[논문]중국 초등학생의 공학 창의적 문제해결력 향상을 위한 미세먼지 STEAM 프로그램 개발 사례 연구

권해연; 변문경

doi:10.18108/jeer.2020.23.2.14

문제 정의

또한 구성주의 학습 환경에서 학습자 중심 교육을 구현하여 프로그램의 성패를 좌우하는 열쇠는 결국 교사 개인의 역량에 달려 있다. 따라서 교사들에게 최대한 구체적인 가이드라인을 제공할 수 있도록 교사용을 보완하며본 프로그램 개발을 마무리 하였다.
프로그램은 미세먼지의 크기를 측정하는 과정, 연관된 빅데이터를 살펴보는 과정, 도표를 통해 습도와 미세먼지 농도와의 상관관계를 분석하는 과정을 포함하였다. 또한 초시계와 아두이노센서를 사용하여 일상생활에서 테크놀로지를 활용할 수 있게 구성하였으며, 수치 비교를 하여 효과적인 미세먼지 제거 방법을 찾는 과정에서는 수학적 지식을 강화하고자 하였다. 그리고 발견한 지식을 알고리즘화 하여 학생들이 미세먼지 제거 방법을 구현하고, 최종적으로 보고서를 완성하고, 이에 기반한 PPT를 제작하여 발표하도록 구성하였다.
본 연구는 중국 초등학생들을 대상으로 미세먼지에 대한 기본 지식과 개념과 창의성을 강화할 수 있는 STEAM 융합교육 프로그램을 개발하였다. 전문가 타당도 검사를 시행한 결과 본프로그램은 일상적인 상황에서 문제를 발견하고 해결하는 유의미한 경험을 강화하고, 창의적 문제해결력을 강화하기에 적합한 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 프로그램 전문가 타당도 검증을 실시하여 전문가들의 평가와 피드백을 받아 프로그램을 개선하고 발전시켰다. 전문가 타당도 검증에 참여한 전문가들은, 요즘 가장 떠오르는 사회적 이슈를 실생활과 연결지어 학습자의 흥미를 유발하는 동시에 학생들에게 융합적 지식을 사용하여 문제해결을 시도하도록 한 점이 우수하다고 평가했다.
본 연구자는 중국 문화에 맞는 STEAM 교육 프로그램을 개발하기 위해서 먼저 중국 국내외적인 선행연구와 정책을 바탕으로 하였다. ‘2017년 중국 초등학교 의무교육 과학 커리큘럼 규준'을 바탕으로 새로 추가된 기술과 공학 교육을 강화하고 사회와 환경에 대한 책임 의식을 교육하여야 한다는 요구사항과 학습자 평가 방식의 다양성에 대한 요구사항을 정리하였다.
교과간 개념적 지식은 연결하여 새로운 지식(창의적 지식)을 창출할 수 있을 때 창의성을 발휘할 수 있다(최인수, 2000). 본 프로그램은 중국 초등학생들의 지식수준과 중국 교육정책이 지향하는 주요 핵심 요소들을 포함하여 개발되었다. 이후 연구자들은 중국 학회 및 중국 교수자들과의 활발한 소통을 통해 본 프로그램의 중국에서의 활용을 적극 추진할 예정이다.
미세먼지가 기침을 일으키는 과정을 통해 자연스럽게 인체의 비강, 기관지, 페 및 혈관을 소개하며 학생들이 인체의 호흡기계통을 공부하도록 돕는다. 이 과정에서 콧물, 기침, 면역 세포 등이 작용하는 방식을 소개한다. 학생들은 교수자가 준비한 동영상과 인체호흡기계통의 교구 등의 인지 도구를 통해 위의 지식을 구조화한다.
이에 본 연구의 목적은 중국 초등학생의 공학 창의적 문제해결력 향상을 위한 미세먼지 STEAM 프로그램 개발의 전 과정을 살펴보고, 중국 실정에 맞는 STEAM 프로그램의 지속적인 연구 개발 방안에 대한 시사점을 제공하는 것이다.
‘2017년 중국 초등학교 의무교육 과학 커리큘럼 규준'을 바탕으로 새로 추가된 기술과 공학 교육을 강화하고 사회와 환경에 대한 책임 의식을 교육하여야 한다는 요구사항과 학습자 평가 방식의 다양성에 대한 요구사항을 정리하였다. 이후 한국과학창의재단의 STEAM 교육 준거 틀(박현주 외, 2012)에 맞춰 융합교육 프로그램을 개발하고, 미국 차세대 과학교육 표준 (NGSS)에서 제안한 루브릭을 적용하여 개발한 프로그램의 적합성을 분석해 보고자 하였다. 특히 본 프로그램은 중국 학생들이 가장 큰 환경문제로 여기는 미세먼지를 주제로 하였다.

