[논문]공과대학 학생을 위한 과학기술관련 사회·윤리 쟁점기반 수업이 인성과 가치관에 미치는 효과 탐색

이현옥

doi:10.18108/jeer.2020.23.3.3

공과대학 학생을 위한 과학기술관련 사회·윤리 쟁점기반 수업이 인성과 가치관에 미치는 효과 탐색
Effects of an SSI-based Program for Engineering College Students on Character and Values 원문보기

공학교육연구 = Journal of engineering education research, v.23 no.3, 2020년, pp.3 - 12

이현옥 (서울대학교 교육종합연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

This study explores the effects of an SSI-based program focused on character and values for engineering college students. The participants were fifty-four students enrolled in the program. Data sources include the students' responses to the Likert-type questionnaire on character and values as well as qualitative data such as classroom dialogues, assignment essays and field notes. The results indicate that the program significantly contributed to the enhancement of the engineering college students' perception of character and values, especially in the sub-components, sustainable development, perspective-taking, and willingness to act. In addition, the qualitative data reveals the nuances of the students' responses in the classroom dialogue and essays related to the sub-components. Based on the results, the author compares the participants' responses to other students in previous research which reported the effects of an SSI-based program on character and values. Compared to the other students, the engineering students in this study cultivated willingness to act through the SSI-based program, without improvement in most of the emotional aspects of character and values.

주제어

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문제 정의

이에 교수자는 제2차 세계대전에서 사용된 원자탄의 개발 과정을 맨하튼 프로젝트 및 관련 과학기술자를 통하여 소개하고 윤리적 갈등이 있는 상황에서 역사적인 인물들은 어떤 행동을 하였는지를 제시하고. 갈등과 불확실성이 존재하는 상황에서 책임감 있는 행동 및 실천을 한 역사적인 인물들을 소개하였다.
‘AI 첨단무기’ 수업에서 학생들은 엔지니어로서 인공지능 첨단무기 개발에 참여할 것인지를 결정하고 이에 대해 논의하였다. 구체적으로는 교수자가 인공지능킬러드론이라는 첨단무기를 소개하고 학생들에게 엔지니어의 입장에서 무기개발에 참여할 것인지를 묻고 논의하였다. 즉, 도덕적·윤리적 쟁점이 예상되는 상황에서 엔지니어로서 어떤 의사결정을 하는지 논의하도록 하였다.
환경운동의 효시가 되었던 레이철 카슨의 ‘봄의 침묵’을 통하여 DDT 실패를 구체화하였다. 더욱이 말라리아 방지를 위하여 최근에 제안된 불임모기가 분자생물학적 기술로 개발 중에 있다고 소개하고 이에 대한 학생들의 찬반 의견을 묻는 토론 활동을 하였다.
예를 들어, 공과계열의 다양한 전공을 고려하여 전공별 특성에 따른 효과적인 교수법을 개발할 수 있다. 본 연구결과에서 변화가 유의하지 않았던 인성과 가치관의 공감 및 감정적 측면을 강조한 교수법을 개발하고 이에 따른 결과를 탐색해볼 수도 있다. 또한, 인성 및 윤리에서의 변화를 질적으로 측정하거나 추적할 수 있는 체계적인 검사도구의 개발이 필요하다.
본 연구는 공과대학 학생을 위한 과학기술관련 사회·윤리 쟁점기반 교육 프로그램을 개발하고, 이를 처치하여 학생들의 인성과 가치관에 어떤 효과가 있는지를 탐색하였다.
본 연구의 결과는 언급된 선행연구와 달리 ‘지속가능한 발전’에서 통계적으로 유의한 향상을 보고하였다.
수업 ‘DDT와 불임모기’는 인간과 자연이 복잡하게 연계되어 있다는 내용과 과학기술의 활용에서 장기적인 전망 및 지속적인 발전을 고려해볼 수 있는 논의를 제공하였다.
연구자는 다른 해석의 가능성도 제시하고자 한다. 수업과정에서 수집한 학생들의 질적 데이타를 검토한 결과, 수업에서 활용한 사례 및 내용으로 인해 검사지 문항에 대한 이해에 간섭될 수 있다고 추측하였다.
또한, 자신이 개발하지 않아도 다른 엔지니어가 개발을 할 것이기 때문에 자신의 판단이 결정적이지 않다는 언급도 있었다. 이에 교수자는 제2차 세계대전에서 사용된 원자탄의 개발 과정을 맨하튼 프로젝트 및 관련 과학기술자를 통하여 소개하고 윤리적 갈등이 있는 상황에서 역사적인 인물들은 어떤 행동을 하였는지를 제시하고. 갈등과 불확실성이 존재하는 상황에서 책임감 있는 행동 및 실천을 한 역사적인 인물들을 소개하였다.
이에 본 연구는 공과대학 학생을 위한 과학기술관련 사회·윤리 쟁점 수업을 개발하고, 이 수업이 인성과 가치관에 어떠한 영향을 미치는지를 탐색하고자 하였다.
(2009)은 과학기술관련 사회·윤리 쟁점의 맥락에 따라 학생들의 도덕·윤리적 민감성에 대한 차이가 발생한다고 보고하였다. 이에 본 연구에서는 다양한 소재 및 맥락을 활용하여 인성과 가치관을 전반적으로 향상시킬 수 있도록 기획하였다.
즉, 도덕적·윤리적 쟁점이 예상되는 상황에서 엔지니어로서 어떤 의사결정을 하는지 논의하도록 하였다.
이에 본 연구는 공과대학 학생을 위한 과학기술관련 사회·윤리 쟁점 수업을 개발하고, 이 수업이 인성과 가치관에 어떠한 영향을 미치는지를 탐색하고자 하였다. 특히, 다양한 첨단과학기술관련 쟁점을 도입하고 엔지니어의 책임에 대한 논의를 구체적으로 제시하여 프로그램을 개발하고, 인성과 가치관을 측정할 수 있는 검사 도구를 활용하여 양적 통계자료를 수집할 뿐 아니라 수업 활동 및 학생 과제 등 질적 자료를 함께 수집하여 교육효과를 구체적으로 서술하고자 하였다.
예를 들어, 김가형·이현주(2017)는 민주사회의 구성원으로서 학생들의 실천 역량 함양에 교육목표를 설정하고 다양한 활동이 가능한 중학교 자유학기제를 활용하여 학교와 지역사회와의 연계를 강조하는 미세먼지 쟁점 중심의 프로그램을 개발하였다. 해당 연구는 자유학기제라는 맥락을 효과적으로 활용하였고, 중학생들이 실천할 수 있는 활동으로 지역 전문가와의 만남 및 지역주민 설문조사 등을 구성하여 긍정적 교육효과를 보고하였다.

