[국내논문]오픈소스를 활용한 융합인재교육(STEAM) 사례분석 연구 : 니팅기의 활용을 중심으로 STEAM education cases study analysis using Open Source : Focusing on the use of the Knitting Machine원문보기
본 연구는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있는 오픈소스를 활용한 국내외 STEAM 교육의 현황·동향 및 사례분석을 통하여 향후 연구과제로서 설계될 오픈소스 기반의 니팅기를 활용한 STEAM 교육의 기대효과와 시사점을 파악하고자 하였다. 연구방법으로는 문헌연구를 바탕으로 이론적 고찰을 진행하였으며, 이후 국내외 오픈소스를 활용한 STEAM 교육의 현황·동향을 파악 후, 사례를 조사하고 분석하였다. 그 결과 오픈소스를 활용한 STEAM 교육에 대한 사회적 관심이 증가하고 있음을 확인할 수 있었으며, 흥미유발과 자기주도적학습 능력, 창의적 사고 배양을 목적으로 교육이 설계되며, 이에 따른 긍정적 효과가 가시화되고 있는 것을 알 수 있었다. 이러한 시사점을 토대로 오픈소스를 통하여 제작한 니팅기를 활용하였을 때의 기대효과를 제시하고, 향후에 설계될 STEAM 교육에 대한 설계 방향 및 의의를 검토하고자 한다.
본 연구는 다양한 분야에서 널리 활용되고 있는 오픈소스를 활용한 국내외 STEAM 교육의 현황·동향 및 사례분석을 통하여 향후 연구과제로서 설계될 오픈소스 기반의 니팅기를 활용한 STEAM 교육의 기대효과와 시사점을 파악하고자 하였다. 연구방법으로는 문헌연구를 바탕으로 이론적 고찰을 진행하였으며, 이후 국내외 오픈소스를 활용한 STEAM 교육의 현황·동향을 파악 후, 사례를 조사하고 분석하였다. 그 결과 오픈소스를 활용한 STEAM 교육에 대한 사회적 관심이 증가하고 있음을 확인할 수 있었으며, 흥미유발과 자기주도적학습 능력, 창의적 사고 배양을 목적으로 교육이 설계되며, 이에 따른 긍정적 효과가 가시화되고 있는 것을 알 수 있었다. 이러한 시사점을 토대로 오픈소스를 통하여 제작한 니팅기를 활용하였을 때의 기대효과를 제시하고, 향후에 설계될 STEAM 교육에 대한 설계 방향 및 의의를 검토하고자 한다.
This study was designed to identify the expected effects and implications of STEAM education using open source-based knitwear to be designed as an open source task in the future by analyzing the current status, trends and case studies of domestic and foreign STEAM education using open source widely ...
This study was designed to identify the expected effects and implications of STEAM education using open source-based knitwear to be designed as an open source task in the future by analyzing the current status, trends and case studies of domestic and foreign STEAM education using open source widely used in various fields. As a research method, the theoretical examination was conducted based on the literature research, and the current status and trend of STEAM education using open source at home and abroad were investigated and analyzed. As a result, the social interest in STEAM education using open source was confirmed to be increasing, and the education was designed for the purpose of generating interest, self directed learning ability, and creative thinking development, and the positive effects of the education were visible. Based on these implications, the expected effects of using an open source made knitter are presented and the design direction and significance of the STEAM training to be designed in the future are reviewed.
This study was designed to identify the expected effects and implications of STEAM education using open source-based knitwear to be designed as an open source task in the future by analyzing the current status, trends and case studies of domestic and foreign STEAM education using open source widely used in various fields. As a research method, the theoretical examination was conducted based on the literature research, and the current status and trend of STEAM education using open source at home and abroad were investigated and analyzed. As a result, the social interest in STEAM education using open source was confirmed to be increasing, and the education was designed for the purpose of generating interest, self directed learning ability, and creative thinking development, and the positive effects of the education were visible. Based on these implications, the expected effects of using an open source made knitter are presented and the design direction and significance of the STEAM training to be designed in the future are reviewed.
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문제 정의
본 연구는 오픈소스를 활용한 STEAM 교육의 국내외 동향 및 현황과 사례조사를 하고, 오픈소스를 통하여 제작한 니팅기를 활용하였을 때 올 수 있는 긍정적인 측면을 통하여 미래의 STEAM 교육에서 주목해야 할 시사점을 알아보고자 한다. 2000년대 이후 오픈소스의 보급과 활용이 급증함에 따라 그에 대한 중요도 또한 확대되었으며, 동시에 오픈소스를 활용한 STEAM 교육의 사례는 국내외에서 확대되고 있다.
