21세기 과학교육은 학생들의 과학에 대한 흥미, 창의적 융합 사고의 신장을 위하여 다양한 가능성을 탐구하고 있다. 이를 위하여 정부에서는 STEAM 교육을 강조하고 있는데, 본 연구에서는 교육과학기술부가 지원하는 2011년 'STEAM 리더스쿨', 'STEAM 교사연구회' 개발 프로그램을 통해 STEAM 교육의 각 분야별 연계 빈도와 아울러 기술 및 공학 분야와의 연계 교수학습 전략을 수립한 교사들의 인식을 분석하였다. 총 1,277차시, 751개 교수학습 자료를 분석대상으로 하였으며, 기술 및 공학 분야와의 교수학습 전략 분석을 위하여 개발된 프로그램에서 제시된 '생활 속 관련 내용 소개', '원리 이해 및 적용', '구상 및 설계' 등의 공통 전략을 추출하였다. 연구의 결과로 기술 및 공학의 연계 빈도는 초등학교의 경우 예술 및 수학 분야보다 낮았으며, 중 고등학교로 갈수록 연계 빈도가 높게 나타났다. 기술 분야와의 연계 전략으로는 '생활 속 기술 내용 소개', 공학 분야의 경우는 '공작 활동'이 가장 많은 교수학습 전략으로 사용되었다. 그러나 '공작 활동'의 경우 공학의 주된 방식임에도 불구하고 많은 교사들이 기술적인 내용으로 이해하며 학습 전략을 구성하는 것으로 나타났다. 앞으로 STEAM 교육이 교육 현장에 효과적으로 정착되기 위해서는 내용 중심적인 연계에서 나아가 각 분야의 본성과 교육적 함의를 기반으로 하는 전략적 교수학습 방안에 대한 깊은 고찰의 노력이 필요해 보인다.
21세기 과학교육은 학생들의 과학에 대한 흥미, 창의적 융합 사고의 신장을 위하여 다양한 가능성을 탐구하고 있다. 이를 위하여 정부에서는 STEAM 교육을 강조하고 있는데, 본 연구에서는 교육과학기술부가 지원하는 2011년 'STEAM 리더스쿨', 'STEAM 교사연구회' 개발 프로그램을 통해 STEAM 교육의 각 분야별 연계 빈도와 아울러 기술 및 공학 분야와의 연계 교수학습 전략을 수립한 교사들의 인식을 분석하였다. 총 1,277차시, 751개 교수학습 자료를 분석대상으로 하였으며, 기술 및 공학 분야와의 교수학습 전략 분석을 위하여 개발된 프로그램에서 제시된 '생활 속 관련 내용 소개', '원리 이해 및 적용', '구상 및 설계' 등의 공통 전략을 추출하였다. 연구의 결과로 기술 및 공학의 연계 빈도는 초등학교의 경우 예술 및 수학 분야보다 낮았으며, 중 고등학교로 갈수록 연계 빈도가 높게 나타났다. 기술 분야와의 연계 전략으로는 '생활 속 기술 내용 소개', 공학 분야의 경우는 '공작 활동'이 가장 많은 교수학습 전략으로 사용되었다. 그러나 '공작 활동'의 경우 공학의 주된 방식임에도 불구하고 많은 교사들이 기술적인 내용으로 이해하며 학습 전략을 구성하는 것으로 나타났다. 앞으로 STEAM 교육이 교육 현장에 효과적으로 정착되기 위해서는 내용 중심적인 연계에서 나아가 각 분야의 본성과 교육적 함의를 기반으로 하는 전략적 교수학습 방안에 대한 깊은 고찰의 노력이 필요해 보인다.
The new paradigm of the 21st Century science education explores a wide range of possibilities that can foster students' interest toward science and creative convergence thinking. In this study, through the analysis of programs that were developed in 'STEAM leader school' and 'STEAM teacher associati...
