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문제 정의
- 본 연구에서는 STEAM 교육의 핵심역량, 창의, 소통, 융합, 배려의 관점에서 STEAM 교육의 학생 효과 조사도구를 개발하였다. 연구의 결과는 STEAM 교육의 학생 효과성을 복합적이고 다각적으로 진단하고, STEAM 교육의 내실화 및 확대의 근거나 필요성을 지지하는 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
- 이 연구는 STEAM 교육의 핵심역량인 융합, 창의, 배려, 소통의 도달 정도를 조사할 수 있는 도구의 개발을 목적으로 한다. 연구팀은 연구의 목적을 달성하기 위하여 국내・외 STEAM 선행 연구 고찰, 연구팀의 반성적 재검토를 통한 문항 개발, 외부 전문가에 의한 자문, 조사도구의 신뢰도와 타당도의 확보를 위한 설문조사를 실시하였다.
- com). 조사 이전에 문항 인식 테스트, 실제 설문 실시에 의한 가독성 테스트, 문항 소요시간 적합도 테스트를 실시하였는데, 이는 온라인 방식의 조사 방법을 실행하였을 때 발생할 수 있는 문제점을 사전에 보완하고 대단위 설문의 안정성을 확보하기 위한 것이다. 다음으로 온라인 조사에 참여하기 위한 접근 주소를 생성하고 STEAM 교육에 참여한 경험이 있는 교사와 해당 교사의 추천을 받은 교사에게 배부하였다.
제안 방법
- STEAM 교육의 핵심역량 조사도구를 개발하기 위해 국내・외 STEAM 교육과 관련된 선행연구 고찰, 문항 개발, 전문가 검증, 예비조사 등의 연구를 수행하였다. 연구진은 STEAM 교육 전문가 교수, 연구원, 현장교사 등으로 구성되었다.
- STEAM 핵심역량 조사도구 개발에 대한 타당성과 적합성을 통계적으로 판단하기 위해 전국 초· 중등학교 학생을 대상으로 예비조사를 실시하였다.
- 이 연구의 실질적 반응 대상인 초·중·고등학생들을 학교급별로 한 개 학급씩 샘플링한 뒤 실제로 문항에 반응 하게 함으로써 문장의 인식 정도나 피험자 수준에서의 가독성, 설문 완료에 소요되는 시간 등을 조사하였다. 그리고 그 결과에 따라 수정하여 조사 도구를 완성하였다.
- 셋째, 개발된 조사도구는 STEAM 교육 전문가 및 현장 교사들에게 전문가 타당도 검증을 받았다. 그리고 이 과정에서 낮은 평정점수를 기록한 문항 또는 응답자에게 중의적으로 해석될 수 있는 문항, 표현이 어색한 문항 등 문제가 있다고 판단된 문항은 삭제하거나 수정하였다.
- 조사 이전에 문항 인식 테스트, 실제 설문 실시에 의한 가독성 테스트, 문항 소요시간 적합도 테스트를 실시하였는데, 이는 온라인 방식의 조사 방법을 실행하였을 때 발생할 수 있는 문제점을 사전에 보완하고 대단위 설문의 안정성을 확보하기 위한 것이다. 다음으로 온라인 조사에 참여하기 위한 접근 주소를 생성하고 STEAM 교육에 참여한 경험이 있는 교사와 해당 교사의 추천을 받은 교사에게 배부하였다.
- 둘째, Choi et al. (2013)이 개발한 학생의 융합인재소양 조사도구 총 21개 문항을 기초로 예비 문항을 개발하였다. 융합, 창의, 배려, 소통에 해당하는 4개 영역과 하위 영역별 6~14개 문항으로 구성하였다.
- 둘째, 연구진의 회의를 통하여 조사지의 프로토 타입(prototype)을 구성하고 개선 및 보강하는 작업을 하였다. 이 단계에서 해당 변인별 문항 수와 내용에 대해 중점적으로 논의하였다.
