이공계 진로의식 신장을 위한 초등 5~6학년용 설계기반 미래 유망직업 STEAM 프로그램 개발 및 적용 효과 Development and Application Effect of Design-based STEAM Program for Boosting the Career Consciousness of 5~6th Grade Elementary School Students for Natural Sciences and Engineering원문보기
본 연구는 생명 의공학 관련 분야의 미래사회 유망직업 가운데 초등학교 5~6학년의 교과 내용과 연계가 가능한 직업들을 선정, '설계기반 미래 유망직업 STEAM 프로그램'을 개발하고 그 타당성과 효과성을 확인한 것이다. 각 프로그램은 2009 개정 교과교육과정 분석을 통해 교과별로 통합이 가능한 성취기준들을 추출한 후, 과학 기술 공학의 최신 이슈를 포함하고 STEAM 준거(틀)에 따라 집단 숙의를 거쳐 9개월간 개발되었다. 또한 생명 의공학 관련 직업을 창의적 설계가 강조된 모의적인 형태로 진로를 체험하게 함으로써, 학생들이 이공계 진로를 탐색하고 관련 진로에 대한 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있도록 하였다. 프로그램의 검증 단계에서 STEAM 리더 스쿨에 적용한 결과, 프로그램의 내용과 수준이 적합하고, 이공계 관련 직업에 대해 모의적인 경험을 함으로써 학생들의 진로에 대한 관심을 끌어낼 수 있었다는 긍정적인 평가를 받았다. 또한 현장적용 과정을 통해 자료의 완성도를 높일 수 있었다. 최종 개발된 STEAM 프로그램을 다른 학교의 일반 학급에 투입한 결과, 초등학생들의 이공계 진로의식이 통계적으로 유의하게 향상되었다는 것을 확인할 수 있었으며, 기존의 과학 수업에 비해 STEAM 프로그램 적용 수업에 대한 학생 만족도가 상당히 높다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 교과교육과정 내용 기준이 더욱 핵심적인 지식 및 아이디어를 중심으로 대강화될 필요성, 교육과정 재구성의 편리성을 높일 수 있도록 '통합을 위한 기준'의 제공, STEAM 프로그램을 재구성 또는 조직하고 수업을 할 수 있는 교사의 능력 개발, STEAM과 같은 정책이나 프로그램의 효과를 얻기 위해 장기간의 지속적인 지원의 필요성, 교과내에 통합된 진로교육의 강화등이 필요하다는 제언을 하였다.
본 연구는 생명 의공학 관련 분야의 미래사회 유망직업 가운데 초등학교 5~6학년의 교과 내용과 연계가 가능한 직업들을 선정, '설계기반 미래 유망직업 STEAM 프로그램'을 개발하고 그 타당성과 효과성을 확인한 것이다. 각 프로그램은 2009 개정 교과교육과정 분석을 통해 교과별로 통합이 가능한 성취기준들을 추출한 후, 과학 기술 공학의 최신 이슈를 포함하고 STEAM 준거(틀)에 따라 집단 숙의를 거쳐 9개월간 개발되었다. 또한 생명 의공학 관련 직업을 창의적 설계가 강조된 모의적인 형태로 진로를 체험하게 함으로써, 학생들이 이공계 진로를 탐색하고 관련 진로에 대한 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있도록 하였다. 프로그램의 검증 단계에서 STEAM 리더 스쿨에 적용한 결과, 프로그램의 내용과 수준이 적합하고, 이공계 관련 직업에 대해 모의적인 경험을 함으로써 학생들의 진로에 대한 관심을 끌어낼 수 있었다는 긍정적인 평가를 받았다. 또한 현장적용 과정을 통해 자료의 완성도를 높일 수 있었다. 최종 개발된 STEAM 프로그램을 다른 학교의 일반 학급에 투입한 결과, 초등학생들의 이공계 진로의식이 통계적으로 유의하게 향상되었다는 것을 확인할 수 있었으며, 기존의 과학 수업에 비해 STEAM 프로그램 적용 수업에 대한 학생 만족도가 상당히 높다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 교과교육과정 내용 기준이 더욱 핵심적인 지식 및 아이디어를 중심으로 대강화될 필요성, 교육과정 재구성의 편리성을 높일 수 있도록 '통합을 위한 기준'의 제공, STEAM 프로그램을 재구성 또는 조직하고 수업을 할 수 있는 교사의 능력 개발, STEAM과 같은 정책이나 프로그램의 효과를 얻기 위해 장기간의 지속적인 지원의 필요성, 교과내에 통합된 진로교육의 강화등이 필요하다는 제언을 하였다.
