[논문]초, 중등 학교 숲 활용 교육을 위한 IT 융합 방안 탐색

김성애

doi:10.22156/cs4smb.2019.9.6.112

초, 중등 학교 숲 활용 교육을 위한 IT 융합 방안 탐색
An Exploration of IT Convergence Methods for School Forests Education 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.9 no.6, 2019년, pp.112 - 120

김성애 (운암중학교)

초록
AI-Helper

본 연구는 초, 중등 교육에서 IT 융합을 통한 학교 숲 활용 교육 방안을 탐색하는 데 그 목적이 있다. 이 목적을 달성하기 위해 학교 숲 활용 교육에 대한 선행 연구를 분석하여 기존의 학교 숲 활용 교육의 문제점을 파악하였으며 초, 중등 교육 전문가의 인터뷰를 통해 학교 숲 활용 교육에 대한 요구를 분석하였다. 기존의 문제점과 요구 분석을 통해 IT융합을 통한 학교 숲 활용 교육 방안을 제시하였으며 전문가의 내용 검토를 통해 적합성을 탐색하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 동식물의 수집 및 관찰, 재배 및 수확, 간단한 공예 활동으로 이루어진 기존의 교육에 더하여 Hands-on Activity 중심의 IT 융합 수업을 제안하였다. 둘째, 다양한 재료, 피지컬 컴퓨팅 도구, 프로그래밍 툴을 활용한 IT융합 수업을 제안하였다. 셋째, 초등학교 실과의 식물 가꾸기, 동물 기르기 관련 단원과 중, 고등학교 기술 가정과의 생명기술 관련단원 등 2015 개정 교육과정과 연계한 수업 뿐 아니라 중학교 자유학기 활동 및 방과 후 학교 등 다양한 교육활동에서 활용할 수 있는 방안을 포함하였다. 학교 숲은 농업, 생명기술 관련 영역의 학습을 위해 매우 중요한 학습 공간이다. 따라서, 제시된 IT융합 수업을 통해 창의 융합 인재 양성을 목표로 하는 2015 개정 교육과정의 목표를 달성할 수 있는 교육 공간으로서의 가치가 재발견됨은 물론이며 재평가되는 계기가 될 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to explore educational methods for elementary, middle and high schools using school forests via IT convergence. To this aim, we reviewed the previous literature on education using school forests to identify the problems with the existing education using school forests, and conducted interviews with experts to analyze the demands. we proposed an educational method that can utilize the school forests via IT convergence, and explored its validity through content reviews conducted by experts. The findings of this study are as follows. First, we proposed the IT convergence instruction focused on hands-on activities on top of the existing educational contents. Second, we proposed IT convergence instruction that incorporates diverse materials, physical computing tools, and programming tools. Third, we presented methods for utilizing such IT convergence instruction in connection with various elements of the 2015 Revised Curriculum as well as with various other activities such as middle school free semester activities and after-school activities. The school forest is a crucial learning space for the areas related to agriculture and biotechnology. Thus, we anticipate that the IT convergence instruction proposed in this study will lead to the re-discovery and re-evaluation of a value of school forests as an educational space that contributes to fulfilling the objective of the 2015 Revised Curriculum to nurture creative convergent talent.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. 2015 revised curriculum related to school forest education
그림 Fig. 1. Methods of IT Convergence in School Forest Utilization Education
표 Table 2. School forest utilization program by periods
그림 Fig. 2. IT Convergence Materials According to the Status of Programming
표 Table 3. Lesson plan in the Free semester activity
그림 Fig. 3. The Flow of the Curriculum Clusters in High School
표 Table 4. Validation of the Method of Convergence Classes

