[논문]미래 융합형 과학기술인재(STEAM)를 위한 미래학교 특성 탐색

곽미선; 곽영순; 이수영

doi:10.14697/jkase.2019.39.4.479

미래 융합형 과학기술인재(STEAM)를 위한 미래학교 특성 탐색
A Study on the Characteristics of Future Schools for Students with Future Convergent STEAM Talents 원문보기

한국과학교육학회지 = Journal of the Korean association for science education, v.39 no.4, 2019년, pp.479 - 488

곽미선 (경기대학교) , 곽영순 (한국교원대학교) , 이수영 (서울교육대학교)

초록
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이 연구의 목적은 미래 융합형 과학기술인재가 갖추어야 할 역량을 도출하고 이러한 역량을 양성할 미래학교의 인재상, 교수 학습 방법, 평가방법, 교사들의 역량 및 양성방안을 탐색하는 데 있다. 미래학교의 모습을 도출하기 위해 현장교원, 과학기술 분야 대학생 등 관련 분야 종사자 25명이 참여하여 미래워크숍을 진행하였다. 연구결과에 따르면, 미래 융합형 과학기술인재들은 빠르게 변화하는 시대에 대처할 수 있는 유연한 사고, 기존의 방식이 아닌 새로운 방식으로 문제를 해결할 수 있는 창의적 사고를 지닌 인재가 될 것으로 기대된다. 다시 말해, 예상치 못한 상황을 받아들이고 그 상황에서 적절하게 문제를 해결해나가는 힘이 필요하다는 것이다. 따라서 이와 같은 인재를 양성하기 위해서는 미래학교의 모습 역시 유연하고 활동적으로 변화될 필요가 있다. 지식기반의 정보를 전달하는 경직된 학교에서는 유연하고 창의적인 인재를 길러낼 수 없기 때문이다. 미래학교는 학생들이 자연스럽게 여러 가지 상황에 직면하여 크고 작은 문제를 해결해나갈 수 있도록 활동 기반의 수업으로 변화해야 하며, 성취기준이 아닌 상황별로 학생들이 보인 결과를 정리하여 피드백 할 수 있는 평가시스템이 마련되어야 할 것이다. 또한, 교사 역시 다양한 경험을 가지고 지속적으로 교수역량을 개발해나가는 교사가 될 수 있도록 제도와 시스템을 개편해야 할 것이다. 연구결과를 바탕으로 미래 융합형 과학기술인재 교육 방안을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this research is to derive competencies necessary for students with future convergent STEAM talents, and to explore ideal student images, teaching-learning strategies, evaluation methods, and teachers' competencies and their training methods for future schools developing students' competencies. In order to figure out the features of the future schools, 25 experts from related fields, including in-service teachers, administrators, and college students in science and technology, participated in a future workshop. According to the results, students with future convergent science and technology talents are expected to have flexible thinking and creative thinking competencies to solve problems in innovative ways rather than traditional ways. In other words, it takes the power to accept and accommodate unexpected situations and solve problems appropriately in those situations. To cultivate such competencies, therefore, future schools should also be flexible and proactive. Rigid schools delivering knowledge-based information make it impossible to cultivate flexible and creative talents. Future schools should change into leaner-centered project-based classes so that students can naturally cope with various situations and solve large and small problems, and prepare assessment systems that can provide feedback based on the student's performances rather than achievement standards.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Structure and contents of the future workshop
표 Table 2. Participants of the future workshop
표 Table 3. Competencies for students with future convergent STEAM talents
표 Table 4. Ideal images of students for the future school
표 Table 5. Teaching and learning strategies and evaluation methods for students with future convergent STEAM talents
표 Table 6. Teacher education and teacher competencies in the future school

