AD18030006
2017년 융합인재교육(STEAM) 사업 성과분석 연구
The Effect of STEAM Projects: Year 2017 Analysis
2018. 01.
제
출
문
한국과학창의재단 이사장 귀 하
본 보고서를 “2017년 융합인재교육(STEAM) 사업 성과분석 연구”
최종보고서로 제출합니다.
2018년 1월 25일
○
주관연구기관명 : 한국교원대학교산학협력단
○
연 구 기 간 : 2017. 5. 11 ~ 2018. 1. 30
○
주관연구책임자 : 강 남 화(한국교원대학교)
○
참여연구원
․
연 구 원 : 임 성 민(대구대학교)
․
연 구 원 : 변 수 용(Penn State Univ.)
․
연 구 원 : 이 준 기(전북대학교)
․
연 구 원 : 이 은 경(한국교원대학교)
․
연 구 원 : 이 나 리(한국교원대학교)
․
연 구 원 : 서 영 석(한국교원대학교)
․
연 구 원 : 오 기 철(한국교원대학교)
※
주관연구기관 및 주관연구책임자, 연구원은 실제 연구에 참여한 기관 및 자의
보고서 초록
과제번호
2017-047
연구기간
2017. 5. 11 ~ 2018. 1. 30
연구사업명
2017
년 융합인재교육(STEAM) 사업 성과분석 연구
연구과제명
(
한글) 2017년 융합인재교육(STEAM) 사업 성과분석 연구
(
영문) The Effect of STEAM Projects: Year 2017 Analysis
연구책임자
(연구기관명)
(한국교원대학교)
강남화
참
연구원수
여
총 8명
연 구
용역비
5,000천원
요 약 문
보고서 면수
281(별지포함) ○ 본 연구는 2012년 이래 진행하고 있는 융합인재교육 사업의 효과를 다각적으로 분 석하여 사업의 활성화 방안을 모색하고자 수행 됨. 이를 위해 융합인재교육의 유용 성을 알아보기 위해 수혜자 추적조사를 실시하여, 2017년까지 융합인재교육 사업의 성과를 분석함. 이를 바탕으로 앞으로의 발전 방향 및 경쟁력 강화 방안을 탐색함. ○ 융합인재교육 수혜자 중 졸업생을 대상으로 설문과 면담을 통해 추적조사를 실시 함. 융합인재교육의 효과를 확인하기 위해 비수혜자의 설문 결과와 비교 분석함. 설 문조사 후 수혜자를 대상으로 융합인재교육을 통해 길러졌다고 판단되는 역량, 진학 및 진로 선택에 미친 영향, 비수혜학생과 차별성, 대학(직장) 생활에서의 영향을 알 아보기 위해 면담을 진행함. 융합인재교육의 수요자인 대학 교수와 직장 상사와의 면담을 통해 수혜자의 면담에서 드러난 역량을 재확인함. ○ 융합형 과학기술인재양성기반 구축 사업(2015-2017)을 정성적, 정량적으로 분석하 여 효과성을 검토함. 만족도와 흥미도를 학교급별, 사업별로 분석하였고 2015-2017 년 전체의 흥미도를 분석하여 경향을 살펴봄. 또한 융합인재교육 사업에 대한 우수 성과를 찾아 정성적 분석을 수행함. ○ 해외 융합교육 정책 및 연구 동향을 조사하여 우리나라 융합인재교육의 경쟁력 증진 방안 수립을 위한 시사점을 마련함. 융합인재교육 정책 관련 과제를 수행해오고 있는 전문가와의 면담을 통해 융합인재교육 사업의 발전 방향에 대한 제언을 마련함. ○ 융합인재교육 사업의 각 부문별 성과 분석 결과를 토대로 융합인재교육 사업의 발 전 방안을 제시하고 융합인재교육 사업의 경쟁력 강화 전략 제시함. 본 연구의 연구 결과는 관련 사업 및 교육 정책 결정과 시행의 기초 자료로 활용될 수 있으며 추후 사업의 경쟁력 강화 전략 마련에 직접적인 도움이 됨. 장기적으로는 융합인재교육 활성화를 통해 미래 사회가 요구하는 창의·융합형 인재 양성에 기여. 색인어 (각5개 이상) 한글 융합인재교육, 융합인재교육 성과, 융합 교육,이공계 교육, 과학교육 영어 STEAM education, STEAM Achievement, integrated요 약 문
Ⅰ.
제목
2017년 융합인재교육(STEAM) 사업 성과분석 연구Ⅱ.
연구의 목적 및 필요성
지능 정보기술의 발달로 촉발된 4차 산업혁명은 인류에게 기계와 구별되는 새로운 역 할을 부여하고 있다. 따라서 과학·기술 분야에서도 미래 사회가 요구하는 핵심 역량 을 갖추고 다양한 분야의 지식을 융합할 수 있는 창의·융합형 인재 양성이 필요하다. 교육부는 2011년 ‘초․중등 「STEAM 교육」’강화를 주요 정책으로 발표하며 STEAM 프 로그램 개발, 교사연구회, 성과 발표회, 교사 연수 등 다양한 사업을 추진함으로써 ‘미 래사회가 요구하는 창의·융합 인재 양성’이라는 취지를 계속하여 이어가고 있다. 이런 배경 하에 한국과학창의재단을 거점으로 하여 2011년부터 핵심 역량을 갖춘 창 의·융합형 인재 양성을 위해 다양한 융합인재교육 사업이 실행되어 왔다. 융합인재교 육사업은 교육과정에서 요구하는 창의·융합 인재 양성과 그 맥락을 같이 하며 지난 7 년간 학교 교육에 여러 방식으로 도입되어 왔고, 새로이 시작되는 2015 개정 교육과정 의 총론의 방향인 ‘인문학적 상상력과 과학기술 창조력을 갖춘 균형 잡힌 창의․융합형 인재 양성’과도 부합한다. 지금까지 STEAM 교육의 사업별 효과가 꾸준히 조사, 연구되 어 왔으나 STEAM 교육 수혜 학생들에 대한 추적 사례조사와 같은 종단적 특성을 알 아보려는 시도는 적었다. 이에 추적 사례조사와 함께 다양한 사업의 효과 분석을 통해 융합인재교육 정책이 지난 7년 동안 도출한 성과를 조사 분석하고, 사업의 목적인 ‘창해 융합형 과학기술인재양성 기반구축 사업의 경쟁력 증진 방안을 모색하는 것이다. 또, 융합인재교육 수혜자 추적 조사를 통해 STEAM 사업의 융합인재교육 사업의 적합 성과 타당성을 중심으로 효과성을 평가하고 시사점을 도출하는 것이다.
Ⅲ.
융합형 과학기술인재양성 기반구축 사업 자체평가
본 연구에서는 2015년부터 2017년까지의 융합형 과학기술인재양성 기반 구축 사업을 정량적으로 분석하였다. 정의적 영역 조사의 경우 사전·사후 조사에 대한 기술통계와 t-test 및 회귀 분석을 실시하였다. 정의적 영역 조사 결과, 융합인재교육을 실시한 경 우 초, 중, 고등학교 학생의 정의적 영역 성취는 적용 년도에 따라, 학교급에 따라 다 르게 나타나는 것으로 확인되었다. 초등학교 학생의 경우, 사전 검사 점수를 통제했을 때 2015년과 2016년 조사 모두에서 유의미한 긍정적 변화가 감지되었다. 하지만 중학 생의 경우, 2015년도에는 STEAM 교육을 받은 학생이 정의적 영역에서 더 큰 향상을 보이지는 못했으나 2016년도에는 배려, 소통, 이공계 진로 항목에서 유의한 향상을 보 이는 것으로 드러났다. 고등학생의 경우, 사전점수를 통제했을 때 2015년도에는 대부분 의 정의적 영역에서 유의한 효과를 드러내지 못했다. 그러나 2016년도에는 모든 정의 적 영역에서 비교집단에 비해 유의미한 성취를 보였다. 이 결과는 연도와 학교급에 따 라 성과에 차이가 나는 이유에 대한 추후 연구가 더 필요함을 시사한다. 만족도 조사 결과, 학교급과는 상관없이 대다수의 학생들이 STEAM 수업에 크게 만족하는 것으로 나타났다. 또한 2017년도에는 융합형 과학기술인재양성 사업의 종류(프로그램 개발, 교 사연구회, 창의융합선도학교)에 따른 정의적 성과를 비교하였다. 그 결과 초등학교 수 준에서는 교사연구회와 창의·융합선도학교(이하 선도학교)가 과학 자기효능감에서 유 의미한 효과를 보이지 못했고, 중학교 수준에서는 선도학교가 모든 정의적 영역에서 유의미한 효과를 보이지 못했다. 반면 고등학교는 세 종류의 사업 모두가 유의미한 효 과를 보였다. 사업별, 학교급별 효과의 차이는 앞으로 각 사업이 각 학교급에서 어떻게 이루어지는가에 대한 추후 연구가 필요함을 시사한다. 학생을 대상으로 한 정의적 영역 및 만족도 조사뿐만 아니라, 2017 STEAM 프로그램 개발과 STEAM 교사연구회 및 창의·융합 선도학교 사업에 참여한 교사를 대상으로STEAM 교육 교사 만족도 조사가 이루어졌다. 연구 결과, 학교급과는 상관없이 대다수 의 교사들은 STEAM 수업에 크게 만족하는 것으로 나타났고, STEAM 수업이 학생들의 통합적인 사고나 창의성, 흥미도 등에 긍정적인 영향을 미친다고 인식하고 있는 것으 로 나타났다. 또한, 교사들은 STEAM 교육에 대한 교사의 의지와 열정과 더불어 STEAM 교육을 성공적으로 실시하기 위한 체계적인 지원체계를 STEAM 수업의 성공 요건으로 꼽았다.
