2 0 2 0 년 융 합 인 재 교 육 ( S T E A M )

(1)

2020년

융합인재교육 ^(STEAM) 연차보고서

2020년 융합인재교육 (S TEAM) 연차보고서

13370

(2)

2020년 융합인재교육(STEAM)

연차보고서

1 융합인재교육(STEAM) 추진 경과 04

2 융합인재교육(STEAM) 성과 05

한눈에 보는

융합인재교육(STEAM)

2020 융합인재교육(STEAM) 사업 주요 현황

1 융합인재교육(STEAM) 성과 분석 연구 88

2 교원 융합교육 역량 모델 및 모듈형 연수체계 개발 연구 97

2020 융합인재교육(STEAM) 정책연구

1 2

3

(3)

1

융합인재교육(STEAM) 추진 경과

2

융합인재교육(STEAM) 성과

한눈에 보는

융합인재교육(STEAM)

1

01. 한눈에 보는 융합인재교육(STEAM)

연차보고서

(4)

01. 한눈에 보는 융합인재교육(STEAM)

융합인재교육(STEAM) 성과

융합인재교육(STEAM) 추진 경과

구분 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 계 선

도 그 룹 육 성 지 원

STEAM 리더스쿨(개) 16 80 88 88 19 19 - - - - 310

창의융합교육

연구/선도학교(개) - - - - - 52 57

(16개연구) 103 299 300 811 학교내 무한상상실

운영 학교수(개) - - - 26 29 29 20 50 7

(국립) 23 (국립) 184 STEAM 교사연구회(개)

수혜 학생 수(명)

47 170 180 180 180 190 170 230 230 230 1,807

- 18,791 20,340 10,017 10,488 33,443 31,628 35,011 37,792 34,792 232,302

교 원 역 량 강 화

원격연수 이수자(명) - 37,607 38,193 20,981 5,719 1,808 896 1,639 2,177 1,962 110,982 첨단과학연수

이수자 (명)

기초 -

-

- - - - 280 181 261 264 171

4,449

심화 806 800 400 402 192 181 169 184 158

관리자 연수

이수자(명) - - 233 - 214 243 740 1,046 806 510 3,792

해외 우수 기관 연수 이수자(명)

30 (미국,스위스)

32 (미국)

33 (영국)

33 (미국)

17 (독일)

17 (핀란드)

17 (캐나다)

17 (네덜란 드)

47 (독일 등

8개국)

- 243

STEAM 전문가

양성과정 - - - - - 7 - 7

소계(명) 30 38,445 39,259 21,414 6,352 2,547 2,015 3,132 3,478 2,512 119,184

콘 텐 츠 개 발

· 보 급

학문분야 주제별 융합형

콘텐츠(개) - 48 40 32 40 32 22 22 33 22 291

첨단제품 활용형

콘텐츠(개) - 24 24 20 36 16 11 16 6 5 158

과학·인문예술

융합형 콘텐츠(개) - 24 32 36 16 20 11 17 6 5 167

설계기반 미래

유망직업 콘텐츠(개) - - 16 16 12 12 11 11 - - 78

교과성취 기준 연계형

콘텐츠(개) - - - - - - - - 3 10 13

유초등 전이단계

콘텐츠(개) - - - - - - - - 5 14 19

총 콘텐츠 수(개) - 96 112 104 104 80 55 66 53 56 726

STEAM 프로그램

개발 수혜학생 수 - 1,593 5,085 14,243 14,385 12,264 7,573 8,406 6,288 8,536 78,373 학

생 체 험 탐 구

학교밖 STEAM

기관수(개) - - 10 11 10 9 6 8 10 10 74

학생수(명) - - 1,416 2,805 3,712 3,280 3,429 4,070 5,544 3,693 27,949 대학생과 함께하는

STEAM 팀(개) - - 135 152 110 120 - - - - 517

STEAM R&E 과제(개) - 70 100 110 120 130 130 130 130 130 1,050

STEAM R&E 수혜학생 수 330 439 473 491 571 558 505 486 484 4,337

제도화 및 인프라 구축 - -

3~4학년 과학 교과서

5~6학년 과학 교과서

2015 개정 교육

과정에 STEAM

2015 개정 과학수학

2009 개정 교육과정(’09.12.)

