FOCUS 2 STEAM 자세히 들여다보기
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과정에서 과학기술에 대한 흥미와 호기심이 높아지고 주변 사물과 현상에 대해 종합적인 사고능력이 길러집니다.
생활 속 과학에 대한 소양은 과학기술의 대중화를 위해서도 필요합니다. 다양한 지식을 융합시켜 문제를 해결하기 위해서는 다양한 정보를 찾아내 활용해야 하며 협동심을 발휘해 공동의 노력을 기울여야 하기 때문에 지식 습득뿐만 아니라 인성에 대한 교육효과도 함께 얻을 수 있습니다.
확인 둘. STEAM 교육 개념에 부합하는가?
STEAM은 책에 있는 이론 위주의 내용에서 벗어나 실생활에 연계해 문제를 제시함으로써 학습에 대한 흥미를 높여줍니다. 현실 속의 문제는 해결방법이 단순하지 않으므로 하나의 학문 지식이 아닌 여러 분야의 정보를 융합적으로 활용할 수밖에 없습니다. 이 과정에서 STEAM의 개념 중 ‘학생 흥미 증진’, ‘실생활 연계’, ‘융합적 소양 증진’의 3가지 요소가 유기적으로 연결됩니다.
확인 셋. 학습준거틀의 3단계가 적용되었는가?
STEAM의 학습준거틀은 ‘상황 제시’, ‘창의적 설계’, ‘감성적 체험’의 3단계로 이루어져 있습니다. 이를 바탕으로 하위의 세부요소들을 살펴봄으로써 STEAM 부합 여부를 점검할 수 있습니다.
① ‘상황 제시’ 단계의 하위 요소 확인하기
상황 제시 단계의 하위 요소로는 대표적으로 ‘실생활 연계’를 꼽을 수 있습니다.
학습에 실생활을 끌어들이는 이유는 크게 2가지가 있습니다.
첫째, 학생들은 지금 배우는 내용이 나의 일상생활과 관련되어 있다는 사실을 알게 되는 순간 학습에 대한 관심이 높아집니다. 단순히 시험을 잘 보고 높은 성적을 받기 위해서 공부하는 것이 아니라 주변에서 흔히 목격되던 현상이 왜 발생하는 것인지, 현재의 불편함을 개선하기 위해서는 무엇을 어떻게 해야 하는지 알기 위해 공부를 하게 됐을 때 더 큰 흥미를 보입니다.
둘째, 실생활의 난관을 극복하는 경험은 미래 사회에 요구되는 융합적 소양과 문제 해결 능력을 길러줍니다. 미래에는 매일 어마어마한 양의 지식이 새로 생겨날 것이고 지금 배우는 이론들도 10년 후 직업에서 그대로 연결될 가능성이 적을 것입니다. 그러므로 새로운 지식을 어떻게 습득해서 활용할 수 있는지의 여부가 중요합니다.
셋째, 실생활 문제는 단일 학문 지식으로는 해결하기가 쉽지 않습니다. 여러 분야를 복합적으로 연결하는 융합적 능력이 필요합니다. 이 과정에서 학교 교육에서 소홀할 수밖에 없던 문제의 발굴, 정의, 해결 능력이 향상됩니다.
넷째, 학생들이 흥미를 보이더라도 수준에 맞지 않아 해결이 막막한 경우에는 문제 설정 수준을 바꿔야 합니다. 해당 상황이 흥미를 유발할 수 있는지, 학생들의 수준에 적합한지도 확인하는 작업이 필요합니다.
② ‘창의적 설계’ 단계의 하위 요소 확인하기
창의적 설계 과정에서는 학생들이 떠올린 아이디어와 발상이 수업에 적극적으로 도입되는 것이 바람직합니다. 이 단계의 하위 요소로는 ‘창의성’, ‘학습자 중심’,
‘도구 활용’ 등이 있습니다.
첫째로 ‘창의성’ 요소를 확인하기 위해서는 “문제 해결을 위해 학생들이 해결방법을 직접 고안하는 창의적 설계 과정이 명확히 드러나 있는가?” 하는 질문을 던지는 것이 좋습니다. STEAM 수업에서 주어지는 상황과 문제는 하나의 정답만이 존재하는 것이 아니라 무수한 해결책이 도출될 수 있습니다.
