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문제 정의
- 따라서 이 연구에서는 비형식 공학기술교육기관의 교육프로그램 참가자를 대상으로 기술적 사고 성향과 공학태도의 변화를 조사하고, 조사하여 비형식 공학기술 교육기관의 교육프로그램 운영에 있어, 이 나아가야 할 방향을 모색하며, 비형식 공학기술교육기관의 교육적 역할을 제고하고자 한다.
- 이 연구는 고등학교 학생들을 대상으로 공학기술 캠프를 적용하고, 기술적 사고 성향 및 공학태도의 변화를 기록한 연구이다.
제안 방법
- 공학기술 캠프 프로그램은 2016년 5월에 1차, 2차 프로그램을 진행하였고, 7월에 3, 4차 프로그램을 진행하였다. 공학기술 캠프 프로그램은 2, 3학년 공통으로 이공계 진로 설계, 신기술 동향인 3D프린터에 대한 특강이 진행되었고, 실습 프로그램은 2, 3학년이 따로 수업이 진행되었다.
- 공학기술 캠프가 고등학교 학생들의 공학태도에 미치는 효과를 살펴보기 위하여 공학기술 캠프 전, 후에 공학태도 설문지를 투입하여 효과를 검증하였으며 그 결과는 Table 8, Table 9과 같다.
- 공학기술캠프 참여 경험이 고등학생들의 공학적 태도에 영향을 미치는지 알아보기 위해 캠프 활동 전후에 기술적 사고 성향 및 공학 태도에 대한 인식 조사를 실시하였다. 사전 검사는 공학기술캠프 활동을 위한 오리엔테이션 시간에 실시되었고, 사후 검사는 공학기술캠프 활동을 종료한 후 실시하였다.
- 공학기술캠프는 종일 프로그램으로 총 4회에 걸쳐 진행되었다. 공학기술캠프 프로그램은 Table 5와 같이 실시하였다.
- 공학태도를 측정하기 위해 이춘식(1999)이 개발한 인문계 고등하교 학생을 위한 기술 태도 측정도구를 성의석(2012)의 고등학생을 대상으로 공학태도를 연구하기 위해 변환한 24문항을 사용하였다. 공학태도를 묻는 검사 도구는 공학에 대한 흥미를 묻는 13문항, 공학에서 창의성에 대한 인식을 묻는 문항 3문항, 공학에 대한 흥미를 묻는 13문항으로 구성되었다. 기술적 사고 성향과 공학태도 검사 도구 모두 5점 Likert Scale로 되어 있어 평가 결과를 정량화하여 통계 처리하는 데 적합하였다.
- 둘째, 공학기술캠프 참여가 고등학생의 공학적 태도에 미치는 효과를 분석한다.
- 일반계 고등학생을 위한 공학기술캠프를 위해 이론 고찰, 모형 검토 등의 문헌 연구문헌, 기술 교사, 공학 전문가의 의견을 바탕으로 공학기술캠프 프로그램을 결정하여, 수업을 진행하였다.
- 첫째, 공학기술캠프 참여가 고등학생의 기술적 사고 성향에 미치는 효과를 분석한다.
- 첫째, 공학기술캠프 프로그램은 각 학년 별로 9개(1차시 3개, 2차시 2개, 3차시 3개, 4차시 1개) 프로그램이 적용되었다. 공학기술 캠프 프로그램은 2, 3학년 공통으로 이공계 진로 설계, 신기술 동향에 대한 특강과 기술적 문제해결 프로젝트 수업, 공학적 지식이 필요한 수업으로 다양하게 적용되었다.
- 공학기술캠프 프로그램은 Table 5와 같이 실시하였다. 프로그램은 기술, 과학, 공학, 예술, 수학의 내용을 통합적으로 가르치는 것이기에 수업 내용 속에 이 요소들을 포함시켜 수업을 실시하였다.
대상 데이터
- 이 연구는 C대학에서 실시된 공학기술캠프에 참가한 D고등학교 학생 138명을 대상으로 실시되었다.
데이터처리
- 공학기술캠프가 기술적 사고 성향에 주는 영향을 유의미한가를 확인하기 위하여 사전, 사후 검사를 대응표본 t 검정을 통해 통계 분석하였다. 통계 분석 결과는 Table 6, Table 7과 같다.
- 사전, 사후 설문지의 분석을 위해 SPSS statistics 22 통계 프로그램을 활용하였다. 기존 공학적 태도에 대한 인식 조사를 위한 사전 검사와 프로그램 적용 후 공학적 태도에 대한 학습자의 인식을 유의 수준 5% 설정하여 대응 표본 t-test로 분석하였다.