새로운 가치를 창출하고 더불어 살 줄 아는 인재 양성을 위해, 창의·인성을 강조하는 초·중등 학 교 교육의 실천·지원

- 국민공통 교육과정 하향 조정 및 교과와 교과 외 활동으로의 교육과정 이원화, 교과 외 활동을 통한 프로젝트 학습 기회 부여

과학기술·예술 융합(STEAM) 교육 활성화 방안(’11.5.)

수학·과학에 기술·공학과 예술을 접목하여 과학기술 소양과 예술적 감성을 모두 갖춘 인력 양성 기반 마련 제시

융합적 사고력 및 문제해결력 제고를 위해 수학·과학·기술 등 교과간 융합교육을 활성화하는

‘융합인재교육(STEAM)’ 추진

- STEAM 연구·선도학교 운영을 통한 우수모델 발굴 및 교사 연구회 지원 등으로 STEAM 교육 활성화

※ 국정과제 54-1, 지식정보 및 융합교육 강화

2015 개정 교육과정(’15.9.)

미래 사회가 요구하는 핵심역량을 함양 및 바른 인성을 갖춘 창의융합형 인재 양성 강조

- 핵심 역량 제시(자기관리 역량, 지식정보처리 역량, 창의적 사고 역량, 심미적 감성 역량, 의사 소통 역량, 공동체 역량)

융합교육 종합계획(’20~’24)(’20.5.)

미래를 위한 교육으로 도약, 그간의 교육 성과를 바탕으로 학습의 패러다임이 바뀌는 융합교육 이 학교현장에 착근·확산될 수 있는 기반 마련

융합인재교육(STEAM) 중장기(’18~’22) 계획 수립(’17.12.)

학생·교사의 STEAM 교육 역량을 강화하고, STEAM 교육의 현장 확산

(5)

연차보고서

1

융합형 과학기술 교사연수센터 운영

2

융합형 연구과제(STEAM R&E)

3

학교밖 STEAM 프로그램 개발·운영

4

무한상상실 구축·운영

5

융합형 과학기술 역량강화 프로그램 개발

6

융합인재교육(STEAM) 교사연구회

7

STEAM 교육 성과발표회

2020 융합인재교육 (STEAM)

사업 주요 현황

02. 2020 융합인재교육(STEAM) 사업 주요 현황

2

(6)

STEAM 학교운영사례, 교육효과 및 연구결과, STEAM 교육 수업사례 등

연수참가자 만족도조사 및 효과성 분석, 발전방안 제언 융합인재교육 관리자연수

융합인재교육 교사 연수 (기초·심화)

융합인재교육 교원역량강화 연구

교원 집합연수^{(체험·설계·개발)} 기획·운영

성과발표·확산

STEAM 수업 지도안 현장적용^(실행) 지원·컨설팅

융합형 과학기술 교사연수센터

(기초·심화)

▣ 사업 추진체계

기본계획 수립 및 총괄 공모 ^▶ 선정 ^▶ 협약 ^▶ 사업비 지급 ^▶ 연수센터 관리 및

지원 ^▶ 연수자 모집·평가 등

연수 기획 및 실행

교육부 한국과학창의재단 연수운영 센터(기초, 심화)

과학기술과 교육현장 사이의 간격을 좁히고, 최신 과학기술에 대한 지식과 경험 습득 및 융합인재교육(STEAM) 프로그램 개발·적용 연수를 통한 교원의 융합인재교육(STEAM) 전문성 강화를 위해 교원 연수를 운영하는 사업이다.

기초·심화과정을 운영하여 수준별·맞춤형 연수와 초·중등 단위학교의 STEAM 교육 확산 및 관리자의 인식 제고를 위한 관리자 연수를 운영하고 있다.

▣ 사업개요

▶ 사업명 : 융합형 과학기술 교사연수센터 운영

▶ 사업대상 : 전국 초·중등 교원, 관리자 및 교육전문직

▶ 추진방법 : 한국교원대학교(기초과정), 한국과학기술원(심화과정)

▶ 지원규모 : 기관당 240백만원

▣ 운영방향

▶ 교원의 STEAM 교육 실천 역량 및 연수 이수 경험에 따라 수준별·단계별 연수 프로그램 제공

▣ 주요과업

① 다양한 교과 교원들이 함께 협력하여 직접 STEAM 수업을 설계하고 적용할 있도록 체험·실습 중심의 맞춤형 연수 운영

② STEAM 수업 지도안 개발·현장 적용 지원·컨설팅 제공을 통한 STEAM 수업 역량 강화 연수 제공

③ (기초과정) STEAM의 개념 이해 및 예술·영상미디어 체험 워크숍 중심의 연수 운영

④ (심화과정) 첨단과학기술 LAB 연계를 기반으로 첨단과학기술 중심 연수 운영

⑤ (관리자연수) 학교 관리자의 STEAM 인식도 및 이해도 제고를 위해 학교 현장에서의 STEAM 적용 우수사례와 STEAM 수업 체험 중심 연수 운영