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

기존에도 명찰 만들기 활동은 학교 숲 활용 교육에서 많이 이루어졌다. 따라서 익숙한 교육활동에 IT 융합 요소를 포함하여 구성함으로써 현장 교사들의 부담을 최소화하고자 한다. 이 활동은 학교의 여건에 따라 2가지로 구분하여 활용할 수 있을 것이다.
따라서, 본 연구에서는 융합적인 요소를 품고 있는 학교 옥외 공간인 학교 숲을 활용한 교육에서 기존의 수업과는 다른 IT를 융합한 수업 방안을 보다 구체적으로 제시하고자 한다. 이 목적을 달성하기 위해 선행 연구 고찰을 통해 기존의 학교 숲 활용 교육의 특징을 파악하였으며 초, 중등 현장 교사의 인터뷰를 통해 학교 숲 활용 교육에 대한 요구를 분석하였다.
본 연구는 초, 중등 학교 숲 활용 교육을 위한 IT 융합 방안을 제시하는 데 그 목적이 있다. 이 목적을 달성하기 위해 초, 중등 교육을 중심으로 한 선행 연구 고찰을 통해 기존의학교 숲 활용 교육의 특징을 분석하였으며 초, 중등 현장 교사로 구성된 전문가 집단의학교 숲 활용 교육에 대한 요구를 분석하였다.
선행연구 고찰과 연구 참여자의 요구분석을 바탕으로 초등학교와 중등학교의 학교 숲 활용 교육을 위한 IT 융합 방안을 제시하였다. 제시한 IT 융합 수업의 활동 과제는 ‘IT를 융합한 숲 명찰 만들기’이며 ‘목공과 IT를 융합한 숲 명찰 만들기’ 또는 ‘다양한 재료와 IT를 융합한 숲 명찰 만들기’로 변경하여 학교 현장에 적용할 수 있다.
직전 학년에서 자유학기 활동을 통해 프로그래밍과 IT 관련 내용에 대해 학습한 상태이므로 그와 관련한 사전 탐구 학습 시간이 줄어들기 때문에 학교 숲 활동이라는 테마에 맞춰 집중하여 수업 시간을 할애할 수 있을 것이다. 연계 자유학기 활동은 주제선택활동을 필수로 하여 직전 학년의 자유학기 활동과 연계된 활동을 함으로써 학생들의 꿈과 끼가 단절되지 않도록 하는데 그 목적이 있다. 따라서 IT 융합을 통한 학교 숲 활용 수업은 IT와 관련된 수업을 선택하여 들었던 학생들의 꿈과 끼를 연장한다는데 매우 큰 의미가 있다고 할 수 있다.
이 목적을 달성하기 위해 선행 연구 고찰을 통해 기존의 학교 숲 활용 교육의 특징을 파악하였으며 초, 중등 현장 교사의 인터뷰를 통해 학교 숲 활용 교육에 대한 요구를 분석하였다. 이를 바탕으로 초, 중등 학교 숲 활용 교육에 있어서 IT 활용 수업 방안을 구체화 하였다.
최근 교육과정 클러스터는 소프트웨어교육의 강화에 힘입어 소프트웨어 교육과 관련된 과정이나 로봇, 아두이노, 라즈베리 파이와 같은 과정이 많이 개설되고 있다. 학생들에게 소프트웨어나 피지컬 컴퓨팅을 배우게 한 후 적용할 수 있는 Hands-on Activity의 하나로 학교 숲 활용 수업을 연계하는 방안을 제시하였다.