- 두 검사는 두 달 정도의 간격을 두고 이루어졌다. 사전 사후 검사를 토대로 대응표본 t-test을 실시해 유의미한 차이가 있는지 분석하였다. 통계 분석에는 SPSS 22.
이론/모형
- 공학태도를 측정하기 위해 이춘식(1999)이 개발한 인문계 고등하교 학생을 위한 기술 태도 측정도구를 성의석(2012)의 고등학생을 대상으로 공학태도를 연구하기 위해 변환한 24문항을 사용하였다. 공학태도를 묻는 검사 도구는 공학에 대한 흥미를 묻는 13문항, 공학에서 창의성에 대한 인식을 묻는 문항 3문항, 공학에 대한 흥미를 묻는 13문항으로 구성되었다.
- 이 연구에서는 기술적 사고 성향 검사 도구는 남승권(2010)이 작성한 검사지를 사용하였다. 기술적 사고 성향 검사 도구는 총 38문항이다.
성능/효과
- 2학년의 설문 문항의 응답 결과 공학의 흥미는 캠프 적용 전에는 평균 3.79, 표준편차 0.73, 적용 후는 평균 4.10, 표준편차 0.74로 캠프 적용 전과 후에 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다(t=-2.462 p=.015). 공학에서의 창의성에 대한 인식은 캠프 적용 전에는 평균 3.
- 2학년의 설문 문항의 응답 결과 기술적 호기심 성향은 캠프 적용 전에는 평균 3.33, 표준편차 0.59, 적용 후는 평균 3.72, 표준편차 0.76로 캠프 적용 전과 후에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(t=-3.459, p=.001). 기술적 분석 성향은 캠프 적용 전에는 평균 3.
- 3학년의 설문 문항의 응답 결과 공학의 흥미는 캠프 적용 전에는 평균 3.53, 표준편차 0.76, 적용 후는 평균 3.85, 표준편차 0.70로 캠프 적용 전과 후에 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다(t=-2.552 p=.012). 공학에서의 창의성에 대한 인식은 캠프 적용 전에는 평균 3.
- 05로 효과적임을 확인하였다. 기술적 문제를 해결하는 프로젝트를 시행함으로써 학습자의 기술적 호기심이 증가하였음을 확인할 수 있으며, 기술교과 지식을 기반으로 기술적 문제를 주어졌을 때, 문제를 해결하기 위하여 직접 계획하고, 설계 후 제작해 보는 활동은 학습자들의 기술적 창의 및 표현 성향과 기술적 조작 성향 그리고 기술적 계획 및 성찰 성향을 증가시킴을 알 수 있다.
- 013). 기술적 분석 성향은 캠프 적용 전에는 평균 3.26, 표준편차 0.51 적용 후는 평균 3.38, 표준편차 0.67로 캠프 적용 전과 후에 유의한 차이가 없는 것으로 나타났 다(t=-1.174, p=.242). 기술적 문제파악 및 문제 해결 성향은 캠프 적용 전에는 평균 3.
- 001). 기술적 분석 성향은 캠프 적용 전에는 평균 3.34, 표준편차 0.60 적용 후는 평균 3.31, 표준편차 0.59로 캠프 적용 전과 후에 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다(t=.322, p=.748). 기술적 문제파악 및 문제 해결 성향은 캠프 적용 전에는 평균 3.
- 공학태도를 묻는 검사 도구는 공학에 대한 흥미를 묻는 13문항, 공학에서 창의성에 대한 인식을 묻는 문항 3문항, 공학에 대한 흥미를 묻는 13문항으로 구성되었다. 기술적 사고 성향과 공학태도 검사 도구 모두 5점 Likert Scale로 되어 있어 평가 결과를 정량화하여 통계 처리하는 데 적합하였다. Table 4은 공학태도 검사도구 요인별 문항 수와 신뢰도이다.
- 001). 기술적 조작 성향은 캠프 적용 전에는 평균 3.52 표준편차 0.58, 후에는 평균 3.70 표준편차 0.51로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며(t=-2.083, p=.039), 기 술적 계획 및 성찰 성향은 캠프 전후 평균이 2.81과 2.85로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다(t=-.759, p=.449).
- 032). 기술적 조작 성향은 캠프 적용 전에는 평균 3.69 표준편차 0.62, 후에는 평균 3.82 표준편차 0.49 로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났으며(t=-1.354, p=.178), 기술적 계획 및 성찰 성향은 캠프 전후 평균이 2.76과 2.90로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다(t=-3.079, p=.003).
