과학사와 융합인재교육의 적용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 초등교사들의 인식 Analysis on the Utilization of History of Science and STEAM and Elementary School Teachers' Perceptions about Design-based STEAM Instruction Applying the History of Science in Science Class원문보기
이 연구는 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육의 활용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 초등교사들의 인식을 분석하는 것이다. 따라서 초등학교 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육의 활용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 교육적 가치를 알아보기 위해 설문지는 Shin & Han(2011)과 Lee & Shin(2014)의 연구와 Park et al.(2010)의 연구를 바탕으로 연구문제에 맞게 수정하여 총 20문항의 설문지를 개발하였다. 개발한 설문지는 D시와 G시 지역에 재직하고 있는 201명의 초등교사를 대상으로 설문을 실시하여 그 결과를 분석하였다. 이 연구의 결과 초등교사들은 과학 수업에서 과학사를 적극적으로 다루지 않으며, 주로 학생들에게 간단히 소개하면서 스스로 읽어보게 하였다. 초등교사들은 '충분하지 않은 시간'을 이유로 융합인재교육을 적극적으로 다루고 있지 않으며, '창의적 문제해결력' 에 지도 중점을 두고 있지만 이 단계를 매우 지도하기 어려워하고 있었다. 또한 초등교사은 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육수업의 교육적 가치에 대해서 매우 긍정적으로 인식하고 있었다. 특히 과학적 원리와 과거 과학자의 문제해결의 사례를 통해 학생들에게 창의적 설계와 문제해결의 아이디어와 실마리를 제공해 줄 수 있다고 인식하였다. 결론적으로 융합인재교육이 초등학교 현장에서 성공적으로 적용되기 위해서는 이와 같은 초등교사들의 과학사와 융합인재교육의 활용실태에 대한 인식과 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 긍정적인 인식을 바탕으로 향후 보다 구체적인 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 프로그램을 개발하고 적용하여 학교 현장에 보급할 필요가 있겠다.
이 연구는 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육의 활용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 초등교사들의 인식을 분석하는 것이다. 따라서 초등학교 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육의 활용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 교육적 가치를 알아보기 위해 설문지는 Shin & Han(2011)과 Lee & Shin(2014)의 연구와 Park et al.(2010)의 연구를 바탕으로 연구문제에 맞게 수정하여 총 20문항의 설문지를 개발하였다. 개발한 설문지는 D시와 G시 지역에 재직하고 있는 201명의 초등교사를 대상으로 설문을 실시하여 그 결과를 분석하였다. 이 연구의 결과 초등교사들은 과학 수업에서 과학사를 적극적으로 다루지 않으며, 주로 학생들에게 간단히 소개하면서 스스로 읽어보게 하였다. 초등교사들은 '충분하지 않은 시간'을 이유로 융합인재교육을 적극적으로 다루고 있지 않으며, '창의적 문제해결력' 에 지도 중점을 두고 있지만 이 단계를 매우 지도하기 어려워하고 있었다. 또한 초등교사은 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육수업의 교육적 가치에 대해서 매우 긍정적으로 인식하고 있었다. 특히 과학적 원리와 과거 과학자의 문제해결의 사례를 통해 학생들에게 창의적 설계와 문제해결의 아이디어와 실마리를 제공해 줄 수 있다고 인식하였다. 결론적으로 융합인재교육이 초등학교 현장에서 성공적으로 적용되기 위해서는 이와 같은 초등교사들의 과학사와 융합인재교육의 활용실태에 대한 인식과 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 긍정적인 인식을 바탕으로 향후 보다 구체적인 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 프로그램을 개발하고 적용하여 학교 현장에 보급할 필요가 있겠다.
The purpose of this study was to analyze the utilization of history of science and STEAM and the elementary school teachers' perceptions about design-based STEAM instruction applying the history of science in science class. To research the utilization of the history of science and STEAM in elementar...