가설 설정

I : (불임보기에 대한) 찬반의 비율이 유사하네요.
I: 개발 안한다고 결정한 학생들은 어떤 입장인가요?
S1: (모기가) 쓸모없다는 단순한 판단 하에 (멸종시키면) 장기적인 효과를 기대하기 힘듭니다. 그 다음에 있을 수 있는 상황을 고려해야 합니다.
S2: 그 때는 그 경우에 과학기술을 발전시키면 되잖아요.
S3: 실제로 우리에게 피해를 입히는 (모기)종은 몇 개 안되고 네이처지에 의하면 모기를 다 없애면 남극에 있는 철새들이 먹을 것이 없어진다는 (보고가 있습니다). 그래서 적더라도 어떻게든지 보존해야 (합니다).
S4: 모기를 멸종시킬 때 DNA를 연구소에 보관하는 것은 어떨까요? 멸종은 시키되 어느 정도는 보관을 하는 방법이죠.
S5: 모기는 인간에게 직접적인 피해를 주는데 그러한 피해만 줄일 수 있도록 인간의 주거 지역에서만 모기를 없애도록 하고 나머지는 유지하는 것이 좋을 것 같습니다.
S6: 현재 상황을 봤을 때 다수의 나라가 핵이 있기 때문에 전쟁이 일어나지 않는 것처럼 이런 것들이 개발된다면 평화가 유지될 수 있기 때문에 당연히 개발해야 된다고 생각했습니다.
맞춤아기의 권리는 누구의 권리인가? 태어났는데 맞춤아기였다면 기분이 어땠을까? 당연히 기분이 안 좋을 것이다. 있는 그대로의 그를 원한 것이 아니라는 사실에 분노할 것이다.