Ⅳ.
융합인재교육 사업 효과 분석: 수혜자 추적조사
융합인재교육 사업의 수혜를 받은 학생들은 미래 사회를 살아가는 데 필요한 역량을 강화하였을 것으로 기대된다. 하지만 기존 융합인재교육 사업의 성과를 분석한 연구는 사업의 수혜를 받고 있는 재학생을 대상으로 한정하였으며, 학생들의 단기적인 변화에 초점이 맞춰져있다. 이를 보완하기 위해 수혜 학생이 이후 진로를 결정할 때 융합인재교육이 끼친 영향, 진학 혹은 취업 후와 같이 사회에 진출한 후 융합인재교육의 유용성을 알아보기 위해 졸업생을 대상으로 설문과 면담을 통한 융합인재교육 수혜자 추적조사를 실시하였다. 비교집단을 활용한 통계적인 분석을 위해 설문 조사를 실시하였고, 설문 조사 후 수혜 자를 대상으로 융합인재교육을 통해 길러졌다고 판단하는 역량과 수혜자의 진학 및 진 로 선택에 미친 영향, 비수혜학생과의 차별성, 대학 생활(직장 생활)에서의 영향에 대 해 면담을 진행하였다. 융합인재교육으로 기대되는 13가지 역량에 대해 수혜자와 비수혜자의 설문 응답을 비교한 결과, 수혜자의 각 문항 평균이 모두 더 높게 나타났다. 대부분의 역량에서 수 혜자와 비수혜자의 평균 차이는 유의미한 것으로 나타났다. 면담 결과도 설문 결과와 일관되게 드러났으며, 추가적인 역량에 대해 수혜자 일부가 언급하였다. 다양한 응답의 면담 결과 정리를 통해 융합인재교육 사업별로 특징적인 부분을 선별하여 수혜자의 사 례를 내러티브로 재구성하였다. 이는 융합인재교육의 효과가 수혜자에게 영향을 미친Ⅴ.
융합형 과학기술인재양성 기반 구축사업의 경쟁력 증진 방안 모색
1. 해외 융합교육 정책 및 연구 동향 융합형 과학기술인재양성 기반 구축사업의 경쟁력 증진 방안을 모색하기 위해 해외의 융합 교육 정책 및 연구 동향을 조사하였다. 여러 나라의 융합교육은 공통된 교육 목 표에서 기인한 비슷한 강조점을 가지고 있다. 조사 결과, 우리나라의 융합인재교육은 해외의 융합교육 정책에 비해 융합인재교육의 형평성을 위한 노력과 대학에서의 융합 인재교육 및 진로 지도가 강조되지 않았다. 미국과 영국에서 모든 융합인재교육 관련 자원, 연구 등을 종합하여 인터넷으로 제공함으로써 관련자들이 언제든지 필요한 자료 를 얻을 수 있도록 하여 교육 정책의 세계화를 준비하고 있다. 이러한 형평성의 강조 및 교육 자원의 공유는 융합인재교육에서도 강조해야할 항목으로 논의될 필요가 있다. 2. 전문가 면담 결과에 기초한 정책 제언 2011년부터 우리나라의 융합인재교육 정책 관련 과제를 수행해오고 있는 전문가들의 제언은 다음과 같이 네 가지로 요약된다. (1) 융합인재교육의 세계화, (2) 일관된 현장 실시 확보의 필요성, 3) 질적 심화 및 ‘선택과 집중’의 필요성, 4) 정책 운영의 재고. 이 러한 내용의 구체적인 절차 및 방안에 대해 추가 연구가 필요할 것이다.S U M M A R Y
1. Title
The Effect of STEAM Projects: Year 2017 Analysis
2. Objective and Importance of Research
The fourth industrial revolution expedited by the development of artificial intelligence requires humans the competency and roles that are distinct from those of intelligent machines. Accordingly, in the field of science and technology requires the talents and competency such as creative and interdisciplinary talents.
In 2011, the Korean Ministry of Education announced a policy of strengthening 'STEAM education', which initiated a number of STEAM education projects, which aimed to stimulate students' interest in science and technology and to enhance creative and integrative thinking as well as problem solving competency. For the past six years the STEAM education projects has been introduced to school education in alignment with the curriculum. Similarly, recent STEAM education projects are in consistent with the 2015 revised curriculum that emphasizes creativity and integrative thinking and problem solving competency. Therefore, the STEAM education projects will continue to contribute to achieving the curricular goals. There has been evaluations of the effects of STEAM education projects but those evaluations tended to focus on short term effects. There needs an investigation about the long-term effect of STEAM education by following up the students in college or work places who experienced STEAM Education in secondary schools. The purpose of this project was to follow up the graduates of the schools that implemented STEAM education projects as a way to evaluate STEAM education projects’ long term effect. In doing so, we sought for ways to improve STEAM
3. Self Evaluation of Development of the Basis for STEAM Projects
This projects evaluated quantitatively the STEAM projects implemented from year 2015 till year 2017. As for examining the effect on affective domain and teacher and student satisfaction, t test and regression analyses were administered. The regression results shows that the effects on affective domain were different year by year and school levels. When pre-test results were controlled, elementary students improved the scores in affective factors in both years 2015 and 2016. However, middle school students did not show any better than those who did not experience STEAM education in year 2015. This was similar to the results with high school students in year 2015. However, in year 2016, middle and high school students who experienced STEAM education demonstrated better performance on being all affective domain. These results requires further studies about why the effects were different year by year and school levels. As for satisfaction survey results, all students regardless of school levels, demonstrated positive satisfaction.
In addition, the difference between types of STEAM projects (STEAM program development project, Teacher research group project, and Creative and integrative leading school projects) were examined in year 2017. As a results it was shown that Teacher research group and leading school projects did not show significant performance in science self-efficacy at the elementary school level and at the middle school level, Leading school project did not show significant performance in all affective domains. At the high school level, all projects demonstrated significant effects. These differences implies a need for further investigation on how these different types of projects are implemented in each school level.
We also surveyed teachers who participated Teacher research group project and Creative and integrative leading school projects. As for their satisfaction, all teachers at all school levels indicated high satisfaction with STEAM education. The teachers believed that STEAM education affects students’ integrative thinking skills, creativity, and interest. In addition to the need of intentional and passionate teachers they perceived a systematic support for classroom teaching was the most needed for the success.
4. STEAM Project Effect Analysis: Follow up Study
Those who experienced STEAM education at schools are expected to have competencies for the future. The previous research on the effect of STEAM education focused on the short term effect. In order to compliment the previous research, the current study examined long term effect by following up graduates of schools who implemented STEAM projects. In the examination, we focused on the effect of STEAM education on decision on future career and the useful aspects of STEAM education experienced after grade schools.
Statistical analysis was conducted using a survey of comparison and experimental groups. We also interviewed college students and workers who had experienced STEAM education when they were in grade schools. The interview questions included the participants’ perceptions of competencies developed through STEAM education, effect on their decision on careers, and their continued use in the current position.
Regarding 13 competencies assumed to be developed by STEAM education, those who experienced STEAM education at schools indicated significantly more effects. Interview results confirmed the survey results and also provided additional competencies the interviewees felt developed through STEAM education. We categorized interview results based on the theme of developed competencies and created narratives for the reader to understand the STEAM effects holistically.
5. Policy Suggestions for Practical Use
Based on the analysis results of this study, we propose policy changes and refinement of existing projects and further studies.