제안 방법

넷째, 목재, 3D 프린터용 필라멘트, 카드보드지 등 다양한 재료와 함께 전자 부품 및 피지컬 컴퓨팅 도구, 프로그래밍툴을 활용한 IT 융합 수업을 제안하였다. 이 활동은 다양한 재료를 활용하여 명찰을 만들되 IT 요소 즉, 센서, LED, 스위치 등의 전자부품과 마이크로컨트롤러, 프로그래밍이 포함된 Hands-on Activity 중심의 IT 융합 수업이다.
다섯째, 교과 활동과 교과 활동 외의 학교 활동에서 이루어질 수 있는 학교 숲 활용 교육을 위한 IT 융합 방안을 제시하였다. 교과 활동으로는 초등학교 실과 및 과학과 중고등학교 기술·가정과 및 과학과 등 2015 개정 교육과정과 연계한 과목을 위한 IT 융합 수업을 제안하였다.
제시된 수업의 내용 타당도를 검증받기 위해 학교 숲 활용 교육을 위한 요구 분석에 참여한 전문가 집단에게 교육 방안을 설명하고 5점 리커트 척도로 구성된 내용 타당도를 위한 설문지를 통해 검증하였다. 설문 문항에 개방형 질문을 추가하여 수정, 보완 사항을 수집하였으며 이를 반영하여 수정, 보완하였다. 수정, 보완된 최종 과제인 ‘IT를 융합한 숲 명찰 만들기’ 활동은 학생들이 숲에 있는 동물과 식물을 탐구하고 동물과 식물의 특징 또는 재배(돌봄) 시 반드시 알아야 할 정보가 포함되어 있는 동물과 식물의 특징을 살린 명찰을 만드는 활동이다.
따라서, 본 연구에서는 융합적인 요소를 품고 있는 학교 옥외 공간인 학교 숲을 활용한 교육에서 기존의 수업과는 다른 IT를 융합한 수업 방안을 보다 구체적으로 제시하고자 한다. 이 목적을 달성하기 위해 선행 연구 고찰을 통해 기존의 학교 숲 활용 교육의 특징을 파악하였으며 초, 중등 현장 교사의 인터뷰를 통해 학교 숲 활용 교육에 대한 요구를 분석하였다. 이를 바탕으로 초, 중등 학교 숲 활용 교육에 있어서 IT 활용 수업 방안을 구체화 하였다.
본 연구는 초, 중등 학교 숲 활용 교육을 위한 IT 융합 방안을 제시하는 데 그 목적이 있다. 이 목적을 달성하기 위해 초, 중등 교육을 중심으로 한 선행 연구 고찰을 통해 기존의학교 숲 활용 교육의 특징을 분석하였으며 초, 중등 현장 교사로 구성된 전문가 집단의학교 숲 활용 교육에 대한 요구를 분석하였다. 이를 바탕으로 학교의 옥외 공간으로서 조성된 학교 숲을 활용한 교육 방안을 구체화하였으며 전문가 집단에 의해 내용 타당도를 검증받았다.
초등의 경우에는 감성적인 부분을 놓치지 않을 것, 5-6학년에 적용할 것이 포함되며 중등의 경우에는 재료로 목공, 3D프린팅, 피지컬컴퓨팅 요소, 전자부품들을 포함할 것, 진로탐색과도 연관이 있을 것으로 분석되었다. 이를 반영하여 IT 융합을 통한 학교 숲 활용 교육 방안을 구체화하였다.
공통된 요구로는 2015 개정 교육과정과의 연계성, 관련 교과와의 연계, IT 융합을 활용할 수 있는 실생활 중심의 교육, 학생 중심의 모둠활동, 노작 또는 Hands-on activity, 교사와 학생에게 어려운 활동이 아닐 것이었다. 이에 공통된 요구와 학교 급, 과목별 요구를 반영하여 교육방안을 구체화하였다.
제시한 IT 융합 수업의 활동 과제는 ‘IT를 융합한 숲 명찰 만들기’이며 ‘목공과 IT를 융합한 숲 명찰 만들기’ 또는 ‘다양한 재료와 IT를 융합한 숲 명찰 만들기’로 변경하여 학교 현장에 적용할 수 있다. 제시된 수업의 내용 타당도를 검증받기 위해 학교 숲 활용 교육을 위한 요구 분석에 참여한 전문가 집단에게 교육 방안을 설명하고 5점 리커트 척도로 구성된 내용 타당도를 위한 설문지를 통해 검증하였다. 설문 문항에 개방형 질문을 추가하여 수정, 보완 사항을 수집하였으며 이를 반영하여 수정, 보완하였다.
따라서, 과학 수업에서는 프로그래밍을 배제한 체 전원을 연결하는 것만으로도 동작하는 페이퍼 서킷등을 활용한 체험활동으로 수업 활동을 조정할 수 있다. 즉, 전기회로를 다루는 과학과의 학습 내용을 반영하여 전원, 스위치 그리고 LED 소자로 재료를 한정하고 학교의 상황에 따라 재료를 선정하되 과학시간에 이루어지는 만큼 간단한 재료를 활용하는 방안을 제시하였다.
수정, 보완된 최종 과제인 ‘IT를 융합한 숲 명찰 만들기’ 활동은 학생들이 숲에 있는 동물과 식물을 탐구하고 동물과 식물의 특징 또는 재배(돌봄) 시 반드시 알아야 할 정보가 포함되어 있는 동물과 식물의 특징을 살린 명찰을 만드는 활동이다. 특히, 동일한 학습 과제이지만 학년이 올라감에 따라 계속성과 계열성을 유지하면서 학습 내용의 깊이와 넓이를 확장하여 교육 방안을 제시하였다.
3와 같이 발명 교육과 연계한 활동을 함으로써 특허 출원에 도전해볼 수 있다. 학교 숲 명찰 만들기에 그치는 것이 아니라 명찰에 다른 기능을 더할 수 있는 아이디어를 도출하고 직접 시제품을 제작하면서 아이디어를 수정, 보완한다. 최종적으로 완성된 아이디어를 바탕으로 특허 명세서를 작성하고 특허 출원으로 이어질 수 있다면 학생 개인에게도 매우 의미있는 활동으로 이어질 수 있을 것이다.
학생들이 명찰을 달고 싶은 식물 혹은 동물을 스스로 탐구하고 해당 생물체와 연관되는 디자인을 설계하고 IT관련 기능을 탐색 개발한다. 모둠 활동으로 이루어지게 되면 모둠 활동 시 목공을 담당할 친구들과 IT를 담당할 친구들로 역할 분담을 하게 하고 목공 담당 친구들은 설계한 디자인에 맞춰 목재를 자르고 다듬는 과정을 거치게 된다.