제안 방법

개인·시민단체·국가적 차원의 해결방안을 묻는 질문에서도 구체적인 방안을 제시하였다. 개인은 개인정보가 노출될 수 있는 활동을 할 때 공공 와이파이를 사용하지 않고 홈페이지 및 서비스 가입을 할 때 이용약관을 철저히 하며 비밀번호를 주기적으로 바꾸는 것들을 제안하였다. 정부의 역할로는 정책 및 법률 제정을 강조하며 개인정보 수집 및 이용에 대한 원칙과 신원조사제도를 정비하고 위치정보 및 CCTV 사용을 규제하는 것을 제안하였다.
다수의 학생은 말라리아 발병률을 줄이는데 불임모기가 역할을 할 수 있다고 수용하면서도 이로 인한 장기적인 영향과 부작용을 고려하였다. 더욱이 부작용을 제거하거나 최소화할 수 있는 구체적인 방안을 제안하며 지속가능한 발전을 염두에 두었다.
또한, 윤리학을 포함한 전통 철학을 중심으로 교육이 구성되어 현실과 괴리되거나 추상적인 수준에서 진행된다는 문제점이 지적되었다(한경희, 2014; Herkert, 2001). 본 연구에서 제안한 교수법은 전통적인 공학교육의 문제점에 대한 대안으로 작동할 수 있다. 즉, 개발된 교육프로그램은 공학교육인증원이 제시한 목표를 반영하고 있으며, 인성과 가치관 검사 도구를 도입하여 명시적으로 교육효과를 확인하였다.
사회적 책무성을 함양시키기 위하여 ‘산업재해의 책임’, ‘정보기술과 감시사회, 파놉티콘’, ‘AI 첨단무기’을 맥락으로 수업을 진행하였다.
연구결과에 학생들의 토의·토론 대화와 과제 등의 질적 자료를 같이 제시하여 수업 상황과 학생들의 반응을 묘사하고 통계결과의 의미에 대한 추론을 제공하였다.
연구자는 다양한 첨단과학기술관련 사회·윤리 쟁점을 포함시켜 수업을 개발하였다.
연구자는 해당 수업의 맥락을 활용하여 과학기술관련 사회·윤리 쟁점기반 프로그램을 개발하였다.
다음절에서는 세 가지 영역별로 분석결과를 상술하겠다. 이때, 설문검사의 양적 데이타 결과와 함께 수업과정에서 수집한 다양한 질적 데이타를 같이 제시하여 학생들의 반응과 수업상황을 묘사하고 변화 요인을 추론하였다.
‘유전공학기술과 맞춤아기’ 수업에서는 맞춤아기에 대해 알아보고 찬반의견을 제시하도록 하였다. 이후 맞춤아기관련 영화 속 인물을 활용하여 다양한 입장을 도입하고 학생들이 영화 속 인물의 입장에서 해당 쟁점을 다각적으로 해석하도록 하였다.
인성과 가치관(character and value, C&V)을 구성하는 세 가지 영역을 명시적으로 고려하여 수업을 구성하였다.
주요한 분석 자료는 학생들이 수업 전후에 작성한 인성과 가치관 설문지이다(작성시간 약15분). 해당 설문지는 Lee et al.
학생들의 사회·도덕적 공감을 함양시키기 위하여 ‘가상현실’, ‘게임 산업’, ‘유전공학기술과 맞춤아기’ 쟁점을 활용하여 교육하였다.
환경운동의 효시가 되었던 레이철 카슨의 ‘봄의 침묵’을 통하여 DDT 실패를 구체화하였다.

대상 데이터

연구 참여자는 총 54명으로 공과대학 1학년을 대상으로 개설된 2개의 분반에 등록한 학생들이다(융합전자공학부 27명, 컴퓨터소프트웨어학부 27명). 연구참여자를 모집하기 위하여 강의계획서에 해당 연구의 실행을 공지하였고 1주차 수업에서 연구에 대한 설명을 하여 원치 않는 학생들은 다른 분반을 선택할 수 있도록 하였다.
연구참여자는 서울시 소재 대학에서 연구자가 강의하는 공과계열 전공 학생을 대상으로 하는 과학기술관련 교양 수업의 수강자이다. 해당 교양 수업은 “과학기술의 본래적 특징과 사회문화적 측면 모두를 종합적으로 이해”하는 것을 교육목표로 하고 있으며 과학기술학의 이론적 성과물과 함께 구체적인 사례연구를 포함하여 구성된다.

데이터처리

공과대학 학생들을 위한 과학기술관련 사회·윤리 쟁점기반 수업의 인성과 가치관에 대한 효과를 분석하기 위하여 대응표본 t검정을 실시하였고, 결과는 Table 3과 같다.
자료분석은 PASW Statistics 18 프로그램을 이용하였으며, 대응표본 t검정을 실시하였다. 유의수준은 .

이론/모형

(2013)가 중학생의 인성과 가치관을 측정하기 위해 개발한 검사 도구를 고연주·이현주(2017)가 대학생에게 적용하기 위하여 수정·보완한 설문지를 그대로 활용하였다.
수업진행 방식에서는 이현주 외(2014)이 제안한 과학기술관련 사회·윤리 쟁점수업 모형을 참고하였다.
양적, 질적 테이타 등 다양한 종류의 자료를 함께 수집·분석하는 삼각검증법을 활용함으로써 연구의 타당도를 높였다(Lincoln·Guba, 1985).

