2016년 첨단과학교사연수센터_한국과학기술원 (권동수)

(

Advanced Science and Technology

Training Center for Teachers)

결과보고서

연구기관 : KAIST 과학영재교육연구원

연구책임자 : 권 동 수

2017. 2. 1.

관리번호

과제구분

연구과제명

(한글) 2016년 첨단과학교사연수센터 운영

(영문) Advanced Science and Technology Training

Center for Teachers

연구기관

기 관 명

소재지

기 관 장

KAIST

대전광역시

강성모

연구책임자

성 명

소속 및 직급

전 공

권동수

KAIST

과학영재교육연구원 /

원장

기계공학

연구기간

2016년 5월 1일 ~ 2016년 12월 30일(8개월)

연구용역비

일금 이억사천만원(￦ 240,000,000)

참여연구원수

총 11명

2016년도 첨단과학교사연수센터 운영사업에 의하여 수행중인 연구

과제의 최종보고서를 붙임과 같이 제출합니다

_.

붙임

_{: 최종보고서 10부.}

2016년 12월 30일

주관연구책임자 권 동 수 인

주관연구기관장 강 성 모 직인

한국과학창의재단 이사장 귀하

한국과학창의재단 이사장 귀하

본 보고서를

_{“2016 첨단과학교사연수센터 운영 사업”의}

결과보고서로 제출합니다

_.

2016년 12월 30일

○ 주관연구기관 : KAIST

○ 연 구 기 간 : 2016.5.1 ~ 2016.12.30

○ 주관연구책임자 : 권동수

(KAIST 과학영재교육연구원)

○ 참여연구원

․이영주 (KAIST 과학영재교육연구원)

․김영민 (KAIST 과학영재교육연구원)

․우정수 (KAIST 과학영재교육연구원

․신윤주 (KAIST 과학영재교육연구원)

․이범진 (KAIST 과학영재교육연구원)

․최진수 (KAIST 과학영재교육연구원)

․박서희 (KAIST 과학영재교육연구원)

․송미영 (천안신용초등학교)

․김순덕 (천안봉서중학교)

․길기완 (상인고등학교)

이 연구는 _{‘2016년 첨단과학교사연수센터 운영’ 사업으로, 본 연구(사업)의} 목적은 융합인재교육_{(STEAM) 심화과정 연수를 통하여 첨단과학기술과 융합} 인재교육_{(STEAM)에 대한 교사 전문성을 향상하는데 있다.} 이를 위해_{, STEAM 심화과정 연수와 STEAM 관리자 연수를 실시하였으며,} 결과는 다음과 같다_. 첫째_{, 초·중등교원을 대상으로 한 60시간의 STEAM 심화과정 연수의 커리} 큘럼과 프로그램을 개발하였다_{. 온라인 연수, 집합 연수, 현장적용 및 성과확} 산 연수_{, 성과발표 연수의 4단계로 구성되었으며, 연수 프로그램 기획을 위하} 여 과년도 연수 운영 결과와 기존 연수 참가자 및 연수 참가 희망자들의 요구 를 조사 및 분석하였다_{. 인문·예술과 과학의 융합 프로젝트 인 ARTIENCE 프} 로젝트 작가와 초_{․중등학교 및 대학교의 STEAM 교육 관련 전문가를 연수에} 적극 활용하였다_{. 특히, 올해에는 교사들의 요구가 많은 ‘드론, 수학, 표준, 선} 박해양_{, 전자통신’ 관련 연구원을 연수에 활용하여, 다양한 주제의 프로그램을} 구성하였다_{. 연수의 효과를 높이기 위해, 주제별 및 학교급별로 20명 이내로} 분반을 구성하여 교사들의 관심 분야 및 주제에 대한 선택권을 최대한 보장하 였다_. 둘째_{, STEAM 심화과정 연수는 총 214명이 참가하였으며, 이 중 총 209명} (멘토 교사 17명 포함)이 이수하였다. STEAM 연수를 통해 개발된 프로그램은 학교 현장에서 약 _{14,000여명의 학생과 1,300여명의 학부모, 3,700여명의 교사} 에게 적용 및 안내되었다_{. 대부분의 교사들이 STEAM 심화과정에 높은 만족} 도를 나타냈으며_{, 연수를 통한 목표 성취도 역시 높게 나타났다. STEAM 심화} 연수를 통해 교사들의 _{STEAM 교육에 대한 이해도, 필요도, 적용 의지 등의} 인식 역시 향상되었다_. 셋째_{, 초·중등학교의 관리자들을 대상으로 한 6시간의 STEAM 관리자 연수} 를 실시하였으며_{, 연수에 135명이 참가하였으며, 131명이 연수를 이수하였다.} 관리자 연수는 관리자들의 _{STEAM 교육 정책 및 효과, 첨단과학기술에 대한}

연수를 통하여 _{STEAM에 대한 관리자들의 높은 요구를 다시한번 확인할 수} 있었으며_{, 관리자 연수에 대한 만족도 역시 전체적으로 높게 나타났다.} 넷째_{, 첨단과학교사연수센터의 운영 성과 확산을 위하여, 홍보영상을 제작하} 였고_{, STEAM 교육 관련 연구 결과를 관련 학술대회 2회, 학술지 2회에 발표} 하였으며_{, 추후에도 학술대회 및 학술지에 발표할 예정이다.} 다섯째_{, 2012년부터 2016년까지의 심화과정 연수 이수자 1,400여명에 대한} 추적 조사를 실시하였으며_{, 254명의 응답을 분석하였다. 연수 이수자들은 비교} 적 _{STEAM 교육을 잘 적용하고 있었으며, STEAM 관련 교육 및 연구 프로젝} 트에도 많이 참여하고 있었다_{. 또한, STEAM 교육 전반에 대한 적용과 효과에} 대해서도 긍정적으로 인식하고 있었다_{. STEAM 심화연수에 대해서도 높은 인} 식과 요구를 나타냈다_. KAIST의 ‘2016년 첨단과학교사연수센터 운영’ 사업은 STEAM 및 첨단 과학 교사 연수의 _{Know-how와 KAIST 및 대덕R&D특구의 우수한 자원을 활용한} 교원 연수로써_{, 초․중등 교사들의 첨단과학기술과 융합인재교육(STEAM)에} 대한 교사 전문성을 향상시켜_{, 학교 현장의 STEAM 교육 활성화에 이바지하} 였다_.

Ⅰ. 서론 ··· 1 1. 연구(사업)의 필요성 ··· 1 2. 연구(사업)의 목적 ··· 3 Ⅱ. 이론적 배경 ··· 4 1. 융합인재교육(STEAM)의 개념과 정책방향 ··· 4 2. 교사 전문성 ··· 10 3. 교사 전문성의 새로운 관점 ··· 20 4. 첨단과학 교육의 의미 ··· 27 5. 국내외 첨단과학 관련 교사연수 사례 ··· 34 6. 첨단과학 교사연수의 구성 및 운영 방향 ··· 43 7. 첨단과학교사연수센터의 운영 모델 ··· 46 Ⅲ. 심화 연수 운영 방법 ··· 47 1. 심화연수 참여자 현황 ··· 47 2. 심화연수 모형 및 내용 ··· 49 3. 심화연수 운영 방안 ··· 74 Ⅳ. 심화 연수 운영 결과 ··· 84 1. 심화연수 개요 ··· 84 2. 심화연수(집합연수) 프로그램별 세부 내용 ··· 97 3. 심화연수(집합연수)의 만족도 ··· 105

V. 관리자 연수 운영 결과 ··· 139 1. 관리자 연수 개요 ··· 139 2. 관리자 연수의 만족도 ··· 143 Ⅵ. 성과 확산 및 추적 조사 결과 ··· 161 1. 운영 성과 확산 ··· 161 2. 이수자 추적 조사 분석 ··· 163 Ⅶ. 결론 및 제언 ··· 189 참고문헌 ··· 193 부록 ··· 197 1. 집합연수 설문지 ··· 197 2. 전체 심화연수 설문지 ··· 203 3. 관리자 연수 설문지 ··· 207 4. 연수 이수자 명단 ··· 210 5. 이수자 추적 조사 설문지 ··· 221 6. 수업설계안 및 수업지도안 설계 양식 ··· 228

<표 Ⅱ-1> 교사의 전문성 요소 ··· 16 <표 Ⅱ-2> 교사 전문성의 재개념화 ··· 20 <표 Ⅱ-3> 대표적인 수업설계 모형과 단계 ··· 24 <표 Ⅱ-4> 설계과정과 문제해결 특성 및 절차 ··· 26 <표 Ⅱ-5> 첨단과학 분야별 첨단과학기술 내용 ··· 28 <표 Ⅱ-6> 차세대 성장동력 10대 산업별 품목 및 기술 ··· 30 <표 Ⅱ-7> 학교교육의 첨단과학의 반영 실태 ··· 31 <표 Ⅱ-8> 교육과학기술부의 ‘융합인재교육(STEAM) 교사 연수’ ··· 41 <표 Ⅱ-9> 효율적인 교사연수 구성방안 ··· 43 <표 Ⅲ-1> 학교급별 및 남여 집합연수 이수자 ··· 47 <표 Ⅲ-2> 지역별 집합연수 이수 교사 ··· 48 <표 Ⅲ-3> 지역별 연수대상자 배정(한국과학창의재단) ··· 49 <표 Ⅲ-4> 평가 항목 및 기준 ··· 55 <표 Ⅲ-5> 멘토교사 사전교육 워크숍 일정표 ··· 56 <표 Ⅲ-6> 분과별 멘토교사 명단 ··· 61 <표 Ⅲ-7> 첨단과학기술Lab 전문가 협의회 일정표 ··· 62 <표 Ⅲ-8> Artience 전문가 협의회 일정표 ··· 61 <표 Ⅳ-1> 2016 융합인재교육(STEAM) 심화과정 연수 세부 내용 ··· 63 <표 Ⅳ-2> 원격연수 강좌명 및 주요내용, 담당 강사 및 과제 내용 ··· 64 <표 Ⅳ-3> 집합연수 세부 일정표 ··· 65 <표 Ⅳ-4> 아티언스 프로젝트 예술가들의 주제 및 강의 개요 ··· 77 <표 Ⅳ-5> 분야별 첨단과학기술 전문가 및 담당 멘토교사 명단 ··· 79 <표 Ⅳ-6> 분과별 개발 수업 주제 ··· 100 <표 Ⅳ-7> 분임별 개발 수업 주제 ··· 101 <표 Ⅳ-8> 설문 참여자 일반사항 ··· 105