The purpose of this study was to analyze the utilization of history of science and STEAM and the elementary school teachers' perceptions about design-based STEAM instruction applying the history of science in science class. To research the utilization of the history of science and STEAM in elementary science class, educational value of design-based STEAM instruction applying the history of science, the questionnaire was revised based on research conducted by Lee & Shin(2014), Park et al.(2010), Shin & Han(2011) and developed questionnaire a total of 20 questions. It was administered to reply the questionnaire to 201 teachers of elementary school in D and G area. The results of this study were as follows: elementary school teachers did not teach actively the history of science, made it read students by simply introducing himself. They did not teach actively STEAM due to not enough time(busy to take a magnitude). They were difficult to teach, but the most focused on the 'Creative Problem-solving' process. And elementary school teachers perceived positively about the educational value of design-based STEAM instruction applying the history of science. Especially, they perceived that it can help elementary school students find a hint for solving the problem through examples of cases of scientific principles and a scientist. In conclusion, it implicates that it is need to regard elementary school teachers' perceptions on application of the history of science and STEAM, and develop specific design-based STEAM program applying the history of science in order to be applied successfully in elementary school for the STEAM settlement.
The purpose of this study was to analyze the utilization of history of science and STEAM and the elementary school teachers' perceptions about design-based STEAM instruction applying the history of science in science class. To research the utilization of the history of science and STEAM in elementary science class, educational value of design-based STEAM instruction applying the history of science, the questionnaire was revised based on research conducted by Lee & Shin(2014), Park et al.(2010), Shin & Han(2011) and developed questionnaire a total of 20 questions. It was administered to reply the questionnaire to 201 teachers of elementary school in D and G area. The results of this study were as follows: elementary school teachers did not teach actively the history of science, made it read students by simply introducing himself. They did not teach actively STEAM due to not enough time(busy to take a magnitude). They were difficult to teach, but the most focused on the 'Creative Problem-solving' process. And elementary school teachers perceived positively about the educational value of design-based STEAM instruction applying the history of science. Especially, they perceived that it can help elementary school students find a hint for solving the problem through examples of cases of scientific principles and a scientist. In conclusion, it implicates that it is need to regard elementary school teachers' perceptions on application of the history of science and STEAM, and develop specific design-based STEAM program applying the history of science in order to be applied successfully in elementary school for the STEAM settlement.
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문제 정의
본 연구의 목적은 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육 수업의 활용 실태를 분석하고 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육에 대한 초등교사들의 인식을 알아보기 위한 것으로 과학사와 융합인재교육의 활용 실태를 알아보고 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 초등교사들의 인식을 각각 분석하였다. 이를 위하여 설문지는 Shin & Han(2011)과 Lee & Shin(2014)의 연구와 Park et al.
이와 같은 연구의 필요성에 기초하여 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육의 활용 실태를 알아보고, 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 초등교사들의 인식을 조사하여 분석하고자 한다. 아울러 이러한 분석 결과를 바탕으로 향후 학교 현장의 성공적인 과학사와 융합인재교육 수업의 정착을 위한 방향과 융합인재교육 프로그램 개발의 방향에 대한 시사점을 제공하고자 한다.
이 연구에서는 초등 과학수업에서 과학사와 융합 인재교육의 수업 활용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육에 대한 초등교사들의 인식을 알아보기 위하여 설문 문항을 개발하여 분석하였다. 설문 문항을 개발하기 위하여 융합인재교육 수업에 대한 인식과 관련한 선행연구에 대하여 문헌조사를 실시하였으며, 활용 실태에 대한 인식과 관련한 설문지는 초등교사들의 융합인재교육(STEAM)에 대한 인식 연구(Shin & Han, 2011)와 융합인재교육(STEAM) 수업에서 초등교사들이 겪는 어려움 분석 연구(Lee & Shin, 2014)를 바탕으로 하여 수정 및 개발하였다.
이와 같은 연구의 필요성에 기초하여 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육의 활용 실태를 알아보고, 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 초등교사들의 인식을 조사하여 분석하고자 한다. 아울러 이러한 분석 결과를 바탕으로 향후 학교 현장의 성공적인 과학사와 융합인재교육 수업의 정착을 위한 방향과 융합인재교육 프로그램 개발의 방향에 대한 시사점을 제공하고자 한다.
개발된 설문지는 사전에 초등교사 10명에게 예비 투입(pilot test)하였으며, 예비 투입 후 응답자가 이해하기 어려운 문항과 개념(과학사, 융합인재교육, 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업 등)이 예견되어 설문지 앞에 용어에 대한 개념 설명을 추가하였다. 특히 과학사의 개념과 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 방법에서의 과학사 활용 방법에 대하여 자세히 안내하고 수업방법에 대한 사진과 동영상을 제시하여 이해를 높이고 연구의 타당도를 높이려고 노력했다. 예비 투입과정에서 하위 문항의 진술이 불분명하다고 판단되어진 문항도 발견되어 명확하게 수정한 후에 설문지를 최종적으로 완성하였다(부록).