The new paradigm of the 21st Century science education explores a wide range of possibilities that can foster students' interest toward science and creative convergence thinking. In this study, through the analysis of programs that were developed in 'STEAM leader school' and 'STEAM teacher association for research' supported by the 'Ministry of Education, Science, and Technology,' we analyzed the linking frequency with each of STEAM education's fields and teachers' perception for the convergence strategy of technology and engineering. The results of this study show that linking frequency of technology and engineering is lower than the field of arts and mathematics in elementary school, but higher in middle and high school. 'Introduction technology contents in lives' in technology and 'crafts activity' in engineering are the most used teaching and learning strategy in STEAM education. But, although 'crafts activity' is engineering's major way of learning, many teachers understand and use it as a technological teaching learning strategy. It is important to understand that each of STEAM education's field has a unique nature and educational implications, for the effective settlement of STEAM education, we need to consider teaching and learning strategy in various way.
The new paradigm of the 21st Century science education explores a wide range of possibilities that can foster students' interest toward science and creative convergence thinking. In this study, through the analysis of programs that were developed in 'STEAM leader school' and 'STEAM teacher association for research' supported by the 'Ministry of Education, Science, and Technology,' we analyzed the linking frequency with each of STEAM education's fields and teachers' perception for the convergence strategy of technology and engineering. The results of this study show that linking frequency of technology and engineering is lower than the field of arts and mathematics in elementary school, but higher in middle and high school. 'Introduction technology contents in lives' in technology and 'crafts activity' in engineering are the most used teaching and learning strategy in STEAM education. But, although 'crafts activity' is engineering's major way of learning, many teachers understand and use it as a technological teaching learning strategy. It is important to understand that each of STEAM education's field has a unique nature and educational implications, for the effective settlement of STEAM education, we need to consider teaching and learning strategy in various way.
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문제 정의
이후 기술, 공학에 대한 교수학습 전략 분석을 위하여 1차 분석 대상 자료 내에서 기술 및 공학 분야에 대한 구체적인 활동이 명시되어 있는 교수학습 자료를 2차 분석 대상으로 선정하였다. 내용 분석과 관련한 분류 작업은 연구자 개인의 주관적인 판단에 영향을 받을 여지가 있으므로 선별된 2차 자료들을 대상으로 과학교육 전문가 3인으로 구성된 연구자간의 의견 교환 및 협의, 내적 합치도를 높이는 과정을 통해 최종 결론 도출의 신뢰도를 높이고자 하였다. 이후 개발 자료의 내용 및 전략 등에 대한 사전 분석을 바탕으로 최종 분석을 위한 준거를 확정한 후, 분석 준거에 따른 코딩 양식 개발 및 예비 코딩을 실시하였으며, 세부 분석 과정을 거친 데이터의 최종 점검은 과학교육 전문가, 과학교육 전공 대학원생 6인과의 세미나를 통해 점검하였다.
본 연구는 2011년 교육과학기술부에서 지원하는 STEAM 리더스쿨 16개교와 STEAM 교사 연구회 47 개 팀에서 개발한 1,277차시, 751개 STEAM 교수학습 프로그램을 분석하여 먼저 STEAM 교육에 대한 이해를 기반으로 자료를 개발한 교사들이 기술과 공학 분야 연계에 어떠한 교수학습 전략을 모색하였는지 살펴봄으로써 앞으로의 STEAM 교육 프로그램 개발에 대한 제언의 역할을 수행하고자 하였다.
교육과학기술부는 2011년에 STEAM 리더스쿨 16개 학교, STEAM 교사 연구회 47개 팀을 지정하여 학교 현장에 적시적으로 투입하여 활용할 수 있는 교수 학습 전략 및 콘텐츠들을 개발하였다. 본 연구에서는 상기 소속 교사들이 개발한 교수학습 자료를 대상으로 기술 및 공학 분야에 대한 융합 전략 분석을 위하여 아래와 같은 절차 및 준거를 통해 연구를 수행하였다.
분석을 위한 대상 자료의 선정은 분석 연구에 있어 가장 중요한 절차이기 때문에 연구자간 협의 및 검토를 통해 데이터의 신뢰도를 높이고자 노력하였다. STEAM 교육의 분야별 연계 빈도를 분석하기 위해 개발 프로그램 속에서 과학을 포함한 공학, 기술, 예술, 수학과 관련된 연계 전략이 제시되어 있는 자료를 1차 분석 대상으로 하였다.