In this research, two careers connectable with the contents of the curriculum of fifth to sixth grade elementary school students were selected among other promising future careers in biotechnology and medical engineering fields. 'Design-based promising future career STEAM program' was developed and ...
In this research, two careers connectable with the contents of the curriculum of fifth to sixth grade elementary school students were selected among other promising future careers in biotechnology and medical engineering fields. 'Design-based promising future career STEAM program' was developed and its validity and effectiveness were verified. Reflecting recent issues, and complying with the STEAM standard (frame) instructional materials were developed through group deliberations for nine months, based on the achievement standards through an analysis of subject curriculum revised in 2009. This was prepared so that students are able to experience biotechnology and medical engineering related careers in a simulational form emphasized with creative design to make them prefer natural sciences and engineering careers and draw their interests and recognition of the relevant careers under the two disciplines. As a result of such application to STEAM Leader School students at the verification stage of the program, the contents and level of the program were verified suitable, receiving favorable reviews. And as a result of applying the developed program on other elementary school students, it was discovered that significant improvements were found in their career consciousness. Through this research, it was suggested that there is a need for a simplification of the curriculum content standards, a provision of 'standard for integration,' development of teachers' ability in reconstituting or organizing the STEAM and proceeding classes, continuous long-term support to see the effects of a policy or a program, and a reinforcement of career education integrated in the curriculum.
In this research, two careers connectable with the contents of the curriculum of fifth to sixth grade elementary school students were selected among other promising future careers in biotechnology and medical engineering fields. 'Design-based promising future career STEAM program' was developed and its validity and effectiveness were verified. Reflecting recent issues, and complying with the STEAM standard (frame) instructional materials were developed through group deliberations for nine months, based on the achievement standards through an analysis of subject curriculum revised in 2009. This was prepared so that students are able to experience biotechnology and medical engineering related careers in a simulational form emphasized with creative design to make them prefer natural sciences and engineering careers and draw their interests and recognition of the relevant careers under the two disciplines. As a result of such application to STEAM Leader School students at the verification stage of the program, the contents and level of the program were verified suitable, receiving favorable reviews. And as a result of applying the developed program on other elementary school students, it was discovered that significant improvements were found in their career consciousness. Through this research, it was suggested that there is a need for a simplification of the curriculum content standards, a provision of 'standard for integration,' development of teachers' ability in reconstituting or organizing the STEAM and proceeding classes, continuous long-term support to see the effects of a policy or a program, and a reinforcement of career education integrated in the curriculum.
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문제 정의
동시에 생명·의공학 관련 유망 직업을 탐색하고 실질적인 직업 진로를 모의 체험하게 하여 이공계 진로에 대한 학생들의 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하고자 하였다.
동시에 생명·의공학 관련 유망 직업을 탐색하고 실질적인 직업 진로를 모의 체험하게 하여 이공계 진로에 대한 학생들의 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있는 STEAM 프로그램을 개발하고자 하였다. 또한 이렇게 개발된 프로그램을 교과 수업 내에 적용하였을 때, 초등학생들의 이공계 진로의식을 신장시키는 데 실제적인 효과가 있는지를 확인하는 것을 연구의 목적으로 하였다.
본 연구는 STEAM 교육을 위한 프로그램을 개발하는 데 있어서 미래사회 유망직종으로 제시되고 있는 생명·의공학 분야 중 초등학교 5~6학년 교과교육과정의 내용과 연계가 가능한 2개 직업을 선정하여 9개월간의 연구-개발-적용-평가-환류의 반복 과정을 거치며 설계기반 미래 유망직업 STEAM 프로그램을 개발한 것이다.
본 연구는 STEAM 프로그램을 개발하는 데 있어 미래 유망직업 중 하나로 생명·의공학 분야의 직업들을 선정하고, 학교 교과과정을 통해 자연스럽게 관련 직업들을 탐색하고 모의적 수준으로 체험할 수 있는 형태로 통합된 STEAM 프로그램을 개발하고자 한 것이다.