C O N T E N T S
Chapter 1. Introduction
Ⅰ. Background ··· 20
Ⅱ. Rationale ··· 27
Ⅲ. Purpose ··· 30
Chapter 2. Domestic and Foreign Status Survey
Ⅰ. Analysis of the Effect on Affective factors of STEAM Projects ··· 32Ⅱ. Satisfaction Survey Analysis ··· 68
Ⅲ. Quantitative and Qualitative Analysis of 2015-2017 STEAM Projects ··· 144
Chapter 3. STEAM Education Project Effect Analysis: Follow Up Study
Ⅰ. Research Content and Methods ··· 145Ⅱ. Analysis and Evaluation of Results ··· 158
Chapter 4. Ideas about Improving STEAM Education Projects
Ⅰ. STEAM/STEM Policies of Foreign Countries ··· 203Ⅱ. STEAM/STEM Research Trends in Foreign Countries ··· 215
Ⅲ. Analysis of Foreign Policies and Research on STEAM/STEM ··· 218
Ⅳ. Experts Suggestions and Conclusions ···220
Chapter 5. References
【Appendix 1】STEAM Attitudes Survey Tools ··· 226【Appendix 2】STEAM Satisfaction Survey Tools ··· 229 <Accompanying Document> Self Evaluation Report on Developing Foundations for STEM Education
목
차
제1장 연구과제의 개요 ···20 Ⅰ. 연구의 배경 ····20 Ⅱ. 연구의 필요성 ····27 Ⅲ. 연구 목표 ····30 1. 융합형 과학기술인재양성 기반구축 사업(2015-2017) 자체평가 ····30 2. 융합인재교육 사업효과 분석 : 수혜자 추적조사 ····30 3. 융합형 과학기술인재양성 기반구축 사업의 경쟁력 증진 방안 모색 ····31 제2장 융합형 과학기술인재양성 기반구축 사업(2015-2017) 자체평가 ···32 Ⅰ. 정의적 영역의 효과성 분석 ····32 1. 연구방법 ····32 2. 연구 내용 및 결과 ····38 Ⅱ. 만족도 분석 ····68 1. 학생만족도 분석 ····68 2. 교사만족도 분석 ····123 3. 종합적 논의 ····143 Ⅲ. 2015-2017 융합형 과학기술인재양성 기반구축사업에 대한 정량 및 정성적 평가 ····144 제3장 융합인재교육 사업 효과 분석 : 융합인재교육 수혜자 추적조사 ···145 Ⅰ. 연구내용 및 방법 ····145 1. 설문조사 ····147 2. 면담조사 ····154 Ⅱ. 결과분석 및 평가 ····158 1. 설문 결과 및 분석 ····158 2. 면담 결과 및 분석 ····171 3. 수혜자 추적조사 결과 종합분석 ····199 4. STEAM 사업에의 시사점 ····201 제4장 융합형 과학기술인재양성 기반구축 사업의 경쟁력 증진 방안 모색 ···203 Ⅰ. 해외 융합교육 정책 ····203 Ⅱ. 해외 융합교육 연구 동향 ····215 Ⅲ. 해외 융합교육 정책 및 연구동향 분석 ····218 Ⅳ. 전문가 제언 및 종합 ····220 제5장 참고 문헌 ···223[
표 목차]
[표 Ⅰ-1] 융합인재교육 사업 ··· 3 1 [표 Ⅱ-1-1] 2015 STEAM 교육 정의적 영역 조사 도구 ··· 3 2 [표 Ⅱ-1-2] 2016 STEAM 교육 정의적 영역 조사 도구 (1) 교사 연구회 ··· 3 4 [표 Ⅱ-1-3] 2016 STEAM 교육 정의적 영역 조사 도구 (2) 프로그램 개발 ··· 3 5 [표 Ⅱ-1-4] 2017 STEAM 교육 정의적 영역 조사 도구 ··· 3 6 [표 Ⅱ-1-5] 2015-17 학교급별 STEAM 정의적 영역 조사에 참여한 학생 수 ··· 3 7 [표 Ⅱ-1-6] 2017년 학교급별, 사업별 정의적 영역 조사 대상 학생 수 ··· 3 8 [표 Ⅱ-1-7] 2015-2017 STEAM 교육 정의적 영역 조사 사전 사후 차이 비교: 초등학교 ··· 41 [표 Ⅱ-1-8] 2017 STEAM 교육 사업별 정의적 영역 조사 사전 사후 차이 비교: 초등학교 ··· 44 [표 Ⅱ-1-9] 2015, 2016 정의적 영역에 대한 STEAM 교육 효과 회귀분석 결과: 초등학교 ··· 47 [표 Ⅱ-1-10] 2015-2017 STEAM 교육 정의적 영역 조사 사전 사후 차이 비교: 중학교 ··· 50 [표 Ⅱ-1-11] 2017 STEAM 교육 사업별 정의적 영역 조사 사전 사후 차이 비교: 중학교 ··· 53 [표 Ⅱ-1-12] 2015, 2016 정의적 영역에 대한 STEAM 교육 효과 회귀분석 결과: 중학교 ··· 56 [표 Ⅱ-1-13] 2015-2017 STEAM 교육 정의적 영역 조사 사전 사후 차이 비교: 고등학교 ··· 59 [표 Ⅱ-1-14] 2017 STEAM 교육 사업별 정의적 영역 조사 사전 사후 차이 비교: 고등학교 ··· 62 [표 Ⅱ-1-15] 2015, 2016 정의적 영역에 대한 STEAM 교육 효과 회귀분석 결과: 고등학교 ··· 65 [표 Ⅱ-2-1] 2017년 학교급별, 사업별 만족도 조사 대상 학생 수 ··· 68 [표 Ⅱ-2-2-1] 학교급별 STEAM 수업 만족도 ··· 69 [표 Ⅱ-2-2-2] 사업별 STEAM 수업 만족도 ··· 70 [표 Ⅱ-2-3] 학교급별 STEAM 수업 재미 정도 ··· 71 [표 Ⅱ-2-4] 사업별 STEAM 수업 재미 정도 ··· 72 [표 Ⅱ-2-5] 학교급별 STEAM 수업 참여에 대한 적극성 ··· 73 [표 Ⅱ-2-6] 사업별 STEAM 수업 참여에 대한 적극성 ··· 74 [표 Ⅱ-2-7] 학교급별 STEAM 수업 수준에 대한 생각 ··· 75 [표 Ⅱ-2-8] 사업별 STEAM 수업 수준에 대한 생각 ··· 76 [표 Ⅱ-2-9] 학교급별 기존의 수업과 STEAM 수업의 가장 큰 차이점에 대한 생각 ··· 77 [표 Ⅱ-2-10] 사업별 기존의 수업과 STEAM 수업의 가장 큰 차이점에 대한 생각 ··· 79 [표 Ⅱ-2-11] 학교급별 STEAM 수업이 가장 좋았던 점 ··· 80 [표 Ⅱ-2-12] 사업별 STEAM 수업이 가장 좋았던 점 ··· 82 [표 Ⅱ-2-13] 학교급별 STEAM 수업이 가장 어려웠던 점 ··· 83 [표 Ⅱ-2-14] 사업별 STEAM 수업이 가장 어려웠던 점 ··· 84 [표 Ⅱ-2-15] 학교급별 STEAM 수업을 받고 싶어 하는 정도 ··· 85 [표 Ⅱ-2-16] 사업별 STEAM 수업을 받고 싶어 하는 정도 ··· 86 [표 Ⅱ-2-17] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학 수업이 재미있어졌다 ··· 87 [표 Ⅱ-2-18] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학 수업이 재미있어졌다 ··· 88 [표 Ⅱ-2-19] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학·수학 학습 내용에 대해 많이 이해하게 되었다[표 Ⅱ-2-20] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학·수학 학습 내용에 대해 많이 이해하게 되었다 ··· 90 [표 Ⅱ-2-21] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학·수학 학습에 대한 흥미가 생겼다 ··· 91 [표 Ⅱ-2-22] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학·수학 학습에 대한 흥미가 생겼다 ··· 92 [표 Ⅱ-2-23] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다 ··· 93 [표 Ⅱ-2-24] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다 ··· 94 [표 Ⅱ-2-25] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학 관련 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다 ··· 95 [표 Ⅱ-2-26] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학 관련 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다 ··· 96 [표 Ⅱ-2-27] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다 ··· 97 [표 Ⅱ-2-28] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다 ··· 98 [표 Ⅱ-2-29] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다 ··· 99 [표 Ⅱ-2-30] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다 ··· 100 [표 Ⅱ-2-31] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해보았다 ··· 101 [표 Ⅱ-2-32] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해보았다 ··· 102 [표 Ⅱ-2-33] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 배운 내용을 실생활과 연관 지으려고 노력하였다 ··· 103 [표 Ⅱ-2-34] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 