이 과정에서는 학생들이 다양한 아이디어와 의견을 발표하면서 스스로 문제를
해결하는 것이 중요합니다.
다만 창의성과 공상을 혼동해서 무작정 기발한 아이디어만을 생각하도록 강요해서는 안 됩니다. STEAM을 실시하는 목적인 ‘융합형 인재 양성을 통한 과학기술 분야의 국가경쟁력 강화’를 생각해보면 쉽게 이해가 갈 것입니다. 과학적 근거가 없는 설계는 실현 가능성이 낮은 공상 수준에 머무를 위험이 있습니다.
둘째로 ‘학습자 중심’ 요소를 확인하기 위해서는 “설계 과정을 누가 주도하는가?”의 질문을 던질 수 있습니다. 학생들의 창의성과 발상 능력을 길러주기 위해서는 수업 프로그램을 교사가 아닌 학생 스스로 이끌도록 해야 합니다.
기존의 강의 중심 수업처럼 교사가 대부분의 개념을 주입식으로 가르치고 학생은 교사의 지시에 따라 소극적으로 참여한다면 창의적 설계가 제대로 진행될 수 없습니다. 놀이와 경험 중심으로 활동을 구성하고 학생들 스스로 고민하고 구상하는 과정에 포함되어 있는지를 살펴야 합니다.
다만 학생 중심의 프로그램도 이미 존재하는 매뉴얼에 따라 순차적으로 진행된다면 STEAM의 목적과 개념에 부합된다고 볼 수 없습니다. 진정한 학생 중심 수업이 되려면 학생의 아이디어와 생각이 적극적으로 반영되어야 합니다.
적극적인 학생의 주도로 수업이 운영되려면 제시된 상황을 학습자가 자신의 문제로 인식하는 것이 우선입니다.
학생들이 창의력을 발휘해서 스스로 문제를 해결했다면 그 산출물도 개인마다 모둠마다 다르게 나타나야 할 것입니다. 창의적 설계는 여러 제약조건 속에서도 최선의 해결책을 만들어나가는 과정입니다. 단일한 해결책과 접근방법이 도출되었다면 학생 스스로 탐구하고 진행했다고 보기 어렵습니다.
예를 들어 ‘동일한 에너지로 더 먼 거리를 이동하는 수레 만들기’라는 문제가 주어졌다고 가정해봅시다. 어떤 학생은 무게를 줄이는 쪽으로 해결책을 찾으려 할 것이고 다른 학생은 공기의 저항을 낮추는 방향으로 설계를 진행할 것입니다.
이처럼 접근법과 방향이 다르다면 결과물도 다르게 나타날 것입니다.
이때 산출되는 결과물이 반드시 구체적인 물건이나 정식 작품일 필요는
없습니다. 오히려 산출물을 작품의 형태로 표현하려는 순간부터 창의적 설계가 아닌 만들어보기 쪽으로 수업의 균형이 옮겨갈 위험이 있습니다. 아이디어 수준의 결과물이 도출되더라도 학생들의 정교한 사고과정을 거치는 편이 훨씬 더 큰 가치를 지닙니다.
셋째로 ‘도구 활용’ 요소를 확인하기 위해서는 “새로운 도구를 이용하는 방법은 없을까?” 하는 질문을 던지는 것도 좋습니다. 가위나 풀 같은 일반 문구류가 아닌 첨단기기를 활용해서 해결하도록 하는 것도 바람직합니다. 예를 들어 스마트폰을 이용해서 자료를 검색한 후 유용한 정보를 인터넷 클라우드 서비스에 업로드해서 동료들이 공유하게 하는 방법이 있습니다. 다양한 스마트폰 애플리케이션을 이용해서 설계 과정을 풍성하게 만들 수도 있습니다. 무한상상실처럼 학교 교실에서 구비할 수 없는 특수장비를 갖춘 장소를 찾아가는 것도 좋은 경험이 될 것입니다.