제안 방법
‘과학사’와 ‘융합인재교육’에 대한 이해의 정도가 교사 개별에 따라 설문 응답에 미칠 영향을 고려하여, 설문지의 문항 앞에 이에 대한 설명을 먼저 제시하여 그 내용을 충분히 이해한 후 설문조사에 응답하도록 하였다.
수정 및 개발된 설문지는 과학교육 전문가 1인, 박사과정 대학원생 2명, 현직 초등학교 과학교사(석사) 2명이 참여하여 이들에게 내용타당도를 검증받았다. 개발된 설문지는 사전에 초등교사 10명에게 예비 투입(pilot test)하였으며, 예비 투입 후 응답자가 이해하기 어려운 문항과 개념(과학사, 융합인재교육, 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업 등)이 예견되어 설문지 앞에 용어에 대한 개념 설명을 추가하였다. 특히 과학사의 개념과 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 방법에서의 과학사 활용 방법에 대하여 자세히 안내하고 수업방법에 대한 사진과 동영상을 제시하여 이해를 높이고 연구의 타당도를 높이려고 노력했다.
과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육에 대한 인식 설문지는 Park et al. (2010)의 ‘초등학교 과학 수업에서 한국과학사 자료의 활용에 대한 교사들의 인식’ 연구에 기초하여 본 연구문제를 분석하기에 적합한 수준으로 수정 및 보완하였다.
우선 융합인재교육 수업 활용 실태를 알아보기 이전에 현재 학교 현장에서 이루어지고 있는 과학사의 활용 실태에 대해 분석하였다. 과학사의 활용 실태를 알아보기 위하여 지난 일 년 동안 과학사를 활용하여 과학수업을 지도한 경험과 교과서에 제시된 과학사의 활용 방법에 대해 설문을 실시하였으며 그 결과는 Table 4와 같다.
설문 문항을 개발하기 위하여 융합인재교육 수업에 대한 인식과 관련한 선행연구에 대하여 문헌조사를 실시하였으며, 활용 실태에 대한 인식과 관련한 설문지는 초등교사들의 융합인재교육(STEAM)에 대한 인식 연구(Shin & Han, 2011)와 융합인재교육(STEAM) 수업에서 초등교사들이 겪는 어려움 분석 연구(Lee & Shin, 2014)를 바탕으로 하여 수정 및 개발하였다.
설문지의 구성은 총 20문항으로 Table 2의 과학사와 융합인재교육의 활용 실태를 알아보는 부분(10문항)은 과학사 활용 실태에 대한 2문항과 융합인재교육 활용 실태에 대한 8문항으로 구성되며, 문항의 응답 형태는 설문지의 내용에 따라 선택형과 서술형으로 나누어 구성되었다.
특히 과학사의 개념과 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 방법에서의 과학사 활용 방법에 대하여 자세히 안내하고 수업방법에 대한 사진과 동영상을 제시하여 이해를 높이고 연구의 타당도를 높이려고 노력했다. 예비 투입과정에서 하위 문항의 진술이 불분명하다고 판단되어진 문항도 발견되어 명확하게 수정한 후에 설문지를 최종적으로 완성하였다(부록).
현재 2009 개정 초등 과학 교과서에는 과학사 자료가 ‘과학 이야기, 과학글쓰기, 과학더하기’ 형태로 다양하게 제시되어 있다. 우선 융합인재교육 수업 활용 실태를 알아보기 이전에 현재 학교 현장에서 이루어지고 있는 과학사의 활용 실태에 대해 분석하였다. 과학사의 활용 실태를 알아보기 위하여 지난 일 년 동안 과학사를 활용하여 과학수업을 지도한 경험과 교과서에 제시된 과학사의 활용 방법에 대해 설문을 실시하였으며 그 결과는 Table 4와 같다.
이 연구에서는 과학사를 활용한 설계기반의 융합인재교육 수업에 대한 교육적 가치에 대한 초등교사의 인식을 알아보기 위하여 ‘매우 그렇다’ 5점 - ‘전혀 그렇지 않다’ 1점으로 하는 5단계 리커트 척도 문항으로 설문 조사를 하였다.
이를 위하여 설문지는 Shin & Han(2011)과 Lee & Shin(2014)의 연구와 Park et al. (2010)의 연구를 바탕으로 수정하여 총 20문항의 설문지를 개발하였다.