<표 Ⅳ-11> 본 연수가 타 연수에 비해 차별화된 점(다중응답) ··· 110 <표 Ⅳ-12> 연수 시설과 연수 담당자의 지원 활동에 대한 만족도 ··· 111 <표 Ⅳ-13> 특강 및 Artience 연수 내용에 대한 만족도 ··· 113 <표 Ⅳ-14> 첨단과학기술Lab 연수 내용에 대한 만족도 ··· 114 <표 Ⅳ-15> 멘토교사 우수수업사례 발표 및 멘토링에 대한 만족도 ··· 115 <표 Ⅳ-16> 연수의 전체적인 운영 및 내용에 대한 만족도’ ··· 116 <표 Ⅳ-17> 연수 내용 부문 별 만족도 교차분석 ··· 117 <표 Ⅳ-18> 연수 내용 부문 별 불만족도 교차분석(다중응답) ··· 118 <표 Ⅳ-19> STEAM 심화연수의 필요성 ··· 119 <표 Ⅳ-20> STEAM 심화연수의 필요성(다중응답) ··· 119 <표 Ⅳ-21> 향후 개설희망 연수 과정 의견 ··· 121 <표 Ⅳ-22> 본 연수의 유익한 점 ··· 121 <표 Ⅳ-23> 향후 연수를 위한 제언 ··· 122 <표 Ⅳ-24> 현장적용 및 성과확산 결과 ··· 123 <표 Ⅳ-25> STEAM 프로그램 주제 리스트 ··· 125 <표 Ⅳ-26> STEAM 심화과정 연수 우수교사 시상자 명단 ··· 133 <표 Ⅳ-27> 설문 참여자 일반사항 ··· 134 <표 Ⅳ-28> 전체 연수 만족도 ··· 135 <표 Ⅳ-29> 목표 성취 만족도 ··· 136 <표 Ⅳ-30> 연수 프로그램별 만족도 ··· 136 <표 Ⅳ-31> STEAM 교육에 대한 인식 ··· 137 <표 Ⅳ-32> STEAM 심화연수 이수 교사 지원 방안 의견 ··· 138 <표 Ⅳ-33> 향후 STEAM 심화연수의 필요 주제 및 내용 의견 ··· 138 <표 Ⅴ-1> STEAM 관리자 연수 이수자 현황 ··· 139 <표 Ⅴ-2> STEAM 관리자 연수 세부 일정 ··· 140 <표 Ⅴ-3> 설문 참여자 일반사항 ··· 143

<표 Ⅴ-7> 학교에서의 STEAM 교육 지속 필요성 ··· 149 <표 Ⅴ-8> 학교에서의 STEAM 교육 적용 및 운영도 ··· 150 <표 Ⅴ-9> 학교 STEAM의 활성화를 위해 필요한 사항(다중 응답) ··· 151 <표 Ⅴ-10> STEAM 교육의 학교 적용시 발생하는 어려운 점(다중 응답) ··· 152 <표 Ⅴ-11> STEAM 적용시에 가장 적당한 시간(다중 응답) ··· 153 <표 Ⅴ-12> STEAM 교육을 통해 기대되는 학생 성과(다중 응답) ··· 154 <표 Ⅴ-13> STEAM 교육 지원에 대한 만족도 ··· 155 <표 Ⅴ-14> 관리자를 대상으로 한 STEAM 연수의 필요성 ··· 156 <표 Ⅴ-15> STEAM 관리자 연수가 필요한 이유(다중 응답) ··· 157 <표 Ⅴ-16> STEAM 관라지 연수의 적정 운영 형태 ··· 158 <표 Ⅴ-17> STEAM 관리자 연수에서 다뤄야 할 주제(다중 응답) ··· 159 <표 Ⅴ-18> STEAM 관리자 연수에서 다뤘으면 하는 교육 주제 및 내용 및 기 타 의견에 대한 개방형 문항 ··· 160 <표 Ⅵ-1> 설문 참여자 일반사항 ··· 163 <표 Ⅵ-2> STEAM 교육 수업 활용 정도 ··· 166 <표 Ⅵ-3> STEAM 교육 적용해본 수업 ··· 167 <표 Ⅵ-4> STEAM 수업에서 융합해본 교과(다중 응답) ··· 168 <표 Ⅵ-5> 주로 진행했던 STEAM 수업의 형태 ··· 169 <표 Ⅵ-6> 주로 적용하였던 STEAM 수업의 유형 ··· 170 <표 Ⅵ-7> STEAM 수업을 적용하기에 가장 적절한 수업 ··· 171 <표 Ⅵ-8> STEAM 관련 교육 및 연구 프로젝트에 참여 여부 ··· 172 <표 Ⅵ-9> STEAM 관련 교육 및 연구 프로젝트에 참여도 분석 결과 ··· 172 <표 Ⅵ-10> STEAM 관련 참여 프로그램 ··· 173 <표 Ⅵ-11> STEAM 관련 프로그램에 참여하지 않은 이유 ··· 174 <표 Ⅵ-12> STEAM이 활성화를 위한 필요 사항 ··· 175 <표 Ⅵ-13> STEAM 교육 관련 인식 ··· 176 <표 Ⅵ-14> 연수 유형에 따른 STEAM 연수의 필요도 ··· 179

<표 Ⅵ-17> STEAM 심화연수의 적정 이수 시간 ··· 182 <표 Ⅵ-18> STEAM 심화연수에서 다뤘으면 하는 주제 ··· 183 <표 Ⅵ-19> STEAM 심화연수에서 활용이 필요한 인적 자원 ··· 184 <표 Ⅵ-20> STEAM 심화연수에서 활용이 필요한 물적 자원 ··· 185 <표 Ⅵ-21> KAIST의 STEAM 심화연수의 장점 ··· 186 <표 Ⅵ-22> KAIST의 STEAM 심화연수에 대한 의견 ··· 187

[그림 II-1] 융합인재교육의 개념 ··· 5 [그림 II-2] 융합인재교육(STEAM) 학습 준거(틀) ··· 6 [그림 II-3] 탐구기반학습과 설계기반학습의 비교 ··· 7 [그림 II-4] 융합인재교육(STEAM) 수업 유형 ··· 8 [그림 II-5] 융합인재교육 교원 연수 추진내용 ··· 9 [그림 Ⅱ-6] 교사지식의 구성 요소 ··· 11 [그림 Ⅱ-7] 첨단과학 교사 전문성의 구성 요소 ··· 18 [그림 Ⅱ-8] 현장적용형 혼합학습 교사연수의 기본모형 ··· 19 [그림 Ⅱ-9] 첨단과학교육의 필요성 ··· 33 [그림 Ⅱ-10] CBEN 하계 교사 인턴쉽 활동 모습 ··· 34 [그림 Ⅱ-11] BioTrek의 Outreach 커뮤니티 협의회 활동 모습 ··· 35 [그림 Ⅱ-12] 윌리엄 앤 메리 대학 영재교육센터 워크숍 모습 ··· 37 [그림 Ⅱ-13] 2016년 KAIST 첨담과학교사연수센터 운영 모델 ··· 46 [그림 Ⅲ-1] 첨단과학교사연수의 단계 ··· 50 [그림 Ⅲ-2] 연수 모형에 따른 주요 내용 ··· 51 [그림 Ⅲ-3] 첨단과학교사연수센터 심화과정 연수 모형 ··· 52 [그림 Ⅲ-4] 첨단과학교사연수센터 연수 운영 전략 ··· 54 [그림 Ⅳ-1] 특강 활동사진 ··· 76 [그림 Ⅳ-2] Artience 활동사진 ··· 78 [그림 Ⅳ-3] 브레인A 분임 활동사진 ··· 81 [그림 Ⅳ-4] 브레인B 분임 활동사진 ··· 83 [그림 Ⅳ-5] 항공우주A 분임 활동사진 ··· 85 [그림 Ⅳ-6] 항공우주B 분임 활동사진 ··· 87 [그림 Ⅳ-7] 수학 분임 활동사진 ··· 89 [그림 Ⅳ-8] 표준 분임 활동사진 ··· 91 [그림 Ⅳ-9] 선박해양 분임 활동사진 ··· 93