- 셋째, 초등 및 중등학생을 대상으로 STEAM 교육 핵심역량 조사도구의 타당성 및 신뢰도 조사를 실시하였다.
- 이 연구는 STEAM 교육의 핵심역량인 융합, 창의, 배려, 소통의 도달 정도를 조사할 수 있는 도구의 개발을 목적으로 한다. 연구팀은 연구의 목적을 달성하기 위하여 국내・외 STEAM 선행 연구 고찰, 연구팀의 반성적 재검토를 통한 문항 개발, 외부 전문가에 의한 자문, 조사도구의 신뢰도와 타당도의 확보를 위한 설문조사를 실시하였다. 이 연구의 결론은 다음과 같다.
- (2013)이 개발한 학생의 융합인재소양 조사도구 총 21개 문항을 기초로 예비 문항을 개발하였다. 융합, 창의, 배려, 소통에 해당하는 4개 영역과 하위 영역별 6~14개 문항으로 구성하였다. 각 문항의 응답은 자기보고식 4점 Likert 척도(① 매우 그렇지 않다 ② 그렇지 않다 ③ 그렇다 ④ 매우 그렇다)로 구성하였다.
- 이 연구의 실질적 반응 대상인 초·중·고등학생들을 학교급별로 한 개 학급씩 샘플링한 뒤 실제로 문항에 반응 하게 함으로써 문장의 인식 정도나 피험자 수준에서의 가독성, 설문 완료에 소요되는 시간 등을 조사하였다.
- 첫째, 국내·외 STEAM 교육 선행연구 분석 및 문헌조사를 실시하여 기존의 STEAM 효과성 조사도구를 조사・분석 하였다.
- 첫째, 문헌연구를 기초로 창의, 소통, 융합, 배려의 조작적 정의와 범주를 확인하였다.
대상 데이터
- 실제 온라인 조사는 2019년 2월, 약 2주일 동안 진행되었다. 학생들은 학교 단위로 배부된 온라인 주소에 직접 접속하여 설문조사에 참여하였으며, 교사는 학생들이 직접 모바일 기기 또는 컴퓨터를 통해 개별적으로 조사에 참여할 수 있도록 안내 하였다.
- STEAM 교육의 핵심역량 조사도구를 개발하기 위해 국내・외 STEAM 교육과 관련된 선행연구 고찰, 문항 개발, 전문가 검증, 예비조사 등의 연구를 수행하였다. 연구진은 STEAM 교육 전문가 교수, 연구원, 현장교사 등으로 구성되었다.
- 조사대상 학생은 초등학생 24명, 중학생 233명, 고등학생 151명 등 총 408명이며, 이 중 STEAM 선도학교 및 학교 내 무한상상실 운영 학교의 프로그램 참여 등 STEAM 교육 경험이 있는 학생은 265명으로 전체 참여자의 65%였다. Table 2는 학생 대상 타당도 조사에 참여한 학생 현황이다.
데이터처리
- 마지막으로 최종 확정된 32개 문항이 실제 STEAM 교육의 효과성을 나타낼 수 있는 타당한 도구인지 살펴보기 위해 설문 대상자 중 STEAM 수업 경험의 유무에 따른 집단 평균 비교를 실시하였다. 그 결과는 Table 7과 같다.
- 자료는 온라인을 통해 실시간으로 수집되었다. 조사 종료 후 수집된 기초 자료는 Microsoft Excel에 정리하였고, 정리된 자료는 SPSS 24를 사용해 문항 간 신뢰도 분석, 기술통계 분석, 정규성 검사, 집단 간 평균 비교 분석, 통계적 타당도 분석을 실시하였다. 특히, 역량 요소의 상관관계와 설명력을 알아보기 위해 탐색적 요인 분석 (Exploratory Factor Analysis)을 수행하였다.