2009 개정 교육과정의 도입으로 가장 큰 특징이라고 할 수 있는 융합인재교육이 본격적으로 도입되면서 초등 3-4학년군의 경우에는 2014년부터 이미 도입되어 적용되고 있으며, 초등 5-6학년군은 2015년부터 전면 적용되어 학교 과학수업에서 융합인재교육 수업이 이루어지고 있다. 이에 따라 초등교사들의 융합인재교육 수업의 활용 실태에 대한 인식을 설문조사하였다. 융합인재교육 수업의 지도 경험과 융합인재교육 수업을 적극 다루지 못한 이유에 대한 설문을 분석한 결과는 Table 5와 같다.
초등교사들의 학교 현장에서의 과학사 활용과 융합인재교육 수업에 대한 활용 실태에 대한 인식을 조사하기 위해 객관식 10문항을 개발하여 설문조사를 실시하였다. ‘과학사’와 ‘융합인재교육’에 대한 이해의 정도가 교사 개별에 따라 설문 응답에 미칠 영향을 고려하여, 설문지의 문항 앞에 이에 대한 설명을 먼저 제시하여 그 내용을 충분히 이해한 후 설문조사에 응답하도록 하였다.
대상 데이터
(2010)의 연구를 바탕으로 수정하여 총 20문항의 설문지를 개발하였다. 개발한 설문지는 D시와 G시 지역의 초등교사 201명을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, 설문분석을 통하여 얻은 연구의 결론은 다음과 같다.
응답자 중 성별은 남자가 63명, 여자가 138명으로 초등학교 여건상 여자의 수가 많았다. 근무지역은 D 광역시가 98명, G 중소도시가 103명이며, 교육 경력은 5년 미만이 34명, 5년 이상 10년 미만이 46명, 10년 이상 15년 미만이 41명, 15년 이상 20년 미만이 37명, 20년 이상이 43명이며, 지도학년은 3학년이 47명, 4학년이 44명, 5학년이 51명, 6학년이 59명이고 STEAM 관련 연수 경험은 유경험자가 103명, 무경험자가 98명으로 전체적으로 연구대상이 골고루 선정되었다. 조사 대상이 D광역시와 G시 지역에 재직 중인 초등교사에 한정하여 표집의 편향성을 배제할 수 없다는 연구의 제한점이 있다.
본 연구에서는 과학 수업에서 과학사와 융합인재 교육의 활용 실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 초등교사들의 인식을 알아보기 위하여 광역시(D시)와 중소도시(G시)에 근무하는 초등교사로서 3～6학년의 실제 과학수업을 실시한 경험이 있는 초등교사 201명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 연구대상자의 배경 변인별 일반 특성은 Table 1과 같다.
설문지는 우편으로 발송 및 회수되었으며 자료의 수집 기간은 2015년 12월 14일에서 12월 31일까지였다. 배부된 208매의 설문지 가운데 201매가 회수되어 이를 분석하였으며, 이 연구에서 수집된 자료의 기본적인 처리와 분석은 Microsoft Excel를 통해 자료를 코딩한 후 응답수의 빈도와 백분율을 분석하였으며, 나머지는 SPSS 12.
수정 및 개발된 설문지는 과학교육 전문가 1인, 박사과정 대학원생 2명, 현직 초등학교 과학교사(석사) 2명이 참여하여 이들에게 내용타당도를 검증받았다. 개발된 설문지는 사전에 초등교사 10명에게 예비 투입(pilot test)하였으며, 예비 투입 후 응답자가 이해하기 어려운 문항과 개념(과학사, 융합인재교육, 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업 등)이 예견되어 설문지 앞에 용어에 대한 개념 설명을 추가하였다.
총 208개의 설문지를 배부하였으며, 회수된 201개의 설문지를 최종적인 연구 대상 자료로 채택하여 분석하였다. 응답자 중 성별은 남자가 63명, 여자가 138명으로 초등학교 여건상 여자의 수가 많았다.
데이터처리
다음으로 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 교사 변인에 따른 인식의 차이를 알아보기 위하여 근무지역, 성별, STEAM 연수 경험에 따른 독립변인 t-검증을 실시하였으며 그 결과는 Table 10과 같다.
다음으로 교사 변인 중에서 지도 학년과 교육 경력에 따른 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치의 차이를 알아보기 위해 일원분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였으며 그 결과는 Table 11에 제시하였다.