사업소개

융합형 과학기술 교사연수센터 운영

연도별 예산 추이

(단위 : 백만원)

2014년 2015년 2016년 2017년 2018년 2019년 2020년

500 500 575 480 560 480 480

▶ (예산비목) 정책사업)과학기술인재육성 세부사업)융합형 과학기술교사연수센터 운영 (예산구분 : 일반회계)

예산 현황

2012년부터 교원의 STEAM 교육 역량 제고를 위한 수준별·맞춤형 집합 연수 운영을 목표로 2012년~2016년에는 <첨단과학 교사연수센터>라는 사업명으로, 2017년부터 2020년 현재까지는

<융합형 과학기술 교사연수센터>라는 사업을 추진하고 있다.

매년 전국 초·중등 교사, 관리자 및 교육전문직 약 1200여명을 대상으로 STEAM의 개념과

추진 현황

(7)

02. 2020 융합인재교육(STEAM) 사업 주요 현황 - 예술·영상미디어 융합프로그램 체험 워크숍 운영

구분 수업주제 대상

1 DIY 기울기센서를 이용한 반짝반짝 미로게임 초·중등

2 빛색그림 초·중등

3 앱을 이용하여 손쉽게 작곡하는 <K-POP 레시피> 초·중등

4 햇빛이 찍어준 파란 그림, 시아노타입 초·중등

5 전기회로와 터치터치 브로치 초·중등

6 코딩으로 하는 음악 초·중등

7 소리 드로잉 초·중등

8 사이매틱스를 활용한 숨은 소리 그림 찾기 초·중등

9 E-textile 바느질로 회로를! 초·중등

10 AI 인식 지능과 기계 학습을 활용한 융합적 창작 경험 초·중등

▶ 융합형 과학기술 교사연수센터 (심화과정)

- 2015 개정 교육과정의 취지에 맞추어 첨단 과학기술에 대한 지식·경험 습득과 STEAM 기초 이해를 위한 연수과정 기획 및 운영

① 집합연수 : 체험 및 워크숍을 통한 STEAM 수업 콘텐츠 개발 노하우 공유, LAB 탐방을 통해 과학기술을 수업 콘텐츠로 구성할 수 있는 프로그램→ ② 현장적용 : 집합연수 기간 중 개발된 STEAM 수업 콘텐츠의 현장적용 지원 및 컨설팅→ ③ 성과발표회 : 현장적용 결과 공유 및 상호 피드백을 반영한 수정 수업 콘텐츠 작성

연수 구분 내용 비고

집합연수*

(31차시)

•첨단 과학기술 관련 특강

•첨단과학기술 LAB 연계 STEAM 수업

•첨단과학기술 LAB 소개 및 전문가와의 만남 (10개 분반 운영)

•분반별 워크숍(주제탐색·선정, 지도안 개발)

현장적용 (15차시)

•STEAM 수업 프로그램 개발 적용 및 활용

•멘토 교사와의 컨설팅 및 멘토링 실시

성과발표*

(6차시)

•STEAM 수업 프로그램 개발 사례 발표 및 현장 적용 결과 공유

* ’20년 코로나19 예방 및 확산방지를 위해 온라인 실시간 쌍방향 연수 진행

융합형 과학기술교사연수센터(기초과정) 융합형 과학기술교사연수센터(심화과정)

연수종류 직무/집합 직무/집합

교사연수

STEAM의 개념 및 프로그램 예시, 수업적용 방법 및 노하우 등

첨단과학기술 적용 STEAM 수업설계 및 현장실습 관련 컨설팅 등 총 45차시(2박 3일)

(집합 24+현장적용 지원 컨설팅 15+집합 6)

총 52차시(3박 4일) (집합연수31+현장적용 지원 컨설팅

15+집합 6)