AI 본문요약
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문제 정의

인성이다. 그 원인을 추측해보면 미래사회에는 인공 지능과 로봇의 기술로 더 빠르게 뭔가를 할 수 있는 초생산성의 사회가 될 것이므로 업무 시간이 줄어들고 그 잉여 시간이 여가 시간의 증가로 이어질 것이라 예상할 수 있다 이에 사람들은 자기를 표현하고 자아를 실현하고자 하는 욕망을 충족시키고자 할 것이다 이를 위해 문화 . 예술 체험 교육이 증대될 것인데 이러한 교육은 단순히 예술적 소양과 문화적 감수성을 증진시키는 것만이 아니라 자아를 실현시키고 창의성을 증진시키는 것을 목적으로 한다.
이상적인 미래학교는 더 이상 지금과 같은 물리적 공간에 학습자가 모일 필요도 없고 모두가 동일한 시간표에 따라 수업을 받을 필요가 없을지도 모른다. 그러나 이상적인 미래학교의 모습은 단기간에 실현되기 어려우므로 본 연구 결과로 제시된 미래학교의 특성을 고려했을 때 보다 현실적으로 시도해볼 수 있는 미래 융합형 과학기술인재 교육 방안을 다음과 같이 저언하고자 한다.
학습 방법, 평가방법 등을 탐색한다. 넷째, 미래학교 교사들이 갖추어야 할 역량 및 교사 양성방안을 제안한다 이러한 연구 결과를 토대로 미래사회를 준비하기 위해 교육이 어떻게 변화되어야 할 것인지 논의하고자 한다.
따라서 이 연구에서는 4차 산업혁명 시대에 요구되는 과학기술을 직업에 관계없이 기본적인 소양으로 갖춘 미래형 인재를 ‘미래 융합형 과학기술인재 (STEAM)’라 지칭하고, 이러한 인재를 양성하기 위한 미래학교의 특성을 살펴보고자 한다. 본 연구의 미래학교란 "과학기술인력만을 양성하기 위한 학교가 아닌 미래를 살아갈 모든 미래 학습자”를 위한 학교이므로 의무교육기관인 초등학교와 중학교에 한정하기로 한다.
또한, 거시적인 수준에서 방향성만 제시되었을 뿐 미래교육으로 변화되기 위해 현재 학교교육이 변화해야할 부분에 대한 미시적인 접근은 이루어지지 않았다. 따라서 이 연구에서는 미래사회 미래역량, 미래교육을 연계한 후 미래 융합형 과학기술인재를 양성하기 위한 구체적인 학교교육의 개선 방안을 도출하고자 한다
또한 과학기술 분야에 특별한 관심과 역량을 갖춘 인재들을 현학교제도 안에서 지원하는데 따른 한계를 극복하기 위한 방안으로 학교 밖 비형식학습을 보다 체계적으로 마련하여 운영하는 방안이다. 최근 4차 산업혁명 관련 교육의 저변 확대를 위해 많은 메이커 스페이스 혹은 미래창의융합교육센터들이 생겨났지만 대부분 일회성 체험 위주로 운영되고 있는 실정이다.
본 연구에서는 4차 산업혁명을 대비하는 미래 융합형 과학기술인재를 양성하기 위한 미래학교의 모습을 도출하기 위해 '미래워크숍’ 을 개최하였다. 2018년 1월초에 개최된 미래워크숍에는 현장 교원을 비롯한 전문가 총 25명이 참여하였으며, 워크숍을 통해 미래 융합형과학기술인재를 양성하기 위한 다양한 요구와 개선 방안을 논의하였다.
그 원인을 추측해보면 미래사회에는 인공 지능과 로봇의 기술로 더 빠르게 뭔가를 할 수 있는 초생산성의 사회가 될 것이므로 업무 시간이 줄어들고 그 잉여 시간이 여가 시간의 증가로 이어질 것이라 예상할 수 있다 이에 사람들은 자기를 표현하고 자아를 실현하고자 하는 욕망을 충족시키고자 할 것이다 이를 위해 문화 . 예술 체험 교육이 증대될 것인데 이러한 교육은 단순히 예술적 소양과 문화적 감수성을 증진시키는 것만이 아니라 자아를 실현시키고 창의성을 증진시키는 것을 목적으로 한다. 따라서 전인교육이라고 할 수 있는 문화 .
왜냐하면 안 되는 실험을 우리 한번 해보자. 왜 안 될까를 우리 한번 고민해보자.' 그렇게 해서 가는 프로젝트가 그 순간에 새롭게 만들어지는 프로젝트거든요.
왜냐하면 안 되는 실험을 우리 한번 해보자. 왜 안 될까를 우리 한번 고민해보자.
미래워크숍의 진행 방식을 살펴보면, 먼저 분과별로 제공된 미래사회 시나리오에 대해 논의한 이후 1부에서는 미래 융합형 과학기술인재의 사회적 역할을 이해하면서 이들이 갖추어야 할 역량에 대해 논의하였으며, 2 부에서는 미래 융합형 과학기술인재를 양성하기 위한 미래학교의 구체적인 모델을 수립하기 위해 미래학교의 인재상, 교수 . 학습 방법, 교수역량 등에 대해 논의하였다. 미래워크숍의 진행 방식과 논의 내용을 제시하면 다음과 같다(Table 1).