설문지는 우편으로 발송 및 회수되었으며 자료의 수집 기간은 2015년 12월 14일에서 12월 31일까지였다. 배부된 208매의 설문지 가운데 201매가 회수되어 이를 분석하였으며, 이 연구에서 수집된 자료의 기본적인 처리와 분석은 Microsoft Excel를 통해 자료를 코딩한 후 응답수의 빈도와 백분율을 분석하였으며, 나머지는 SPSS 12.0 for Windows 프로그램을 사용하여 분석하였다.
초등교사의 과학사 활용과 융합인재교육 수업 적용 실태, 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업에 대한 교육적 가치를 알아보기 위해 응답수의 빈도를 분석하였고, 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 교사 배경요인별 인식의 차이를 알아보기 위하여 성별과 근무지역 그리고 STEAM 관련 연수 유무에 따라 독립변인 t-검증을 실시하고, 지도 학년별과 교육 경력별 교육적 가치에 대한 인식 차이를 알아보기 위해 일원분산분석(One-way ANOVA)를 실시하고 사후검사는 Scheffé 방법으로 그 결과를 분석하였다.
성능/효과
교사 변인에 따른 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 분석 결과, 성별, 근무지역, STEAM 연수 경험의 유무, 지도 학년에 따라서는 교육적 가치에 대한 인식의 차이는 없었지만, 교육 경력별로 일원분산분석 결과 유의미한 차이를 보였다. 교직 경력이 20년 이상의 교사들이 교육 경력 5년 미만의 교사들에 비해 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업이 교육적으로 가치가 있다고 보다 긍정적으로 인식하고 있었다.
교사 변인에 따른 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 분석 결과, 성별, 근무지역, STEAM 연수 경험의 유무, 지도 학년에 따라서는 교육적 가치에 대한 인식의 차이는 없었지만, 교육 경력별로 일원분산분석 결과 유의미한 차이를 보였다. 교직 경력이 20년 이상의 교사들이 교육 경력 5년 미만의 교사들에 비해 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업이 교육적으로 가치가 있다고 보다 긍정적으로 인식하고 있었다.
99점) 문항에서 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업은 초등학생들의 창의적인 문제해결력을 높이고 과학 학습에 대한 동기 향상에 도움이 된다고 응답하여 초등교사들은 창의적 문제해결력과 과학 학습 동기 향상의 효과에 대한 높은 기대를 보였다. 그리고 2번(3.97점)과 7번(3.94점) 문항에서 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업이 초등학생의 과학, 기술에 대한 관심과 흥미를 높이고, 과학뿐만 아니라 다른 교과(수학, 실과, 예체능)와 통합하여 지도할 때 더욱 효과적이라고 응답하여 다른 교과와 통합하여 지도하여 과학, 기술에 대한 관심과 흥미를 높이는데 과학사를 활용한 융합인재교육 수업에 높은 교육적 가치를 보였다. 이 같은 응답은 과학사를 통해 과학의 학문 분야들 간의 관련성을 증진시켜 과학과 다른 교과와의 연관성을 높여주는 과학사의 효과를 얻을 수 있다(Lee, 2003)는 것을 초등교사들도 인식하고 있으며, 향후 이러한 초등교사의 인식을 바탕으로 한 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램과 구체적인 교수학습 자료의 개발이 후속적으로 연구되어야 하겠다.
그리고 학교 현장에서 융합인재교육 수업을 적용할 때의 가장 어려운 부분에 대한 설문 결과, 초등교사의 융합인재교육 수업 적용의 어려움은 ‘교육과정 재구성의 어려움’의 응답이 99명(49.3%)로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 ‘수업 교구 및 교재 제작의 어려움’ 응답이 25.9%, ‘융합(통합) 주제 선정의 어려움’ 응답이 19.4%, ‘평가의 어려움’ 응답이 3.5%, ‘모둠활동 지도의 어려움’ 응답이 2.0% 순으로 나타났다(Table 6).
그리고 학교 현장에서 융합인재교육 수업의 정착을 위해 가장 필요한 부분에 대하여 ‘보다 사용하기 쉬운 융합인재교육 프로그램 개발 및 보급’의 응답이 90명(44.8%)로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 ‘융합인재교육 수업을 위한 다양한 교수․학습자료 보급’이 32.3%, ‘융합인재교육 수업을 위한 충분한 수업시수 확보’가 10.9%, ‘교사의 인식과 전문성 신장을 위한 융합인재교육 연수’가 7.5%, ‘융합인재교육 수업 준비를 위한 학교의 행정․재정적 지원’가 4.5% 순으로 나타났다.
