○ 학교급별 : 고등학교
대상 학년 1학년, 2학년 2학년 3학년
적용 프로그램 드론으로 군집아트쇼를
해볼까 별자리의 비밀을 알아볼까
대상 학교 평촌고 보성고
대상 학급
대상 학생수 20 55
적용 기간 2020.10.23~11.13 2020.11.16~11.23 비고
<붙임> 시범적용 학교 운영 결과
나 . 시범 적용 만족도 조사 결과
○ 초등
학생들의 STEAM 수업에 대한 만족도 분석이 연구의 STEAM 프로그램을 초등학생들에게 적용한 후, 그들의 STEAM 프로 그램에 대한 만족도는 어떠한 차이가 나타나는지를 알아보았다. STEAM 프로그램 만족 도의 하위 구인별 평균은 아래 그림과 같다.
아래 그림과 같이 STEAM 수업에 대한 만족도의 하위 구인 중 수업에 대한 ‘흥미’
평균은 리커트 척도 5점 중 4.07로 나타났다. 이는 STEAM 프로그램이 다른 친구들과 의 협력함으로써 여러 가지 문제를 해결하는데 있어 긍정적인 영향을 보였을 것으로 판단된다. 그리고 STEAM 수업 전반에 대한 만족도는 4.04으로 나타났는데, 이는 산출 물을 만드는 과정을 통해 학생들은 교사 주도의 수업이 아니라 학생 중심의 수업이 이 루어져 수업 전반에 대한 만족도가 높게 나타난 것으로 해석된다. 그리고 STEAM 수업 에 대한 만족도는 4.11로 나타나 3가지 구인 중에서는 가장 점수가 높게 나타났다. 이 는 STEAM 프로그램을 단지 3시간만 구성하였기 때문에 더 많은 수업에 대한 요구 및 결과물을 산출하는데 많은 시간이 필요하기 때문에 어려움을 겪었기 때문으로 판단된 다. 이러한 결과로 볼 때 STEAM 프로그램을 편성할 경우 학생들이 충분한 사고를 하 고, 결과물을 만드는데 많은 시간을 편성하여 운영할 필요가 있다.
○ 중·고등
학생들의 STEAM 수업에 대한 만족도 분석이 연구에서 개발한 STEAM 프로그램을 중고등학생들에게도 적용하였으며, 그 들의 STEAM 프로그램에 대한 만족도를 조사하였다. 이 프로그램 만족도의 설문지를 투입하여 얻은 결과는 아래 그림과 같다.
그림 에서 보는 바와 같이 STEAM 프로그램의 흥미 요인 평균은 리커트 척도 5점 중 4.30점으로 나타났다. 학생들은 새로운 학습 방법에 적극 참여하였고, ‘만족도’ 요인 의 질문 중 지속적으로 계속 교육 받고 싶다는 응답을 많이 하였다. 이러한 결과는 STEAM 프로그램이 학생들의 흥미를 유발하였고, 이 수업에 학생들이 많은 관심을 갖 고 있음을 알 수 있다. 만족도 설문지의 하위 구인 중 내용 수준과 다른 수업과의 차 이점을 포함하는 수업 전반 요인과 STEAM 프로그램 수업에 대한 전반적인 만족도 요 인의 리커트 척도 평균은 4.16점과 4.29점이었다. 이러한 이유는 학생들이 새로운 개념 을 알게 되고, 친구들과의 상호작용을 통해 새로운 개념을 알게 되어 지식을 확장시키 는 것에 만족감을 느낀 것으로 판단된다. 이러한 결과는 이 연구에 참여했던 연구 참 여자들이 본 수업에 긍정적 반응을 보였을 것으로 판단된다.
다 . 시범 적용 태도 조사 결과
○ 초등학생들의 STEAM에 대한 태도 분석
교육에 참여한 초등학생들의 STEAM 교육에 대한 태도를 사전, 사후로 나누어 분석한 결과는 표 5와 같다.
STEAM 교육에 대한 태도를 t 분석한 결과, 유용성과 이공계 진로선택 요인에서 는 유의미한 차이가 나타나지 않았으나, 흥미, 배려, 소통, 자아개념, 자아 효능감 요인 에서 유의수준 95%에서 유의확률 .05 이하로 유의미한 통계적 검정 결과를 나타내었다 (p<.05).