배운 내용을 실생활과 연관 지으려고 노력하였다 · 104 [표 Ⅱ-2-35] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 문제해결에 여러 과목에서 배운 지식을 동시에 적용 하려고 노력하였다 ··· 105 [표 Ⅱ-2-36] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 문제해결에 여러 과목에서 배운 지식을 동시에 적용하 려고 노력하였다 ··· 106 [표 Ⅱ-2-37] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다 ··· 107 [표 Ⅱ-2-38] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다 ··· 108 [표 Ⅱ-2-39] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 친구들과 합리적으로 토론하였다 ··· 109 [표 Ⅱ-2-40] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 친구들과 합리적으로 토론하였다 ··· 110 [표 Ⅱ-2-41] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 다른 친구들에게 나의 아이디어를 표현하였다 ··· 111 [표 Ⅱ-2-42] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 다른 친구들에게 나의 아이디어를 표현하였다 ··· 112 [표 Ⅱ-2-43] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 다른 친구들의 의견을 경청하고 존중하였다 ··· 113 [표 Ⅱ-2-44] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 다른 친구들의 의견을 경청하고 존중하였다 ··· 114 [표 Ⅱ-2-45] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 다른 친구들과 협력하는 것의 중요성을 생각하는 마 음이 생겼다 ··· 115 [표 Ⅱ-2-46] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 다른 친구들과 협력하는 것의 중요성을 생각하는 마음 이 생겼다 ··· 116 [표 Ⅱ-2-47] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다 ··· 117 [표 Ⅱ-2-48] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다 ··· 118
··· 121 [표 Ⅱ-2-52] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학기술 분야와 관련된 직업에 대한 관심이 생겼다 ··· 122 [표 Ⅱ-2-53] 2017년 학교급별, 사업별 만족도 조사 대상 교사 수 ··· 123 [표 Ⅱ-2-54] 학교급별 STEAM 교육에 대한 교사 인식 ··· 125 [표 Ⅱ-2-55] 학교급별 STEAM 교육의 목표에서 가장 중점을 두어야 하는 분야에 대한 교사 인식 ··· 125 [표 Ⅱ-2-56] 학교급별 STEAM 수업에서 가장 중점을 두어야 하는 것에 대한 교사 인식 ··· 126 [표 Ⅱ-2-57] 학교급별 STEAM 교육의 적극적 도입에 대한 교사의 인식 ··· 126 [표 Ⅱ-2-58] 학교급별 STEAM 교육 지속 의향에 대한 교사의 인식 ··· 127 [표 Ⅱ-2-59] 학교급별 STEAM 교육 필요성/효용성: STEAM 교육을 통한 통합적인 사고 함양에 대한 교사 인식 ··· 127 [표 Ⅱ-2-60] 학교급별 STEAM 교육 필요성/효용성: STEAM 교육을 통한 창의성 함양에 대한 교사의 인식 ··· 128 [표 Ⅱ-2-61] 학교급별 STEAM 교육 필요성/효용성: STEAM 교육을 통한 인성 함양에 대한 교사의 인 식 ··· 128 [표 Ⅱ-2-62] 학교급별 STEAM 교육 필요성/효용성: STEAM 교육을 통한 즐거운 수업 운영에 대한 교 사의 인식 ··· 129 [표 Ⅱ-2-63] 학교급별 STEAM 교육 필요성/효용성: STEAM 교육을 통한 교사로서의 자기발전에 대한 교사의 인식 ··· 129 [표 Ⅱ-2-64] 학교급별 STEAM 프로그램 만족도: 교육과정과의 연계성 ··· 130 [표 Ⅱ-2-65] 학교급별 STEAM 프로그램 만족도: 주제 및 소재의 참신성 ··· 130 [표 Ⅱ-2-66] 학교급별 STEAM 프로그램 만족도: 첨단 과학과의 연계성 ··· 131 [표 Ⅱ-2-67] 학교급별 STEAM 프로그램 만족도: 사례 중심의 실생활 활용 ··· 131 [표 Ⅱ-2-68] 학교급별 STEAM 프로그램 만족도: 교재 구성 내용 ··· 132 [표 Ⅱ-2-69] 학교급별 STEAM 프로그램 만족도: 학생활동 중심의 학생 흥미 유발 ··· 132 [표 Ⅱ-2-70] 학교급별 STEAM 프로그램 만족도: 관련 과학기술에 대한 학생 흥미 유발 ··· 133 [표 Ⅱ-2-71] 학교급별 STEAM 프로그램 만족도: 관련 과학기술 직업에 대한 학생 관심 유발 ··· 133 [표 Ⅱ-2-72] 학교급별 STEAM 프로그램 내용 난이도에 대한 교사 인식 ··· 134 [표 Ⅱ-2-73] 학교급별 STEAM 프로그램 내용의 어려웠던 분야에 대한 교사 인식 ··· 134 [표 Ⅱ-2-74] 학교급별 STEAM 수업 준비 과정에서 어려웠던 사항에 대한 교사 인식 ··· 135 [표 Ⅱ-2-75] 학교급별 STEAM 수업의 어려움에 대한 교사의 인식: STEAM 교육에 대한 이해 부족 ··· 135 [표 Ⅱ-2-76] 학교급별 STEAM 수업의 어려움에 대한 교사의 인식: STEAM 수업에 필요한 시간 확보 의 어려움 ··· 136 [표 Ⅱ-2-77] 학교급별 STEAM 수업의 어려움에 대한 교사의 인식: STEAM 수업 효과의 미비로 인한 사기 저하 ··· 136 [표 Ⅱ-2-78] 학교급별 STEAM 수업의 어려움에 대한 교사의 인식: STEAM 수업 시 목표한 수업진도
[표 Ⅱ-2-79] 학교급별 STEAM 수업의 어려움에 대한 교사의 인식: STEAM 수업을 실시하면서 업무 의 부담이 가중되는 것 ··· 137 [표 Ⅱ-2-80] 학교급별 STEAM 교육 효과에 대한 교사의 인식: STEAM 교과목에 대한 흥미도 증가 ··· 138 [표 Ⅱ-2-81] 학교급별 STEAM 교육 효과에 대한 교사의 인식: STEAM 교과목에 대한 흥미도 증가 ··· 138 [표 Ⅱ-2-82] 학교급별 STEAM 교육 효과에 대한 교사의 인식: 창의적인 사고력 및 설계 능력의 증진 ··· 139 [표 Ⅱ-2-83] 학교급별 STEAM 교육 효과에 대한 교사의 인식: 융합적 문제해결능력 향상 ··· 139 [표 Ⅱ-2-84] 학교급별 STEAM 교육 효과에 대한 교사의 인식: 실생활에서 수업시간에 배운 내용을 활 용하는 능력 향상 ··· 140 [표 Ⅱ-2-85] 학교급별 STEAM 교육 효과에 대한 교사의 인식: 수업시간에 학생들의 능동적인 참여 ··· 140 [표 Ⅱ-2-86] 학교급별 STEAM 교육 효과에 대한 교사의 인식: 이공계 분야의 진로에 대한 관심 향상 ··· 141 [표 Ⅱ-2-87] 학교급별 STEAM 교육 효과에 대한 교사의 인식: 타인을 배려하고 협력하며 소통하는 능 력 증진 ··· 141 [표 Ⅱ-2-88] 학교급별 STEAM 수업의 성공 요건에 교사의 인식 ··· 142 [표 Ⅲ-1-1] 융합인재교육 수혜자 추적조사 대상 사업 ··· 145 [표 Ⅲ-1-2] 수혜학생 및 수요자 면담 대상자 현황 ··· 155 [표 Ⅲ-1-3] 수혜자 면담 문항 ··· 156 [표 Ⅲ-1-4] 면담 분석 준거 ··· 156 [표 Ⅲ-2-1] 수혜자와 비수혜자 간 13가지 역량의 평균에 대한 독립표본 t검정과 효과크기 ··· 160 [표 Ⅲ-2-2] 대학 진학 및 취업에 미친 영향에 대한 독립표본 t검정과 효과크기 ··· 168 [표 Ⅲ-2-3] 대학(직장)생활 도움에 대한 독립표본 t검정과 효과크기 ··· 168 [표 Ⅲ-2-4] 수혜자가 인식하는 STEAM 수업의 효과 ··· 169
[
그림 목차]
[그림 Ⅰ-1] 2017년 융합인재교육(STEAM)사업 성과분석 과제 ··· 30 [그림 Ⅰ-2] 융합인재교육 사업체계 ··· 31 [그림 Ⅱ-1-1] 2015-2017 STEAM교육 정의적 영역 조사 실험집단 사전-사후 비교그래프: 초등학교 ··· 43 [그림 Ⅱ-1-2] 2017 STEAM교육 사업별 정의적 영역 조사 실험집단 사전-사후 비교 그래프: 초등학교 ··· 46 [그림 Ⅱ-1-3] 2015-2017 STEAM교육 정의적 영역 조사 실험집단 사전-사후 비교: 중학교 ··· 52 [그림 Ⅱ-1-4] 2017 STEAM교육 사업별 정의적 영역 조사 실험집단 사전-사후 비교 그래프: 중학교 ··· 55 [그림 Ⅱ-1-5] 2015-2017 STEAM교육 정의적 영역 조사 실험집단 사전-사후 비교: 고등학교 ··· 61 [그림 Ⅱ-1-6] 2017 STEAM교육 사업별 정의적 영역 조사 실험집단 사전-사후 비교 그래프: 고등학교 ··· 64 [그림 Ⅱ-2-1] 학교급별 STEAM 수업 만족도 ··· 70 [그림 Ⅱ-2-2] 사업별 STEAM 수업 만족도 비교 ··· 71 [그림 Ⅱ-2-3] 학교급별 STEAM 수업 재미 정도 비교 ··· 72 [그림 Ⅱ-2-4] 사업별 STEAM 수업 재미 정도 비교 ··· 73 [그림 Ⅱ-2-5] 학교급별 STEAM 수업 참여에 대한 적극성 ··· 74 [그림 Ⅱ-2-6] 사업별 STEAM 수업 참여에 대한 적극성 ··· 75 [그림 Ⅱ-2-7] 학교급별 STEAM 수업 수준에 대한 생각 ··· 76 [그림 Ⅱ-2-8] 사업별 STEAM 수업 수준에 대한 생각 ··· 77 [그림 Ⅱ-2-9] 학교급별 기존의 수업과 STEAM수업의 가장 큰 차이점에 대한 생각 ··· 78 [그림 Ⅱ-2-10] 사업별 기존의 수업과 STEAM수업의 가장 큰 