이를 위해 본 연구에서는 STEAM 교육의 학교 현장 착근을 위해 2011년부터 교육과학기술부에서 중점적으로 실시하고 있는 ‘STEAM 리더스쿨’ 및 ‘STEAM 교사연구회’ 에서 개발된 STEAM 프로그램 내 기술 및 공학 분야에 대한 교수학습 전략을 분석해 봄으로써 앞으로의 STEAM 프로그램 개발에 대한 효과적인 접근 방안을 모색해 보고자 다음과 같이 연구 문제를 설정하고 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
STEAM 리더스쿨 및 STEAM 교사 연구회에서 개발한 프로그램에 대하여 STEAM 교육의 각 분야별 융합 연계 빈도를 분석하였다(그림 2, 그림 3). 학교급 별로 살펴보면 초등학교의 경우 예술 분야와의 연계가 두드러지게 나타나며, 기술과 공학 분야의 연계의 경우 상대적으로 중·고등학교보다 낮은 현상을 보인다.
STEAM 리더스쿨 및 STEAM 교사 연구회에서 개발한 프로그램 내 교수학습 자료를 대상으로 먼저 STEAM 교육의 각 분야별 연계 빈도를 분석하였다. 이후 기술 및 공학 분야에 대한 구체적인 활동이 명시 되어 있는 자료를 2차 선별하여 기술 및 공학 분야와의 교수학습 전략을 모색한 교사들의 인식을 각 분야 별로 분석하여 결과를 도출하였다.
둘째, 영역 분야별 분석 이후 기술 및 공학 분야에 대한 개발 교사들의 교수학습 전략을 분석한다.
먼저 STEAM 리더스쿨과 STEAM 교사 연구회에서 기술 분야와의 연계를 도모한 교수학습 전략 횟수는 총 227건이었다. 연구자간 협의를 통해 확정된 분석 준거를 통해 리더스쿨 및 교사 연구회에서 개발에 참여한 교사들이 기술 분야와의 연계를 도모한 교수학습 전략 빈도는 그림 4와 같으며 이를 학교급별로 나누어 분석하였다(그림 5). 전반적으로 기술 분야와의 연계 전략을 모색한 교사들은 학습자들이 주어진 상황을 이해하고 해당 지식을 적용하는 ‘원리 이해 및 적용(34.
이를 위하여 정부에서는 STEAM 교육을 강조하고 있는데, 본 연구에서는 교육과학기술부가 지원하는 2011년‘STEAM 리더스쿨’, ‘STEAM 교사연구회’ 개발 프로그램을 통해 STEAM 교육의 각 분야별 연계 빈도와 아울러 기술 및 공학 분야와의 연계 교수학습 전략을 수립한 교사들의 인식을 분석하였다.
내용 분석과 관련한 분류 작업은 연구자 개인의 주관적인 판단에 영향을 받을 여지가 있으므로 선별된 2차 자료들을 대상으로 과학교육 전문가 3인으로 구성된 연구자간의 의견 교환 및 협의, 내적 합치도를 높이는 과정을 통해 최종 결론 도출의 신뢰도를 높이고자 하였다. 이후 개발 자료의 내용 및 전략 등에 대한 사전 분석을 바탕으로 최종 분석을 위한 준거를 확정한 후, 분석 준거에 따른 코딩 양식 개발 및 예비 코딩을 실시하였으며, 세부 분석 과정을 거친 데이터의 최종 점검은 과학교육 전문가, 과학교육 전공 대학원생 6인과의 세미나를 통해 점검하였다. 세부 연구 절차는 그림 1과 같다.
프로그램 내 교수학습 자료는 교수학습과 정안과 같은 수업 내용을 제시한 경우는 물론 운영 방안을 포함한 활동 제시 등 교육 현장에서 활용될 수 있는 전략이 명시된 것들 모두 포함하였다. 이후 기술 및 공학 분야 융합 전략에 대한 교사들의 인식 분석을 위하여 해당 전략에 구체적인 활동이 명시되어 있는 교수학습 자료를 대상으로 연구자간 협의를 통해 개발 교사들이 공통적으로 제시하고 있는 내용을 유목화 하여 최종 분석 준거를 확정하였다(표 2).