[그림 Ⅳ-12] 드론 분임 활동사진 ··· 99 [그림 Ⅳ-13] 분임 개발 및 전문가 자문 활동사진 ··· 103 [그림 Ⅵ-14] 설문 참여자 일반사항 그래프 ··· 106 [그림 Ⅵ-15] 연수의 내용과 구성에 대한 만족도 그래프 ··· 109 [그림 Ⅵ-16] 본 연수가 타 연수에 비해 차별화된 점 그래프 ··· 110 [그림 Ⅵ-17] 연수 시설과 연수 담당자의 지원 활동 만족도 그래프 ··· 111 [그림 Ⅵ-18] 특강 및 Artience 연수 내용에 대한 만족도 그래프 ··· 113 [그림 Ⅵ-19] 첨단과학기술Lab 연수 내용에 대한 만족도 그래프 ··· 115 [그림 Ⅵ-20] 멘토교사 우수수업사례 발표 및 멘토링에 대한 만족도 그래프 ··· 116 [그림 Ⅵ-21] STEAM 심화연수 후에 필요한 지원 그래프 ··· 120 [그림 Ⅳ-22] 성과발표회 활동사진 ··· 124 [그림 Ⅳ-23] 초등 수업지도안 예시 ··· 128 [그림 Ⅳ-24] 초등 현장적용결과보고서 예시 ··· 129 [그림 Ⅳ-25] 초등 수업지도안 ··· 130 [그림 Ⅳ-26] 중등 현장적용결과보고서 예시 ··· 131 [그림 Ⅳ-27] 우수 교사 상장 시안 ··· 132 [그림 Ⅳ-28] 설문 참여자 일반사항 그래프 ··· 135 [그림 Ⅳ-29] STEAM 교육에 대한 인식 그래프 ··· 137 [그림 Ⅴ-1] STEAM 관리자 연수 전체 활동 사진 ··· 141 [그림 Ⅴ-2] STEAM 관리자 연수 학교급별 활동 사진 ··· 142 [그림 Ⅴ-3] 설문 참여자 일반사항 그래프 ··· 144 [그림 Ⅴ-4] STEAM 관리자 연수에 대한 소속별 만족도 그래프 ··· 145 [그림 Ⅴ-5] 프로그램별 만족도 그래프 ··· 147 [그림 Ⅴ-6] 연수 운영 만족도 그래프 ··· 148 [그림 Ⅴ-7] 학교에서의 STEAM 교육 지속 소속 별 필요성 그래프 ··· 149

[그림 Ⅴ-11] STEAM 적용시에 가장 적당한 시간 그래프 ··· 153 [그림 Ⅴ-12] STEAM 교육을 통해 기대되는 학생 성과 그래프 ··· 154 [그림 Ⅴ-13] STEAM 교육 지원에 대한 만족도 그래프 ··· 155 [그림 Ⅴ-14] 관리자를 대상으로 한 STEAM 연수의 필요성 그래프 ··· 156 [그림 Ⅴ-15] STEAM 관리자 연수가 필요한 이유 그래프 ··· 157 [그림 Ⅴ-16] STEAM 관리자 연수의 적정 운영 형태 그래프 ··· 159 [그림 Ⅴ-17] STEAM 관리자 연수에서 다뤄야 할 주제 그래프 ··· 160 [그림 Ⅵ-1] 홍보영상 예시 ··· 161 [그림 Ⅵ-2] 설문 참여자 일반사항 그래프 ··· 165 [그림 Ⅵ-3] STEAM 교육 수업 활용 정도 그래프 ··· 166 [그림 Ⅵ-4] STEAM 교육 적용해본 수업 그래프 ··· 167 [그림 Ⅵ-5] STEAM 수업에서 융합해본 교과 그래프 ··· 168 [그림 Ⅵ-6] 주로 진행했던 STEAM 수업의 형태 그래프 ··· 169 [그림 Ⅵ-7] 주로 적용하였던 STEAM 수업의 유형 그래프 ··· 170 [그림 Ⅵ-8] STEAM 수업을 적용하기에 가장 적절한 수업 그래프 ··· 171 [그림 Ⅵ-9] STEAM 관련 교육 및 연구 프로젝트에 참여도 그래프 ··· 172 [그림 Ⅵ-10] STEAM 관련 참여 프로그램 그래프 ··· 173 [그림 Ⅵ-11] STEAM 관련 프로그램에 참여하지 않은 이유 그래프 ··· 174 [그림 Ⅵ-12] STEAM이 활성화를 위한 필요 사항 그래프 ··· 175 [그림 Ⅵ-13] STEAM 교육 관련 인식 그래프 ··· 178 [그림 Ⅵ-14] 연수 유형에 따른 STEAM 연수의 필요도 그래프 ··· 180 [그림 Ⅵ-15] STEAM 심화연수가 필요한 이유 그래프 ··· 181 [그림 Ⅵ-16] STEAM 심화연수의 적정 이수 시간 그래프 ··· 182 [그림 Ⅵ-17] STEAM 심화연수에서 다뤘으면 하는 주제 그래프 ··· 183 [그림 Ⅵ-18] STEAM 심화연수에서 활용이 필요한 인적 자원 그래프 ··· 184 [그림 Ⅵ-19] STEAM 심화연수에서 활용이 필요한 물적 자원 그래프 ··· 185 [그림 Ⅵ-20] KAIST의 STEAM 심화연수의 장점 그래프 ··· 186

Ⅰ. 서론

1. 연구(사업)의 필요성

가

_{. 융합인재교육(STEAM)에 첨단과학 도입의 필요성}

1) ‘2009 개정교육과정’에서 모든 학생에게 미래 사회가 요구하는 높은 수 준의 창의_{․인성 함양을 위해 융합교육을 강화해야 함을 제시하였고} (교육과학기술부, 2009), ‘2015 개정교육과정’에서는 STEAM교육을 보다 강화하였음_. 2) ‘제2차 과학인재개발육성계획(’11~‘15)’에서 창의적 융합 인재와 세계적 인 과학기술 인재를 체계적으로 육성하기 위해 교육과 과학기술의 융 합 시너지를 활용하고_{, 구체적으로는 초․중등 수준에서 융합인재교육} (STEAM)을 추진하였고(교육과학기술부, 2011), 2016년 3월에는 ‘과학교 육종합계획_{(2016-2020)’을 통해 ‘STEAM 마스터플랜’의 수립 계획을 제} 시함_{(교육부, 한국과학창의재단, 2016).} 3) 중등과학교육에서 첨단과학을 과학교육에 도입할 필요성과 중요성은 교사와 학생 모두가 인지하고 있으나_{(김영민 등, 2010), 과학교사들의} 과학기술경험 및 심화지식의 부족으로 인해 과학기술을 제시하고 해설 하는 능력이 결여되고 있음_{(문수연 등, 2005).}

나

_{. 첨단과학교사연수센터 운영 및 지속성의 필요성}

1) 과학기술이 급속히 발전함에 따라 융합화, 세계화, 복잡화, 불예측성이 증가되고 있어_{, 미래인재상 또한 전문성, 글로벌성, 융합성, 문화지향} 성_{, 창의성으로 변화되었음. 이는 급격히 변화하는 사회에서는 늘 새로} 운 문제에 당면하게 되고_{, 해결을 위하여 창의적인 문제해결력을 요하} 는 시대를 반영함_{. 교육의 방향도 이를 반영한 융합인재교육(STEAM)} 으로 패러다임을 전환하고 있음_{. 즉, 현재 청소년들이 살아가야 할 미} 래는 창의적 아이디어와 과학기술 경쟁력이 곧 국가경쟁력인 시대임_. 2) 우리나라에서도 창의적 과학기술인재대국을 위한 제2차 과학기술인재 육성_{․지원 기본계획에 따라 다양한 초․중등 융합인재교육(STEAM)} 정책을 수행해 왔음_{. 이는 국가과학기술의 발전이 세계화 시대에서 가} 장 중요한 생존전략임을 반영한 것임_{. 초중등 학교의 과학교육이 과학} 기술 발전의 초석을 이루기 때문에 교육선진국에서는 과학교육을 매우 중요하게 취급함_. 3) 첨단과학기술 전문가와 과학 교육자를 연계시킬 수 있는 교사연수센터 가 지속적으로 운영되는 것이 필요함_{. 과학교육의 내용과 과학기술의} 심한 격차로 비현실적인 낡은 지식을 교육하고 있음_{. 이는 학생들의} 과학 흥미도와 과학교육에 대한 신뢰도가 저하 원인으로 작용하며 결 국 학교에 대한 불만과 이공계기피로 연결됨_{. 따라서, 학습자 주도의} 창의적인 융합형 인재양성이 일선학교에서 활성화될 수 있도록 상황 제시_{, 창의적 설계, 성공의 경험을 통한 새로운 문제에 도전하는 융합} 인재교육_{(STEAM)의 학습 준거에 따른 프로그램개발, Know-how 공유,} 교수_{․학습 지식 재생산이 있는 첨단과학기술을 소재로 한 전문성 센} 터가 지속적으로 운영될 필요가 있음_.

2. 연구(사업)의 목적

본 연구_{(사업)의 목적은 융합인재교육(STEAM) 심화과정 연수를 통하여} 첨단과학기술과 융합인재교육_{(STEAM)에 대한 교사 전문성을 향상하는데} 있다_{. 이 연구를 위해 본 연구에서 제기한 연구 문제는 다음과 같다.} 첫째_{, 첨단과학교사연수를 위한 연수 모형은 무엇인가?} 둘째_{, 첨단과학교사연수센터 운영 내용은 어떠한가?} 셋째_{, 첨단과학교사연수센터 운영에 따른 만족도와 효과성은 어떠한가?} 넷째_{, 첨단과학교사연수센터의 효과적인 운영 방안은 무엇인가?}

Ⅱ. 이론적 배경

이 장에서는 교사 전문성과 첨단과학 교육의 이론적 배경을 통해 첨단과 학 교사 전문성의 의미를 탐색하고자 한다_{. 더불어 국내외 첨단과학 관련} 교사연수 사례를 통해 성공적인 첨단과학 교사연수를 수행하기 위한 연수 모형을 설계하고자 한다_.