③ ‘감성적 체험’ 단계의 하위 요소 확인하기
감성적 체험 단계는 학생에게 흥미와 동기를 부여하는 역할을 하며, 하위 요소로는 ‘문제 해결’, ‘협력학습’, ‘도전의식’의 3가지를 꼽을 수 있습니다.
첫째로 ‘문제 해결’을 위해서는 실생활 연계 문제를 제시하고 창의적 설계를 거쳐 해결책을 찾아내게 함과 동시에 성공의 기쁨을 느낄 수 있는지도 확인해야 합니다.
일부 STEAM 수업에서는 ‘상황 제시’ 단계에서 여전히 흥미롭고 재밌는 문제를 제안하는 것에만 치중할 뿐 제대로 해결이 되었는지 확인하는 마지막 단계가 생략되기도 합니다. ‘문제 해결’ 요소를 확인하지 않으면 계획된 시간 안에 전체 과정이 마무리되지 않아 학습이 아닌 활동 수준에 그칠 우려가 있습니다.
문제 해결을 확인할 때는 어떠한 방법을 사용하는 것이 좋을까요. 학교 현장에서 진행되는 STEAM 수업 중 상당수가 학생들이 얻어낸 산출물을 가지고 시합을 벌이거나 상호평가를 함으로써 성공의 경험을 느끼도록 진행되고 있습니다. 잘못된 방법은 아니지만 체험 단계가 경쟁이나 평가로만 점철된다면 STEAM의 개념에
부합된다고 말하기 어렵습니다.
바람직한 STEAM 수업이 되려면 학생들이 어떠한 과학적 원리를 응용해서 문제 해결을 시도했는지 자신의 설계과정을 직접 발표하는 시간을 가지는 것이 좋습니다. 다른 학생이나 상대 모둠의 산출물이 더 뛰어나다면 어떠한 원리를 이용해서 어떠한 설계 과정을 거쳤는지를 공유하고 여기서 얻어낸 실마리를 자신의 설계에 반영하는 피드백 과정도 필요합니다. 문제 해결이 성공적으로 결말을 맺지 못하더라도 다시 문제점을 발견하고 수정해서 새로운 과제에 도전할 수 있다면 바람직한 감성적 체험 단계라 하겠습니다.
둘째로 ‘협력학습’을 위해서는 혼자의 힘이 아닌 협동심을 통한 해결책 접근이 권장되어야 합니다. STEAM 수업에서 주어지는 문제 중에는 혼자서 해결하기 어렵거나 장시간이 소요되어야 하는 것들이 많습니다. 그러므로 여러 분야의 지식을 융합하는 과정에서 구성원 간에 협력이 원활해진다면 문제 해결의 중요한 열쇠를 얻어낼 가능성이 높아집니다.
문제 해결 과정에서 협동심을 발휘하는 것은 교육적으로도 큰 의미가 있습니다.
학생들이 성장해 마주하게 될 미래 사회의 상황들은 지금의 문제보다 훨씬 복잡할 것입니다. 또한 여러 분야의 전문가가 긴밀하게 협력해야만 해결이 가능한 문제들도 다수 발생할 것입니다. 동료와의 협력을 통한 문제 해결 능력은 융합형 미래 인재가 갖춰야 할 필수 역량입니다.
우수한 연구성과나 첨단 과학기술 제품이 한 개인의 노력에 의해 탄생하는 시대는 이미 끝났습니다. 복잡한 문제를 해결하려면 대단위 협업을 진행해서 효과적인 해결책을 도출하는 것이 바람직합니다. 이러한 환경에서는 다른 사람과 협업하는 능력이 곧 개인의 경쟁력으로 인정을 받습니다.
개인의 성격과 능력이 아직 완성되지 않은 학창시절에 협업을 통한 문제 해결의 경험을 한다면 향후 거대한 프로젝트를 수행할 때도 부담을 덜어주고 적응력을 높여줄 것입니다. 그러므로 협동을 이용해 문제를 해결하는 기쁨을 맛볼 기회를 주는 것은 STEAM 수업의 감성적 체험에 있어 상당히 중요한 요소가 됩니다.
셋째로 ‘도전의식’을 위해서는 교사의 지도가 필수적입니다. 협력을 통해 자신의