STEAM 리더스쿨 및 STEAM 교사 연구회에서 개발한 프로그램 내 교수학습 자료를 대상으로 먼저 STEAM 교육의 각 분야별 연계 빈도를 분석하였다. 이후 기술 및 공학 분야에 대한 구체적인 활동이 명시 되어 있는 자료를 2차 선별하여 기술 및 공학 분야와의 교수학습 전략을 모색한 교사들의 인식을 각 분야 별로 분석하여 결과를 도출하였다.
첫째, 리더스쿨 및 교사 연구회 개발 프로그램을 STEAM 교육의 융합 영역 분야별로 분석한다.
초등학교 단계에서는 예술, 수학 분야보다 연계 빈도가 낮으며, 중·고등학교 단계에서 상대적으로 연계 빈도의 상승이 보이는 기술 및 공학 분야에 대하여 각 개발 STEAM 프로그램 내에 기술된 공학 및 기술 분야에 대한 교수학습 전략을 분석하였다.
대상 데이터
분석을 위한 대상 자료의 선정은 분석 연구에 있어 가장 중요한 절차이기 때문에 연구자간 협의 및 검토를 통해 데이터의 신뢰도를 높이고자 노력하였다. STEAM 교육의 분야별 연계 빈도를 분석하기 위해 개발 프로그램 속에서 과학을 포함한 공학, 기술, 예술, 수학과 관련된 연계 전략이 제시되어 있는 자료를 1차 분석 대상으로 하였다. 이후 기술, 공학에 대한 교수학습 전략 분석을 위하여 1차 분석 대상 자료 내에서 기술 및 공학 분야에 대한 구체적인 활동이 명시되어 있는 교수학습 자료를 2차 분석 대상으로 선정하였다.
STEAM 교육의 분야별 연계 빈도를 분석하기 위해 개발 프로그램 속에서 과학을 포함한 공학, 기술, 예술, 수학과 관련된 연계 전략이 제시되어 있는 자료를 1차 분석 대상으로 하였다. 이후 기술, 공학에 대한 교수학습 전략 분석을 위하여 1차 분석 대상 자료 내에서 기술 및 공학 분야에 대한 구체적인 활동이 명시되어 있는 교수학습 자료를 2차 분석 대상으로 선정하였다. 내용 분석과 관련한 분류 작업은 연구자 개인의 주관적인 판단에 영향을 받을 여지가 있으므로 선별된 2차 자료들을 대상으로 과학교육 전문가 3인으로 구성된 연구자간의 의견 교환 및 협의, 내적 합치도를 높이는 과정을 통해 최종 결론 도출의 신뢰도를 높이고자 하였다.
총 1,277차시, 751개 교수학습 자료를 분석 대상으로 하였으며, 기술 및 공학 분야와의 교수학습 전략 분석을 위하여 개발된 프로그램에서 제시된‘생활 속 관련 내용 소개’, ‘원리 이해 및 적용’, ‘구상 및 설계’등의 공통 전략을 추출하였다.
표 1에서 알 수 있듯 STEAM 리더스쿨 16개교(초등 학교 8개교, 중학교 5개교, 고등학교 3개교)와 STEAM 교사 연구회 47개 팀(초등학교 20개 팀, 중학교 9개 팀, 고등학교 12개 팀, 기관 4개 팀)에서 개발된 프로그램 총 1,277차시, 751개 교수학습 자료를 최 종 분석 대상으로 선정하였다(한 팀에서 학교급별 중 복 자료를 개발한 경우가 있어 전체 교사 연구회 수와 는 상이). 프로그램 내 교수학습 자료는 교수학습과 정안과 같은 수업 내용을 제시한 경우는 물론 운영 방안을 포함한 활동 제시 등 교육 현장에서 활용될 수 있는 전략이 명시된 것들 모두 포함하였다.