본 연구에서는 기존의 STEAM 교육에 대한 사례 연구를 통해 오픈소스를 활용한 교육의 의의 및 유효성을 확인하고 향후 진행될 오픈소스형 니팅기를 활용한 교육 설계연구의 방향성을 모색하고자 하였다. 향후의 연구과 제로는 니팅기를 활용한 STEAM 교육 프로그램 구축에 관한 실증연구를 진행할 예정이며, 성별과 연령대와 같은 학습자 범위를 세분화한 프로그램 설계를 통해 더욱 실효성 있는 STEAM 교육의 설계연구를 계획하고자 한다.
본 프로그램은 사례·활동 중심 STEAM 교육 자료를 통하여 학생들의 흥미 유발 및 실생활 적용과 융합적 사고 형성을 가능하게 한다.
오픈소스는 특별한 제약 없이 자유로운 이용 및 응용이 가능하므로, STEAM 교육에 효과적인 활용이 가능할 것이다[3]. 이에 본 연구는 오픈소스를 활용한 STEAM 교육의 국내외 동향 및 현황과 사례조사를 진행하였으며, 오픈소스를 통하여 제작한 니팅기를 활용하였을 때 기대할 수 있는 긍정적인 측면을 확인하고 이를 토대로 향후 진행할 STEAM 교육 설계에 있어 주목해야 할 시사점을 검토하고자 한다.
제안 방법
아두이노를 활용하여 학습한 내용을 실생활에 관련하여 다양한 결과로 표현하는 과정을 통하여 학생들의 창의력 및 문제해결력을 향상하도록 설계되어 있다. LED, 스피커, 로봇 등을 활용하여 아두이노에 대한 이해를 높이고 디지털 명령어를 습득한다. 이를 바탕으로 창의적인 작품을 제시한다.
세 번째로 독특한 아이디어와 디자인 능력을 키우기 위해 창의적 사고 기법을 학습하고 연습한다. 네 번째로 3D 프린터에 적용 가능한 발명 기법을 학습한다. 다섯 번째로 창의적인 사고 기법을 키우기 위하여 SCAMPER 사고 기법을 연습한다.
두 번째로 워크북에 제시한 따라하기를 통하여 제작한 결과물을 3D 프린터로 출력한다. 세 번째로 독특한 아이디어와 디자인 능력을 키우기 위해 창의적 사고 기법을 학습하고 연습한다. 네 번째로 3D 프린터에 적용 가능한 발명 기법을 학습한다.
이 학교의 특징 중 하나인 우주항공 실습과정은 학생의 진로와 상위학교 진학을 연계하는 수준 높은 프로그램이 있다. 실제 비행기의 모양에 따른 강도를 알아보고, 다양한 비행기 모형을 오픈소스 기반 3D 프린터를 통하여 제작한다. 제작한 모형을 학교가 아닌 지역사회에 공개발표회를 통하여 성과를 발표하여 마무리한다.
다섯 번째로 창의적인 사고 기법을 키우기 위하여 SCAMPER 사고 기법을 연습한다. 여섯 번째로 실생활에 불편했던 것을 디자인하여 3D 프린터를 이용하여 출력하여 활용한다[12]. 본 프로그램은 사례·활동 중심 STEAM 교육 자료를 통하여 학생들의 흥미 유발 및 실생활 적용과 융합적 사고 형성을 가능하게 한다.
대상 데이터
본 연구에서는 STEAM 교육에 활용 가능한 오픈소스와 학습을 보조할 수 있는 오픈소스에 대한 국내외 활용 사례를 조사하였으며, 오픈소스의 활용이 크게 증가한 2000년대 이후의 초·중등의 교육사례를 중심으로 진행 하였다.
한국과학창의재단이 2015년 삼방초등학교 4,5,6학년을 대상으로 3D 프린터를 활용한 STEAM 교육 프로그램을 적용하였던 사례가 있다. 교육을 위한 워크북에 의하면, 첫째로 오픈소스 기반 웹 소프트웨어인 ‘Tinkercad’ 의 이해를 통해 도구와 간단한 사용법을 알아본다.