가설 설정

3) 학생의 지식의 구성을 도와야 한다. 성공적인 학습자는 의미 있는 방법으로 현존하는 지식을 새로운 지식과 연결할 수 있다.

제안 방법

미세먼지를 제거하는 방법 찾기 과정에서는 학생들이 스스로 인터넷 검색을 통해 찾아보도록 한다. 그리고 그 결과를 팀별로 PPT로 제작하여 간단하게 조별발표를 진행한다. 인터넷 시대에 필수인 온라인 서칭과 오피스 소프트웨어의 사용을 통해 학생들은 이 시대에 꼭 필요한 컴퓨터 사용법을 익힐 수 있다.
습도제조 과정에서 학습자들은 인체의 콧물을 모방한 물풀, 빗물을 모방한 분무기 그리고 식물을 습도 제공원으로 사용한다. 그리고 밀페된 용기에 파우더를 채움으로 미세먼지를 모방 하여 실험을 진행하여 습도가 미세먼지 제거에 효과적인지를 검증하고 또한 어떤 방법이 제일 효과적인지를 탐색한다. 이 과정에서는 습도 측정이 필요한데 이에 필요한 습도측정도구를 아두이노를 사용하여 학습자들이 직접 만들어 본다.
또한 초시계와 아두이노센서를 사용하여 일상생활에서 테크놀로지를 활용할 수 있게 구성하였으며, 수치 비교를 하여 효과적인 미세먼지 제거 방법을 찾는 과정에서는 수학적 지식을 강화하고자 하였다. 그리고 발견한 지식을 알고리즘화 하여 학생들이 미세먼지 제거 방법을 구현하고, 최종적으로 보고서를 완성하고, 이에 기반한 PPT를 제작하여 발표하도록 구성하였다. 프로그램의 전 과정에 참여한 학생들은 아두이노 코딩을 진행하는 과정에서 기술적 지식을, 아두이노를 조립하고 측정하는 과정에서 공학적 지식을, 미세먼지의 위험성을 알아 가면서 인체의 호흡기계통, 면역계통을 공부한 과정에서 과학적 지식을, 그리고 최종발표 시 PPT를 제작하는 과정에서 도표를 만들고 창의적이게 제작하면서 예술적 지식을 적용하고 또 서로의 발표를 들으면서 자신의 지식을 강화할 수도 있다.
가이드 라인에서는 교사들에게 2차시와 3차시에 학생들이 아두이노 측정기를 제작한 뒤 충분히 미세먼지와 습도에 대해 측정하면서 자신이 제작한 측정기가 잘 작동되고 있는지 확인할 수 있는 기회를 제공하고 잘 작동되지 않는다면 어떤 절차에서 오류가 발생한 것인지 스스로 고민하고 수정할 수 있는 시간을 줄 수 있도록 요구하였다. 그리고 자신이 속한 팀과 제작한 측정기에 자신의 소원을 담아 이름을 만들어 주는 장치를 추가하여 학생들이 창의적인 아이디어를 낼 수 있도록 배려하였다.
따라서 본 프로그램 개발 준거로 ‘STEAM 교육 준거 틀’을 사용하여, 구성주의 학습 환경과 학습자중심이론을 바탕으로 프로그램을 개발하였다.
또한 본 프로그램은 구성주의 학습환경 안에서 설계되었고, 학습자중심학습의 원리에 부합하도록 개발되었다.
미세먼지 농도 측정과정에서는 아두이노 미세먼지 센서를 이용해 학습자가 직접 미세먼지 측정기를 만들고 주위의 미세먼지 농도를 측정하는 과정을 통해 코딩기술, 공학과 같은 과학이 어렵고 신비하기만 한 것이 아니라 쉽고 우리 주위에 유용하게 씌여지고 있음을 인지시킨다. 또한 학생들은 만든 측정기로 교실, 집 운동장 등 자신이 사용하는 공간에 대해 미세먼지를 측정하고 그 농도에 대해 비교를 진행한다.
따라서. 본 프로그램도 학습자 중심 이론을 기반으로 설계되었다. 구체적인 설계원칙은 아래와 같다(Krajcik & Mun, 2014).
본 프로그램은 STEAM 준거 틀에 근거하여 학습자가 흥미를 가질 수 있는 소재(Guo, 2012)를 기반으로 수학, 공학, 기술, 과학, 예술의 5가지 요소를 각 차시에 포함하였다. 결국 한가지 문제를 해결함에 있어 학생들의 융합적인 지식을 배양하고, 재사용할 수 있게 하였다.