본 연구는 생명․ 의공학 관련 분야의 미래사회 유망직업 가운데 초등학교 5~6학년의 교과 내용과 연계가 가능한 직업들을 선정, ‘설계기반 미래 유망직업 STEAM 프로그램’을 개발하고 그 타당성과 효과성을 확인한 것이다.
이러한 프로그램은 초·중·고교 모든 학교급 학생들이 연구의 대상이 될 수 있겠으나, 본 연구에서는 우선적으로 초등학교 5~6학년을 대상으로 하여 ‘미래 유망직업’과 ‘창의적 설계’가 더욱 강조된 형태의 STEAM 교육 프로그램 개발을 수행하였다.
과학기술과 의술이 발달하고 인간의 수명이 늘어날수록 사람들의 건강에 대한 관심과 삶의 질 향상에 대한 요구가 더욱 높아질 것이며, 관련 직업의 종류도 점차 늘어날 것이다. 이에 본 프로그램은 학생들이 생명의 신비를 밝히고 질병의 치유를 돕는 생명공학 기술 및 의공학 기술을 연결하는 일을 모의적으로 체험할 수 있는 STEAM 프로그램을 경험함으로써 자연스럽게 관련 교과의 학습내용과 기능을 익히고 관련 직업에 대한 관심과 도전의식을 고취할 수 있도록 하는 데 개발 의도를 두었다.
제안 방법
각 프로그램은 2009 개정 교과교육과정 분석을 통해 각 교과별 통합이 가능한 성취기 준들을 추출한 후, 과학·기술·공학의 최신 이슈를 포함하여 창의적 설계를 강조한 STEAM 준거(틀)에 따라 개발되었다.
각 프로그램은 2009 개정 교과교육과정 분석을 통해 교과별로 통합이 가능한 성취기준들을 추출한 후, 과학·기술·공학의 최신 이슈를 포함하고 STEAM 준거(틀)에 따라 집단 숙의를 거쳐 9개월간 개발되었다.
개발된 프로그램이 자료 개발의 취지에 적합한지, STEAM과 설계 기반, 진로탐색의 요소를 잘 반영하고 있는지, 해당 분야의 지식을 오류 없이 반영하고 있는지, 초등학생의 수준에 알맞게 개발되었는지 등을 검증하기 위해 프로그램 개발자와 STEAM 리더 스쿨(분당 S초)에 의해 두 차례의 수업 적용이 이루어졌다. 또한 현장 교사를 비롯한 전문가들의 두 차례의 검토를 받아 수정․ 보완하여 프로그램의 적합성을 확인한 후 최종 자료를 완성하였다.
교사용 자료는 도입 부분에 ‘프로그램의 개요와 제작 의도’, ‘학습 목표’, ‘STEAM 요소’, ‘연계 교과 및 단원’, ‘차시별 교수․ 학습 과정 안’, ‘평가 계획’을 차례로 안내하고, 이후 학생용 자료를 날개책 형태로 구성하여 교수 정보와 수업에 유용한 자료들을 추가적으로 제시하였다.
그리고 마지막으로 학생용 자료에는 제시되어 있지 않지만, 교사의 희망에 따라 적용할 수 있도록 날개책 형태의 ‘학습 안내 자료’를 추가로 제시하였다.
연구 대상을 선정하기 위하여 서울시 소재 G초등학교 5학년 6학급에게 5단계 Likert 척도로 구성된 이공계 진로인식 관련 사전 검사를 실시하였다. 그리고 학생들의 이공계 진로인식에 집단간 차이가 없는 것으로 나타난 두 학급을 비교 집단(22명)과 실험 집단(22명)으로 선정하고(Table 9의 사전 집단간 비교 결과 참고), 실험 집단에는 Table 6과 같이 정규 교육과정과 개발한 STEAM 프로그램을 재구성하여 적용하고, 비교 집단에는 기존과 같이 정규 수업을 실시하였다. Figure 7은 실험 집단의 학생들이 어린이 생체의공학자가 되어 활동하는 모습이다.
또한 생명·의공학 관련 직업을 모의적인 형태로 체험하고 실질적인 커리어패스를 경험하게 함으로써, 학생들이 이공계 진로를 탐색하고 관련 진로에 대한 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있도록 하였다.