가설 설정

전반에 걸쳐 확산되고 침투된다는 것이다. 우리가 인식하지 못하는 사이에 우리 삶 전반에 과학기술이 영향을 미치게 될 것이다. 이러한 사회 변화로 인하여 과학기술인재 양성의 대상을 과학기술의 연구개발과 직접적 관련이 있는 협의의 과학기술인력에 한정할 것이 아니라 과학기술 중심의 4차 산업혁명시대를 살아가는 모든 학생들을 대상으로 확대하고, 이러한 미래 융합형 과학기술인재를 위한 교육을 보편적으로 실시할 필요가 있다.

제안 방법

또한 프로젝트 학습법은 협동학습, 협력학습 체험학습, 실험학습, 융합학습, 토론 . 토의학습 등의 구성주의적 교수 .
미래워크숍에서 논의된 교사 관련 내용들을 크게 교사(양성)교육, 교원연수, 교사공동체 및 기타로 구분하였다. 이 중에서 교사교육과 관련한 내용이 가장 많이 논의되었으며 그 다음으로 교원연수, 교사공동체, 기타 순이다 특히, 교사교육과 교원연수의 경우 다양한 용어들도 언급되었는데, 이는 미래교사의 역량 및 자질과도 연관이 있기에 활발히 논의된 것으로 보인다.
미래 융합형 과학기술인 재상을 실현하기 위한 교육과정, 교수 . 학습 방법, 평가 등을 도입 . 운영함으로써 다양한 학생의 요구를 충족시켜 줄 수 있을 것이다
셋째, 미래학교의 교수 . 학습 방법, 평가방법 등을 탐색한다. 넷째, 미래학교 교사들이 갖추어야 할 역량 및 교사 양성방안을 제안한다 이러한 연구 결과를 토대로 미래사회를 준비하기 위해 교육이 어떻게 변화되어야 할 것인지 논의하고자 한다.
교사들은 미래학교의 이러한 교수 . 학습 방법과 병행하여 태블릿 PC, 아이패드 스마트폰 등과 같은 스마트기기와 가상현실 등과 같은 교수 . 학습 매체 활용을 활성화해야 할 것이라고 제안하였다
수업의 모습을 교수 . 학습 방법과 평가 방법으로 구분하여 살펴보았다.
학습 방법과 연결되어 함께 논의되었다 학습자의 흥미 경험 활동 중심의 모든 교수 .학습 방법은 프로젝트 학습을 구성하는 교수 . 학습 방법들로 이를 서로 따로 떼어 놓고는 이야기할 수 없다고 보았다.
이상 지식중심이 아닌 문제중심 주제중심의 교수 . 학습이 학교에서 이루어져야 한다고 교사들은 지적하였다 이와 같은 문제 중심학습은 자연스럽게 교과목간 융합학습과 연결되어 논의되었으며, 더 나아가서 교사들은 학교 교육과정 전반을 문제중심학습 기반으로 전환하여 운영하는 방안을 제안하였다