1. 융합인재교육(STEAM)의 개념과 정책방향

가

_{. 융합인재교육(STEAM)의 개념}

융합인재교육_{(STEAM)은 국가경쟁력의 확보와 미래 사회에서 요구되는} 인재를 육성하는 데 초점을 두고 있다_{. 이러한 인재는 과학기술 분야의 전} 문 지식 뿐만 아니라 창의적 문제해결력_{, 의사결정능력, 인문예술학적 소양} 등과 같은 다양하고 통합적인 능력이 요구된다_{(이효녕, 2013).} 융합인재교육_{(STEAM)은 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 과학기술} 기반의 융합적 사고와 문제해결력을 배양하는 교육이며_{, 미래 과학기술 정보} 사회의 개인 및 국가와 사회의 경쟁력 향상을 위한 교육이다_{{그림 II-1}.} 융합인재교육은 과학기술공학과 관련된 다양한 분야의 융합적 지식_{, 과정,} 본성에 대한 흥미와 이해를 높여 창의적이고 종합적으로 문제를 해결할 수 있는 융합적 소양을 갖춘 인재를 양성하는 교육이라고 정의 내릴 수 있다 (백윤수 등, 2011). 학습자가 실생활과 연계된 문제상황을 해결하기 위해 설 계 기반의 학습이나 문제해결 과정을 통해 새로운 개념을 생성하고_{, 창의적} 으로 설계하며 더불어 사는 인성_{, 즉 사회적 감성이 발달되도록 하는 것이} 다_{(백윤수 등, 2012).}

[그림 II-1] 융합인재교육의 개념(한국과학창의재단, 2012)

나

_{. 융합인재교육(STEAM)의 학습준거틀}

융합인재교육의 기본 요소는 창의적 설계_{(Creative Design)와 감성적 체험} (Emotional Touch)이며, 창의적 설계와 감성적 체험은 학생들에게 과학기술 과 관련된 다양한 분야의 융합적 지식_{, 과정, 본성을 기반으로 자기주도적인} 학습 경험을 제공하는 것이다_{(백윤수, 박현주, 2012; 백윤수 외, 2012).} [그림II-2]의 융합인재교육의 학습준거틀은 STEAM 교육을 일선 현장에 적용을 위한 가이드라인과 수업 구성이나 프로그램 개발의 기본틀 (framwork)이 될 수 있다. 융합인재교육(STEAM) 학습준거(틀)에서 핵심 요 소는 창의적 설계와 감성적 체험이다_{. 먼저 상황을 제시하여 학생들이 나의} 문제로 인식하게 하며_{, 학생스스로 자기 주도적인 학습을 할 수 있도록 하} 고 실생활 문제와 연계시키는 것이 중요하다_{(이효녕, 2013).}

[그림 II-2] 융합인재교육(STEAM) 학습 준거(틀)(한국과학창의재단, 2012)

다

_{. 창의적 설계의 이해}

그동안의 과학교육과 과학실험의 탐구기반학습의 과정에서는 _{Why에 대} 한 답을 얻기 위한 실험에 초점을 두고 있지만_{, 기술/공학교육 및 공학설계} 과정의 설계기반학습에서는 어떻게 문제를 해결할 것인가에 초점을 두고 있 다_{. ‘설계’는 공학의 핵심 개념이지만 기술/공학에서 적용하고 있는 설계 기} 반의 문제해결 과정의 핵심적인 과정을 초_{․중등 수준으로 적합하게 교육시} 키는 것이다_{[그림 II-3].} 창의적 설계 과정은 학습자가 개인의 삼에서 필요와 가치를 찾고_{, 학습자} 스스로의 문제로 받아들여 _{‘설계 작업’을 수락하는 것으로부터 출발하며, 학} 습 활동과 구체적이며 실질적인 관계 설정을 통한 자기주도적 학습을 의미

한다고도 볼 수 있다_{. 즉 학생이 주어진 상황이나 조건 하에서 최적의 방안} 을 찾아 설계를 통해 문제를 해결하는 과정을 의미하는 것이다_{(백윤수 등,} 2011, 2012). [그림 II-3] 탐구기반학습과 설계기반학습의 비교(한국과학창의재단, 2012)

라

_{. 융합인재교육(STEAM)의 수업 유형}

융합인재교육_{(STEAM)의 수업은 다양한 상황에서 구현이 가능하다. 이러} 한 수업의 모형은 크게 교과내 수업형_{, 교과 연계 수업형, 창의적체험활동형} (교육과정 재구성 및 방과후학교형)으로 구분지을 수 있다. 교과내 수업형은 하나의 중심 교과에 과학_{, 기술, 공학, 예술, 수학의 요소를 연계하여 진행하} 는 형태를 의미한다_{. 교과 연계 수업형은 주제 중심으로 관련된 여러 교과}

를 연계하여 교과 간 연계가 가능하다_{. 또한 창의적 체험활동형은 주제 중} 심으로 전체 교육과정을 재구성하거나 별도의 프로그램을 개발하여 사용할 수도 있다_{[그림 II-4].} [그림 II-4] 융합인재교육(STEAM) 수업 유형(한국과학창의재단, 2012)

마

_{. 융합인재교육(STEAM) 교원역량강화 추진 방안}

한국과학창의재단_{(2012)은 융합인재교육(STEAM)에 대한 교원들의 역량을} 강화하기 위한 목적으로 _{2011년부터 파이오니어 연수, CEO 및 교육전문직} 연수를 통해 융합인재교육_{(STEAM) 전문가 양성을 위한 기반을 구축하여} 왔다_{. 2012년에 들어서는 융합인재교육(STEAM) 연수를 입문과정(15시간),} 기초과정_{(30시간), 심화과정(60시간)으로 체계화하여 구성하였다[그림 II-5].} 입문과정에서는 원격연수를 통하여 교원들의 융합인재교육_{(STEAM)에 대} 한 기본개념의 이해 및 현장 분위기 확산을 유도하였으며_{, 기초과정에서는} STEAM프로그램의 재구성 및 수업역량 배양을 꾀하였다. 그리고 심화과정 은 융합인재교육_{(STEAM)의 상황에서 전문가가 될 수 있도록 STEAM 수업}

지도안 및 프로그램 개발 역량을 배양하는 과정으로 구성하였으며_{, 입문과} 정과 기초과정을 이수한 교원이 대상자가 되었다_. 이러한 체계적인 연수운영을 위해 _{2012년 상반기에 융합인재교육} (STEAM) 시범연수를 운영하였으며, 이 결과를 바탕으로 총 2권역의 첨단과 학교사연수센터를 지정하였으며_{, 지속적으로 STEAM관련 타 연수 연계 및} 역할 정립을 통한 첨단과학교사연수센터의 전문성을 강화할 수 있는 정책을 마련하였다_. [그림 II-5] 융합인재교육 교원 연수 추진내용(한국과학창의재단, 2012)

2. 교사 전문성

가

_{. 교사 전문성의 의미}

Shulman(1986)은 전문직인 교사가 가진 교수에 대한 고유한 지식을 PCK (Pedagogical Content Knowledge)로 지칭했다. PCK란 특정 내용을 학생의 이해를 촉진시키도록 가르치는 방법에 대한 교사의 지식을 의미한다 (Shulman, 1986, 1987). 즉, 학생들이 교과 내용을 이해하기 쉽도록 표현하 는 방법_{, 다시 말해서 학생들이 잘 이해할 수 있도록 교사가 내용을 지도하} 는 교수방법 및 전략에 관한 지식이다_{. PCK는 교과내용 지식과 지식 간의} 관계에 대한 이해를 포함하며_{, 이로 인해 과학교사의 전문성은 PCK를 기반} 으로 교과내용에 적절한 교수전략을 사용할 수 있는 능력이 요구된다_. 특정 교과의 교수_{(teaching)는 매우 복잡하고 고도의 정신활동을 요구하} 며_{, 교사는 다양한 영역의 지식을 종합해서 교실상황에 적용해야 한다. 교사} 의 종합_{·통합 능력은 학생의 분절적 지식 습득을 초월하여 통합되고 심화된} 지식을 개발하고 창의성을 발현하도록 도울 수 있다_{. 교실 상황을 효과적으} 로 운영하는 교사는 학생들이 교과 지식을 개발하고 교과 활동을 이해할 수 있는 환경을 설계하고 지도하는 방법을 아는 교사이다_{(Barnett & Hodson,} 2001). PCK의 개념이나 정의에 대해서는 학자마다 다양한 견해를 내고 있 지만_{, 공통적으로 PCK의 발달은 교실에서의 교사의 실천적 활동과 직접 연} 관이 있기 때문에 특정 주제나 교수방법_{, 전략에 대한 경험이 없는 교사는} 해당 영역에 대한 _{PCK를 거의 지니지 못하고 있다고 볼 수 있으며(Mulhall} et al., 2003), 성공적인 교사는 해당 내용 영역에 대한 PCK가 잘 발달된 것 으로 판단할 수 있다_. Shulman(1987)과 Grossman(1990) 등의 학자들이 구성한 교사지식의 구성 요소는 _{[그림 Ⅱ-6]과 같은 모형으로 표현할 수 있다.}

교과내용학 지식 교과의 구조 교과의 학문적 본성 일반교수법 지식 학습자 및 학습 / 교실경영/ 교육과정 / 수업 / 교육목적 PCK 학생의 이해/ 교과내용에 적절한 수업전략 사용능력 교육맥락적(상황적) 지식 구체적 교육상황 지식 일반적 교육상황 지식 [그림 Ⅱ-6] 교사지식의 구성 요소 위 모형에서 _{PCK에 기여하는 지식 영역들은 다음과 같다.} ① 교과내용학 지식(Subject matter knowledge)

․교과의 구문론적 구조 ․교과의 실체론적 구조 ․교과의 학문적 본성(내용)

② 일반교수법 지식(General pedagogical knowledge) ․학습자 및 학습 ․교실 경영 ․교육과정 및 수업 ․교육목적 ․평가 절차 및 결과에 대한 평가 ․목표 및 가치