이수인원 300명 이수인원 200명

관리자연수

STEAM 교육의 개념, 학교운영 사례, 교육효과 및 연구 결과, 교사의 STEAM 교육 수업사례 등

총 6차시, 총 8회 운영 이수인원 720명

이수조건

전체 시수 중 1) 집합연수 90%이상 참석, 2) 현장적용 보고서 제출, 두 조건 모두 충족 시 이수처리

▶ 융합형 과학기술 교사연수센터 (기초과정)

- 2015 개정 교육과정의 취지에 맞추어 첨단 과학기술에 대한 지식·경험 습득과 STEAM 기초 이해를 위한 연수과정 기획 및 운영

① 집합연수 : 예술·영상 미디어 중심의 체험 및 워크숍을 통한 STEAM 이해도 제고, 실생활 문제해결 수업으로서의 STEAM 중요성 인식→ ② 현장적용 : 집합연수 기간 중 재구성 또는 개발된 STEAM 수업 콘텐츠의 현장 적용 지원 및 컨설팅→ ③ 성과발표회 : 현장적용 결과 공유 및 상호 피드백을 반영한 수정 수업콘텐츠 작성

연수 구분 내용 비고

집합연수*

(24차시)

•STEAM 교육 소개 및 개념

•예술·영상미디어 융합 프로그램 체험 워크숍 (10개 분반 운영)

•STEAM 프로그램 주제 및 지도안 개발 등 컨 설팅 실시

현장적용 (15차시)

•STEAM 수업 프로그램 개발 적용 및 활용

•멘토 교사와의 컨설팅 및 멘토링 실시

성과발표*

(6차시)

•STEAM 수업 프로그램 개발 사례 발표 및 현장 적용 결과 공유

* ’20년 코로나19 예방 및 확산방지를 위해 온라인 실시간 쌍방향 연수 진행

(8)

▶ 융합형 과학기술 교사연수센터 (관리자연수)

- 학교 관리자의 STEAM 인식도 및 이해도 제고를 위해 교육 효과 및 연구결과, 학교 현장에서의 STEAM 적용 우수사례와 STEAM 수업 체험중심 연수 기획

한국과학기술원 한국교원대학교

1일차

특강1. STEAM 교육 정책 및 사업 소개 (1h)

특강1. STEAM 교육 정책 및 사업 소개(0.5h)

특강2.

시대가 필요로 하는 인재상과 STEAM 교육(1h)

특강2. 미래사회 인재와 STEAM 교육(2h)

학생 활동 체험.

관리자의 STEAM 수업체험 (분반활동)(1.5h)

2일차

학교 경영 사례. STEAM 교육 학교 경영 사례 및 Know-how(분반활동)(1h)

학교 경영 사례. 성공적 STEAM 교육 실천을 위한 학교장의 역할(분반활동)(1h) 우수 수업 사례. 초·중등 STEAM 교육 우수 수업 사례1 (분반활동)(1h) 우수 수업 사례. 초·중등 STEAM 교육

우수 수업 사례(분반활동)(1h)

우수 수업 사례. 초·중등 STEAM 교육 우수 수업 사례2 (분반활동)(1h) 학생 활동 체험. 관리자의 STEAM 수업 내

학생 활동 체험(분반활동)(1h) - 첨단과학기술 LAB 소개 및 전문가와의 만남을 통한 첨단과학 기술 동향 및 연구 성과, 사례

중심의 특강 진행

구분 주제 첨단과학기술 LAB 강의 주제 및 내용

1 항공 한국항공우주연구원 우주를 향한 지구인들의 특별한 하루

2 에너지 한국에너지기술연구원 모든 에너지의 근원, 태양

3 생명공학 한국생명공학연구원 2050년 97억 인구 어떻게 지탱할 것인가?

4 로봇 한국원자력연구원 로봇, 미래와의 조우

5 미래교통 KAIST 조천식녹색교통대학원 미래교통이야기

6 신소재 KAIST 신소재공학과 4차 산업혁명과 신소재

7 인공위성 KAIST 인공위성연구소 캔위성을 활용한 인공위성 시스템 소개 8 브레인 KAIST 바이오 및 뇌공학과 뇌의 비밀을 찾아서

9 산업공학 KAIST 산업 및 시스템공학과 레고를 활용한 플랫폼 활용과 사례 및 교육방향

10 AI KAIST 전산학부 인간과 AI가 협업하는 미래

- 첨단과학기술 LAB 연계 STEAM 수업 체험 실시

구분 분야 수업 주제

초등 중등

1 항공 미세먼지 포집 비행선 제작 ‘종이비행기 드론 만들기’ STEAM 프로젝트

2 에너지 퉁통탕텅! 길이와 음악 주변에서 건진 에너지, 바이오에탄올 3 생명공학 온책읽기로 통하는 STEAM프로그램 형질 전환 생물 이야기 4 로봇 공상이 아니라 찐미래다! feat