대상 데이터

특히, 중등 교사의 경우 교육과정에 학교 숲 활용 교육과 관련된 생물 혹은 생명기술을 포함하고 있는 2명의 과학과 교사와 2명의 기술·가정 과목의 교사를 선정하였다.
학교 숲 활용 교육에 대한 IT 활용 수업에 관한 요구를 분석하기 위한 전문가 집단은 초, 중등학교의 현장 전문가인 초등 교사 4명과 중등 교사 4명을 의도적 표집으로 선정하여 구성하였다. 연구에 참여하기로 동의한 8명의 교사들에게 연구 목적을 설명하고 목적과 취지가 고지된 동의서를 받았다.

성능/효과

둘째, 학교 숲 활용 수업에 대한 현장의 요구를 반영하기 위해 현장 교육 전문가의 요구를 분석한 결과 초등과 중등, 과목에 따라 교육 요구에 차이가 있었다. 또한, 학교급과 과목에 상관없이 공통된 요구도 분석할 수 있었다.
중등학교 교사들은 학교 숲 활용 수업에서 IT 활용 수업을 진행할 때 요구를 분석한 결과 과학과 교사의 요구도와 기술·가정과 교사의 요구도가 상이했다. 먼저 과학과 교사는 생물의 특성을 탐구할 수 있는 것으로 구성될 것, 모둠 활동일 것, 2015 개정 교육과정의 성취기준에 부합할 것, IT 융합과 관련된 부분의 차시가 너무 길지 않을 것, 실습보다 탐구 활동에 더 비중을 둘 것, 해결해야 할 문제의 범위가 너무 확대되지 않을 것으로 요약할 수 있다. 기술·가정과 교사는 학생 중심의 활동일 것, 다양한 재료를 활용한 체험활동 과제가 포함될 것, 2015 개정 교육과정의 성취기준을 벗어나지 않을 것, SW교육이나 전자 부품 등이 포함될 것, 3D프린팅이나 목공과 융합되는 등 다양한 재료를 활용할 수 있을 것, IT융합요소가 복잡하지 않을 것, 학생들이 공감할 수 있는 실생활 중심의 활동일 것, 생명기술과 관련된 활동과 연계될 수 있을 것, IT융합을 위한 활동이 되지 않을 것, 진로탐색 활동이 포함될 것, 학생들이나 교사에게 너무 어렵지 않은 활동 등이다.
셋째, IT 융합을 통한 학교 숲 활용 수업은 교육 방안으로서 동식물의 수집 및 관찰, 재배 및 수확, 간단한 공예 활동으로 이루어진 기존의 교육에 더하여 ‘IT 융합을 활용한 숲 명찰 만들기’를 주제로 한 활동을 제안하였다.
이 목적을 달성하기 위해 초, 중등 교육을 중심으로 한 선행 연구 고찰을 통해 기존의학교 숲 활용 교육의 특징을 분석하였으며 초, 중등 현장 교사로 구성된 전문가 집단의학교 숲 활용 교육에 대한 요구를 분석하였다. 이를 바탕으로 학교의 옥외 공간으로서 조성된 학교 숲을 활용한 교육 방안을 구체화하였으며 전문가 집단에 의해 내용 타당도를 검증받았다. 본 연구의 결과는 다음과 같다.
제시된 수업의 내용 타당도를 검증받기 위한 설문 문항은 좋은 수업의 특징[22]을 반영하여 내용 구성의 적절성, 교수 학습의 적절성, 현장 적용의 적절성, 교육에 대한 효과성으로 구성된 20문항을 제시하였으며 Table 4와 같이 평균 이상의 점수인 4.03을 받아 타당성을 확보하였다.
제시한 IT 융합 수업의 활동 과제는 ‘IT를 융합한 숲 명찰 만들기’이며 ‘목공과 IT를 융합한 숲 명찰 만들기’ 또는 ‘다양한 재료와 IT를 융합한 숲 명찰 만들기’로 변경하여 학교 현장에 적용할 수 있다.