time Mean SD t p
흥미 Pre 2.96 .56
-3.806 .000* Post 3.10 .55
배려 Pre 3.21 .29
-2.975 .003* Post 3.29 .52
소통 Pre 2.97 .54
-1.547 .123 Post 3.02 .55
유용성 Pre 3.27 .50
-4.423 .000* Post 3.42 .46
자아 개념 Pre 2.82 .63
-2.242 .026* Post 2.91 .64
자아 효능감 Pre 2.97 .55
-3.579 .000* Post 3.08 .61
이공계 진로선택
Pre 2.90 .57
-1.594 .112 Post 2.95 .61
*p<.05
표 5. Result of independent t-test about STEAM attitudes (n=224)
이러한 결과로 미루어 볼 때 이 연구에서 개발한 프로그램 수업 처치가 전체적 인 STEAM에 대한 태도 함양에 긍정적인 효과가 있는 것으로 볼 수 있으며, 이는 학생 들의 STEAM에 대한 태도 함양에 긍정적인 영향을 미친다고 볼 수 있다. STEAM에 대 한 태도의 흥미에 대한 영역은 수학, 과학에 대한 수업을 학생들이 즐겁게 생각하며, 흥미롭게 받아들이는지에 대한 태도를 측정하는 영역인데, 실험 전에 2.96점이었으나 실험 후에 3.10점으로 나타나 실험 전보다 실험 후에 STEAM 수업에 대한 즐거움이 더 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 수학과 과학 수업과 관련된 STEAM 수업이 학생 들의 즐거움 향상에 긍정적인 영향을 미친 것으로 볼 수 있다. 이 결과는 연구 참여자 들이 문제 해결에 필요한 여러 가지 창의적 산출과정에서 융합적 사고를 기르고, 서로 에 대한 배려심을 배울 수 있다는 연구 결과들(강창익 등, 2013; 김영홍과 김진수, 2017; 김용기 등, 2018)의 연구와 일치한다. 또한 학생들의 자아 개념과 자아 효능감도 통계적으로 효과가 있었는데, 흥미를 느끼고 두려움이 없어지면서 학생들은 문제 상황 을 해결하는데 자신감이 생겨 자아 효능감에도 영향을 준 것으로 판단된다. 이는 정현 도와 이효녕(2017)의 연구 결과와도 맥락을 같이하고 있다.
그러나 이번 프로그램을 적용한 결과 소통과 이공계 진로선택 요인에서는 통계 적으로 유의미한 결과를 보여주지 못했는데, 이러한 결과는 STEAM 교육 프로그램이 효과가 있다고 하는 다른 연구 결과들(김용기 등, 2018; 정현도와 이효녕, 2017)과는 일 치하지 않았다. 이러한 결과는 본 프로그램을 초등학생들에게 적용할 때 코로나19로 인하여 on-line 수업과 대면 수업이 번갈아 이루어짐에 따라, 학생들이 산출물을 제작 할 때 충분한 협의 과정을 거치지 못하였기 때문으로 판단된다. 즉, 교실에서 대면수업 을 하게 되면 산출물을 제작하기 전에 어떠한 형태로 어떻게 만들지에 대해 모둠원들 과의 토의, 선생님과 충분한 소통과정을 통해 산출물을 제작하는 과정을 거칠 수 있다.
그러나 on-line과 대면 수업을 번갈아 가면서 실시한 결과 학생들의 소통 및 이 프로그 램과 관련된 진로에 대해 충분한 수업이 이루어지지 않은 것으로 볼 수 있다.
따라서 이러한 결과를 바탕으로 추후에 개발될 프로그램에서는 on-line 수업을 활용하 여 학생과 학생, 교사와 학생 간의 의사소통을 충분히 이루어질 수 있는 수업을 고민 할 필요가 있다.
○ 중학생들의 STEAM에 대한 태도 분석
이 프로그램에 참여한 중학생들의 STEAM 교육에 대한 태도를 사전, 사후로 나 누어 분석한 결과는 표 6과 같다.
표 6에서 보는 바와 같이 전체적으로 STEAM에 대한 태도 분석 결과 통계적으로 유의 미한 차이를 보였다(p<.05). 즉, 이 연구에서 개발한 프로그램 수업은 학생들의 STEAM 에 대한 태도가 향상되도록 돕는데 긍정적인 영향을 주었음을 알 수 있다. 이와같이 향상된 요인은 단순히 내용 위주로 전개하는 수업을 지양하고, 다양한 과목의 융합적 성격에 따라 다양한 학문과 연계된 교과 학습 내용을 함께 융합하여 실질적으로 탐구 과정과 실험과정, 제작 과정 등의 활동을 통해 실제적인 체험활동이 이루어졌기 때문 으로 판단된다. 이러한 활동을 통해 학생들은 STEAM 프로그램이 실생활과 관련성이 높다고 인식하게 되고, 다양한 교과연계 활동을 통해 흥미와 자신감을 갖게 된 것으로 보인다.