③ 교육맥락적 지식(Knowledge of educational context) ․구체적인 교육 상황에 대한 지식

․일반적인 교육 상황에 대한 지식

미국의 _{NSTA (National Science Teachers Association)는 과학교사양성기} 준에서 과학교사의 소양을 과학지식_{, 과학의 본성, 탐구, 이슈, 교수방법, 교} 육과정_{, 지역/인적 네트워크, 평가, 안전과 생명윤리, 전문성 계발로 제시하} 였다_. ① 과학지식 - 과학지식 및 첨단과학지식을 심도 있게 이해하고, 다양한 과학의 개념을 연관짓고 과학적 탐구를 수행하는 능력이다_{. 더불어 교} 과영역의 지식과 개념의 이해를 포함한다_. ② 과학의 본성 - 과학사, 과학철학을 이해하고, 인간의 노력의 산물로서 과학의 실천과 진화를 이해하며_{, 과학과 비과학을 구분할 수 있는 능} 력을 갖추고_{, 학생이 이해할 수 있도록 수업행위로 구현할 수 있는 능} 력 ③ 탐구 - 과학의 탐구과정과 다양한 방법을 이해하고, 학생이 과학적 방 법에 참여할 수 있도록 지도하는 능력 ④ 이슈 - 사회적으로 중요한 과학기술 관련 논쟁에 대해 결정을 내리고 실천할 수 있는 지식과_{, 학생이 이를 이해할 수 있도록 수업으로 구현} 할 수 있는 능력 ⑤ 교수방법 - 다양한 능력과 관심을 가진 학생들이 과학에 흥미를 갖고 학습에 참여하도록 다양한 교수법_{, 협동학습, 컴퓨터 등을 활용할 수} 있는 능력 ⑥ 교육과정 - 과학교육의 목표 달성을 위해 과학과 교육과정을 효과적으 로 수립하고 실천하는 능력 ⑦ 지역 / 인적 네트워크 - 교과영역의 주제를 지역사회와 관련짓고, 인 적자원_{, 정책결정자, 과학기관, 단체를 과학 교수학습 과정에 활용하는}

능력 ⑧ 평가 - 학습자의 지적, 사회적, 개인적 발달을 신장하는 방안으로 학습 자의 배경을 이해하고 학업 성취수준의 평가 결과를 활용한 교수방법 의 수행 능력 ⑨ 안전과 생명윤리 - 안전하고 효과적인 학습환경의 조성으로 학생 개인 의 안전과 생명 존중의 법적_{, 도덕적 책임을 갖고 수업을 수행하는 능} 력 ⑩ 전문성 계발 - 학생, 학교, 지역사회, 교사집단의 다양한 요구에 부응 하도록 개인 및 교직경력 전문성을 계발하는 능력 NSTA에서 제시한 과학교사의 성취 요소는 과학교사로서 갖춰야 할 전문 성의 구성요소로 볼 수 있으며_{, 이는 Shulman이 제시한 PCK의 구성 요소} 와 대부분 일치하고_{, 과학교과의 특성에 부합되는 요소들이 추가적으로 제} 시되어 있다_.

Barnett & Hodson(2001)이 제시한 교수상황지식(Pedagogical Context Knowledge)은 다음의 하위 영역의 지식으로 구성된다.

① 학술적 / 연구 지식 (Academic & Research Knowledge) ․교육 연구 지식 ․과학적 지식(개념, 사실, 이론, 과학사, 과학철학, 과학사회학 등 쟁점 및 과학_{, 기술, 사회, 환경의 관계를 포함하는 과학의 본성에 대한} 지식₎ ․교수활동에 대한 반성 ․동료 교사의 경험 ․과학교육에 대한 개인적 철학

② 교과교육지식 (Pedagogical Content Knowledge) ․과학교수전략의 활용

․과학적 자원 활용 ․타 학교 자료의 활용 ․지역사회 자료 활용 ․과학과 타 교과와의 통합 전략 활용 ․과학교육의 개인화 전략 활용 ③ 전문적 지식 (Professional Knowledge) ․학교 교육의 정치·사회적 지식 ․전문적 교육 지식 ․교사에 대한 지식 ④ 학급 지식 (Classroom Knowledge) ․학습자 심리(학습스타일, 능력, 태도, 준비도) ․학습자의 사회적 지식(문화, 나이, 인종, 성별) ․학습 촉진(환경 및 동기) ․학생으로부터의 피드백 정현철 등_{(2009)은 과학고등학교 및 과학중점고등학교와 같은 고등학교급} 과학영재 및 교육과정의 특징은 교과의 학습수준이 매우 높으며_{, 학생 주도} 적 개방적 연구 활동의 기회가 제공되고_{, 대학진학 및 이공계 진로 지도가} 요구되는 등의 특징이 있기 때문에 교사에게 필요한 전문성을 전공지식 전 문성_{, 탐구지도 전문성, 교과교육 전문성, 학생지도 전문성, 학교업무 전문성} 으로 구성하였다_. ① 전공지식 전문성 ․교과내용지식 ․첨단/최신 수·과학 지식 ․수학사·과학사 및 과학철학 지식 ② 탐구지도 전문성 ․실험실 활동지도

․실험기기 사용법 ․개방적인 탐구지도 ③ 교과교육 전문성 ․오개념 ․교수법 및 자료 활용법 ․평가 방법 ④ 학생지도 전문성 ․과학영재 특성 ․생활지도 및 상담방법 ․이공계 진로지도 ⑤ 학교업무 전문성 ․학생선발 및 대입 진학 업무 ․행정업무 ․교내외 행사 지원

나

_{. 첨단과학 교사 전문성}

정현철 등_{(2009)과 NSTA(2003), 그리고 Barnett & Hodson(2001)이 제시한} 교사 전문성 요소를 통해 교사 전문성의 공통적인 요소가 _{‘교과내용 전문} 성_{’, ‘일반교수법 전문성’, ‘교과교육 전문성’, ‘상황관련 전문성’ 등으로 구분} 됨을 알 수 있다_. 첨단과학은 기존의 교과의 내용을 바탕으로 산출된 최신의 과학기술과 융 합제품이며_{, 우리의 실생활을 구성하고 사회적 영향을 미치고 있다. 즉, 첨} 단과학 교육의 상황에서 교사 전문성의 맥락은 유사하다고 간주할 수 있다_. 이전의 연구에서 정리된 교사의 전문성 요소를 기반으로 첨단과학 교사 전문성의 요소를 _{<표 Ⅱ-1>과 같이 제시할 수 있다.} 전문성요 소 NSTA (2003) Barnett & Hodson (2001) 정현철 등(2009) 첨단과학 교사 전문성 요소 교과내용 전문성 과학지식 과학의 본성 평가 학술적 / 연구 지식 전공지식 전문성 교과내용 지식 일반교수법 전문성 교수방법 교육과정 평가 교과교육 지식 학급지식 학생지도 전문성 일반교수법 지식 교과교육 전문성 탐구 이슈 안전과 생명윤리 학술적 / 연구 지식 교과교육 지식 탐구지도 전문성 교과교육 전문성 첨단과학 교육 지식 상황관련 전문성 지역/인적 네트워크 전문적 지식 학급지식 학생지도 전문성 실생활(상황적) 지식 기타 전문성 계발 학교업무 전문성 첨단과학 내용 지식 <표 Ⅱ-1> 교사의 전문성 요소

교사 전문성에 관한 선행 연구를 통해 첨단과학 교사 전문성 요소를 다음 과 같이 정의할 수 있다_. ① 교과내용 지식 ․교과 지식의 구조 ․교과 간의 관계 ② 일반교수법 지식 ․수업설계 ․교재연구 ․수업전략 및 수업운영 ③ 첨단과학 교육 지식 ․첨단과학 교육과정 구성 ․첨단과학 수업개발 및 수업전략 ․교과와 첨단과학의 연계 ④ 첨단과학 내용 지식 ․첨단과학 관련 내용(기초, 원리) 지식 ․첨단과학 관련 방법 지식(첨단과학 연구 방법, 연구 장비 활용 지식) ⑤ 실생활(상황적) 지식 ․첨단과학과 실생활의 관계 ․첨단과학이 인류와 사회에 미치는 영향 인식 첨단과학 교사 전문성의 구성요소는 첨단과학 교육 지식을 중심으로 교과 내용 지식_{, 일반 교수법 지식, 첨단과학 내용 지식, 실생활(상황적) 지식으로} 구성되며 밀접한 상호 작용의 관계를 가진다_{. 이를 도식화 하면 [그림 Ⅱ-7]} 과 같다_.