이론/모형
네 번째로 3D 프린터에 적용 가능한 발명 기법을 학습한다. 다섯 번째로 창의적인 사고 기법을 키우기 위하여 SCAMPER 사고 기법을 연습한다. 여섯 번째로 실생활에 불편했던 것을 디자인하여 3D 프린터를 이용하여 출력하여 활용한다[12].
성능/효과
둘째, 학생들의 참여하에 직접 디자인하고 패턴을 만들어 제작한 결과물을 통하여 창의적 사고를 증진하고 실생활에서 활용함으로써 STEAM 교육이 학습시간에만 머물러 있지 않고 실생활에 직접 연계가 가능할 것으로 기대된다. 셋째, 우리나라의 학생 들은 OECD 국가 중에서 수학 및 과학 분야에서 상위의 성적을 유지하고 있는 반면, 학업 성취도 측면에서는 최하위권을 기록하고 있다. 니팅기를 통하여 패턴을 제작하고 의복을 만드는 과정 속에서 문제를 해결하며 자연스럽게 학습에 대한 실용적 사고를 할 수 있게 한다면 학생들의 흥미도를 높이는데 효과적일 것으로 기대된다.
두 번째로 창의적인 설계를 통하여 자기주도적인 환경을 조성하여 문제해결력을 기르도록 하는 것이다. 종합적 문제해결은 하나의 특정 분야의 지식보다는 다수 분야에 대한 복학적 관점을 통해 해결하는 것이 유효하다고 할 수 있다. 이러한 관점은 생활 속의 문제를 해결하기 위하여 여러 가지 학문의 지식을 접하는 과정 속에서 자연스럽게 형성되는 것이며, 이러한 관점을 토대로 설계되는 STEAM 교육에서 발생 하는 융합은 목적이 아닌 수단이며, 목표를 달성하는 과정에서 자연스레 일어나는 현상이라 할 수 있다[4].
본 프로그램은 상위학교·지역사회의 연계와 취업까지 고려하여 이루어져 있다[16]. 학생들의 사고가 단지 교실에 머물러 있지 않고 실생활에 직접 적용을 통하여 상위학교 진학과 지역사회에 기여가 가능하고, 더 나아가 취업에도 긍정적 효과가 있음을 알 수 있었다.
후속연구
앞서 사례를 분석한 결과, 오픈소스를 통하여 제작한 니팅기를 STEAM 교육에 활용하였을 때 올 수 있는 긍정적인 측면은 첫째, ‘니팅기’라는 오픈소스를 통하여 제작한 새로운 표현 결과물을 통해 학생들의 호기심 불러일으켜 학습에 대한 관심과 흥미를 더 효과적으로 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다. 둘째, 학생들의 참여하에 직접 디자인하고 패턴을 만들어 제작한 결과물을 통하여 창의적 사고를 증진하고 실생활에서 활용함으로써 STEAM 교육이 학습시간에만 머물러 있지 않고 실생활에 직접 연계가 가능할 것으로 기대된다. 셋째, 우리나라의 학생 들은 OECD 국가 중에서 수학 및 과학 분야에서 상위의 성적을 유지하고 있는 반면, 학업 성취도 측면에서는 최하위권을 기록하고 있다.
이 두 가지 시사점을 바탕으로 니팅기를 활용한 창의교육을 설계할 경우, 다양한 형태의 디자인을 도출하고 적용함에 있어, 학생들의 창의성과 자기주도적 학습에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다. 또한, 상대적으로 실생활과 연계된 학습 결과물을 기대할 수 있고 학습에 있어 기술적 진입장벽이 낮은 니팅기는 다양한 STEAM 교육 활용에 대한 적절한 대안으로 활용될 수 있을 것이다.
앞서 사례를 분석한 결과, 오픈소스를 통하여 제작한 니팅기를 STEAM 교육에 활용하였을 때 올 수 있는 긍정적인 측면은 첫째, ‘니팅기’라는 오픈소스를 통하여 제작한 새로운 표현 결과물을 통해 학생들의 호기심 불러일으켜 학습에 대한 관심과 흥미를 더 효과적으로 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.
본 프로그램은 사례·활동 중심 STEAM 교육 자료를 통하여 학생들의 흥미 유발 및 실생활 적용과 융합적 사고 형성을 가능하게 한다. 하지만 3D 프린터 활용 STEAM 교육을 위한 교사의 전문성 향상을 위한 교육이 필요하다는 점이 향후 연구과제로 이루어져야 할 것이다.