차이점에 대한 생각 ··· 79 [그림 Ⅱ-2-11] 학교급별 STEAM 수업이 가장 좋았던 점 ··· 81 [그림 Ⅱ-2-12] 사업별 STEAM 수업이 가장 좋았던 점 ··· 82 [그림 Ⅱ-2-13] 학교급별 STEAM 수업이 가장 어려웠던 점 ··· 83 [그림 Ⅱ-2-14] 사업별 STEAM 수업이 가장 어려웠던 점 ··· 84 [그림 Ⅱ-2-15] 학교급별 STEAM 수업을 받고 싶어 하는 정도 ··· 85 [그림 Ⅱ-2-16] 사업별 STEAM 수업을 받고 싶어 하는 정도 ··· 86 [그림 Ⅱ-2-17] 학교급별 STEAM 수업 만족도 비교: 나는 과학 수업이 재미있어졌다 ··· 87 [그림 Ⅱ-2-18] 사업별 STEAM 수업 만족도 비교: 나는 과학 수업이 재미있어졌다 ··· 88 [그림 Ⅱ-2-19] 학교급별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학, 수학 학습내용에 대해 많이 이해하게 되었다 ··· 89 [그림 Ⅱ-2-20] 사업별 STEAM 수업 만족도: 나는 과학, 수업 학습내용에 대해 많이 이해하게 되었다 ··· 90 [그림 Ⅱ-2-21] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 과학, 수학 학습에 대한 흥미가 생겼다 ··· 91 [그림 Ⅱ-2-22] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 과학, 수학 학습에 대한 흥미가 생겼다 ··· 92[그림 Ⅱ-2-24] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 과학기술에 대한 관심이 생겼다 ··· 94 [그림 Ⅱ-2-25] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 과학 관련 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다 ···· 95 [그림 Ⅱ-2-26] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 과학 관련 책이나 글을 읽는 것이 좋아졌다 ··· 96 [그림 Ⅱ-2-27] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다 ·· 97 [그림 Ⅱ-2-28] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 문제해결을 위해 스스로 생각을 하게 되었다 ··· 98 [그림 Ⅱ-2-29] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다 ··· 99 [그림 Ⅱ-2-30] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 다양한 학습 활동을 끝까지 해내게 되었다 ··· 100 [그림 Ⅱ-2-31] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해 보았다 ··· 101 [그림 Ⅱ-2-32] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 한 가지 문제를 다양하게 생각해 보았다 ··· 102 [그림 Ⅱ-2-33] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 배운 내용을 실생활과 연관 지으려고 노력하였다 ··· 103 [그림 Ⅱ-2-34] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 배운 내용을 실생활과 연관 지으려고 노력하였다 ··· 104 [그림 Ⅱ-2-35] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 문제해결을 여러 과목에서 배운 지식을 동시에 적용하려고 노력하였다 ··· 105 [그림 Ⅱ-2-36] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 문제해결을 여러 과목에서 배운 지식을 동시에 적 용하려고 노력하였다 ··· 106 [그림 Ⅱ-2-37] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다 ··· 107 [그림 Ⅱ-2-38] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 적극적이고 활발하게 수업에 참여하였다 ··· 108 [그림 Ⅱ-2-39] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 친구들과 합리적으로 토론하였다. ··· 109 [그림 Ⅱ-2-40] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 친구들과 합리적으로 토론하였다 ··· 110 [그림 Ⅱ-2-41] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 다른 친구들에게 나의 아이디어를 표현하였다 ··· 111 [그림 Ⅱ-2-42] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 다른 친구들에게 나의 아이디어를 표현하였다 ·· 112 [그림 Ⅱ-2-43] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 다른 친구들의 의견을 경청하고 존중하였다 ·· 113 [그림 Ⅱ-2-44] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 다른 친구들의 의견을 경청하고 존중하였다 ··· 114 [그림 Ⅱ-2-45] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 다른 친구들과 협력하는 것의 중요성을 생각하는 마음이 생겼다 ··· 115 [그림 Ⅱ-2-46] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 다른 친구들과 협력하는 것의 중요성을 생각하는 마음이 생겼다 ··· 116 [그림 Ⅱ-2-47] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다 ··· 117 [그림 Ⅱ-2-48] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 다른 친구들을 배려하는 마음이 생겼다 ··· 118 [그림 Ⅱ-2-49] 학교급별 STEAM수업 만족도: 나는 실패하는 것을 두려워하지 않고, 도전의식이 생겼다 ··· 119 [그림 Ⅱ-2-50] 사업별 STEAM수업 만족도: 나는 실패하는 것을 두려워하지 않고, 도전의식이 생겼다
··· 122 [그림 Ⅲ-1-1] 비수혜자 설문지 ··· 150 [그림 Ⅲ-1-2] 수혜자 설문지 ··· 151 [그림 Ⅲ-1-3] 수요자 면담지 ··· 157 [그림 Ⅲ-2-1] 수혜자와 비수혜자 성별 현황 비교 ··· 152 [그림 Ⅲ-2-2] 수혜자와 비수혜자 전공 및 직업 분야 현황 비교 ··· 152 [그림 Ⅲ-2-3] 수혜자와 비수혜자 학년 및 취업 경력 현황 비교 ··· 153 [그림 Ⅲ-2-4] 융합인재교육 받은 시기 현황 ··· 158 [그림 Ⅲ-2-5] 융합인재교육을 받은 형태 현황 ··· 159 [그림 Ⅲ-2-6] 수혜자와 비수혜자 간 13가지 역량의 평균 비교 ··· 159 [그림 Ⅲ-2-7] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 과학에 대한 흥미 ··· 161 [그림 Ⅲ-2-8] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 융합적 사고력 ··· 161 [그림 Ⅲ-2-9] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 의사소통능력 ··· 162 [그림 Ⅲ-2-10] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 창의성 ··· 162 [그림 Ⅲ-2-11] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 과학에 대한 흥미 ··· 163 [그림 Ⅲ-2-12] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 실생활적용능력 ··· 163 [그림 Ⅲ-2-13] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 자기주도학습 ··· 164 [그림 Ⅲ-2-14] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 탐구설계능력 ··· 164 [그림 Ⅲ-2-15] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 인내력, 끈기, 몰두 ··· 165 [그림 Ⅲ-2-16] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 도구사용능력 ··· 165 [그림 Ⅲ-2-17] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 수학, 과학에 대한 자신감 ··· 166 [그림 Ⅲ-2-18] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 팀원에 대한 배려 ··· 166 [그림 Ⅲ-2-19] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 결과물 산출 능력 ··· 167 [그림 Ⅲ-2-20] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 대학 진학 및 취업에 영향 ··· 167 [그림 Ⅲ-2-21] 수혜자와 비수혜자의 설문 응답 비교: 학업 또는 직장생활에 도움 ··· 168 [그림 Ⅲ-2-22] 후배들에게 융합인재교육에 대해 추천할지에 대한 수혜자의 응답 ··· 169 [그림 Ⅳ-1-1] 2011년도 지원금 사용의 예 ··· 206 [그림 Ⅳ-1-2] 영국의 STEM 정책의 효과 ··· 210 [그림 Ⅳ-2-1] 예술 통합 중심의 STEAM 관련 학술지 ··· 215
제1장 연구과제의 개요
Ⅰ.