다만 교육 경력에 따라 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 인식의 차이를 보였으며 보다 구체적인 차이를 알아보기 위하여 Scheffé 사후검증을 실시한 결과, 교육 경력 20년 이상(e)의 평균이 3.99점으로 가장 높았으며, 교육 경력 5년 미만(a)의 평균이 3.66점으로 가장 낮은 평균값을 보여 통계적으로 유의미한 차이를 보였다(p<.05).
둘째, 과학사를 활용한 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 인식을 분석한 결과, 초등교사들은 융합인재교육 수업에서 과학사를 활용하는 것에 대하여 긍정적으로 인식하였다. 특히 초등교사들은 과학사를 활용한 융합인재교육 수업은 과학적 원리와 과거 과학자의 문제해결의 사례를 통해 학생들에게 창의적 설계와 문제해결의 아이디어와 실마리를 제공해 줄 수 있다고 응답하여 과학사를 활용하여 학생들에게 문제해결과 창의적 설계의 아이디어와 실마리를 보다 쉽게 찾도록 도움을 줄 수 있는 방안으로 인식하고 있었다.
둘째, 융합인재교육의 효과적인 현장 적용을 위해서 교사들은 학생이 주도적이고 창의적으로 문제를 해결해 나갈 수 있도록 적절한 안내와 도움을 주어야 한다. 그러기 위해서는 교사들의 인식 조사와 함께 실제 융합인재교육 수업에 대해 학생들이 느끼는 구체적인 어려움과 과학사를 활용한 설계기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 학생들의 인식 조사를 바탕으로 교사들이 융합인재교육 수업에서 학생들이 겪는 어려움에 관심을 갖고 이를 해결하도록 적극적으로 안내하고 지도할 필요가 있다.
먼저, 과학수업에서 융합인재교육 수업이 필요한 이유에는 ‘창의적 문제해결력’이라는 응답이 97명(48.3%)로 가장 많이 나타났으며, 다음으로 ‘과학에 대한 흥미와 호기심 유발’이 31.8%’, ‘다른 교과와 관련된 통합된 지식의 이해’가 16.9%, ‘과학 학업성취도 향상’과 ‘창의적 인성’이 각각 1.5%의 순으로 나타났다.
셋째, 초등교사들은 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대해 매우 긍정적으로 인식하고 있다. 특히 설계 기반의 융합인재교육 수업에 과학사를 전략적으로 도입한다면 과학사를 활용하는 것이 융합인재교육의 ‘창의적 설계’ 과정의 어려움을 도울 수 있을 것으로 기대된다.
실제 수업 현장에서 융합인재교육 수업 단계 중에서 지도하기 어려운 학습 단계에 대한 설문 결과를 살펴보면, 지도하기 어려운 단계로 ‘창의적 설계’의 응답이 148명(73.6%)로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 ‘감성적 체험’ 11.4%, ‘상황제시’ 8.0%, ‘새로운 도전’ 7.0% 순으로 나타났다(Table 7).
융합인재교육 수업에서 교사의 교육 중점으로 ‘창의적 문제해결 능력(126명, 62.7%)’을 가장 많이 응답하였으며, 다음으로 ‘과학 탐구 능력’이 24.4%, ‘모둠활동간 학생 상호 협동 능력’이 10.4%’, ‘교과서에 제시된 과학 지식과 개념’ 2.5% 순으로 높게 나타났다.
9%로 높게 나타났다. 이 같은 결과를 통해 초등교사들은 초등학교 단계부터 융합인재교육 수업을 시작하는 것이 적절하며 특히 초등학교 5-6학년의 고학년에서 시작하는 것이 가장 적합하다고 인식하고 있음을 알 수 있다. 이러한 결과는 융합인재교육에서 요구되는 탐구능력이 기초 탐구능력을 바탕으로 초등학교 고학년에게 요구되는 과학과 고등 탐구능력과도 관련되어 융합적 사고능력이 학생들에게 필요하다고 인식하고 있다고 추리할 수 있다.
첫째, 과학사 활용과 융합인재교육 수업에 대한 활용 실태를 분석한 결과, 초등교사들은 과학사를 과학 수업시간에 많이 다루지 않으며, 대부분이 교과서에 제시된 과학사를 간단히 소개하면서 학생들이 스스로 읽어보게 하는 것으로 나타났다. 그리고 초등교사들은 융합인재교육 수업을 적극적으로 다루지 않고 있으며, 그 이유로 ‘충분하지 않은 시간’과 ‘융합인재교육에 대한 지식과 전문성의 부족’을 주된 이유로 들고 있었다.