후속연구

뿐 만 아니라 학교에서 이루어지고 있는 다양한 학습 주제를 통한 교육은 대부분 융합교육프로그램이 개발, 적용되고 있음에도 불구하고 학교 숲 활용 교육의 경우에는 융합 교육 프로그램 개발에 대한 연구가 거의 이루어지지 않았다. 따라서 2015 개정교육과정의 목표인 창의 융합 인재 양성을 위해 학교 숲 활용 수업에 융합 수업이 필요하다는 결론을 얻었으며 소프트웨어 교육 및 로봇 교육과 같이 IT 교육이 강화되고 있는 교육 트렌드를 반영하여 학교 숲 활용 교육에서 IT 융합 방안에 대한 연구가 필요하다는 결론에 이르렀다.
학교 숲은 다양한 동식물을 쉽게 접할 수 있는 학교옥외공간으로서 농업, 생명기술 관련 영역의 학습을 가능하게 하는 매우 중요한 학습 공간이다. 따라서, 제시된 IT 융합 수업을 통해 창의 융합 인재 양성을 목표로 하는 2015 개정교육과정에 적합한 활동을 통해 학교 숲의 교육 공간으로서의 가치가 재발견됨은 물론이며 재평가되는 계기가 될 것으로 기대된다.
연구 참여자의 요구에 맞춰 2015 개정 초등교육과정의 관련 성취기준을 분석한 결과, 학교 숲 활용 수업은 동물과 식물의 구조와 기능을 탐구하고 이를 돌보고 기르는, 가꾸는 과정과 연계되어야 할 것이다. 또한, 소프트웨어와 센서 등을 활용하되 다양한 재료를 활용한 제품을 구상하고 제작할 수 있도록 해야 할 것이다.
초등교육에 제안하는 IT 융합을 통한 학교 숲 활용 교육프로그램의 차시별 활동 예시는 Table 2와 같다. 매 차시 안전교육을 실시하는 것이 중요하며 이를 통해 교육 활동 중 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있을 것이다. 또한, 교사는 학생 활동의 조력자로서 활동에 어려움을 느끼는 학생들에게 도움을 주되 학생들이 항상 스스로 해결해나갈 수 있을 만큼의 도움을 주도록 한다.
카드 보드지의 경우에는 종이이므로 기후에 약할 수 있어 방수를 할 수 있는 방안을 학생들이 생각해보도록 문제를 제시할 수 있을 것이다. 앞서 제시한 목재를 활용한 수업에서 재료가 초등학생에게 더 친숙한 목재이외의 재료로만 바뀐 부분이므로 동일한 과정으로 수업이 진행될 수 있을 것이다.
학교에 목공 장비가 갖춰져 있지 않거나 교사의 목공 관련 노하우와 지식이 부족한 경우에는 우드락, 폼보드나 카드보드지 등의 재료를 활용하는 방법이 있다. 카드 보드지의 경우에는 종이이므로 기후에 약할 수 있어 방수를 할 수 있는 방안을 학생들이 생각해보도록 문제를 제시할 수 있을 것이다. 앞서 제시한 목재를 활용한 수업에서 재료가 초등학생에게 더 친숙한 목재이외의 재료로만 바뀐 부분이므로 동일한 과정으로 수업이 진행될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도시 숲이 미세먼지를 낮추는 효과 외의 긍정적인 영향은 무엇인가?	왜냐하면 도시 숲이 미세먼지를 낮추는데 탁월한 효과를 보이고 있기 때문이다[2]. 뿐 만 아니라 정신 건강에도 긍정적인 영향을 미치면서 미세먼지를 비롯한 각종 오염에 대한 신체적 저항성까지 증대시키고 있다[3]. 이러한 가운데 산림청은 도시 숲의 일환으로 학교 공간에 숲을 조성함으로써 녹지 면적을 확충하는 것과 동시에 청소년의 자연 체험의 기회 및 정서 함양에 도움을 주고자 ‘학교 숲 운동’을 진행하고 있다[4].
	학교 숲이란 무엇인가?	학교 숲은 학교 옥외 공간으로서 국민의 30%이상을 차지하는 학생과 교직원이 일상생활을 절반이상 보내는 생활공간이다[5]. 따라서 학교 숲은 학교 구성원들이 멀리 가지 않고도 언제든지 숲과 상호작용 할 수 있도록 도와줄 수 있는 생활공간이 되는 것이다.
	학교 숲은 어떠한 가치를 가지는가?	뿐 만 아니라 학부모를 비롯한지역 주민들에게 개방된 공간이라는 특징도 가지고 있다. 즉, 학교 숲은 환경적, 사회적 가치와 함께 교육적 가치를 가진다고 할 수 있다[4].

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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