그러나 중학생들의 분석 결과도 초등학생들의 결과와 마찮가지로 소통과 이공 계 진로선택 요인에서 통계적으로 유의미한 결과가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 초등학생들에게서 나타났던 원인과 맥을 같이한다. 즉, on-line 위주의 수업 혹은 대면 위주의 수업으로 프로그램이 구성되지 않고, 코로나19로 인한 시대적인 원인으로 on-line과 대면수업을 병행했던 결과라고 생각된다. 그러므로 학생들에게 on-line에서도 교사 및 다른 친구들과 보다 친근하게 소통할 수 있는 방안을 찾고, 학생들이 다양한 사고를 할 수 있는 계기를 마련할 수 있는 STEAM 교육을 제고할 필요가 있다.
time Mean SD t p
흥미 Pre 2.86 .56
-2.535 .013* Post 2.99 .54
배려 Pre 3.17 .45
-2.741 .007* Post 3.30 .53
소통 Pre 3.05 .48
-1.428 .157 Post 3.12 .58
유용성 Pre 3.26 .45
-2.080 .040* Post 3.35 .53
자아 개념 Pre 2.59 .63
-2.609 .011* Post 2.76 .67
자아 효능감 Pre 2.82 .64
-2.677 .009* Post 2.95 .61
이공계 진로선택
Pre 3.00 .58
-0.940 .349 Post 3.05 .65
*p<.05
표 6. Result of independent t-test about STEAM attitudes (n=95)
○ 고등학생들의 STEAM에 대한 태도 분석
이 연구에서는 STEAM 프로그램을 고등학교에 적용한 후, 고등학생들의 STEAM 교육에 대한 태도에는 어떠한 차이가 나타나는지 알아보았다. 이를 위해 STEAM 프로 그램 수업의 시작 전과 후에 실시한 STEAM 태도 검사의 점수 차에 의한 대응표본 t검 정은 표 7과 같다.
표 7과 같이 고등학생들에 대한 STEAM 태도 검사를 독립표본 t-검정을 한 결 과, 유의수준 .05에서 모든 요인에서 STEAM 프로그램 수업이 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 특히 모든 요인에서 본 프로그램이 실험집단의 STEAM에 대한 태도 를 향상시키는데 유의미함을 나타내고 있다. 따라서 이 연구에서 개발한 프로그램 적 용이 고등학생들의 STEAM 태도 변화에 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
즉, 연구 참여자들은 스스로가 STEAM 수업을 받는 과정 동안 동기유발과 흥미를 가지 고 주어진 문제를 파악한 것으로 해석된다.
time Mean SD t p
흥미 Pre 2.84 .57
-3.394 .001* Post 3.05 .56
배려 Pre 3.16 .45
-2.161 .034* Post 3.26 .48
소통 Pre 2.98 .57
-2.401 .019* Post 3.11 .55
유용성 Pre 3.13 .50
-2.063 .043* Post 3.24 .45
자아 개념 Pre 2.56 .72
-2.677 .009* Post 2.78 .72
자아 효능감 Pre 2.77 .64
-2.446 .017* Post 2.95 .66
이공계 진로선택
Pre 2.98 .57
-2.572 .012* Post 3.13 .51
*p<.05
표 7. Result of independent t-test about STEAM attitudes (n=66)
또한 최신 과학기술을 활용해 자동화 장치를 구상하고 제작하는 과정에서 모둠 원들의 계속적인 상호과정을 통해 문제해결에 필요한 여러 가지 아이디어를 산출한 것 으로 파악된다. 이는 STEAM 교육에 참여한 연구 참여자들이 문제해결에 필요한 여러 가지 창의적 산출과정에서 융합적 사고를 기르고, 모둠에 의한 상호 작용 속에서 소통 과 배려에 대한 융합인재소양을 배울 수 있다는 연구결과들 (강창익 외, 2013; 김영홍 과 김진수, 2017; 백윤수 외, 2012; 이석진 외, 2017; 이영은과 이효녕, 2014)의 연구결 과와 일치하는 결과이다. 특히, STEAM 태도 검사의 하위 구인에 해당하는 ‘이공계 진로 선택’의 통계적 검정 결과는 STEAM 프로그램에 참여했던 연구 참여자들이 과 학과 수학에 흥미를 가지고 앞으로의 진로 결정에 있어 이 분야에 대한 긍정적인 관심 을 가졌던 것으로 해석된다. 이러한 연구 결과로 미루어 볼 때 본 프로그램은 고등학 생들의 STEAM에 대한 태도를 함양시키는데 활용될 수 있음을 시사한다.
라 . STEAM 프로그램 운영이 학교 현장에 미친 영향
Ÿ 개발된 STEAM 프로그램의 시범적용에 참여했던 선생님들이 첫 번째로 하시는 말씀은 학생들이 활동에 대한 흥미를 느꼈다는 점이다.
Ÿ 학생들은 스스로 무엇인가를 만들고 과제를 수행해 목표에 달성하는 것에 흥 미를 느꼈고 자신만의 결과물들을 얻어냈다는 감성적 체험을 전반적으로 많이 느꼈기에 융합인재프로그램의 인지도를 높이는데 기여
Ÿ 교사가 학생들에게 다양한 가능성을 열어줄 수 있는 기여를 해 주었다