또한 생명·의공학 관련 직업을 창의적 설계가 강조된 모의적인 형태로 진로를 체험하게 함으로써, 학생들이 이공계 진로를 탐색하고 관련 진로에 대한 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있도록 하였다.
개발된 STEAM 프로그램이 초등학생들의 이공계 진로의식을 신장시키는 데 실제적인 효과가 있는지를 확인하기 위하여, Figure 6과 같이 효과성 검증을 위한 실험을 설계하였다. 또한 실험 집단 학생들에게는 STEAM 프로그램 적용 수업에 대한 만족도 조사를 포함하였다.
본 연구에서 개발한 프로그램은 직업 각각에 대해 3차시로 구성되었으며, 교사의 교육과정 재구성 형태에 따라 ‘교과내’, ‘교과 연계’, ‘창의적 체험활동 활용’ 중 어떤 형식으로든 반영이 가능하도록 개발되었다.
본 연구진은 설계기반 생명․ 의공학 직업 관련 STEAM 프로그램을 개발하기 위해 이론적 탐색과 연구 협력 네트워크를 구축한 후, 프로그램 개발의 방향과 지침을 설정하였다. 학생들에게 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 단계(KOFAC, 2012)를 경험할 수 있도록 하는 것을 기반으로 하되, 이공계 진로의식 신장을 위한 교과통합적 STEAM 프로그램 개발이라는 본 연구의 목적에 따라 주제 선정 및 프로그램 개발에 있어 진로와 연계한 개발의 방향을 추가적으로 설정 하여 프로그램 개발의 지침을 설정하였다(Table 1).
본 프로그램은 현장교원들이 수업에 그대로 또는 재구성하여 적용 할 수 있도록 개발하고자 하였기 때문에 학교에 STEAM 준거로 소개되어 잘 알려진 ‘상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험’을 차시의 기본 흐름으로 하되, 창의적 설계가 강조된 생명･의공학 관련 분야 직업인의 진로체험을 할 수 있도록 Thompson의 창의적 공학 설계과정 (Figure 1)의 단계가 동시에 어우러질 수 있도록 전개하였다.
연구 대상을 선정하기 위하여 서울시 소재 G초등학교 5학년 6학급에게 5단계 Likert 척도로 구성된 이공계 진로인식 관련 사전 검사를 실시하였다. 그리고 학생들의 이공계 진로인식에 집단간 차이가 없는 것으로 나타난 두 학급을 비교 집단(22명)과 실험 집단(22명)으로 선정하고(Table 9의 사전 집단간 비교 결과 참고), 실험 집단에는 Table 6과 같이 정규 교육과정과 개발한 STEAM 프로그램을 재구성하여 적용하고, 비교 집단에는 기존과 같이 정규 수업을 실시하였다.
또한 기존의 학습 주제와 잘 연계되어 그 이상의 발전학습으로서 긍정적인 반응을 얻을 수 있었다. 이렇게 연구개발진은 적용 교사들과 수업 전중후의 협의를 거쳐 이를 수정 보완하여 최종 원고를 작성하고 연구 결과를 발표하였으며, 이를 다시 전문 출판사에 넘겨 편집, 적합한 삽화, 사진 등을 실어서 인쇄 보급하였다.
이를 위해 2009 개정 교육 과정의 5~6학년 모든 교과교육과정 분석을 통해 통합이 가능한 성취 기준들을 추출하고, 과학·기술·공학의 최신 이슈를 포함시키고자 하였다.
특히, 진로체험 단계에 대해서는 진로를 학생들의 ‘꿈’으로 보고 꿈을 꾸고 (꿈꾸기), 키우며(꿈 키우기), 펼친 후(꿈 펼치기), 최종적으로 꿈을 다지는(꿈 다지기) 흐름으로 개발하였다(Table 2).
프로그램 자료집은 초등학생용 자료와 수업과정안, 설명, 보완자료가 포함된 교사용 자료의 두 종류로 나누어 개발하였고, 구체적인 개발의 절차는 Figure 2와 같다.