교과내용 지식 교과 지식의 구조 교과 간의 관계 일반 교수법 지식 수업설계 / 교재연구 수업전략 및 수업운영 첨단과학 교육 지식 첨단과학 수업개발 및 전략 교과와 첨단과학의 연계 실생활(상황적) 지식 첨단과학과 실생활과의 관계 /첨단과학의 사회적 영향 첨단과학 내용 지식 첨단과학 분야 지식 첨단과학의 방법 지식 [그림 Ⅱ-7] 첨단과학 교사 전문성의 구성 요소

다

_{. 교사 연수 모형의 선행연구}

1) 현장적용형 혼합학습 교사연수 모형 김진규_{(2011)는 현장적용형 혼합학습 교사연수의 모형에 대한 연구를 통} 해 교사 학습공동체 활용을 강조한 혼합학습 연수의 모형을 제안한 바 있 다_{. 모형은 체험학습모형을 결합시킨 기본모형과 여러 차례의 주기적인 순} 환과정을 거치는 운영모형으로 구분된다_{. 현장적용형 혼합학습 교사연수의} 기본모형은 _{[그림 Ⅱ-8]과 같다.} 현장적용형 혼합학습 교사연수의 기본모형은 일회성 집합연수과정으로 단 기간에 종료되는 것이 아니라_{, 기존의 전통적인 집합연수 형태로 운영하는} 기초학습에서 시작하여_{, 온라인 학습, 현장적용 체험학습, 그리고 집합연수} 형태의 피드백과 심화학습 등으로 장기간에 걸쳐 이어지며_{, 온라인과 오프}

기초학습 (집합연수) ⇒ 온라인학습 ⇒ 현장적용 체험학습 ⇒ 피드백/ 심화학습 (집합연수) [그림 Ⅱ-8] 현장적용형 혼합학습 교사연수의 기본모형 2) 과학고 및 과학중점고 교사 전문성 신장 연수 모형 이광형 등_{(2010)은 과학고 및 과학중점고 교사 전문성 신장을 위한 연수} 모형을 제안한 바 있다_{. 모형은 장기연수 모형(CPD; Continuos Professional} Development)과 선택형 단기 연수모형으로 구분된다. CPD 연수 모형은 기 존 단기 연수의 단점을 극복하고_{, 교사의 지속적인 전문성 신장과 추수지도} 관리를 위한 연수 모형으로서 방학 중 합숙연수_{, 학기 중 교실 적용 활동,} 그리고 방학 중 현장 적용 결과 연찬 워크숍 등으로 구성된다_. 방학 중 합숙연수는 사이버연수와 합숙연수로 구성되며, 사이버연수에서 는 연수 관련 기초 이론 및 준비 작업을 수행하고 합숙연수에서는 연수 별 활동을 수행한다. 방학 중 합숙연수의 산출물은 교실 적용 상황을 고려한 프로그램과 교수법 등으로 이루어져 있으며, 이는 학기 중 적용활동을 통해 워크숍과 수업 공개, 전문가 컨설팅 등을 수행한다. 마지막으로 현장 적용 결과 사례를 공유하고 수업 개선을 위한 활동으로 연찬을 수행하는 형태로 구성된다. CPD 연수는 교사의 전문성 영역 중 연구지도 전문성, 실험탐구 전문성, 그리고 창의적 교수 전문성 신장을 위한 프로그램으로 구성된다. 그리고 선 택형 단기 연수는 장기간 연수를 받기 어려운 상황이거나 현장적용 과정을 원하지 않는 교사를 대상으로 수행하는 연수 프로그램으로 과학적 소양 증 진을 위한 프로그램(과학 communication, 첨단·융합과학)과 교수능력 신장 을 위한 프로그램(창의교수법)으로 구성된다.

3. 교사 전문성의 새로운 관점

가

_{. 교사 전문성의 재개념화}

소경희_{(2003)는 교사 전문성에 관한 연구들을 종합하여 전문가로서의 교} 사에 대한 일반적인 이미지가 그동안은 _{‘교과 전문가로서의 교사’와 ‘실행가} 로서의 교사_{’이었지만 교사 전문성의 개념이 시대에 따라 변천해 왔으며, 21} 세기의 전문가로서의 교사는 _{‘설계자로서의 교사’와 ‘연계적 전문가로서의} 교사_{’라고 재개념화 할 필요가 있음을 주장하고 있다<표 Ⅱ-2>.} 이전의 교사 전문성의 개념 새로운 교사 전문성의 개념 교과 전문가로서의 교사 ․교과내용지식/교육학일반 지식/교육과 정적 지식을 보유한 교사 ․자신들의 교과만을 고집하는 ‘분열화 (balkanisation)’가 발생하고 고립된 형태 의 교과전문성을 갖게 함 연계적 전문가로서의 교사 ․다른 교과 교사와 협동, 연계가 가능하 며 학교 밖의 사회의 적절한 관계를 형성할 수 있는 교사 ․새롭게 주어진 다양한 요구에 대처가 가능 실행가로서의 교사 ․이미 계획된 교육과정을 이용해 가르치 는 일을 하는 사람 ․교사의 임무는 수업을 적극적으로 구성 하고 설계한다는 점에서 실행가로서의 교사는 제한적인 전문성을 갖게 함 설계자로서의 교사 ․국가 교육과정이 지향하는 목표의 의미 를 해석하여 발전시키고, 그러한 의미 를 내용의 선정과 조직으로 변형시킬 수 있는 교사 ․교실 밖에서 교실 실제를 반성적으로 계획하고 설계가 가능 <표 Ⅱ-2> 교사 전문성의 재개념화

나

_{. 교과연계 전문성}

1) 교과연계를 위한 통합교육의 필요성 우리나라는 일찍부터 국가교육과정 총론에 교육방법상의 지침으로 _‘통합 성_{’에 대해 강조해 왔다. 제2차 교육과정에는 학생들의 생활문제 해결능력} 향상을 초점으로 하는 교과간의 관련성_{․통합성, 제3차 교육과정에서는 지} 식구조와 탐구방법을 강조하면서 계열성과 통합성을 강조하였다_{. 제4차, 제5} 차 역시 탐구적인 활동과 원리의 적용기회를 확대하는 것을 강조하면서 계 열성과 통합성을 중요시 하였다_{. 제6차, 제7차 교육과정 및 개정교육과정 또} 한 학생의 직접적인 체험활동과 협력학습을 통해 범교과 학습을 강조하여_, 통합교육을 교육과정 운영상의 주요 지침으로 설정하고 있다_{(교육과학기술} 부_{, 2007; 김인식, 최호성, 2001).} 국가적인 차원에서 통합교육에 대해 강조하고 있음은 보다 효율적인 학습 이 일어날 수 있도록 하는데 있다_{. 통합교육은 학생들로 하여금 독립적인} 문제 해결력을 기를 수 있도록 하기 위한 것이며_{, 직접 의도적으로 의미 있} 는 학습에 참여할 수 있게 한다_{. 또한, 학생들로 하여금 학습이란 상호 관련} 되어 있다는 것을 깨닫게 하며_{, 학습을 통하여 개인의 흥미나 관심사를 추} 구할 수 있게 하기 위함이다_{. 학생들로 하여금 어떤 특별한 교육과정이 제} 시하는 것 보다는_{, 그들이 원하고 필요로 하는 것을 배울 수 있는 상황을} 제공하기 위함이다_{. 소집단 활동과 같은 협동적인 학습 상황에서 학습의 사} 회적 가치에 초점을 두고 동료들과 더불어 공부하는 것을 촉진하는 효과를 얻을 수 있다_{. 일련의 구체적인 교과나 상이한 기능보다는 전체적이고 연결} 된 교과나 기능으로서 학습의 과정을 강조하기 위함이다_{(황윤한, 1998).} 따라서 학교 현장에서 구현해야할 과학의 본성과 과학의 교과적인 특징을 고려할 때_{, 과학교육의 근본적인 방향은 통합과학교육으로 정립되어야 한다} 는 의견이 공통적이다_{(이학동, 1986; 이학동 외, 1996; Fensham et al., 1994;} Hirst, 1974).

2) 첨단과학 교과연계를 위한 RST 통합교육 모형

KAIST 과학영재교육연구원(2010)은 영재교육의 계획 및 방향을 수립하는 과정에서 통합교육의 중요성을 인식하고 영재교육 운영모형으로 RSE(Reverse Science from Engineering) 모형을 제시하였다. 그리고 이를 발 전시켜 이광형 등_{(2012)은 창의적 과학기술 제품에서부터 학생들의 흥미를} 유발하여_{, 수학, 과학적 원리를 이해하고, 더 나아가 탐구를 통한 논리적이} 고 통합적인 사고를 개발할 수 있는 교육모형으로 _{RST(Reverse Science} from Technology) 통합교육 모형을 개발하였다. RST는 과학기술제품을 통한 ‘거꾸로 보는 과학’을 의미하며, 첨단과학 교 육에 적합한 학습 내용의 제시 방식이다_{. KAIST 영재교육센터에서는 RST} 통합교육 모형을 바탕으로 다양한 _{RST 교육 콘텐츠를 개발하여 교육을 운} 영하고 있다_. RST 수업의 특징을 정리하면 다음과 같다. ① 첨단 과학기술제품에 반영된 다양한 학문의 기본 원리를 다룸 ② 제품을 구성하는 각 부품간 기능의 통합과 인간이 편리하게 이용할 수 있도록 적용된 디자인_{, 그리고 그 제품이 나오기까지의 사회적, 문화적} 배경을 통합적으로 다룸으로써 학습자들은 시스템적 사고를 경험 ③ 창의적으로 만들어진 과학기술제품은 이미 그 안에 다학문적 개념과 원리가 내재되어 있기 때문에 학습자들은 창의적으로 만들어진 과학 기술제품을 활용한 수업을 통해 창의적인 사고능력과 태도를 기를 수 있음

다

_{. 수업설계 전문성}

1) 수업설계의 의미 교육_{․훈련 상황에서 발생하는 다양한 문제들을 해결하기 위한 많은 노력} 들이 교육심리학_{, 수업심리학 및 교수공학 등의 분야에서 수행되어 왔다. 특} 히 이들 학문들은 학습자_{, 교수-학습과정 및 평가 등을 이해하고 개선하는} 데에 관심을 두었다_{. 그리고 학습자의 지식, 기능 및 태도에 기대하는 변화} 를 일으키는 훈련 담당자 또는 정부 및 사회기관의 교육프로그램 개발의 관 심이 되어왔다_{. 학습이론과 교육 실제를 연결해주는 연계과학(linking} science)의 필요성이 대두되면서 수업설계는 주목을 받기 시작하였다. 연계 과학으로서의 수업설계는 _{‘특정의 학습내용과 학습자가 주어졌을 때 기대하} 는 학습자의 변화를 일으킬 수 있는 최적의 수업방법이 무엇인가를 결정해 가는 과정이다_{’(Reigeluth, 1983).} 수업설계에 대한 다양한 연구들은 수업설계를 다음과 같이 정의하고 있 다_. ① 수업은 학생들에게 무엇인가를 가르쳐 줌으로써 교사가 의도하고 있는 지적_{․정의적․심동적 행동 변화를 이루려는 목적 지향적인 활동이다} (Corey, 1971). ② 수업 설계는 하나의 연계 과학이며 바람직한 수업 성과를 최적화시키 기 위해 수업 행동을 처방하는 지식체이다_{(Reigeluth, 1983).} ③ 수업 설계는 모든 교과의 학습을 촉진하는 상황을 개발, 평가, 유지하 기 위한 세부적인 명세서를 만드는 과학이라 할 수 있다_{(Richey,1986).} 즉_{, 수업을 효과적으로 전개하기 위해서는 수업과 관련된 변인을 종합적} 이고 총체적으로 접근하여 계획하는 수업 설계가 반드시 필요하다_(신재한, 2010). 수업의 상황에 있어 수업설계가 얼마나 중요한 지에 관해서는 다음 의 다양한 연구 결과들이 이를 뒷받침하고 있다_.