미래교통

미래 교통수단을 활용한 STEAM 프로그램 개발

5 미래교통 로봇 팔, 우리를 지키다 휴대용 공기청정기 만들기

6 신소재 컴퓨터그래픽 LAB 연계 지구온난화 해결 프로젝트

예술교과와 연계한 STEAM 프로그램 설계 및 평가

7 인공위성 2050 선녀와 나무꾼을 도와라 우주재해로부터 지구를 지켜라!

8 브레인 생각하뇌! 소통하뇌! 공유하뇌! 모두를 위한 모두가 쓰는 인간중심 인공지능

9 산업공학 상상력이 꿈틀꿈틀 꿀잼 놀이터:

학교놀이터 학생 참여 설계 사례 신기한 Unmaned Robot의 세계

10 AI 우주촬영 AI-Project AI, 학교를 부탁해

(9)

▶ 정성적 성과

- 미래환경 대응 및 코로나19 확산 우려로 집합 연수에서 온라인 쌍방향연수 방식으로 변환·운영함에 따라 에듀테크 기반 연수 기반 마련

- 실시간 온라인 연수로 진행되는 관리자 연수를 양일간 3차시씩 진행으로 교육의 효과성 제고 - 교원 대상 연수 만족도 조사를 통한 현장의 STEAM 교육 활성화 방안 및 STEAM 교육에

대한 인식 결과 도출

- 융합교육 종합계획(’20~’24) 내 모듈형 연수체제 도입 연구의 기초 연구로서 활용 및 다양한 도구·기술 등을 활용한 수업 지도안 작성 및 기기 활용, 프로젝트 활동 등 교원 역량 강화 제고

▶ 정량적 성과

주요 성과

융합형 과학기술 교사연수센터 기초, 심화과정 이수자 수

0 50 100 150 200 250 300

심화과장 기초과정

2020 2019

2018 2017

181 181 261

169 264

184 171158

코로나19 감염병에 따른 학교 현장의 어려움과 기존의 집합 연수 에서 실시간 쌍방향 온라인 연수로 전환함에 따라 2020년 융합형 과학 기술 교사연수센터 기초, 심화과정 연수 운영에 어려움이 있었음

융합형 과학기술 교사연수센터 관리자연수 이수자 수

2020년부터 관리자연수 모집 인원을 1,000명에서 720명으로 축소 운영함에 따라 다소 관리자연수 이수자 수가 감소하였으나, 실시간 쌍방향 온라인 연수로 운영함에 따라 효율적 소규모 분반 운영이 가능하여 DIY

키트 수업 중심으로 이루어지는 학생 활동 체험 시간에는 학교급별 4개(초등2개, 중학1개, 고교1개)의 분반을 운영하거나, 보조교사 10명이 분반을 담당하여 관리자들의 실습을 지원함

융합형 과학기술 교사연수센터 이수자 만족도

3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0

2020 2019

2018 2017

4.334.26 4.61

4.304.364.46 4.56 4.484.58

4.76

4.48 4.79

(5점기준)

심화과장 관리자연수

기초과정

그 간 안 정 적 으 로 운 영 해 온 운영센터별 노하우로 온라인 실시간 쌍방향 연수를 처음 진행하였음에도 불구하고 높은 만족도를 보였음

그동안 오프라인 집합연수로 운영해오던 교원연수를 코로나19로 인하여 온라인 실시간 쌍방향 연수로 변경함에 따라 센터별 연수 운영 및 연수 일정에 많은 어려움이 있었다. 연수생들의 첨단과학기술연구소 방문과 STEAM 워크숍 체험을 통해 멘토교사와 연수생들이 함께 키트를 만들어보는 프로그램의 운영이 어려워 소규모 분반을 이루어 운영하거나 첨단과학기술연구소의 연구원들과 자유로운 질의시간 등으로 대체하여 운영되었다.

따라서 보다 각 센터별 특장점을 온라인 실시간 연수로도 충분히 구현할 수 있는 방법을 고민해 보아야 할 것이다.