본 연구진은 설계기반 생명․ 의공학 직업 관련 STEAM 프로그램을 개발하기 위해 이론적 탐색과 연구 협력 네트워크를 구축한 후, 프로그램 개발의 방향과 지침을 설정하였다. 학생들에게 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 단계(KOFAC, 2012)를 경험할 수 있도록 하는 것을 기반으로 하되, 이공계 진로의식 신장을 위한 교과통합적 STEAM 프로그램 개발이라는 본 연구의 목적에 따라 주제 선정 및 프로그램 개발에 있어 진로와 연계한 개발의 방향을 추가적으로 설정 하여 프로그램 개발의 지침을 설정하였다(Table 1). 그리고 아래의 지침을 반영하는 형태로 개발이 이루어졌다.
대상 데이터
본 연구에서 선정한 생명·의공학 전문가는 한국과학기술기획평가원이 한국표준직업분류 (KSCO)의 과학기술분야 소분류를 기준으로 관련 문헌조사 및 전문가 의견 등을 수렴하여 선정한 과학기술분야 10대 신직업군에 속한다 (Lee, 2011).
본 연구의 프로그램 개발을 위한 직업 선정을 위해 생명공학 및 의공학 전공 교수, 연구진, 교육과정 전문가 등이 4회 이상의 회의를 진행하여 생명·의공학 관련 직업군 중 미래에 유망하고, 초등학교 5~6학년 교과교육과정과 통합이 가능하다고 판단된 직업을 선정하였으며, 선정된 직업은 바이오환경전문가, 생체의공학자이다.
데이터처리
0으로t-검증(사전 집단간 차이검증, 사후 집단간 차이검증, 사전-사후 집단내 차이검증)을 실시하여 분석하였다. 또한 실험 집단 학생들만을 대상으로 실시한 수업 만족도 조사는 기술통계로 분석하였다.
위와 같은 실험 설계에 따라 프로그램들을 적용한 후, 실험 집단과 비교 집단의 사전-사후의 진로인식 변화에 대한 결과는 SPSS 20.0으로t-검증(사전 집단간 차이검증, 사후 집단간 차이검증, 사전-사후 집단내 차이검증)을 실시하여 분석하였다. 또한 실험 집단 학생들만을 대상으로 실시한 수업 만족도 조사는 기술통계로 분석하였다.
성능/효과
또한 생명·의공학 관련 직업을 모의적인 형태로 체험하고 실질적인 커리어패스를 경험하게 함으로써, 학생들이 이공계 진로를 탐색하고 관련 진로에 대한 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있도록 하였다. 개발 최종 완성 이전 단계에서 STEAM 리더 스쿨의 4개 학급에 적용한 결과, 프로그램의 내용과 수준의 적합성을 확인하고 본 프로그램이 각 주제에 대한 학생들의 관심과 열의를 이끌어내고 학생들이 쉽게 접하지 못하는 이공계 관련 직업에 대해서도 자연스럽게 알아볼 수 있었다는 긍정적인 평가를 받았다. 또한 이후 최종 개발된 프로그램을 다른 초등학교의 학급에 투입 한 결과, 학생들의 이공계 관련 진로의식이 통계적으로 유의하게 향상 되었으며, 과학 수업에 대한 만족도도 매우 높게 나타났다.
넷째, 교과 내용이나 학습 내용에 대한 학생의 관심과 열정은 지속적이고 발전적인 학습을 이끄는 가장 중요한 요소이기 때문에, 생활을 반영하고 창의적·직접적인 활동 등을 강조하는 STEAM 교육이 기존 과학교육의 대안으로서 각광 받고 있는 것이다.
Table 8의 교사 의견서에서 볼 수 있듯이 학생들은 최신 과학기술과 연계된 프로젝트 수행에 많은 관심과 흥미를 보였으며, 사전과제나 모둠별 협동 학습에 열의를 가지고 적극적으로 임하였다는 것을 알 수 있다. 또한 기존의 학습 주제와 잘 연계되어 그 이상의 발전학습으로서 긍정적인 반응을 얻을 수 있었다. 이렇게 연구개발진은 적용 교사들과 수업 전중후의 협의를 거쳐 이를 수정 보완하여 최종 원고를 작성하고 연구 결과를 발표하였으며, 이를 다시 전문 출판사에 넘겨 편집, 적합한 삽화, 사진 등을 실어서 인쇄 보급하였다.