① 수업설계의 장점에도 불구하고 교사들은 학교 현장에서 수업 설계를 제대로 수행하지 못하고 있는 실정_{(박기용, 2006).} ② 예비교사들은 이론에 대한 지식은 많지만 실제 활용의 어려움이 나타 나며_{, 교사는 실제 활용 능력이 우수하지만 개인적 선호도에 의존하며} 방법에 따라 한계가 나타남_{(정혜영,2001).} ③ 초등학교 교육실습생의 수업 설계 사례 연구를 실시한 결과 초등학교 시절 배웠던 경험을 바탕으로 수업을 설계하는 경향이 드러남_(최지연, 2006). ④ 수업설계이론에 따라 설계된 수업을 실시한 초임교사집단의 수업이 수 업설계가 이루어지지 않은 수업을 실시한 경력교사집단의 수업보다 출 석률_{, 몰입도, 성취도의 측면에서 2배 이상의 효과가 나타남} (Deslauriers et al., 2011) 이와 같이 수업의 상황에서 필수적인 요소로 자리 잡고 있는 수업설계에 대해서 다양한 모형이 제시가 되어 왔으나 그중 주요한 모형을 정리하면 <표 Ⅱ-3>과 같다. 수업설계 모형 단계 Dick과 Carey의 체제적 수업설계 모형 요구사정, 교수분석, 학습자 및 환경 분석, 수행목표 진술, 평가도구 개발, 교수전략 개발, 수업자료 개발 및 선정, 형성평가, 수업 프로그램 수정, 총괄평가 교수 체제 개발(ISD)의 대표적인 ADDIE 모형 분석, 설계, 개발, 실행, 평가 Smith와 Ragan의 분석, 수업 전략, 평가 <표 Ⅱ-3> 대표적인 수업설계 모형과 단계

2) 첨단과학 수업설계 과정으로서 설계과정(design process)과 문제해결 (Problem solving)의 도입 첨단과학 교육 지식은 과학을 비롯한 다양한 교과 지식과 첨단과학 분야 의 상황적 지식을 기반으로 구성이 된다_{. 그러므로 첨단과학 수업설계의 과} 정에서는 사고 중심_{, 과정 중심, 실천 중심, 실생활 중심의 학습과정을 고려} 해야 한다_{. 이러한 학습과정의 중심에는 ‘설계과정(design process)’과 ‘문제} 해결과정_{(problem solving)’이라는 두 가지 핵심적인 학습과정이 존재하며,} 두 학습의 상황을 비교 연구 하였다_{. 이를 통해 능동적이고 역동적인 첨단} 과학교육의 실천을 위해서는 _{‘설계과정’과 ‘문제해결’의 학습과정을 중요한} 전략으로 상정하고_{, 이 두 과정을 고려한 수업의 설계 모형이 개발되어야} 할 필요가 있다_{(최유현, 2004). 설계과정과 문제해결의 특성과 절차는 <표} Ⅱ-4>와 같다.

구분 설계과정(design process) 문제해결(problem solving) 개념적 특성 1) 설계 활동은 인간의 필요와 요구 에서 출발하는 기술적 활동으로 예술적 디자인과는 구별되는 것 2) 설계활동은 일정한 사고 과정에 기초하는 정신적 활동 3) 설계과정은 상상과 구상화, 모델 링과 의사소통, 조사와 분석, 아 이디어 개발과 종합의 과정을 거 침 4) 설계의 수준은 개념적 설계 (conceptual design), 구상 설계 (embodiment design), 상세 설 계(detail design)로 발전 1) 문제해결의 철학적 기초는 반성 적 사고 기초를 둔 문제 확인, 계 획, 실행, 평가를 중심으로 하는 일련의 과정적 사고 절차를 지님 2) 문제해결의 핵심적 과정은 반성 적 사고에 기초 3) 학습자들의 기술적 과정 활동의 경험은 인지적 사고 측면에서 중 요한 의미를 가짐 개념 절차 1) 필요 또는 기회 확인하기 2) 창의적이고 대안적인 설계 아이 디어를 찾기 3) 하나의 아이디어를 선택하고 만 들거나 모델링하기 4) 만든 제품을 평가하기 1) 문제를 정의하거나 명료화하기 2) 창의적이고 대안적인 해결방안을 찾기 3) 최적의 해결방안을 실행하기 4) 그 해결방안을 평가하기 <표 Ⅱ-4> 설계과정과 문제해결 특성 및 절차

4. 첨단과학 교육의 의미

가

_{. 첨단과학의 의미}

1) 미래 유망 신기술 6T

정부는 _{2001년에 21세기 과학기술의 발전과 경제 사회 변혁을 주도할 새} 로운 패러다임으로 정보통신기술_{(IT; Information Technology), 생명공학기} 술_{(BT; Biology Technology), 환경기술(Environment Technology), 우주항공} 기술_{(ST; Space Technology), 나노기술(Nano Technology), 문화기술(CT;} Culture Technology) 등 미래 유망 신기술에 대한 국가중점투자대상 6대 기 술분야_{(6T)를 발표하였다(국가과학기술자문회의, 2001; 장지영 등, 2010).} 전도영_{(2003)은 첨단과학의 분야를 다음과 같이 정의하였다.} ① IT(Information Technology, 정보기술) ∙IT기술은 정보를 생선, 도축, 가공, 전송, 저장하는 모든 유통과정에서 필요한 기술 ② BT(Bio Technology, 생명공학기술) ∙BT기술은 생명현상을 일으키는 생체나 생체유래물질 또는 생물학적 시스템을 이용하여 산업적으로 유용한 제품을 제조하거나 공정을 개 선하기 위한 기술 ③ NT(Nano Technology, 나노기술) ∙NT기술은 물질을 원자·분자 크기의 수준(10 -9m)에서 조작·분석하고 이를 제어할 수 있는 과학과 기술로서 궁극적으로 원자나 분자 크기 의 초극미세 수준에서 물질을 인위적으로 조작해 새로운 고성능_{, 고} 기능의 소재_{·소자 기계 등을 창출하는 기술} ④ ST(Space Technology, 우주항공기술) ∙ST기술은 위성체, 발사체, 항공기 등의 개발과 관련된 복합기술로서 전자_{, 반도체, 컴퓨터, 소재 등 관련 첨단기술을 요소로 하는 시스템}

기술 ⑤ ET(Environment Technology, 환경기술) ∙ET기술은 환경오염을 저감·예방·복원하는 기술로서 환경기술, 청정기 술_{, 에너지기술 및 해양환경기술을 포함} ⑥ CT(Cultural Technology, 문화기술) ∙CT기술은 디지털 미디어에 기반한 첨단 문화예술산업을 발전시키기 위한 기술 첨단과학의 분야의 과학기술의 내용은 _{<표 Ⅱ-5>와 같다.} 분야 첨단과학기술 내용 IT - 핵심부품: 테라비트급 광통신 부품기술, 집적회로기술, 차세대 디스플 레이 기술, 고밀도 정보저장장치 기술 - 차세대 네트워크 기반: 4세대 이동통신, 대용량 광전송 시스템 기술, 고속 인터넷 네트워킹 기술 - 정보처리 시스템 및 S/W: 멀티미디어 단말기 및 운영체계 기술, 정보 보안 및 암호기술, 신호처리 기술, 정보검색 및 DB기술 BT - 기초·기반기술: 유전체기반기술, 단백질체 연구, 생물정보학 기술, 생명 현상·기능 연구, 뇌신경과학 연구, 생명공학산물 안전성·유효성 평가기 술, 바이오 칩 개발 기술 - 보건의료 관련 응용: 바이오 신약 개발 기술, 난치성 질환 치료 기술, 생체조직 재생 기술, 유전자 치료 기술, 기능성 바이오소재 기반 기술, 한방응용기술 - 농업·해양 관련 응용: 유전자 변형 생물체 개발 기술, 농업·해양 생물 자원 보존 및 이용 기술, 동식물 병충해 제어기술 ET - 환경기반: 대기오염물질 저감 및 제거기술, 자연환경·오염토양·지하수 정화 및 복원기술, 수질 오염 처리 및 재이용기술, 폐기물 처리·활용 기술, 환경관리·정보 및 시스템 기술 <표 Ⅱ-5> 첨단과학 분야별 첨단과학기술 내용