- 조사도구의 33개 문항 사이의 관계성을 이용하여 구조적 분류를 확인하기 위해 탐색적 요인분석 (Exploratory Factor Analysis)을 실시하였다. 탐색적 요인분석 과정은 STEAM 교육의 효과성을 조사하기 위한 도구 안에 포함된 요인들을 파악하는 통계적 분석 과정을 의미한다.
- 조사 종료 후 수집된 기초 자료는 Microsoft Excel에 정리하였고, 정리된 자료는 SPSS 24를 사용해 문항 간 신뢰도 분석, 기술통계 분석, 정규성 검사, 집단 간 평균 비교 분석, 통계적 타당도 분석을 실시하였다. 특히, 역량 요소의 상관관계와 설명력을 알아보기 위해 탐색적 요인 분석 (Exploratory Factor Analysis)을 수행하였다.
성능/효과
- STEAM 수업 경험의 유무에 따라서는 배려, 창의, 융합, 도전의 모든 영역에서 STEAM 수업 경험이 있는 학생들이 STEAM 수업 경험이 없는 학생보다 유의미하게 높게 나타났다. 따라서 이 조사도구는 STEAM 수업의 학생 핵심역량인 배려, 창의, 융합, 도전의 모든 영역을 조사하려는 의도에 부합한 타당한 조사도구라고 할 수 있다.
- (2014)는 융합인재교육의 학습성과 역량평가 준거를 제시하기 위하여 STEAM 교육 핵심역량에 대한 타당성 설문조사와 전문가 협의회를 실시하였다. 그 결과, 학습성과 핵심역량과 준거로 융합인지 능력의 창의적 사고, 비판적 사고, 융합지식 이해의 문제해결, 의사소통, 소동, 융합도구 활용, 융합수행 능력, 융합태도 능력의 배려심, 책임감을 제시하는 한편, 융합인재교육의 핵심역량에 초점을 두고 조사방법 또는 도구를 개발할 필요성을 강조하였다.
- 넷째, ‘배려’는 경쟁 사회에서 인간으로서의 본성에 기초한 ‘인성’의 또 다른 부분이자 이타적 특성에 기반한 것으로, 자기애, 자신감, 자아정체감, 자아효능감, 타인을 위한 배려, 타인 존중, 다문화 이해 등을 포함한다.
- 넷째, Messick(1995)이 언급한 타당도 검증의 방법 중 하나인 실제에 의한 타당도를 확인함 으로서 조사 도구의 타당도를 높였다. 이 연구의 실질적 반응 대상인 초·중·고등학생들을 학교급별로 한 개 학급씩 샘플링한 뒤 실제로 문항에 반응 하게 함으로써 문장의 인식 정도나 피험자 수준에서의 가독성, 설문 완료에 소요되는 시간 등을 조사하였다.
- 넷째, 수집된 자료 분석 결과에 기초하여 STEAM 교육 핵심역량 조사도구를 수정하여 최종적으로 완성하였다.
- 둘째, ‘소통’은 인간의 사회생활을 위한 가장 필수적인 능력으로 언어적 소통 능력, 시청각적 소통 능력, 학문적 능력, 글로벌 소통 능력과 소통과 관련된 협력하는 태도 요소를 포함한다.
- 둘째, 완성된 STEAM 교육의 핵심역량 조사 도구의 문항구성 영역은 융합(7문항), 창의(문제 해결)(11문항), 도전(5문항), 배려(9문항)의 네 영역으로 명명되었으며 전체 신뢰도는 Cronbach’s α값이 .965로 높은 신뢰도를 나타냈다.
- 마지막으로 ‘배려’와 ‘소통’의 요인은 문항의 특성상 요인 간 관련성이 높아 연구진 및 전문가 집단의 논의를 거쳐 ‘배려’ 요인으로 통합하였다.