또한 본 프로그램은 교육과정의 성취기준 추출을 통해 정규수업에도 대체가능한 형태로 개발되었다. Figure 3과 같이 정규수업과 상호보완의 요철(凹凸)관계를 이루도록 개발된 자료이기 때문에 교사가 학교 현장에서 적용할 때에 모형 1~3 중 적합한 형태로 활용할 수 있어서 시간에 쫓기지 않고 수업 활용도를 높일 수 있도록 한 것이다.
또한 앞으로 생명·의공학과 관련된 직업을 가지고 싶다는 의지 역시 비교 집단에서는 유의한 변화를 보이지 않은 반면, 실험 집단에서는 진로인식이 사후에 유의하게 향상되어, 집단간 차이를 나타냈다(t=-3.361, p=.002).
개발 최종 완성 이전 단계에서 STEAM 리더 스쿨의 4개 학급에 적용한 결과, 프로그램의 내용과 수준의 적합성을 확인하고 본 프로그램이 각 주제에 대한 학생들의 관심과 열의를 이끌어내고 학생들이 쉽게 접하지 못하는 이공계 관련 직업에 대해서도 자연스럽게 알아볼 수 있었다는 긍정적인 평가를 받았다. 또한 이후 최종 개발된 프로그램을 다른 초등학교의 학급에 투입 한 결과, 학생들의 이공계 관련 진로의식이 통계적으로 유의하게 향상 되었으며, 과학 수업에 대한 만족도도 매우 높게 나타났다. 다만, 본 연구에서 의도한 진로의식의 향상 정도나 과학 수업에 대한 만족도 이외에도, 본 프로그램의 적용이 학생들의 개념 학습 향상에 주는 효과에 관한 것은 추후 연구가 이루어져야 할 것이며, 다른 학년군 학생들을 대상으로 하는 연구가 이루어져 프로그램 적용의 폭을 넓힐 수 있어야 할 것이다.
개발된 프로그램이 자료 개발의 취지에 적합한지, STEAM과 설계 기반, 진로탐색의 요소를 잘 반영하고 있는지, 해당 분야의 지식을 오류 없이 반영하고 있는지, 초등학생의 수준에 알맞게 개발되었는지 등을 검증하기 위해 프로그램 개발자와 STEAM 리더 스쿨(분당 S초)에 의해 두 차례의 수업 적용이 이루어졌다. 또한 현장 교사를 비롯한 전문가들의 두 차례의 검토를 받아 수정․ 보완하여 프로그램의 적합성을 확인한 후 최종 자료를 완성하였다. 본 프로그램을 현장에 적용한 주요 학생 활동 내용 모습(Figure 5)과 직접 수업에 적용해 본 교사가 작성한 적용 결과(Table 8)는 다음과 같다.
프로그램의 검증 단계에서 STEAM 리더 스쿨에 적용한 결과, 프로그램의 내용과 수준이 적합하고, 이공계 관련 직업에 대해 모의적인 경험을 함으로써 학생들의 진로에 대한 관심을 끌어낼 수 있었다는 긍정적인 평가를 받았다. 또한 현장적용 과정을 통해 자료의 완성도를 높일 수 있었다. 최종 개발된 STEAM 프로그램을 다른 학교의 일반 학급에 투입한 결과, 초등학생들의 이공계 진로의식이 통계적으로 유의하게 향상되었다는 것을 확인할 수 있었으며, 기존의 과학 수업에 비해 STEAM 프로그램 적용 수업에 대한 학생 만족도가 상당히 높다는 것을 알 수 있었다.
실험 집단 학생들은 STEAM 수업이 기존의 과학 수업과 비교하여 훨씬 재미있고, 다양한 지식을 함께 배울 수 있으며, 창의적인 활동을 할 수 있었다는 것에 매우 만족하고 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 86.
연구 결과, 생명․ 의공학 관련 직업인들이 가져야 할 행동과 마음가짐에 대한 인식에 있어서는 비교 집단(정규 수업 진행)과 실험 집단(프로그램 적용 수업 진행) 모두 수업 후 집단내에서 통계적으로 유의한 향상을 보였다. 그러나 사후 집단간 차이 검증에 있어서는 집단간 유의한 차이를 나타내지 않았다.