성능/효과

인성과 가치관에서 사전 평균 3.61점, 사후는 3.74점으로 향상되면서 통계적으로 유의한 변화가 있었다(p=.005).
사회·도덕적 공감 영역에서 통계적으로 유의한 향상이 나타났다(사전 3.67점, 사후 3.82점, p=.011).
사회적 책무성의 사전 점수는 생태학적 세계관 및 사회·도덕적 공감 영역보다 낮았다.
세 가지 영역 중 사회· 도덕적 공감에서 사전평균 3.67점에서 사후 3.82점으로 유의한 향상을 보였다(p=.011).
본 연구는 공과대학 학생을 위한 과학기술관련 사회·윤리 쟁점기반 교육 프로그램을 개발하고, 이를 처치하여 학생들의 인성과 가치관에 어떤 효과가 있는지를 탐색하였다. 연구결과는 개발된 교육프로그램이 공과대학 학생의 인성과 가치관에 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 인성과 가치관의 하위 요소를 살펴보면, ‘지속가능한 발전’, ‘다양한 관점에 대한 포용’, ‘실천의지’에서 통계적으로 유의한 향상이 있었다.
해당 검사 도구는 생태학적 세계관(EW), 사회·도덕적 공감(SM), 사회적 책무성(SA)의 세 가지 요소와 7개의 하위 요소를 가지고, 5점 리커트 척도의 22개 문항으로 구성되었다(Table 1 참조). 원래 도구의 내적일관성 신뢰도는 전체 .849, EW .715, SM .731, SA .823 이었고, 본 연구에서 수집한 자료의 신뢰도는 전체 .903, EW가 .906, SM는 .869, 그리고 SA가 .911로 모든 요인의 신뢰도 수준이 적절하였다.
인성과 가치관의 하위 요소를 살펴보면, ‘지속가능한 발전’, ‘다양한 관점에 대한 포용’, ‘실천의지’에서 통계적으로 유의한 향상이 있었다.
본 연구에서 제안한 교수법은 전통적인 공학교육의 문제점에 대한 대안으로 작동할 수 있다. 즉, 개발된 교육프로그램은 공학교육인증원이 제시한 목표를 반영하고 있으며, 인성과 가치관 검사 도구를 도입하여 명시적으로 교육효과를 확인하였다.
S6과 S7은 위협적인 무기의 소지가 역설적으로 평화 유지를 지속시킨다는 인식을 하고 자국을 보호하기 위한 목적으로 개발을 한다는 입장을 견지하기도 하였다. 특히, 제안된 인공지능킬러드론이 다수의 사람에게 피해를 주는 것이 아니라 특정 대상만을 정확하게 타격하는 기능을 가지고 있기 때문에 대량 살상무기보다는 훨씬 낫다는 판단도 하였다. S8은 엔지니어로서 전쟁무기 개발에 참여하지 않겠다고 하였다.
특히, 하위요소 중 ‘다양한 관점에 대한 포용’에서 통계적으로 유의한 변화를 확인하였다(사전 3.83점, 사후 4.03점, p=.007).

후속연구

S7: …이 기술이 개발된다면 특정 타겟을 설정할 수 있기 때문에 제거를 하고자하는 사람이나 시설들을 선택적으로 파괴할 수 있기 때문에 오히려 무고한 희생자들을 줄일 수 있다고 생각했고, 두 번째로는 … 양측 국가에서 고성능·고살상용 무기를 가지고 있으면 그 무기를 사용하지 않더라도 그 무기의 존재만으로도 평화를 유지할 수 있도록 하는 역할을 하는데 그런 입장에서 고성능의 무기가 개발된다면 그것이 불필요한 희생을 야기하는 것이 아니라 각 국가간의 평화를 유지하는데 좀 더 이롭게 사용될 것이라고 생각했습니다.
이는 공과대학 학생들이 미래 엔지니어로서 직업적 책임감을 갖고 있기에 공감 및 감정적 측면의 변화가 적어도 과학기술관련 문제에 대한 실천의지를 함양할 수 있다고 해석해 볼 수도 있다(이현옥·이향연, 2019). 이는 추후 연구를 통해 공과대학생들에게 공감 및 감정적 이해가 실천의지와 어떤 관련성이 있는지 실증적으로 탐색해볼 필요가 있다.
추후 연구에서는 본 연구의 결과를 확대 및 향상시킬 수 있는 방안이 필요하다. 예를 들어, 공과계열의 다양한 전공을 고려하여 전공별 특성에 따른 효과적인 교수법을 개발할 수 있다.

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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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