성능/효과

둘째, 미래 융합형 과학기술인재를 양성하기 위한 미래학교의 인재상은 ‘열린 마음과 융통성 있는 자세를 지닌 사람’으로 수렴되었다. 또한 인간됨과 인성을 토대로 문화예술 체험 교육을 체득하고 즐길 줄 아는 사람, 그리고 민주 시민으로서의 인재상 등이 강조되었다.
있기를 원하였다. 또한 재정적 지원도 교사공동체 활성화에 많은 영향을 줄 것이란 의견이 있었으며, 이러한 공동체를 1년 단위가 아닌 3개월 6개월 식으로 기간이수제로 이수하기를 원흐卜 는 의견도 있었다.
또한, 공동체의식, 의사소통, 협업이 가능하기 위해서는 서로 간의 배려와 이를 기반 한 인성이 미래 융합형 과학기술인재에게 필요한 역량임을 알 수 있었다.
먼저, 미래워크숍 결과 6개 모둠에서 공통적으로 가장 많이 언급되고 논의된 역량은 창의성이었다. 기존과 달리 미래사회 및 미래학교에서는 기존 지식을 일방적으로 받아들이고 습득하는 것이 아니라 빠르게 변화하는 사회에 맞게 기존의 지식들을 재가공하여 새로운 지식을 만들어 낼 수 있고, 이를 융합할 수 있는 창의적인 사고가 뒷받침되어야 하기 때문에 모든 조에서 미래 융합형 과학기술인재가갖추어야 할 역량으로 창의성을 언급했다
셋째 창의성에 이어 5개의 조에서 공통적으로 도출된 역량은 공동체 의식이다. 공동체 의식은 서로 간의 차이를 인식하고 그 안에서 서로에게 시너지를 낼 수 있도록 사고하고 행동하는 역량을 의미한다.
셋째, 교사공동체에 관하여 많은 교사들이 모임의 효과에 대해 긍정적으로 생각하였으나 시간적 여유가 없는 것이 문제라고 지적하였다 따라서 교사가 교육에 대해 연구할 수 있는 시간 확보가 중요하므로 교사업무에 많은 부분을 차지하는 행정적 업무를 경감할 수 있는 행정업무지원팀이 있기를 원하였다. 또한 재정적 지원도 교사공동체 활성화에 많은 영향을 줄 것이란 의견이 있었으며, 이러한 공동체를 1년 단위가 아닌 3개월 6개월 식으로 기간이수제로 이수하기를 원흐卜 는 의견도 있었다.
셋째, 미래학교의 교사는 학습을 위한 교사, 학습 플래너 역할을 하는 교사, 프로젝트 학습에서 자원을 제공하는 교사, 학생의 진로지도를 위한 진로상담교사 등 그 역할이 지금보다 더 다양하게 분화되고 각 역할마다 고유의 전문성이 더 커질 것이라고 보았다. 따라서 한 교사가 여러 역할을 담당하기보다는 각 역할이나 영역마다 적성과 능력에 맞는 교사를 양성하여 활용하는 방안이 도입되며, 이를 위해 다양한 인턴제 역량 강화를 위한 연수 등도 강조될 것이라고 보았다
첫째, 교사교육 관련 내용 중에서 가장 많이 언급된 것은 교사 인턴제와 멘토와 멘티의 활용이었다 교사인턴제는 현재 대학에서 이루어지는 실습교육의 보다 확장된 개념으로 학사 과정 중에 몇 주의 실습이 아닌 졸업 후 정식교사 발령 전에 1년 정도의 인턴훈련 기간을 갖는 것을 말한다. 이를 통해 교사로서 함양해야 할 인 .
첫째, 미래 융합형 과학기술인재가 갖추어야 할 역량은 창의성 및 창의성과 연계된 융합적 사고, 문제해결능력 등이었다. 서로 간의 차이를 인식하고 그 안에서 서로에게 시너지를 낼 수 있도록 사고하고 행동하는 공동체 의식, 스스로를 이해하고 관리하는 역량 등이 강조되었다.
첫째, 평가는 궁극적으로 학생들의 의사소통능려 협업능력 등의 역량평가에 초점을 두어야 한다 다양한 용어로 표현이 되었지만 더이상 학생들 간의 서열을 만드는 평가(즉 상대평가)는 의미가 없으며, 학생들의 성취수준, 그리고 흥미나 태도와 같은 학생들의 정의적 역량에 대한 성장 발달 평가로 가야 한다고 교사들은 주장하였다 구체적으로 평가는 점수나 등급이 아닌 '과정평가’, '서술평가’이어야 한다고 주장하였고, 피드백에 초점을 둔 형성평가를 기반으로 하는 '성장 포트폴리오’ 혹은 '프로젝트 학습 평가’ 등을 제안하였다 O 그 단계별로 교사는 지식을 전달해주는 역할이 아니라 얘들이 어떤 얘들의 성장이나 발달 정도를 평가해주는 거죠 좀 소통을 못하더라 자기중심적으로 하더라, 리더십이나 협업 능력이나 의사소통능력 이런 것들이 점수 대신에 평가항목으로 들어가는 거죠. (2조 교사) O 이제까지 평가하면 인지적 영역을 떠올려요.