총 10개의 선택형 문항으로 구성되어 있는 과학사를 활용한 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 인식 조사 결과, 전체 평균 5점 만점에 3.83점으로 나타났다. 이는 대부분의 초등교사가 융합인재교육 수업에서 과학사를 활용하는 것이 필요하며, 초등교사들은 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업이 교육적으로 매우 가치가 있다고 긍정적으로 인식한다고 볼 수 있다.
후속연구
결론적으로 초등학교 과학 수업에서 과학사와 융합인재교육이 초등학교 현장에서 성공적으로 적용되기 위해서는 이와 같은 초등교사들의 과학사와 융합인재교육 수업의 활용 실태에 대한 인식을 적극 반영해야 하고, 특히 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 초등교사들의 긍정적인 인식을 바탕으로 향후 구체적인 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 프로그램 개발과 그 적용 효과 분석을 통해 초등학교 과학 수업 현장에 보급할 필요가 있겠다.
첫째, 본 연구에서는 D시와 G시 지역의 초등교사 201명을 대상으로 설문조사를 실시하였기 때문에 연구 결과를 일반화하기에 한계점이 있다. 따라서 전국의 다양한 지역에 재직하고 있는 초등교사를 대상으로 설문조사를 실시하거나 중등교사로 연구대상을 확대하여 과학사와 융합인재교육의 활용실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 후속연구가 필요하다.
94점) 문항에서 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업이 초등학생의 과학, 기술에 대한 관심과 흥미를 높이고, 과학뿐만 아니라 다른 교과(수학, 실과, 예체능)와 통합하여 지도할 때 더욱 효과적이라고 응답하여 다른 교과와 통합하여 지도하여 과학, 기술에 대한 관심과 흥미를 높이는데 과학사를 활용한 융합인재교육 수업에 높은 교육적 가치를 보였다. 이 같은 응답은 과학사를 통해 과학의 학문 분야들 간의 관련성을 증진시켜 과학과 다른 교과와의 연관성을 높여주는 과학사의 효과를 얻을 수 있다(Lee, 2003)는 것을 초등교사들도 인식하고 있으며, 향후 이러한 초등교사의 인식을 바탕으로 한 과학사를 활용한 융합인재교육 프로그램과 구체적인 교수학습 자료의 개발이 후속적으로 연구되어야 하겠다.
이 같은 결과는 앞서 Table 7에서 제시한 융합인재교육 수업 단계에서 교사들이 지도하기 가장 어려운 ‘창의적 설계’ 단계에서 과학사를 활용하여 설계하는 것이 학생들에게 문제해결과 창의적 설계의 아이디어와 실마리를 보다 쉽게 찾도록 도움을 줄 수 있는 방안이 될 수 있다고 볼 수 있다. 이것은 앞으로 융합인재교육 수업 프로그램에서 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업 활동이 교육적으로 가치가 있으며 차후 추가적으로 프로그램을 개발할 필요가 있음을 시사한다.
근무지역은 D 광역시가 98명, G 중소도시가 103명이며, 교육 경력은 5년 미만이 34명, 5년 이상 10년 미만이 46명, 10년 이상 15년 미만이 41명, 15년 이상 20년 미만이 37명, 20년 이상이 43명이며, 지도학년은 3학년이 47명, 4학년이 44명, 5학년이 51명, 6학년이 59명이고 STEAM 관련 연수 경험은 유경험자가 103명, 무경험자가 98명으로 전체적으로 연구대상이 골고루 선정되었다. 조사 대상이 D광역시와 G시 지역에 재직 중인 초등교사에 한정하여 표집의 편향성을 배제할 수 없다는 연구의 제한점이 있다.
첫째, 본 연구에서는 D시와 G시 지역의 초등교사 201명을 대상으로 설문조사를 실시하였기 때문에 연구 결과를 일반화하기에 한계점이 있다. 따라서 전국의 다양한 지역에 재직하고 있는 초등교사를 대상으로 설문조사를 실시하거나 중등교사로 연구대상을 확대하여 과학사와 융합인재교육의 활용실태와 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 수업의 교육적 가치에 대한 후속연구가 필요하다.