본 연구에서는 기존의 STEAM 교육에 대한 사례 연구를 통해 오픈소스를 활용한 교육의 의의 및 유효성을 확인하고 향후 진행될 오픈소스형 니팅기를 활용한 교육 설계연구의 방향성을 모색하고자 하였다. 향후의 연구과 제로는 니팅기를 활용한 STEAM 교육 프로그램 구축에 관한 실증연구를 진행할 예정이며, 성별과 연령대와 같은 학습자 범위를 세분화한 프로그램 설계를 통해 더욱 실효성 있는 STEAM 교육의 설계연구를 계획하고자 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
오픈소스란?
오픈소스는 소스코드를 공개하여 누구나 제한 없이 코드를 보고 이용, 수정, 재배포를 할 수 있는 소프트웨어를 말한다[7]. 저작권은 제작사의 소유물이고 사용자는 이용할 수 있는 권리만 획득하지만 오픈소스는 누구나 사용이 가능하다[8].
창의적 기술성을 갖춘 인재에 대한 요구 및 교육의 중요성이 대두되고 있는 이유는?
현재 기술의 융·복합에 대한 관점이 강조됨에 따라 창의적 기술성을 갖춘 인재에 대한 요구 및 교육의 중요성이 대두되고 있다. 이는 기존의 종적 지식의 습득으로는 경쟁력을 확보하기가 어려워지고 있으며, 기술의 횡적 연계에 대한 관점이 중요시됨을 의미한다.
국내외 오픈소스를 활용한 STEAM 교육의 현황·동향을 파악 후, 사례를 조사하고 분석 결과로 알 수 있는 사실은?
연구방법으로는 문헌연구를 바탕으로 이론적 고찰을 진행하였으며, 이후 국내외 오픈소스를 활용한 STEAM 교육의 현황·동향을 파악 후, 사례를 조사하고 분석하였다. 그 결과 오픈소스를 활용한 STEAM 교육에 대한 사회적 관심이 증가하고 있음을 확인할 수 있었으며, 흥미유발과 자기주도적학습 능력, 창의적 사고 배양을 목적으로 교육이 설계되며, 이에 따른 긍정적 효과가 가시화되고 있는 것을 알 수 있었다. 이러한 시사점을 토대로 오픈소스를 통하여 제작한 니팅기를 활용하였을 때의 기대효과를 제시하고, 향후에 설계될 STEAM 교육에 대한 설계 방향 및 의의를 검토하고자 한다.
참고문헌 (17)
J. I. Ha. (2019). Development and Effect of science Puppet Show Program based on STEAM. Doctoral dissertation. Chonnam National University
H. S. Han & H. J. Lee. (2012). A Study on the Teachers's Perceptions and Needs of STEAM Education. Journal of Learner-Centered Curriculum and Instruction, 12(3), 573-603.
D. M. Kim. (2012). Case study on high school STEAM Education using open-source softwares. Master's dissertation. KyungHee, University
Ministry of Education and Science Technology(2011). STEAM Keyword. [Online].https://steam.kofac.re.kr/?page_id30
J. H. Yoon. (2015). Analysis of Domestic Research Trends in STEAM-Related Art Education. Master's dissertation. Sookmyung Women's University.
S. M. Kim. (2018). International Comparison Research of Creative-Convergence Education (Focus on the Research of USA, UK& Estonian Education). Master's dissertation. Ajou University.
H. J. Lee. (2008). Market place system using open source software for trade electronic collaborative job. Master's dissertation. Seoul, National University.
H. M. Yang. (2007). A study on building institutional repositories using open source softwares. Master's dissertation. Yonsei University.
Y. M. Song. (2008). Research on the affecting factors for continuous intention to use open source software. Master's dissertation. Kyungpook, National University.
J. K. Lim. (2011). A study on the condition of the open source software license. Master's dissertation. Seoul, National University.
Gerad Rubio. (2016). About Openknit. [Online]. https://openknit.org/
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STEAM education teacher's research society. (2011). 2011 Results report. Seoul STEAM education teacher's research society.
STEAM education teacher's research society. (2014). 2014 Results report. Seoul STEAM education teacher's research society.
Quest to learn. (2009). About Quest to learn. [Online]. https://www.q2l.org/
H. S. Jo, H. Kim & J. Y. Heo. (2012). Understanding of the STEAM through field application case, Korea Foundation for the Advancement of Science & Creativity.
Hayley DeBerard. (2018). STEM + Knitting:Finding a place for craft in the classroom. Interweave [Online]. https://www.interweave.com/article/knitting/stem-knitting-craft-classroom/
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