연구의 배경
1. 연구의 개요 ¡ 지능정보기술의 발달은 스스로 학습이 가능한 기계를 출현시켰고, 이로 인해 촉발된 4차 산업혁명은 인류에게 기계와는 구별되는 새로운 역할을 부여하고 있다. 또한, 현 대 사회는 과학, 기술, 사회 등 각 분야의 작업들이 서로 복잡하게 얽혀 있어 특정 분 야의 지식만으로는 직면한 문제들을 해결하기 어려워지고 있다. 이에 미래 사회가 요 구하는 핵심 역량을 갖추고, 창의적인 아이디어를 바탕으로 또는 창의적인 방식으로 다양한 분야의 지식을 융합할 수 있는 창의·융합형 인재 양성이 필요하다. ¡ 이러한 창의·융합의 추세나 필요성은 특히 과학·기술 분야에서는 더 두드러지게 나 타나고 있다. 이는 현대 사회가 과학·기술에 상당히 의존하고 있으며 그 의존도가 급격히 증가하고 있는 것을 반영한다. 현대 사회의 과학·기술이 더욱더 다양한 측면 에서 사회 깊숙이 파고 들수록 과학·기술 지식 뿐 아니라 인문학적 지식과 상상력, 예술적 감성이 융합되어 나타나는 것을 볼 수 있다. ¡ 교육부는 2011년 ‘초․중등 「STEAM 교육」’강화를 주요 정책으로 발표하며 STEAM 프로그램 개발, 교사연구회, 성과 발표회, 교사 연수 등 다양한 사업을 추진함으로써 학생들의 과학기술에 대한 흥미 고취뿐만 아니라 창의·융합적 사고 및 문제해결력을 신장시키고자 하였다. 또한 2015 개정 교육과정의 주요 목표 중 하나도 ‘미래사회가 요구하는 창의융합 인재 양성’으로 이러한 취지를 계속하여 이어가고 있다. ¡ 이러한 노력의 결실로 2015년 초·중·고등학교의 27% 가량의 학교에서 STEAM 교육 을 실시하는 것으로 나타났으며, 2017년 현재 융합 인재 개발을 위한 다양한 프로그 램 운영이 계속하여 이루어지고 있다. ¡ 이러한 시점에서 제4차 산업 혁명을 대비한 융합인재교육 사업이 지난 7년간 도출한 성과를 다각적으로 분석하여 창의·융합형 인재 양성에 STEAM 교육이 갖는 효과성을 조사하고, 사업의 활성화 방안을 모색함으로써 향후 융합인재교육 사업의 지속가능한 발전 방향을 탐색할 필요가 있다. 2. 국내․외 환경 및 연구동향 가. 국외사례 과학, 수학 및 기술 교육에서 이공계 분야의 인재 육성 및 과학과 기술에 대한 소양을됨에 따라 세계 각국은 경쟁력 강화를 위해 우수한 인재를 이공계 분야로 유도하고 육 성하는 것을 핵심 목표로 하고 있다. ❍ 하지만, 대부분의 선진국에서 이공계 대학 진학자 수가 감소하고 있는데, 이러한 이공 계 기피 현상에는 이공계 종사자에 대한 사회적 인식이 낮은 점, 안정적이고 편한 직업 에 대한 선호 등의 사회적 환경의 요인도 있지만, 학교에서 충분히 학생들에게 이공계 진학 관련 과목에 대한 흥미와 호기심을 불러일으키지 못하는 것도 그 원인의 하나로 꼽히고 있다(OECD, 2008). ❍ 학생의 이공계 관련 교과의 학습 흥미를 증진하기 위한 방법으로 다양한 형태의 융합교 육이 시도되고 있다. 미국에서는 2007년 STEM 교육 프로그램에 관한 법률을 통과시키 면서 연방정부 차원에서 STEM 교육에 투입하는 지원을 강화하였는데(Kuenzi, 2008), 최 근 미국에서 새로 개정한 국가 수준 과학교육 표준에 의하면 공학적 설계와 수학적, 전 산적 사고를 과학교육에 통합함으로써 학생들이 보다 흥미를 가지고 과학수업에 참여하 도록 하고 있다(NGSS Lead States, 2013; Roehrig, 2016).
❍ 융합교육이 학생들의 배움을 넘어 이타주의적 세계시민교육으로 폭넓게 활용하기도 한
다. 대표적인 사례가 영국의 Practical Action의 STEM Challenges이다. Practical Action은 적정기술을 활용하여 개발국가들의 빈곤을 적극적으로 도와주기 위해 설립된 영국의 비 정부기구이다. 이런 활동의 확산을 위해 학생 지도 프로그램으로 운영하는 것이 STEM challenges이다. 이것은 해당 국가의 상황을 정확하게 인식하여 그들의 기술과 이해 수 준을 바탕으로 개발 및 지속적으로 활용 가능한 해결책을 찾아내주는 것을 목표로 하는 융합과학교육이다. 초등학교 저학년 학생들에게 저개발국가의 나무 땔감을 쓰는 부엌을 소개해 주고 그것을 개선해 보는 프로그램 활동과 지속 가능 발전이라는 세계적 목표 달성을 위해 공중위생, 식품 안전, 기후 변화에 대처하기 위한 디자인 프로그램 활동, 그리고 플라스틱 제품의 무분별한 소비와 낭비에 기인하여 발생된 문제의 해결책을 찾 는 프로그램 활동 등이 있다. 단순한 세계 이해 교육을 넘어 저개발국가의 사람들이 직 면하고 있는 문제를 해결해 보는 활동을 통해 세계시민교육으로 융합교육을 활용한 모 범적 사례이다(강남화 외, 2017). ❍ 융합과학교육을 학교 내외 상황에서 적극적으로 실현하려고 노력을 경주하는 예도 있
다. 영국의 ‘Science and Engineering Club’이다. 이 프로그램은 학교 내에서 실시하되 정규 교육과정의 구속을 받지 않고, 점심시간과 방과후 시간을 활용하여 운영되는 융합 과학 클럽활동이다. 대개 중학생에게 맞춰져 있지만, 초등, 고등학생들도 할 수 있는 프 로그램이 있는데다 지역과 연계하여 운영됨으로써 보다 폭넓은 STEAM 교육을 받음으 로써 학생들이 받는 과학, 기술에 대한 자극이 크다. 게다가 프로그램이 각종 대회에 연계되어 있어 목표를 갖고 꾸준히 실천될 수 있으며 해마다 연속되는 활동들이 이루어 짐으로써 과학, 기술의 이공계 교과에 대한 학생들이 받는 영향이 많다(강남화 외,
❍ STEAM교육을 박물관에서 활용한 사례도 볼 수 있다. 미국 시카고의 과학산업박물관에 서는 차세대교육표준에 맞춘 STEAM 교육을 ‘Science Live program’으로 운영하고 있다. 대표적인 프로그램은 ‘Museum Crime Lab’과 ‘Dream it, Design it, Fab it’이다. ‘Museum Crime Lab’프로그램은 학생들이 직접 범죄과학 수사관이 되어 박물관의 범죄 를 해결해 볼 수 있도록 구안된 것으로 융합과학교육이 목표로 하는 질문하기, 조사 계 획 및 수행, 데이터 분석 및 해석, 설명 구성, 정보 수집과 평가 전달 같은 능력의 신장 을 꾀하려고 한다. ‘Dream it, Design it, Fab it’프로그램은 제목 그대로 자신이 생각하 는 것을 직접 디자인하고 만들어 볼 수 있는 공작실 체험 프로그램으로 예술융합교육을 직접 체험해 볼 수 있는 있다(강남화 외, 2017). ❍ 또 다른 박물관 활용 또는 주최 사례는 뉴욕현대미술관에서 찾을 수 있다. 2016년 뉴욕 현대미술관은 청소년 대상 수업에서 착용기술(wearable technology)와 예술을 결합한 체 험 프로그램을 실시하였다. 주 10시간씩 이루어지는 방과 후 프로그램으로 약 10주간에 걸쳐 이루어진 장기 프로젝트였다. 참여한 청소년들은 예술작품 감상을 통해 색채에 대 한 이해 및 예술적 영감을 얻어 이를 바탕으로 과학기술과 결합한 의상을 제작하는 활 동을 하였다. 의상을 만들기 위해 인간이 색채를 지각하는 원리 및 전기․전자 회로 구성 방법, 재봉기술, 영상 촬영 편집술 등을 익혀 산출물을 제작하였다. 수강생이 제작한 의 상(팽창식 슈퍼 히어로 의상, LED 자켓, 컴퓨터로 프로그래밍 된 전자 발광 의류, 비디 오 투영 의복)은 뉴욕현대미술관이 4월말 주최한 하이틴 아트쇼에서 패션쇼로 전시하였 으며 뉴욕현대미술관 홈페이지에서도 확인할 수 있다. 한국과학창의재단의 STEAM사업 과 비교하면 융합형 과학기술 역량강화 프로그램 개발, STEAM 아웃리치와 유사한 융합 형 프로그램이라 할 수 있다. 공간적으로 학교 외부의 지역 공공기관에서 이루어지는 점은 STEAM 아웃리치와 유사하며 장기에 걸쳐 산출물을 제작하는 과정은 주로 견학, 체험에 그치는 아웃리치보다는 융합형 과학기술 역량강화 프로그램 개발에 더 가까운 특징이다(강남화 외, 2017). ❍ 여기서는 우리나라의 융합인재교육 정책 및 그 영향을 보다 넓은 관점에서 이해하기 위 해 해외 관련 동향을 파악하고 제시하였다. ❍ 과학, 수학 및 기술 교육에서 이공계 분야의 인재 육성 및 과학과 기술에 대한 소양을 갖춘 미래 시민의 육성을 그 목표로 하는 것은 최근 교육에서의 세계적 추세이다. OECD (2008)의 보고서에 따르면 계속해서 과학기술의 영향이 일상생활에서 커지고, 지 식 정보화가 가속됨에 따라 이공계 분야 종사자의 수요가 계속해서 증가할 것으로 예측 됨에 따라 세계 각국은 경쟁력 강화를 위해 우수한 인재를 이공계 분야로 유도하고 육 성하는 것을 핵심 목표로 하고 있다.