- 둘째, 공학기술 캠프는 고등학교 2학년 학습자의 기술적 사고 성향 하위 요인인 기술적 호기심, 기술적 창의 및 표현 성향, 기술적 조작 성향에서 유의수준 p< .05로 효과적임을 확인하였다.
- 셋째, 공학기술 캠프는 고등학교 2학년과 3학년 공통적으로 공학의 흥미, 공학에서의 창의성에 대한 인식에서 유의수준 p< .05로 효과적임을 확인하였다.
- (2008)는 학생들이 공학에 긍정적인 태도를 갖는 이유는 사회에 대한 공헌, 공학과 관련된 경력을 가지고 싶어 하는 열망 때문이라고 주장하였고, Seymour and Hewitt(1999)는 학생들이 공학을 그만두는 가장 주요한 이유는 과학에 대한 흥 미 감소 때문이라고 주장하였다. 이를 종합해 보면 공학태도가 이공계 진로를 선택하고 지속하게 하는데 꼭 필요한 요인임을 알 수 있다. Hilpert et al.
- 이를 종합해보면 공학태도는 자율적이고 도전적인 과제를 부여했을 때 향상시킬 수 있음을 시사하며, 공학태도는 선행연구에서 보고하였듯이 과학과 수학 과목에 대한 흥미와 이공계 진로 선택에 있어 중요한 역할을 함을 알 수 있다. 그렇기 때문에 입시와 진로선택을 앞둔 고등학생에 있어 공학에 대한 태도는 중요한 요인이다.
- 비슷한 맥락으로 황혜림(2012)에 연구에서도 사고 성향을 개인이 자신에게 주어진 상황에서 특 정 방식으로 행동하고자 하는 습관적인 경향성으로 정의하였다. 이상의 논의들을 종합하여 볼 때 사고 성향의 개념은 사고 성향은 개인이 어떤 특정한 종류의 상황 혹은 사태에서 특정 방식이 행동으로 발휘되는 습관적인 경향성이라고 볼 수 있다. 사고 성향에 대한 여러 학자들의 정의는 Table 1과 같다.
- 제시한 기술적 사고 성향 관련 연구들을 통해 얻을 수 있는 시사점으로는 기술과 관련된 경험이 기술적 사고에 긍정적인 영향을 미친다는 것이다. 이는 기술과 관련된 수업 후 사고 성향의 변화를 측정할 수 있다는 것이다.
후속연구
- 공학기술 캠프 활용 수업이라는 실험처치를 통해 기존의 기술 수업 방식과의 차이로 수업 효과를 다양하게 비교 분석하는 후속 연구가 필요하다.
- 남승권(2013)은 기술적 사고 성향에 영향을 미치는 가정 및 학교환경 요인에 대한 연구에서 학생의 기술적 사고 성향에 가장 큰 영향을 미치는 학교환경 요인은 수업으로 확인하였으며, 이 연구의 결과를 기술 수업에 구체적으로 적용하기 위해 수업 적용에 대한 추가적인 연구에 필요성을 제언하였다. 이에 기술 수업이 기술적 사고성향에 미치는 영향을 연구한 연구는 다음과 같다.
- 마지막으로 공학기술 프로그램을 수행한 학습자가 지식을 재생산하여 정규과정 교과목 및 실생활에 적용할 수 있는 능력에 대한 확인이 필요하다.
- 앞에서 언급한 남승권(2013)의 연구에 따르면 기술적 사고 성향에 가장 큰 영향을 미치는 환경 요인이 수업 요인으로 밝혀졌으므로, 집중적인 공학기술 캠프를 통하여 기술과 관련된 다양한 경험을 하는 것이 고등학생의 기술적 사고 성향의 어떤 변화 미치는지 검증하는 연구가 진행될 필요가 있다.
- 이를 통하여 양질의 공학기술 프로그램이 개발된다면 학교 밖 공학기술 교육이 더욱 활성화 될 수 있을 것으로 전망된다.
- 둘째, 단기적인 공학기술캠프는 공학의 중요성에 대한 인식까지 개선시키기에는 어려움이 있었다. 이에 공학의 중요성에 대한 인식을 개선할 수 있는 다양한 프로그램이 개발되어 학생들에게 적용해 보는 후속 연구가 필요하다.
- 첫째, 이 연구는 단일 집단에 대한 사전, 사후 설문을 통해 공학기술 캠프의 효과를 확인하고 있다는 점에서 한계가 있었다.
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