002). 이 결과를 통해 이공계 진로의식의 신장에 목적을 두고 개발된 STEAM 프로그램이 학생들의 이공계 진로의식 신장에 효과를 보인다는 것을 확인할 수 있었다.
앞으로 STEAM 교육을 비롯한 과학기술 교육의 발전을 위해 본 프로그램 개발 과정에서 논의되었던 몇 가지 사항들을 제언하고자 한다. 첫째, 교과교육과정 내용 기준이 각 교과교육에 대한 광범위한 내용을 다루기보다는 핵심적인 지식 및 아이디어를 중심으로 제시되는 것이 바람직할 것이다. 학생들이 교과교육과정에 제시된 성취기준을 모두 반영한 통합적 STEAM 프로그램을 충분히 경험하기 위해서는 사실상 기존의 수업 시간보다 더 많은 수업 시간을 확보할 수밖에 없는 실정이다.
또한 현장적용 과정을 통해 자료의 완성도를 높일 수 있었다. 최종 개발된 STEAM 프로그램을 다른 학교의 일반 학급에 투입한 결과, 초등학생들의 이공계 진로의식이 통계적으로 유의하게 향상되었다는 것을 확인할 수 있었으며, 기존의 과학 수업에 비해 STEAM 프로그램 적용 수업에 대한 학생 만족도가 상당히 높다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 교과교육과정 내용 기준이 더욱 핵심적인 지식 및 아이디어를 중심으로 대강화될 필요성, 교육과정 재구성의 편리성을 높일 수 있도록 ‘통합을 위한 기준’의 제공, STEAM 프로그램을 재구성 또는 조직하고 수업을 할 수 있는 교사의 능력 개발, STEAM과 같은 정책이나 프로그램의 효과를 얻기 위해 장기간의 지속적인 지원의 필요성, 교과내에 통합된 진로교육의 강화 등이 필요하다는 제언을 하였다.
Figure 2의 개발 절차에서 연구 개발, 수업 적용 및 전문가 평가를 통한 검증, 수정․ 보완 등의 과정이 크게는 두 차례로 구분되었지만, 연구진의 협의와 수정·보완은 수시로 이루어졌다. 최종적으로 개발된 프로그램은 전국의 초등학교에서 수업 자료로 활용할 수 있는 형태로 제작되어 보급되었다.
또한 생명·의공학 관련 직업을 창의적 설계가 강조된 모의적인 형태로 진로를 체험하게 함으로써, 학생들이 이공계 진로를 탐색하고 관련 진로에 대한 인식과 흥미를 이끌어 낼 수 있도록 하였다. 프로그램의 검증 단계에서 STEAM 리더 스쿨에 적용한 결과, 프로그램의 내용과 수준이 적합하고, 이공계 관련 직업에 대해 모의적인 경험을 함으로써 학생들의 진로에 대한 관심을 끌어낼 수 있었다는 긍정적인 평가를 받았다. 또한 현장적용 과정을 통해 자료의 완성도를 높일 수 있었다.
후속연구
또한 이후 최종 개발된 프로그램을 다른 초등학교의 학급에 투입 한 결과, 학생들의 이공계 관련 진로의식이 통계적으로 유의하게 향상 되었으며, 과학 수업에 대한 만족도도 매우 높게 나타났다. 다만, 본 연구에서 의도한 진로의식의 향상 정도나 과학 수업에 대한 만족도 이외에도, 본 프로그램의 적용이 학생들의 개념 학습 향상에 주는 효과에 관한 것은 추후 연구가 이루어져야 할 것이며, 다른 학년군 학생들을 대상으로 하는 연구가 이루어져 프로그램 적용의 폭을 넓힐 수 있어야 할 것이다.
본 연구를 통해 교과교육과정 내용 기준이 더욱 핵심적인 지식 및 아이디어를 중심으로 대강화될 필요성, 교육과정 재구성의 편리성을 높일 수 있도록 ‘통합을 위한 기준’의 제공, STEAM 프로그램을 재구성 또는 조직하고 수업을 할 수 있는 교사의 능력 개발, STEAM과 같은 정책이나 프로그램의 효과를 얻기 위해 장기간의 지속적인 지원의 필요성, 교과내에 통합된 진로교육의 강화 등이 필요하다는 제언을 하였다.