후속연구

먼저, 모든 학생들 위한 보편교육으로서 현 공립학교 모형을 보다 미래형으로 다양화할 필요가 있다. 이는 현행 학교제도 안에서 교육과정을 유연하게 적용하고 프로젝트 기반 학습을 교육과정 전반을 통해 운영하는 것으로 시범학교나 연구학교 혹은 더 나아가 공립형 대안학교 등의 형태로 운영해볼 수 있을 것이다.
이상의 논의된 내용들을 검토해본 결과 미래사회의 교사는 지금보다 더 다양한 역할을 수행해야 할 것으로 기대된다 학습을 위한 교사, 학습 플래너 역할을 하는 교사, 프로젝트 학습에서 자원을 제공하는 교사, 학생의 진로지도를 위한 진로상담교사 등 그 역할이 지금보다 다양하게 분화되고 각 역할마다 고유의 전문성이 더 커질 것이라 예상한다. 따라서 효과적으로 교사를 활용하고자 한다면 하나의 교사가 여러 역할을 담당하기보다는 각 역할이나 영역마다 적성과 능력에 맞는 교사를 양성하여 활용할 것을 생각해 볼 수 있다.
따라서 이와 같은 인재를 양성하기 위해서는 미래학교의 모습 역시 유연하고 적극적으로 변화될 필요가 있다. 지식기반의 정보를 전달하는 경직된 학교에서는 유연하고 창의적인 인재를 길러낼 수 없기 때문이다 미래학교는 학생들이 자연스럽게 여러 가지 상황에 직면하여 크고 작은 문제를 해결해 나갈 수 있도록 학습자 중심의 활동 기반, 프로젝트 기반의 수업으로 변화해야 하며, 성취기준이 아닌 상황별 학생들이 보인 결과를 정리하여 피드백 할 수 있는 평가시스템이 마련되어야 할 것이다 또한, 교사 역시 다양한 경험을 가지고 지속적으로 교수역량을 개발해 나아가는 교사가 될 수 있도록 제도와 시스템을 개편해야 할 것이다. 미래학교 모델에 대한 구체적인 결론은 다음과 같다
즉 담임교사, 교과전담교사, 교육과정 . 학습 컨설턴트 프로젝트 멘토 체험활동 코치, 상담전문가 등과 같은 다양한 역할을 담당할 수 있도록 새롭게 요구되는 교사전문성을 발전시켜 나가야 할 것이다.

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저자의 다른 논문 :

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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