수 있는 능력이 신장되도록 교사의 연수가 제공될 필요가 있으며, STEAM 적용 수업을 위한 다양한 교수 학습 자료의 개발이 필요하다.

둘째, 이 연구의 결과를 통해 기술적 문제 파악 및 해결 성향이 향상되었음을 알 수 있었으나 STEAM 교육의 목적으로 제시되고 있는 문제 해결력 신장이 이루어졌는지 확인할 수 없었다. 그러므로 후속 연구에서는 STEAM 적용 수업이 문제 해결력이나 기술적 문제 해결력에 미치는 효과를 검증할 필요가 있다.

셋째, 이 연구의 결과로 기술적 창의 및 표현 성향의 긍정적 변화가 창의력 신장에 긍정적 영향을 주었는지를 확인할 수 없었다. 그러므로 후속 연구에서는 기술적 창의 및 표현 성향과 창의력과의 관계를 검증할 필요가 있다.