프로그램의 타당화 검증을 위한 설문지는 총 22문항으로 STEAM 준거 틀 (한국과학창의재단, 2015)을 토대로 개발하였으며, 각 영역별 7점 리커트 척도로 구성하였다. 설문지는 프로그램에 대한 의견 (보완, 추가, 수정)을 제공할 수 있도록 개방형 질문을 추가하였고, Google 설문지 툴을 활용하여 온라인으로 제공하였다. 전문가들은 연구자가 전체적인 프로그램의 개발 목적, 근거, 내용, 기대효과 및 일부 차시에 대한 시연을 바탕으로 평가를 진행하였다.
설문지는 프로그램에 대한 의견 (보완, 추가, 수정)을 제공할 수 있도록 개방형 질문을 추가하였고, Google 설문지 툴을 활용하여 온라인으로 제공하였다. 전문가들은 연구자가 전체적인 프로그램의 개발 목적, 근거, 내용, 기대효과 및 일부 차시에 대한 시연을 바탕으로 평가를 진행하였다. 타당화 검증을 위해서 참여한 전문가들의 기본 정보는 다음 Table 3과 같다.
4차시 학생들은 ‘결과발표회’에 참여하게 된다. 최종발표회를 준비하면서 학생들은 미세먼지에 대한 이해, 미세먼지가 호흡기와 혈액에 들어가는 과정, 습도가 미세먼지 농도에 주는 영향, 습도 외의 미세먼지 제거법, 컴퓨터 사용법, 환경보호에 대한 생각 등을 포함한 최종보고서를 작성한다. 최종보고서를 토대로 파워포인트를 제작하여 조별 발표를 진행하고 서로 평가하는 동료평가 방식으로 상대팀과 자신의 장단점을 비교하면서 창의력과 사고력은 진일보 성장한다.
프로그램은 게임화된 실험을 통해 추상적인 ‘기침’이라는 과정을 실제적으로 눈앞에 볼 수 있게 설계하여 학생들이 쉽게 이해할 수 있도록 배려하였다.
결국 한가지 문제를 해결함에 있어 학생들의 융합적인 지식을 배양하고, 재사용할 수 있게 하였다. 프로그램은 미세먼지의 크기를 측정하는 과정, 연관된 빅데이터를 살펴보는 과정, 도표를 통해 습도와 미세먼지 농도와의 상관관계를 분석하는 과정을 포함하였다. 또한 초시계와 아두이노센서를 사용하여 일상생활에서 테크놀로지를 활용할 수 있게 구성하였으며, 수치 비교를 하여 효과적인 미세먼지 제거 방법을 찾는 과정에서는 수학적 지식을 강화하고자 하였다.
본 프로그램은 5명으로 이루어진 팀을 기반으로 수업을 진행함으로서 학생들에게 충분한 대화를 나눌 수 있는 장과 아두이노 센서제작, 실험, 발표 등 과정를 마련하여 학습자들의 충분한 협업 공간을 마련하였다. 프로그램의 모든 요소는 주요 문제를 중심으로 전개되어야 하므로 본 프로그램은 미세먼지 제거라는 주제를 바탕으로 모든 수업 차시를 설계하기로 한다.
본 프로그램에 대해 전문가 검정을 수행한 집단은 교육학 및 아동청소년학 박사과정생 6인, 그리고 석사과정생 7인을 대상으로 STEAM 프로그램 개발 과정을 수료한 공통점이 있으며, 박사과정생 중 2인은 프로그램 개발 경력이 10년 이상 된 전문가들이다. 프로그램의 타당화 검증을 위한 설문지는 총 22문항으로 STEAM 준거 틀 (한국과학창의재단, 2015)을 토대로 개발하였으며, 각 영역별 7점 리커트 척도로 구성하였다. 설문지는 프로그램에 대한 의견 (보완, 추가, 수정)을 제공할 수 있도록 개방형 질문을 추가하였고, Google 설문지 툴을 활용하여 온라인으로 제공하였다.
cn/)를 통해 5월의 중국 광주시 빅데이터로 습기의 위력을 검증한다. 학습자는 광주시 습도와 PM 2.5의 관련성 도표를 통해 습도와 미세먼지 농도의 관련성을 살펴봄으로서 미세먼지 제거 방법을 공부하는 동시에 온라인 데이터의 다양한 용도를 파악할 수 있다. 또한 그래프에 대한 통찰은 학습자의 수의 개념의 발달에 도움이 될 것이다.