성능/효과
STEAM 교육의 각 분야별 연계 빈도를 분석해 본 결과 초등학교의 경우에는 예술 분야의 연계가 두드러지게 나타나며, 기술과 공학 분야 연계의 경우 비율적으로 중·고등학교보다 낮게 나타났다(기술-36.8%, 공학-30.8%, 예술-78.2%).
공학의 주된 활동이라 할 수 있는 ‘공작 활동(43.9%)’과‘구상 및 설계(26.1%)’활동에 중점적으로 공학적 내용을 연계한 것으로 분석되었다 (그림 6).
연구의 결과로 기술 및 공학의 연계 빈도는 초등학교의 경우 예술 및 수학 분야보다 낮았으며, 중·고등학교로 갈수록 연계 빈도가 높게 나타났다.
후속연구
본 연구의 대상이 된 프로그램들이 앞으로 현장에서 직접 학생 지도를 담당할 교사들의 참고 자료 및 연수 자료로 활용되고 있는 현 시점에서 개발 자료 내 전략에 대한 분석은 향후 프로그램 개발에 있어 효과적인 선행 연구 자료로 활용 될 수 있을 것이다. 아울러 학생들의 과학에 대한 관심과 흥미, 실생활 중심의 감성적 체험을 기반으로 하는 융합적 창의성 신장을 목표로 하는 STEAM 교육이 교육 현장에 효과적으로 정착되기 위해서는 내용 중심적인 연계에서 나아가 각 분야의 본 성과 교육적 함의를 기반으로 하는 전략적 교수학습 방안에 대한 깊은 고찰의 노력이 필요할 것이다.
그러나 ‘공작 활동’의 경우 공학의 주된 방식임에도 불구하고 많은 교사들이 기술적인 내용으로 이해하며 학습 전략을 구성하는 것으로 나타났다. 앞으로 STEAM 교육이 교육 현장에 효과적으로 정착되기 위해서는 내용 중심적인 연계에서 나아가 각 분야의 본 성과 교육적 함의를 기반으로 하는 전략적 교수학습 방안에 대한 깊은 고찰의 노력이 필요해 보인다.
이는 한 교사가 여러 분야를 지도해야 하는 초등학교와는 다르게 주제를 차시별로 나누어 기술 및 공학 분야를 전공하는 교사와의 협력교수 방식으로 STEAM 프로그램을 운영하는 빈도가 높음에 따른 분석 결과였다. 예술의 융합은 과학에 창의적인 아이디어를 제공함에 있어 유용한 연계 전략이나(홍성욱, 2005), 차후 STEAM 교육의 분야 간 활발한 연계를 위해서는 설계 기반의 창의적 문제 해결과 같은 기술 및 공학 전략을 도입하는 등 다양한 연계 전략에 대한 가이드라인 및 정보 제공이 필요할 것으로 보인다.
7%)’의 경우 공학의 주된 방식임에도 불구하고 많은 교사들이 기술적인 내용으로 이해하며 학습 전략을 구성하는 것으로 나타났다. 이는 교사들의 분야 간 연계 개념이 확립되지 않음에서 기인하며 차후 기술 및 공학 분야의 본성과 더불어 전략 제시와 관련된 세부 가이드라인 등의 제공이 필 요할 것이다.
이러한 연구 결과에 따른 제언으로 우선 기술 및 공학 분야의 다양한 연계 프로그램 구안에 대한 교사들의 인식 개선 및 전략적으로 접근할 수 있는 방안 등에 대한 정보 제공이 필요할 것으로 보인다. 초등학교 교사의 경우 공학 분야에 대한 소양 연수를 통해 예술 집약적 STEAM 교육 연계에서 나아가 창의적 아이디어를 설계의 과정을 통해 정교화 할 수 있는 방안에 대한 세부 가이드라인 및 모델 제공 등이 한 방법이 될 수 있다.
5%)’과 관련하여 외국의 STEM 교육에서는 ‘Technology’적인 전략을 통해 학습한 내용을 다른 학생들과 공유하며 소통하는 방식의 기술적인 커뮤니케이션을 강조하고 있다(권난주, 나상훈, 2012). 이를 통해 학습 내용을 도입하고 이해 및 적용하는 것에서 그치는 것이 아닌 수업을 통해 학습한 내용을 효과적으로 정리하고 타인과 소통하는 방안으로써 기술적 방법을 활용하는 전략에 대한 고민이 필요할 것으로 생각된다.