계 분야의 인력감소가 예상된다. 고용 노동부와 한국고용정보원이 2015년에 내놓은 ‘대 학 전공 계열별 인력수급 전망’에 따르면 2024년까지 공학계열 노동시장의 필요인원은 96만 9,000여명이지만 공급 가능한 인력은 75만4,000여명에 불과한 것으로 나타났다. ❍ 이 같은 이공계 공급인력 부족과 더불어 안정적인 직업군을 선호하는 사회 분위기로 인 해 이공계 기피현상이 지속되고 있다. 2012년부터 2017년까지 5년간 KAIST 졸업생 5,142명 중 약 10%에 해당하는 496명이 의·치의·법학전문대학원으로 진학한 결과는 고소득 직종과 안정적인 직업군으로 우수 인력들이 빠져나가는 이공계 기피현상을 보여 주고 있다. ❍ 이러한 이공계 기피 현상의 원인은 다른 선진국들과 마찬가지로 이공계 종사자에 대한 사회적 인식이 낮은 점, 안정적이고 편한 직업에 대한 선호 등 사회적 환경의 요인도 있지만 학교에서 충분히 학생들에게 이공계 진학 관련 과목에 대한 흥미와 호기심을 불 러일으키지 못하는 것도 그 원인의 하나로 꼽히고 있다(OECD, 2008). 이는 교육 측면에 서 대처할 수 있는 방안을 제시한다는 점에서 주목할 만한 요인이다. 또한 학생들의 과 학에 대한 흥미 연구에 의하면 학생들의 흥미에 영향을 미치는 가장 큰 요인은 교실 학 습 환경임이 드러났다.
❍ Myers & Fouts (1992)는 미국 고등학생들은 수업에 참여하는 정도, 다른 학생들과의 관 계, 교사의 지원, 교수법의 혁신이나 조직의 정도에 따라 과학에 흥미가 달라짐이 드러났 다. 마찬가지로 학생의 과학에 대한 흥미 관련 여러 연구에서 교실 학습 환경, 특히 교사 의 수업 형태가 가장 큰 요인 중 하나임이 드러났다(Osborne, Simon, & Collins, 2003).
❍ 이러한 연구를 종합하면 학생들의 관점에서 과학에 흥미를 가지지 못하는 형태의 수업 은 (1) 왜 배우는가에 대한 목적이 명확하지 않은 수업, (2) 호기심 충족보다는 논쟁이 필요 없는 문제 풀이에만 집중하는 수업, (3) 알아듣기 힘든 용어로 가득 찬 수업, (4) 과학이 창의성을 요구하지 않는 경직된 교과로서 제시되는 수업, (5) 전체 그림을 보이 지 않고 일부 내용에만 집중하는 수업 등을 들고 있다. ❍ 이러한 전통적인 흥미 유발에 실패하는 수업의 뒤에는 과학교사의 수업에서의 한계도 있다. 과학을 자신있게 가르치지 못하는 교사들은 다음과 같은 한계를 보임으로써 학생 들이 과학을 흥미 있게 학습할 기회를 제공하지 못한다(OECD, 2008). 1. 회피-최소한으로 과학을 가르치려함. 2. 자신 있는 주제에 많은 시간을 할애-주로 생물에 더 많은 시간을 보냄. 3. 개념학습보다는 절차나 과정에만 집중 4. 책이나 학습지를 따라 순서대로 학습하도록 하여 유연성이 떨어지는 수업 (학생들에 대한 응답이 부족) 5. 학생 문답이나 토론을 피하고 일방적인 수업에 집중
¡ 학생들의 흥미를 증진하지 못하는 수업에 대해 뉴질랜드 교육부가 제안하는 효과적인 수업 방식은 다음과 같다 (OECD, 2008). l 학생이 수업 전에 가지고 있던 생각을 탐색하여 수업에서 다룰 것. l 학생들이 이미 가지고 있는 지식과 자신들의 경험을 배우는 과학 내용과 연계할 수 있는 기회 제공. l 적절한 난이도의 내용을 제시하고 교사가 학습 내용을 명백히 제시할 것. l 학습 목표가 분명할 것. 특히 탐구 활동에 있어서 분명한 활동 목표를 제시할 것. l 학습 과제 중에 과학에 대해 생각할 수 있는 기회를 제공할 것. l 내용지식과 과정지식이 함께 개발이 될 수 있도록 통합적으로 가르칠 것. l 학생들이 스스로의 학습을 되짚어볼 수 있는 기회를 주어 초인지적 사고가 가능하도 록 할 것. l 자신의 생각과 과학이 제시하는 생각의 차이를 알고 학습할 수 있도록 할 것. ¡ 이러한 수업 방식은 최근 강조되고 있는 구성주의 학생 중심 수업으로 이러한 수업을 학교 교실에서 기대하기 위해서는 지속적인 교사 연수가 필요하다. 적절히 고안된 교사 연수는 교사들의 교실 수업 방식을 바꿀 수 있다는 것은 연구 결과 드러났다(Guzey, Tank, Wang, Roehrig, & Moore, 2014; Roehrig, 2016).
¡ 교사의 수업 방식을 바꾸는 것 이외에도 교육과정의 내용을 축소하여 학생들이 과학 내 용에 대해 충분히 고민하고 논의할 시간을 제공하는 것, 학생들에게 과학 진로에 대해 충분한 정보를 제공하고 자신의 진로와 연계하여 생각할 수 있는 기회를 제공하는 것도 우수한 이공계 인력 양성을 위한 교육 측면에서의 노력이 될 것이다. ¡ 학생의 이공계 관련 교과의 학습 흥미를 증진하기 위한 방법의 하나로 해외에서도 융합 교육이 시도되고 있다. 대표적으로 최근 미국에서 새로 개정한 국가 수준 과학교육 표 준에 의하면 공학적 설계와 수학적, 전산적 사고를 과학교육에 통합함으로써 학생들이 보다 흥미를 가지고 과학수업을 할 수 있도록 하고 있다(NGSS Lead States, 2013; Roehrig, 2016). ¡ 미국의 새로운 과학교육표준은 공학적 설계를 과학 교육 표준에 도입함으로써 학생의 학습이 갖는 이점에 대해 (1) 공학적 실천의 도입, (2) 공학적 교수학습 방식의 도입, (3) 흥미 유발 상황으로서의 공학을 논하고 있다(Moore, Tank, Glancy, & Kersten, 2015). 그러나 이에 대한 연구는 아직 미약하여 그 이점에 대해서는 더욱 더 연구를 통한 증명 이 필요한 시점이다. 공학적 설계 요소를 통합한 수업의 질적인 측면에서는 다음과 같 은 요소들이 강조되고 있다(Moore et al., 2015).
l 적절한 과학과 수학의 내용이 통합될 수 있도록 할 것. l 학생 중심 수업을 통해 교육과정 내용 수업이 이루어 질 수 있도록 할 것. l 의사소통과 팀워크 기술을 개발할 수 있도록 할 것. ❍ 이와 같은 공학적 설계의 도입은 우리나라 창의융합교육에서 “창의적 설계”에 대응되는 개념이라고 볼 수 있다. 미국의 공학적 설계를 통한 STEM 통합 교육과정과 마찬가지로 우리나라도 창의적 설계를 통한 융합교육이 2011년 도입되어 지속되어 왔으나 그 장기 적 효과에 대한 체계적인 연구는 양국에서 모두 아직도 더 필요한 실정이다.
❍ 호주의 학술연구위원회(Australian Council of Learned Academies)는 2013년 호주의 STEM 역량 강화를 위해 다른 나라의 STEM 분야 인재 양성 정책을 분석한 3년에 걸친 연구의 결과 보고서를 발간하였다 (Marginson, Tytler, Freeman, & Roberts, 2013). 이 보고서에서는 한국의 STEAM 프로그램을 자세히 설명하고 있다. 호주의 연구자들이 보 는 STEAM의 강점은 과학, 기술, 공학 및 수학 이외에 예술을 함께 통합을 하여 창의성 과 설계를 강조한다는 점, 문제해결과 탐구를 중심으로 학생 중심 수업을 하면서도 교 과 내용의 수준은 그대로 유지하고, 학생들의 학습 동기를 부여한다는 점이다.