이는 학교 수업을 통해 여러 관련 진로나 직업에 대한 충분한 정보를 제공하지 못하고 진로·직업 체험을 특별한 행사처럼 치러온 우리 교육의 문제이기도 하다. 앞으로 학생들이 미래에 대한 발전적인 전망 속에서 새롭게 만들어지거나 유망한 직업, 소멸하는 직업에 대해서도 알 수 있는 형태의 교육과정 구성도 필요하고, STEAM 교육에 있어서도 현재에 서 더 나아가 이공계 진로를 알고 이에 대한 긍정적인 인식을 심어줄 수 있는 프로그램으로까지 통합하는 등 교과내에 통합된 진로교육을 더욱 강화할 필요가 있다.
4%의 학생들은 여러 교과의 내용이 통합적으로 구성된 것에 부담을 느끼지 않는 것으로 나타났다. 위의 결과에서 볼 수 있듯이, 창의적 설계가 강조되는 STEAM 수업은 과학 수업이 학생들이 주체가 되어 적극적, 능동적으로 즐겁게 학습할 수 있는 배움의 장이 되도록 하는 데 도움을 줄 수 있을 것이며, 학생들은 수업을 통해 보다 많은 관련 지식을 습득하고 과학적 탐구 기능과 태도를 향상시킬 수 있을 것이다.
이에 본 연구에서는 초·중등 학생들이 정규수업 과정에서 미래 유망직업과의 연계를 바탕으로 구성된 STEAM 프로그램을 이수하게 된다면, 과학기술에 대한 관심과 흥미를 갖게 될 것이고, 소기의 융합적 문제해결 경험을 할 수 있으며, 학생들이 직업을 소개받고 일의 핵심 부분을 경험하게 함으로써 직무수행에 필요한 지식·기술·태도에 관한 정보를 얻고, 이공계 관련 진로 인식 및 진로 탐색에 도움을 줄 수 있을 것으로 보았다.
학생들이 무엇을 상상하고 어떤 것을 보려고 하느냐에 따라 미래에 새로운 가능성이 열리기 때문이다. 학교 과학기술 교육이 창의적인 미래 과학기술인 재를 양성하는 희망의 교육이 되기 위해서는 기존의 지식 중심의 전달 교육에서 벗어나 학생들의 상상력을 인정하고 마음껏 펼쳐낼 수 있는 기회를 주는 교육으로 변화할 필요가 있으며, 본 연구에서 개발한 창의적 설계기반의 STEAM 교육, 교과 수업과 진로를 연계하는 교육과 같은 변화의 노력은 학생들에게 학습에 대한 동기를 부여하고 미래 사회가 필요로 하는 능력을 지닌 인재로 성장하는 데 많은 도움이 될 것으로 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
PISA나 TIMSS와 같은 국제수준 학업성취도 평가에서 과학 영역의 결과는?
PISA나 TIMSS와 같은 국제수준 학업성취도 평가에서 과학 영역의 결과를 보면, 우리나라 학생들은 최상위 수준의 과학 학업성취를 기록하고 있으나, 과학에 대한 자신감이나 흥미, 가치 인식 등 정의적 영역의 특성은 최하위 수준을 나타내고 있다(KICE, 2012). 과학의 학업성적이 높더라도 자신감도 없고 흥미도 느끼지 못한다면 장래에 과학기술분야로 진출하여 미래사회를 이끌어가는 주역이 되기는 어려울 것이다.
STEAM 교육은 어떤것인가?
예를 들어, 과학교과에서 다루는 문제들은 기술이나 수학 등 다른 교과의 문제와 연결되어 있고, 우리의 일생생활이나 직업 세계의 문제들과도 연결되어 있다. STEAM 교육은 기본적으로 과학과 기술, 수학, 예술, 사회 등을 서로 연결하는 공부방식이며, 이를 실생활과 직업세계로 연결해보는 매우 실제적인 공부를 지향한다.
국가과학기술 경쟁력 강화를 위한 이공계 지원 특별법은 무엇을 해결하기 위한 법인가?
우리나라 학생들의 이공계 기피 현상은 매우 심각하다. 보도에 따르면 컴퓨터공학과 최연소 합격자가 치대로 진로를 바꾸고, 로스쿨에는 상대적으로 인재가 넘쳐나는 실정이다.
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