- 셋째, ‘융합’은 여러 가지 또는 다른 분야를 섞어서 새로운 것을 만드는 것으로 STEAM 융합 지식 이해 능력, STEAM 융합 지식 설계 능력, STEAM 융합 지식 활용 및 응용 능력, STEAM 외의 맥락적 지식(언어, 사회, 문화, 윤리, 경제 등) 이해 능력을 포함한다.
- 셋째, STEAM 교육의 핵심역량 조사도구의 설문 결과를 STEAM 교육의 수업 경험 유무와 성별에 따라 독립표본 t-검증을 실시한 결과 STEAM 수업 경험의 유무에 따라서는 배려, 창의, 융합, 도전의 모든 영역에서 STEAM 수업 경험이 있는 학생들이 STEAM 수업 경험이 없는 학생보다 유의미하게 높게 나타났으며, 성별에 따라서는 창의, 융합, 도전의 요소에서 남학생이 여학생보다 유의미하게 높게 나타났다.
- 셋째, 개발된 조사도구는 STEAM 교육 전문가 및 현장 교사들에게 전문가 타당도 검증을 받았다. 그리고 이 과정에서 낮은 평정점수를 기록한 문항 또는 응답자에게 중의적으로 해석될 수 있는 문항, 표현이 어색한 문항 등 문제가 있다고 판단된 문항은 삭제하거나 수정하였다.
- 이 단계에서 해당 변인별 문항 수와 내용에 대해 중점적으로 논의하였다. 연구진의 반성적 재검토와 협의 과정을 통해 창의, 소통, 융합, 배려와 관련된 하위 역량 요소를 추출하여 검사 문항의 초안을 개발하고, 전문가 집단에게 타당도를 검증받았다.
- 첫째, STEAM 교육의 핵심역량 조사도구의 초안은 선행연구와 전문가 협의회, 외부 전문가 자문을 거쳐 33문항의 초안이 작성되었으며, 408명 학생 설문조사를 바탕으로 문항내적일치도 검사와 탐색적 요인분석을 실시한 결과 최종 32문항으로 구성되었다.
- 첫째, 이 연구를 통하여 개발된 STEAM 교육의 핵심역량 조사도구는 기존까지 단편적인 능력을 측정하는 STEAM 교육의 효과성 연구의 한계를 넘어 학생들의 핵심역량을 융합, 창의, 배려, 소통의 차원에서 조사할 수 있다는 데에 의미가 있다.
- 학생의 STEAM 핵심역량 조사도구의 33개의 문항에 대한 탐색적 요인분석을 실시한 결과, Table 4와 같이 아이겐 값(고유값)이 1 이상인 요인을 추출하였을 때 구성요인의 수가 4개(고유값 =1.187)로 나타났다.
후속연구
- 둘째, STEAM 교육의 핵심역량인 융합, 창의, 배려, 소통의 도달 정도를 알아보기 위한 조사도구의 경우 학교급에 따라서 적절한 용어를 사용할 수 있는 수준별 조사도구의 개발이 진행되어야 할 것이다. 또 초등학교 저학년 수준에서는 조사도구의 활용 전 지도교사의 안내와 설명이 선행될 필요가 있다.
- 셋째, 개발된 조사도구를 실제 STEAM교육을 시행한 학교 현장에서 활용하고 STEAM 교육의 효과성의 변화를 추적하는 후속 연구들이 이어져야겠다. 이를 위하여 개발된 조사도구는 계속적인 수정 및 보완해야 할 것이며 대상에 따른 차별화된 용어를 사용할 필요가 있다.
- 본 연구에서는 STEAM 교육의 핵심역량, 창의, 소통, 융합, 배려의 관점에서 STEAM 교육의 학생 효과 조사도구를 개발하였다. 연구의 결과는 STEAM 교육의 학생 효과성을 복합적이고 다각적으로 진단하고, STEAM 교육의 내실화 및 확대의 근거나 필요성을 지지하는 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
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