Third, the most successful countries have instituted active programs of reform in
curriculum and pedagogy that are focused on making science and mathematics more
engaging and practical, through problem-based and inquiry-based learning, and emphases on creativity and critical thinking. These themes also run through the best Australian classrooms in STEM. The main South Korean program for building participation and achievement in STEM has incorporated the arts, to strengthen the focuses on creativity and design. The program is titled STEAM. These more student-centred ap proaches are being employed without diluting
나. 국내사례 ❍ 초학문적, 간학문적 접근은 이미 오래전부터 시도되었으나, 최근 시도되는 우리나라의 STEAM 교육은 현대 사회의 여건 및 국가 경쟁력 강화를 위한 과학·기술 인재 양성이 라는 필요에 의해 정책적으로 강조되는 통합의 노력이라 볼 수 있다. ❍ 최근의 과학 및 산업계의 동향을 반영하여 우리나라의 STEAM 교육은 과학, 기술, 공학, 인문·예술, 수학 영역의 주요 학습내용을 핵심역량 위주로 재구조화 하려는 노력이다. 이에 대한 대전제는 이러한 통합 또는 융합 교육이 미래 사회가 필요로 하는 창의적인 인재 양성 및 교양 있는 시민의 양성에 기여한다는 것이다. ❍ 융합인재(STEAM)교육에 관한 연구는 융합인재교육의 현장 교육 적용 방안, 교사의 지 도 전략, 교사의 인식과 요구 조사, STEAM 프로그램이 학생의 과학적 태도와 문제해결 력, 창의‧융합적 사고에 미치는 영향 등 융합인재교육 사업을 실행하기 위한 기반으로서 주로 이루어졌다. ❍ 이러한 기반 연구를 바탕으로 보다 심도 있는 연구가 진행되었다. 송진웅과 나지연 (2014)은 STEAM 교육에서 융합의 의미가 분명하지 않음을 지적하고 개념의 명료화 및 융합을 위한 학교 현장의 변화에 대해 논의하였다. 주은정과 홍준의(2014)는 개발된 STEAM 프로그램을 그 수요자인 학생들이 의도한 바대로 경험하고 인식하는지에 관한 연구를 진행하였다. ❍ 그러나 다양한 STEAM 교육을 위한 프로그램 및 사업의 효과를 종합적으로 진단하여 앞으로 나아갈 방향을 제시할 수 있는 연구는 많지 않다. 김지영 등(2015)은 통합교육의 효과에 관해 2011년부터 2013년까지 3년간 발표된 연구 논문을 메타분석하였다. 이 논 문에서는 통합교육의 효과가 많음을 보고하고 있으나 분석 대상이 현재 진행 중인 STEAM 사업에만 국한하지 않고 보다 광범위한 통합 교육의 효과를 보았다. ❍ 노민정과 유진은(2016)은 STEAM 프로그램이 과학과 정의적 영역에 미치는 영향을 살펴 보기 위해 2011년부터 2016년까지 국내에서 발표된 과학과 중심 STEAM 프로그램 연구 34편을 분석하였다. 이에 따르면 과학과 정의적 영역에 STEAM 프로그램이 미치는 영향 은 전체 평균효과크기 0.557로 긍정적이었다. 연구자에 따르면 이 효과크기는 실험집단 의 정의적 영역 평균이 통제 집단의 상위 29.12%에 해당한다고 해석하였다. 즉, STEAM 프로그램을 학습한 학생들의 성취감, 도전정신, 흥미 등이 그렇지 않은 학생들에 비해 상당히 높아졌음을 의미한다.
다. 이는 융합인재교육 프로그램을 받은 실험집단의 측정 효과 변인에 대한 평균이 비 교집단에서 상위 30.15%에 해당한다고 해석할 수 있다. 위계적 메타-회귀 분석의 결과 융합인재교육의 효과로 나타나는 학업성취도의 효과를 기준으로 볼 때 과학관련 정의적 영역 (태도, 흥미, 동기 등)과 인성 관련 변인 (창의성, 정서 등)과 사고력 변인이 통계 적으로 유의하게 높은 것으로 드러났다. ❍ 이석진 외(2017)는 창의성과 문제해결력에 대한 융합인재교육의 효과를 분석하기 위해 2012년부터 2015년까지 출판된 석⦁박사 학위 논문과 학술지 논문을 대상으로 메타분 석을 실시하였다. 효과분석 결과에 따르면 창의성에 대한 효과 크기가 0.776으로 나타 나 융합인재교육이 창의력 향상에 효과가 있음을 밝혔다. 일반학생은 0.838로 영재학생 의 0.532보다 높게 나타나 영재학생보다 일반학생들에게 융합인재교육의 효과가 더 높 게 나타난 것을 알 수 있다. ❍ 한효정과 권순희(2017)는 2012년부터 2015년까지 ‘STEAM 프로그램 개발’ 공모를 통해 제작⦁보급된 초등학교 STEAM 프로그램들을 대상으로 과학기술과 인문학의 내용적 융 합과 방법적 융합 실태를 분석한 결과 STEAM 교육이 구체적인 내용적 융합보다는 다 양한 학문 간의 융합을 상대적으로 많이 강조한 것으로 나타났다. 무조건적인 학문 융 합만을 강조하기보다는 보다 구체적으로 프로그램 주제나 내용에 따라 학생들이 다양하 게 사고할 수 있는 형태의 교과 간 융합이 요구된다. 또한, STEAM 프로그램의 과학기 술과 인문학 관련 융합에 대한 보다 다양한 형태의 접근이 필요하다고 밝혔다. ❍ 문공주, 문지영, 황요한, 김성원(2017)은 STEAM R&E에 참여한 고등학생을 대상으로 창 의적 인재 역량 검사지(Chi & Ju, 2012)를 적용하여 학교 유형에 따라 창의적 인재 역 량의 변화에 차이가 있는지 알아보았다. 그 결과, 전체학생의 창의적 인재 역량이 향상 되었으나, 과학고등학교와 영재학교의 사전-사후검사 결과 차이는 유의미하지 않았고, 일반계 고등학교와 과학중점고등학교의 결과 차이가 유의미한 것으로 드러나 STEAM R&E 활동이 일반계 고등학교와 과학중점고등학교의 창의적 인재 역량 함양에 효과가 있다고 볼 수 있다. 이에 대한 질적 연구가 이어질 필요를 제언하였다. ❍ 이지원 외 7인(2017)은 예비교사와 현직교사가 팀을 이루어 융합인재교육의 현장 적용 경험을 갖게 하였을 때 예비교사의 지도 역량의 변화를 연구하였다. 지도역량은 창의 적 사고력 지도능력, 문제해결 지도능력, 의사소통 및 협업 지도능력, 융합지식 이해 지 도능력의 네 가지 범주로 크게 나누어 측정하였다. 그 결과 지도역량에 대한 예비교사 의 인식이 현장 적용 경험을 전후하여 향상된 것으로 나타났다. ❍ 최은영, 문병찬, 한광래(2017)는 2011년부터 2016년까지 발표된 융합인재교육 관련 문헌 을 조사한 결과 초등학교를 대상으로 한 연구(40.2%)가 주를 이뤘으며 그 내용은 프로 그램 개발에 관한 연구가 가장 많았다. 또 과학을 중심으로 한 연구(33.2%)가 가장 많았
❍ 여러 교과 분야에서 융합 인재 교육 연구 동향을 분석하여 융합 인재 교육의 방향성을 탐색하고자 시도하였다. 공업교육에서 김영홍과 김진수(2017)는 2007년부터 2016년까지 의 융합 인재 교육 논문 800여건을 분석하여 연구 시기, 연구 집단 및 연구 형태에 기 반하여 함의점을 시사하였다. 이는 융합 인재 교육이 시작된 지 십년 가까이 된 현 시 점에서 융합 인재 교육 사업을 종합적으로 진단하여 앞으로 나아가 방향을 제시하기 위 한 움직임이라고 볼 수 있다. ❍ 또한, 이만재와 권순희(2017)는 융합 인재 교육 정책을 현장에서 운영하는 초등 교사들 의 인식을 면담 연구하여 융합 인재 교육 사업의 방향성을 탐색하고자 하였다. 이만재 와 권순희(2017)는 융합 인재 교육 프로그램을 시행하고 있는 교사들과 면담을 통해 융 합 인재 교육 정책의 올바른 운영과 확산을 위해 교육모형의 확립, 학자들의 합의, 쌍 방향식 정책 진행, 융합 인재 교육의 평가 방법 제시 등을 제안하였다.