특히 설계 기반의 융합인재교육 수업에 과학사를 전략적으로 도입한다면 과학사를 활용하는 것이 융합인재교육의 ‘창의적 설계’ 과정의 어려움을 도울 수 있을 것으로 기대된다.
특히 설계 기반의 융합인재교육 수업에 과학사를 전략적으로 도입한다면 과학사를 활용하는 것이 융합인재교육의 ‘창의적 설계’ 과정의 어려움을 도울 수 있을 것으로 기대된다. 하지만 이것은 과학사를 활용한 융합인재교육 수업의 필요성을 제언하기에 설득력이 부족할 수 있으므로 본 연구의 인식 조사를 바탕으로 향후 구체적인 과학사를 활용한 설계 기반의 융합인재교육 교수학습모형 및 다양한 프로그램 개발을 개발하고 그 적용 효과 분석에 대한 추가적인 연구가 이루어져야 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
미국과학진흥협회는 변화하는 현대사회에 맞춰 무엇을 주장하는가?
과학교육에서는 빠르게 변화하는 현대사회와 과학 기술 기반의 미래 사회에 능동적으로 대처하기 위해 현재 우리 사회가 당면한 문제를 해결하며 삶을 개선하기 위한 방법을 제시하는 교육이 요구되고 있다. 이에 미국과학진흥협회는 앞으로 21세기 과학교육을 모든 시민들의 ‘과학적 소양(Scientific Literacy)’을 기르기 위한 기본교육으로 삼았으며(AAAS, 1989), 현대 과학은 과학기술 시대를 살아가는 모든 사람에게 반드시 요구되는 기초적 소양을 길러야 한다는 주장이 강조되고 있다(Leite, 2002; MEST, 2010). 이러한 시대적 흐름에 부응하여 2009 개정 과학과 교육과정에서도 과학 개념 중심의 교육에서 벗어나 과학적 소양에 목표를 두고, 소수의 전문적인 과학자나 기술자를 양성하는 것이 아닌 다수의 미래 일반시민이 갖추어야 할 자질을 지향하고 있다(MEST, 2009).
2009 개정 과학과 교육과정은 변화하는 시대흐름에 어떤 점을 지향하는가?
이에 미국과학진흥협회는 앞으로 21세기 과학교육을 모든 시민들의 ‘과학적 소양(Scientific Literacy)’을 기르기 위한 기본교육으로 삼았으며(AAAS, 1989), 현대 과학은 과학기술 시대를 살아가는 모든 사람에게 반드시 요구되는 기초적 소양을 길러야 한다는 주장이 강조되고 있다(Leite, 2002; MEST, 2010). 이러한 시대적 흐름에 부응하여 2009 개정 과학과 교육과정에서도 과학 개념 중심의 교육에서 벗어나 과학적 소양에 목표를 두고, 소수의 전문적인 과학자나 기술자를 양성하는 것이 아닌 다수의 미래 일반시민이 갖추어야 할 자질을 지향하고 있다(MEST, 2009). 학생들의 과학적 소양을 기르기 위해서는 과학 지식의 잠정적이며 가변적인 특성과 과학-기술-사회의 관계에 대한 이해를 포함하는 ‘과학의 본성(Nature of Science)’에 대한 이해가 이루어져야 하며(NRC, 1996), 이러한 과학의 본성을 올바르게 이해함으로써 과학적 소양을 함양할 수 있다고 밝혔다(Meichtry, 1992; NSTA, 1971).
과학사 활용과 융합인재교육 수업에 대한 활용 실태 결과를 뒷받침해주는 근거는 무엇인가?
그리고 초등교사들은 융합인재교육 수업을 적극적으로 다루지 않고 있으며, 그 이유로 ‘충분하지 않은 시간’과 ‘융합인재교육에 대한 지식과 전문성의 부족’을 주된 이유로 들고 있었다. 이러한 설문 결과는 Lim, Kim & Lee(2014)의 융합인재교육의 현장적용에 대한 초등교사의 인식 조사 연구에서 융합인재교육 활동이 실제 수업에의 적용이 어렵다는 주된 이유로 융합인재교육 활동에 대한 정보의 부족, 준비의 어려움, 시간의 부족을 이유로 들고 있는 것과 비슷한 결과를 보인다. 초등교사들은 초등학교 단계부터 융합인재교육을 시작하는 것이 적절하며 특히 초등학교 5-6학년에서 가장 적합하다고 인식하고 있었다.
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