또한 미래 환경 교육 및 포스트 코로나19를 대비하고 융합교육 종합계획에 기반하여 온라인 중심 융합교육, 학생주도 프로젝트형 수업, ICT 기술 및 첨단 교구·플랫폼 활용 역량 제고, 다양한 도구·교구 활용 역량 제고 연수 등 신규 연수 프로그램을 개발하고 재단과 각 센터는 함께 우수한 연수 자원의 지속 발굴을 위한 협업을 추진해야 할 것이다.

시사점

0 200 400 600 800 1,000 1,200

2020 2019

2018 2017

740

1,046

806

510

교사연수센터

https://lms.kofac.re.kr/front/main/index.do 참고

사이트

(10)

▣ 운영방향

▶ 모든 고등학교 학생 및 소속 교사를 대상으로 생활 속 문제를 탐구할 수 있는 연구과제 지원을 통해 참여 학생의 실생활 문제해결 역량 강화 및 전문가 자문 등을 통해 연구과제의 완성도 제고

▣ 주요과업

① STEAM R&E 주제 선정 및 연구 수행

▶ 실생활 문제 해결이라는 명확한 연구 목적을 가지고 교과 영역에 구애됨 없이 다양한 관점에서 문제를 다룰 수 있도록 한다. 또한 문제 해결 과정에서 과학, 기술·공학, 수학, 인문·예술 등 다양한 분야의 지식이나 이론을 융·복합적으로 적용한다.

▶ 학생이 연구 주제를 주도적으로 탐색하고 선정하기 때문에 학생이 연구하기에 지나치게 어려운 수준의 문제는 지양하고, 눈높이에 맞는 참신한 문제 인식과 창의적 접근 방법을 활용한다.

▶ 연구주제의 탐색과 선정, 문제해결 과정에서 학생들이 연구윤리의 기본 원칙을 이해하고, 이를 지킬 수 있도록 지도교사가 지도한다.

② 과학이론, 연구방법론 등의 검토를 위한 과학교사 협조 및 전문가 자문 등의 계획 수립·추진

③ STEAM 교육 협력 연구 및 확산 실천

▶ 지도교사 워크숍, 중간 발표회, STEAM R&E 성과발표회 참석 및 네트워킹

▶ 과제 참여자(교원, 학생) 대상 효과성 조사·분석 연구 협조

▣ 사업 추진체계

교육부

기본계획 수립 및 총괄

한국과학창의재단 공모 ^▶ 선정 ^▶ 협약 ^▶ 사업비 지급

▶ 운영 총괄 ^▶ 평가 등

STEAM R&E 지원연구단

과제 연구 및 운영 지원 과제 연구팀

사회계획서에 따른 운영 학생들의 과학적 탐구력·실생활 문제해결력 등 핵심 역량 함양 및 관련 진로의 흥미를 높이는

STEAM R&E(Research & Education) 과제를 지원·운영하는 사업이다. 과학고·영재고 학생 뿐 아니라 일반고 학생의 R&E 참여를 유도하기 위해 2018년부터는 입문분야와 일반분야로 나누어 과제를 운영하고 매년 입문분야 확대 운영을 통해 일반고, 특성화고 등 모든 고등학교 학생을 대상으로 다양한 과제 연구 참여기회를 제공하고 있다.

▣ 사업개요

▶ 융합형 연구과제(STEAM R&E) - 사업대상

구분 입문 분야 일반 분야

대상

•아래 요건을 모두 충족하는 학생

① 주제 선정, 자료 분석, 보고서 작성 등 연구 수행단계를 기초부터 경험해 보고자 하는 학생

② 일반고 고등학교 학생

③ STEAM R&E 참여 경험이 없는 학생

•신청 학교 교사와 학생으로만 구성 가능하며, 타 학교 간 연합연구팀 신청 불가

•모든 고등학생

(일반고, 영재학교, 특수목적고, 자율고 등 모든 고등학교 재학생 참여 가능)

•신청 학교 교사와 학생으로만 구성 가능하며, 타 학교 간 연합연구팀 신청 불가

- 지원규모 : 360백만원

▶ 융합형 연구과제(STEAM R&E) 지원연구단

- 사업대상 : 「고등교육법」 제4조에 따라 설립된 대학 등, 「기초연구 진흥 및 기술개발지원 에 관한 법률」 제14조 제1항 각호 해당 기관

- 지원규모 : 120백만원 이내(부가세 포함)

사업소개

융합형 연구과제 (STEAM R&E)