대상 데이터

본 프로그램에 대해 전문가 검정을 수행한 집단은 교육학 및 아동청소년학 박사과정생 6인, 그리고 석사과정생 7인을 대상으로 STEAM 프로그램 개발 과정을 수료한 공통점이 있으며, 박사과정생 중 2인은 프로그램 개발 경력이 10년 이상 된 전문가들이다. 프로그램의 타당화 검증을 위한 설문지는 총 22문항으로 STEAM 준거 틀 (한국과학창의재단, 2015)을 토대로 개발하였으며, 각 영역별 7점 리커트 척도로 구성하였다.
특히 본 프로그램은 중국 학생들이 가장 큰 환경문제로 여기는 미세먼지를 주제로 하였다. 프로그램의 적용 대상은 중국 초등학교 6학년 학생이며, 이들의 창의력과 문제해결 능력 개발이 본 프로그램의 목적일 것이다. 본 연구를 통해 개발된 프로그램은 과학, 공학적 지식 개발 이외에도 학습자들의 인접 국가에 대한 사회적인 책임과 세계 시민의식 함양도 함께 배양할 수 있을 것이다.

데이터처리

개발된 본 프로그램이 STEAM 프로그램으로써 적합하게 개발되었는가, 개발 목적에 부합하고 있는가를 확인하기 위해 전문가 타당화 검증을 시행하였다. 전문가 타당화 검증은 한분야에 대해 교육 혹은 연구 경험이 풍부한 전문가 집단이 자신의 경험을 바탕으로 평가물에 대해 분석하고 의견을 제시하는 방식으로서 융합 교육의 교수내용 선정, 조직 및 평가에 사용될 수 있다(방담이, 윤회정, 2018).
전문가 타당도 검사에서 도출된 데이터는 기술통계를 실시하여 각 설문 문항에 대한 응답치에 대한 평균값과 표준편차를 구하여 각 문항에 대한 전문가들의 평가 결과를 확인하였다. 그 결과(Table 4)는, 7점 리커트 척도를 적용했을 때 모든 문항의 평균은 6.