2) 차세대 성장동력산업 지난 _{2003년 정부는 향후 5∼10년 이후의 차세대 성장동력을 발굴하여 국} 가역량을 집중해야 할 필요성을 강조하고_{, 2003년 8월에 차세대 성장동력} 과제 및 구체적인 실행 전략을 발표하였다_{. 차세대 성장동력의 10대 산업으} 로 디지털 _{TV/방송, 디스플레이, 지능형 로봇, 미래형 자동차, 차세대 반도} 체_{, 차세대 이동통신, 지능형 홈 네트워크, 디지털 콘텐츠·S/W솔루션, 차세} 대 전지_{, 바이오 신약·장기 등을 선정하였으며, 이 산업에 집중 투자함으로} 술, 연료전지기술, 수소생산이용기술, 바이오에너지 기술, 에너지 저장 이용기술 - 청정생산: 정청원천공정기술, 환경친화형 소재 개발, 유해성 원부재료 대체기술, 공정내 재자원화 기술 - 해양환경: 해양환경 관리기술, 연안생태계 복원기술 ST - 위성: 위성설계 및 개발기술, 위성 관제기술, 차세대 통신위성 탑재체 기술 - 발사체: 로켓 추진기관 기술, 소형 위성 발사체 개발기술, 발사 운용, 통제 및 관제기술 - 항공기: 항공기 체계종합 및 비행성능 기반기술, 지능형 자율비행 무 인비행기기 기술, 다목적 헬리콥터 기술개발 NT - 나노소재: 나노촉매, 나노박막, 미세분리막재료, 나노탄소물질 등 - 나노 바이오: 자기조립분자 물질, 생체 세라믹 재료, 생체자기물질, 의 약전달용재료, 분자인지재료 등 - 나노 소자: 단전자소자, 분자소자, 생체전자소자, 광소자 등 - 나노 기반 및 공정: 나노패터닝, 나노배선, 나노식각, 나노분석, 유기/ 무기 나노 복합화 기술, 나노표면 재질 등 - 나노 시스템: 나노 전기화학시스템, 양자컴퓨터, 초병렬정보처리시스 템, 나노측정기기, 나노의료기기 등 CT - 응용기술: 게임 제작 프로그램용 기술, 특수효과, 캐릭터 디자인 기술, 가상현실 및 인공지능 응용기술 등 - 기반기술: 디지털음악, 스토리텔링, 디지털 컨텐츠 핵심기반기술 등

써 국가경제 발전의 선도적 역할을 기대하고 있다_{(과학기술자문회의, 2003;} 황규희_{, 2006).} 차세대 성장동력 _{10대 산업별 품목 및 기술은 <표 Ⅱ-6>과 같다.} 10대 산업 세부 구성 품목 / 기술(예) 디지털 TV/방송 방송시스템, DTV, DMB, 셋톱박스, 복합기기 디스플레이 LCD, LED, PDP, 유기EL, 3D, 전자종이, 관련 소재 지능형 로봇 가정용서비스로봇, IT기반서비스로봇, 극한작업용로봇, 의 료지원용 로봇 미래형 자동차 지능형 자동차, 친환경 자동차 차세대 반도체 차세대 메모리, SoC, 나노전자소자, 관련 소재 차세대 이동통신 4G단말기 및 시스템, 텔레매틱스 지능형 홈 네트워크 홈서버/홈게이트웨이, 홈네트워킹, 지능형정보가전, 유비 쿼터스컴퓨팅 디지털 콘텐츠·S/W솔루션 디지털컨텐츠 제작, 이용, 유통시스템, 임베디드SW, 지능 형종합물류시스템 차세대 전지 2차전지, 연료전지, 관련 소재 바이오 신약·장기 신약, 바이오장기, 바이오칩 <표 Ⅱ-6> 차세대 성장동력 10대 산업별 품목 및 기술

나

_{. 학교교육에서 첨단과학의 중요성}

1) 학교교육에서 첨단과학의 반영 실태 첨단과학 교육과 관련한 다양한 연구들_{(김진화, 박일우, 2009; 박민주,} 2010; 안병준, 2007; 조선아, 2006)은 학교교육의 상황에서 첨단과학의 반영 이 적절히 이루어지고 있지 않음을 밝히고 있다_{<표 Ⅱ-7>.} 연구자 문제점 조선아 (2006) ․과학교사와 학생 모두 첨단 과학 교육의 필요성을 느끼면서도 개 인적인 욕구나 성향에 의지 ․언론이나 매체를 통해 수동적으로 접해야 하는 상황 안병준 (2007) ․교과서에 기술되어 있는 첨단과학기술의 종류가 교과서별로 차이 가 있음 ․물리교과는 다른 과학교과에 비해 첨단과학기술에 관련된 탐구활 동이 매우 적음 ․첨단과학에 관련된 내용을 간략한 ‘읽을거리’로만 제공 김진화와 박일우 (2009) ․초등학교 교사들은 첨단 과학의 중요성에 대해 인식하고 있으며, 학생들은 첨단과학에 많은 관심을 가지고 있지만 이를 위한 충분 한 기회가 제공되지 않음 ․우리나라의 교과서는 미국의 과학 교과서에 비해 첨단 과학 내용 들을 체계적으로 다루지 못하고 있음 ․교과서에 수록된 첨단 과학과 관련된 내용들이 최근의 첨단 과학 내용을 반영하지 못함 박민주 (2010) ․우리나라 개정 교과서는 첨단 과학관련 내용이 거의 ‘과학 이야기’ 에 편중되어 있으나 미국 교과서는 본문에 고루 제시되어 있어 수업에서 첨단 과학 교육이 좀 더 실제적으로 이루어지고 있음 <표 Ⅱ-7> 학교교육의 첨단과학의 반영 실태

안병준 등_{(2007)은 과학․기술이 국가 산업의 원동력이며, 학교현장에서} 첨단과학 교육을 구현하기 위한 과정에서 다음과 같은 학교교육의 문제가 있음을 지적하였다_. ① 제7차 교육과정 과학교과서의 내용이 과학기술의 발전속도를 따르지 못해 첨단 과학 분야를 포함하지 못함 ② 학생들을 위한 체계적인 첨단과학교육 및 실습 교사교육 프로그램 부 재로 교사들이 첨단과학기술 내용을 학교교육에 포함하기 어려움 ③ 과학교사들의 첨단과학기술에 관한 정보 입수가 어렵고, 내용의 충분 한 이해를 하지 못한 채 피상적 정보 제공만 함으로써 교육효과 미약 ④ 과학 실험, 실습 교육과정 및 실험장비가 첨단과학기술의 발전에 미치 지 못함 ⑤ 고등학교 과학 교육은 입시위주의 암기 교육을 벗어나지 못하여 학생 들에게 과학에 대한 호기심과 흥미를 부여하지 못함 2) 첨단과학 교육의 필요성 안병준 등_{(2007)은 이러한 학교교육의 문제점을 해결하는 방안으로써 첨} 단과학기술교육을 통하여 교사 전문성을 신장시키고_{, 학생들의 첨단과학 이} 해 및 실습 기회 증진의 필요성을 언급하였다_{. 이로써 궁극적으로 창조적} 과학_{․기술 인재 양성을 통한 과학기술 강국을 실현 및 과학․기술 중심사} 회 조기구축을 위한 기반 조성이 가능함을 주장하였다_{[그림 Ⅱ-9].} 더불어 박민주_{(2010)는 학교교육에서 첨단과학의 반영 방안에 대해서 다} 음과 같이 제안하였다_. ① 앞으로도 급변하는 첨단 과학 기술의 흐름을 적시에 반영하고 학생들 에게 과학에 대한 흥미를 높이고 첨단 과학 교육이 효율적으로 이루어 지도록 첨단 과학 교육 내용을 선정하여 구성하고 제시하는 방법에 대 한 연구가 필요함_.

② 첨단 과학 교육이 학년의 특성에 맞게 실제적으로 이루어지기 위하여 학년에 따른 관심 첨단 과학의 분야 및 이해도에 따른 연구가 필요함_. ③ 교과서에 제시된 첨단 과학 내용이 읽을거리 수준으로 그치지 않기 위 해서 이를 차시 안에 포함시켜 학습하고_{, 학습한 내용을 평가할 수 있} 는 자료의 개발에 대한 연구가 필요함_. [그림 Ⅱ-9] 첨단과학교육의 필요성(안병준 등, 2007)

5. 국내외 첨단과학 관련 교사연수 사례

가

_{. 국외 사례}

1) 미국 Rice 대학교의 CBEN 교사연수프로그램(http://cben.rice.edu) 생명공학 및 환경 공학 문제를 해결하기 위하여 나노 과학 및 나노 공학 에 대한 교사연수 프로그램 운영 ① 봄 콘텐트 과정: 핵심 과학개념을 이해하며, 핵심 과학 개념을 진행 중 인 나노기술 연구에 접목시키는 과정 ② 하계 교사 인턴쉽: 연구실험실에 교사를 배치하여 연구에 참여하게 한 후 연구방법과 결과를 교실 수업으로 전환시키키도록 지원하는 과정 ③ 모델과학실험실(교사연구년제): 하계 인턴쉽 후 1년간의 교사 연구년제 로 나노기술에 기반한 교육과정과 탐구기반 시범 실험을 개발하고 수 업적용을 하는 강도 높은 전문교육 프로그램 [그림 Ⅱ-10] CBEN 하계 교사 인턴쉽 활동 모습

2) 미국 Wisconsin 대학교의 BioTrek (http://www.biotech.wisc.edu/education) 생명공학 관련 학습자료를 제작하여 보급하고 교수학습 자료를 제공 ① 다양한 생명공학 관련 교수학습자료 개발 및 보급 ․DNA관련 교수학습 자료 / 생명공학 포스터 자료 ․탐구활동 자료 / 에세이 자료 / 멀티미디어 자료 ② 생명공학 관련 워크숍 운영 ․생명기술은 무엇인가? / 실험으로의 초대 ․DNA 실험 / 젤 전기영동 / 유전공학 / 생명기술과 식품 ③ 연구실 투어 제공 ․연구기관 및 실험실 투어 ④ Outreach 커뮤니티 협의회 운영 ․생명공학과 관련된 다양한 Outreach 커뮤니티들의 협의회 운영 [그림 Ⅱ-11] BioTrek의 Outreach 커뮤니티 협의회 활동 모습