학문 간의 융합을 도모하는 STEAM 교육, 그리고 이를 지도하게 될 교사와 학생들의 기술 및 공학 분야를 바라보는 인식 등을 종합해 볼 때, 앞으로 STEAM 교육과 관련하여 현장에서 교수학습 전략을 모색하고 지도하게 될 교사들의 기술 및 공학 분야에 대한 프로그램 개발 분석은 관련 프로그램이 양적 팽창을 하고 있는 현 시점에서 반드시 검토되어야 할 필요성이 있다. 이를 위해 본 연구에서는 STEAM 교육의 학교 현장 착근을 위해 2011년부터 교육과학기술부에서 중점적으로 실시하고 있는 ‘STEAM 리더스쿨’ 및 ‘STEAM 교사연구회’ 에서 개발된 STEAM 프로그램 내 기술 및 공학 분야에 대한 교수학습 전략을 분석해 봄으로써 앞으로의 STEAM 프로그램 개발에 대한 효과적인 접근 방안을 모색해 보고자 다음과 같이 연구 문제를 설정하고 본 연구를 수행하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
초등학교의 경우 기술과 공학 분야의 연계의 경우 상대적으로 중·고등학교보다 낮은 현상을 보이는 이유는 무엇인가?
학교급 별로 살펴보면 초등학교의 경우 예술 분야와의 연계 가 두드러지게 나타나며, 기술과 공학 분야의 연계의 경우 상대적으로 중·고등학교보다 낮은 현상을 보인 다. 이는 초등학교 단계에서 기술 및 특히 공학 분야 에 대한 구체적인 교육과정과 소양에 대한 내용이 제 시되어 있지 않기 때문에 교사들의 해당 분야에 대한 연계 전략 및 자료 개발의 어려움에서 기인한 것으로 볼 수 있다(최정훈, 2011). 반면 중·고등학교로 갈수 록 기술 및 공학 분야에 대한 연계 비율은 높아지는 것을 볼 수 있었다.
국내 STEAM 교육의 직접적인 영향은 무엇인가?
융합적인 사고로의 인식 변환이 필요한 사회를 위 하여 STEAM 교육에 대한 과학교육계의 노력은 1980년대부터 확산된 과학-기술-사회(ScienceTechnology-Society; STS) 교육의 연장선으로 볼 수 있으며, 국내 STEAM 교육의 직접적인 영향은 알 려진 것처럼 미국의 STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics)교육이라 할 수 있 는데, STEM 교육의 대표적인 연구자인 미국의 Sanders(2009)는 과학에 대한 통합적인 접근은 학생 들의 과학 성취도와 흥미를 고양하며 해당 분야에 대 한 관심과 취학에 매우 효과적이었음을 강조하였다. 또한 2011년 6월 국내에서 있었던 STEAM 교육 국제 세미나에서‘통합적 STEM 교육으로의 소개’라는 주 제로 미국 교육계의 STEM 교육 표준과 선행 대표 사 례들을 소개하였다(Sanders, 2011).
STEAM 교육의 주요 핵심 역량은 무엇인가?
또한 2011년 6월 국내에서 있었던 STEAM 교육 국제 세미나에서‘통합적 STEM 교육으로의 소개’라는 주 제로 미국 교육계의 STEM 교육 표준과 선행 대표 사 례들을 소개하였다(Sanders, 2011). 국내 학계에서는 단순히 내용적으로 미국의 STEM 교육을 예술 분야 까지확대하는것에서벗어나미래융합형인재양성을위 한 학생들의 창의성(Creativity), 소통(Communication), 내용의 융합(Convergence), 배려(Caring)까지 아우르는 4C-STEAM 교육을 STEAM 교육의 주요 핵심 역량으로 정의하고, 이를 위해 창의적 설계(creative design)와 감성적 체험(emotional touch)을 내용 통합과 더불어 주요 구성요소로 설정하였다(백윤수 등, 2012).
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