성능/효과

1) 학습자가 흥미를 느낄 수 있는 상황에서 충분한 정보를 얻을 수 있는 환경을 마련하여야 한다. 복잡한 과제의 학습은 정보와 경험에서 의미를 구축하는 의도된 과정일 때 가장 효과적이다.
또한 본 프로그램이 사회적 문제해결에 참여하는 간접 경험을 학생들에게 제공하여, 한 사회의 구성원으로서 책임감까지 양성할 수 있다는 의견도 있었다. 결과적으로 본 연구를 통해 개발된 프로그램은 STEAM 교육 프로그램 준거에 맞게 개발된 것으로 인정되었다. 그러나 실제 중국 초등학교 현장에서 학생들과 수업을 진행하면서 프로그램을 수정, 보완하는 단계를 거치지 못한 것이 본 프로그램의 제한점이다.
결과적으로 한국의 ‘STEAM 교수학습 준거’는 이미 한국 교육현장에서 많이 사용되고 검증된 것인 동시에 중국 STEAM 교육 요구에도 부합된다.
전문가 타당도 검사에서 도출된 데이터는 기술통계를 실시하여 각 설문 문항에 대한 응답치에 대한 평균값과 표준편차를 구하여 각 문항에 대한 전문가들의 평가 결과를 확인하였다. 그 결과(Table 4)는, 7점 리커트 척도를 적용했을 때 모든 문항의 평균은 6.51로 전체적으로는 STEAM 준거에 적합하게 개발되었음을 알 수 있었다. 그중, ‘전체 프로그램을 아우르는 문제상황을 제시하였는가?’,‘실생활 속 문제 발견과 해결이 가능하도록 설계 하였는가?’등 프로그램의 전체적인 구성부분과 실제상황과의 연결부분, ‘학습자가 학습 과제를 자기 문제로 인식하도록 수업이 구성되었는가?’, ‘학생의 영역 특수적 지식을 형성하고 흥미를 높이도록 설계되었는가?’, ‘학생들이 유의미한 경험을 통하여 열정을 가지고 참여할 수 있도록 하는가?’ 와 같이 학습자의 동기를 유발하는 부분 및 ‘과학, 수학, 기술, 공학, 인문예술 교과가 자연스럽게 융합되도록 설계되었는가?’와 같은 지식의 융합수준 부분에서 본 프로그램은 우수한 평가를 받았다.
둘째, 인터넷 자료 검색을 통해 미세먼지에 대해 공부하고 그 해결책을 찾아가는 과정은 학생들에게 충분한 정보를 제공하는 동시에 인터넷으로 자신이 원하는 지식을 습득할 수 있음을 깨우칠 수 있게 할 수 있어 학생들을 정확한 방향의 컴퓨터 사용자로 인도할 수 있다. “미세먼지로부터 나와 내 자신을 지키세요”라는 미션은 학생들이 학습목표를 설정할 수 있게 도와줄 수 있는 동시에 가족을 지킬 수 있다는 책임감을 자극하여 학습 동기를 강화함으로서 의미 있는 학습을 진행할 수 있게 도울 수 있다.
전문가 타당도 검증에 참여한 전문가들은, 요즘 가장 떠오르는 사회적 이슈를 실생활과 연결지어 학습자의 흥미를 유발하는 동시에 학생들에게 융합적 지식을 사용하여 문제해결을 시도하도록 한 점이 우수하다고 평가했다. 또한 본 프로그램이 사회적 문제해결에 참여하는 간접 경험을 학생들에게 제공하여, 한 사회의 구성원으로서 책임감까지 양성할 수 있다는 의견도 있었다. 결과적으로 본 연구를 통해 개발된 프로그램은 STEAM 교육 프로그램 준거에 맞게 개발된 것으로 인정되었다.
마지막으로 대화 및 협력 도구는 학생들의 팀 활동 및 팀 학습을 지원하여야 하고 사회맥락적 지원은 학습분위기를 조성하 여야 한다. 본 프로그램은 5명으로 이루어진 팀을 기반으로 수업을 진행함으로서 학생들에게 충분한 대화를 나눌 수 있는 장과 아두이노 센서제작, 실험, 발표 등 과정를 마련하여 학습자들의 충분한 협업 공간을 마련하였다. 프로그램의 모든 요소는 주요 문제를 중심으로 전개되어야 하므로 본 프로그램은 미세먼지 제거라는 주제를 바탕으로 모든 수업 차시를 설계하기로 한다.
셋째, 빅데이터와 아두이노 센서 제작을 통해 습도, 습도와 미세먼지 제거의 관련성을 공부함은 현존하는 지식과 새로운 지식의 연결이 가능하여 학생들의 능동적 지식구성을 도울 수 있다. 이는 3, 4 원칙에 부합된다.
본 연구는 중국 초등학생들을 대상으로 미세먼지에 대한 기본 지식과 개념과 창의성을 강화할 수 있는 STEAM 융합교육 프로그램을 개발하였다. 전문가 타당도 검사를 시행한 결과 본프로그램은 일상적인 상황에서 문제를 발견하고 해결하는 유의미한 경험을 강화하고, 창의적 문제해결력을 강화하기에 적합한 것으로 확인되었다. 특히 미세먼지라는 주제는 중국 뿐아니라 세계적으로 많은 사람들이 문제의식을 가지고 흥미를 느끼는 주제일 뿐만 아니라 환경, 공학, 과학, 수학 등 융합적인 개념 요소도 자극 할 수 있는 장점을 가지고 있다.
첫째, 우선 본 프로그램 중의 주제 미세먼지는 학생들이 평소에 마스크를 쓰고 야외활동을 하고 마음껏 운동장에서 뛰어놀지 못하는 원인이다. 우선, “미세먼지 제거”라는 맥락 하에 교사의 적절한 인도가 있으면 미세먼지가 무엇이고 미세먼지 농도가 높은 날에 무엇 때문에 마스크를 사용하고 야외활동을 줄여야하는지에 대한 호기심 자극은 충분히 될 것이라 예상된다.

후속연구

결과적으로 본 연구를 통해 개발된 프로그램은 STEAM 교육 프로그램 준거에 맞게 개발된 것으로 인정되었다. 그러나 실제 중국 초등학교 현장에서 학생들과 수업을 진행하면서 프로그램을 수정, 보완하는 단계를 거치지 못한 것이 본 프로그램의 제한점이다. 본 프로그램은 학습자 중심으로 구성된 것으로 학생들이 스스로 실험하고 조작하는 부분이 많이 설계되었다.
따라서 본 연구 결과로 개발된 프로그램을 중국어로 번역하여, 중국 교육 현장에 적용하는 것은 또 하나의 후속 연구가 될 수 있다.
본 연구를 통해 개발된 프로그램은 과학, 공학적 지식 개발 이외에도 학습자들의 인접 국가에 대한 사회적인 책임과 세계 시민의식 함양도 함께 배양할 수 있을 것이다. 본 연구 결과로 개발된 STEAM 프로그램은 학생들의 융합적 최적 경험을 강화하여 4차 산업 혁명 시대에 필요한 창의적인 문제해결능력을 강화하는 교육 혁신의 한 방법을 제시할 수 있을 것이다.
프로그램의 적용 대상은 중국 초등학교 6학년 학생이며, 이들의 창의력과 문제해결 능력 개발이 본 프로그램의 목적일 것이다. 본 연구를 통해 개발된 프로그램은 과학, 공학적 지식 개발 이외에도 학습자들의 인접 국가에 대한 사회적인 책임과 세계 시민의식 함양도 함께 배양할 수 있을 것이다. 본 연구 결과로 개발된 STEAM 프로그램은 학생들의 융합적 최적 경험을 강화하여 4차 산업 혁명 시대에 필요한 창의적인 문제해결능력을 강화하는 교육 혁신의 한 방법을 제시할 수 있을 것이다.
따라서 K-12를 대상으로 사회적인 문제를 발견하고 해결할 수 있는 프로그램이 다양한 주제로 개발되어야 한다. 본 연구의 결과로 개발된 STEAM 프로그램이 중국 초등 학생들의 융합적 최적 경험을 강화하여 4차 산업 혁명 시대에 필요한 창의적인 문제해결능력을 강화하는 교육 혁신의 시초가 되기를 바란다.
본 프로그램은 미세먼지라는 주제와 관련된 개념들을 연결한 후속 프로그램의 개발이 가능하다. 또한 상위개념을 연결하면 심화 과정으로 발전시킬 수 있을 것이다.
본 프로그램은 중국 초등학생들의 지식수준과 중국 교육정책이 지향하는 주요 핵심 요소들을 포함하여 개발되었다. 이후 연구자들은 중국 학회 및 중국 교수자들과의 활발한 소통을 통해 본 프로그램의 중국에서의 활용을 적극 추진할 예정이다.
최종보고서 제작과 발표 방식은 자유롭게 진행함으로서 학습자들이 충분히 예술적인 역량, 수적인 역량 등을 발휘할 수 있을 것이다. 지식을 정교화시키고, 비판적 사고를 수행하여 오개념을 최소화함과 동시에, 이후 후속 연구에 대한 아이디어를 얻는 시간도 될 것이다. 따라서 최종 발표회라는 장치는 다분히 교육적인 목적을 완성하는 프로그램에서 중요한 부분으로 작용한다.
최종보고서 제작과 발표 방식은 자유롭게 진행함으로서 학습자들이 충분히 예술적인 역량, 수적인 역량 등을 발휘할 수 있을 것이다. 지식을 정교화시키고, 비판적 사고를 수행하여 오개념을 최소화함과 동시에, 이후 후속 연구에 대한 아이디어를 얻는 시간도 될 것이다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	4차 산업 혁명 시대에서 국가의 경쟁력 강화의 핵심은 무엇인가?	4차 산업 혁명 시대에 국가의 경쟁력 강화의 핵심은 창의성과 문제해결 능력을 갖춘 융합성 인재의 양성에 있다(김승환, 2016). 현재 세계 각국은 자국의 교육을 혁신하고, 교육시스템을 정비하며 발전시킬 뿐 아니라, 이를 하나의 선진 문화 콘텐츠로 해외에 수출하고 있다(조은미, 2018).
	Jonassen이 말하는 구성주의 학습환경이란 무엇인가?	학생의 능동적인 학습은 구성주의 학습환경을 요구한다. Jonassen(1999)은 구성주의 학습환경은 일상에 존재하는 비구조 문제를 학습자가 주도적으로 해결하는 과정을 통하여 학습자 스스로 의미 있는 지식을 만들 수 있도록 지원하는 학습환경이라고 하였다. 그는 자신의 구성주의 학습환경 설계 모델에서 실제적인 문제해결을 통해 의미 있는 학습의 진행을 강조하였다.
	STEAM 교육은 어떻게 정의되는가?	STEAM 교육은 다양한 학과의 지식을 습득한다는 의미가 아니다. 실생활의 문제 상황을 설정하고, 그 해결 방안을 다학제간 융합에서 찾아가는 다학제간 융합 문제 해결 교육으로 정의된다 (Qin & Fu, 2017; Sousa & Pilecki, 2018). STEAM 교육은 다학제간 융합을 통해 학생의 창의력과 문제해결 경험을 강화하여 창의적인 사고력을 갖추고, 지속적인 일상생활의 문제를 해결하여 미래설계능력을 습득할 수 있게 한다.

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중국 초등학생의 공학 창의적 문제해결력 향상을 위한 미세먼지 STEAM 프로그램 개발 사례 연구
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