2014년 2015년 2016년 2017년 2018년 2019년 2020년

600 696 660 660 660 660 660

예산 현황

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2020년 STEAM R&E 운영 워크숍 및 컨설팅 등의 만족도 조사 결과 모든 항목이 4점 이상 획득(5점 척도)

- 지도교사 착수 워크숍: 참여교사 대상 65명 참여/6개 문항 만족도 평균 4.22 - 입문분야 학생대상 캠프: 참여학생 대상 56명 참여/7개 문항 만족도 평균 4.16 - 입문분야 밀착 컨설팅: 참여학생 대상 13명 참여/5개 문항 만족도 평균 4.05 - 중간발표회: 참여학생 대상 201명 참여/7개 문항 만족도 평균 4.31

- 성과발표회: 참여학생 대상 215명 참여/5개 문항 만족도 평균 4.21

주요 성과

▶ 2020년 STEAM R&E 과제 운영을 통한 만족도

- STEAM R&E 활동을 통해 참여 학생들의 연구수행 및 학습능력 향상에 기여

2020 STEAM R&E 사업 만족도 조사 평균: 학생 4.27/5점, 교사 4.05/5점

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

5.0 학생 교사 학생 교사

사업 전체 진행 및 지원 만족도 연구 수행 절차 및

방법 설명 여부 교육 의미

설명 여부

응답자 수: 학생 215명, 48.3% 참여, 교사 69명, 65.1% 참여 0.0

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

진로 결정 연구 수행

대학 진학 교과 학습

4.13 4.07 4.26

3.94 4.29 4.2 4.16 4.234.06

4.594.38

4.184.17 3.57

▶ 지도교사 매뉴얼 및 학생용 가이드북 제작 및 배포

- 지도교사 매뉴얼 및 학생용 가이드북 제공을 통한 사업 운영 내실화 및 효율성 강화

지도교사 매뉴얼 학생용 가이드북

‘융합형 연구과제 지원(STEAM R&E)’ 사업은 2012년에 시작하여 초기에는 과학고·영재고·

과학중점학교 학생들의 연구과제 운영을 지원하였다.

그 후 2016년부터 일반고 학생 대상으로도 지원을 확대하였고, 2018년부터는 입문분야 운영을 통해 연구 활동 진입장벽을 완화하고 참여 의지가 있는 일반고 학생들의 연구 활동 참여 기회를 확대하였다. 2018년에 30팀으로 운영을 시작한 입문분야는 매년 운영 팀을 확대하여 2019년 40팀, 2020년 50팀을 운영하였다. 또한 지원연구단 운영으로 매년 과제에 참여하는 교사와 학생을 위한 착수워크숍, 중간컨설팅, 성과발표회 및 수시 컨설팅을 통해 과제를 지원하고 있고, 특히 입문분야의 효율적인 과제 운영을 위한 체계적인 컨설팅과 지원을 함께 하고 있다.

▶ STEAM R&E 과제 운영 현황(2018~2020)

구 분 구분

일반고 과학중점고 과학고/영재고 기타(자사고 등) 합계

2018 41 55 29 5 130

2019 52 44 31 3 130

2020 55 39 31 5 130

* 일반 고등학교 STEAM R&E 과제 지원 현황: (’18) 41건 → (’19) 52건 → (’20) 55건

** STEAM R&E 과제 입문 분야 확대 지원 현황: (’18) 30건 → (’19) 40건→ (’20) 50건

- 입문분야 운영을 통한 일반 고등학교 연구 지원 확대로 연구 활동 진입장벽 완화 및 다양한 주제의 연구과제 운영

▶ 2020년 STEAM R&E 우수과제 선정 결과

구분 운영과제 수 시상급 수상과제 수

입문분야 50 부총리겸교육부장관상 1

한국과학창의재단이사장상 8

일반분야 80 부총리겸교육부장관상 11

한국과학창의재단이사장상 20

합계 130 합계 40

추진 현황

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3.90 3.95 4.00 4.05 4.10 4.15 4.20 4.25 4.30 4.35

성과발표회 중간발표회

입문분야 밀착 컨설팅 입문분야

학생대상 캠프 지도교사

착수 워크숍 4.22

4.16

4.05

4.31

4.21

2018년에 입문분야 과제 운영을 시작하여 매년 10개씩 그 수를 확대 운영하여 일반고 학생 대상 다양한 과제 참여 기회를 확대하고 있음

0 20 40 60 80 100 120 140

일반분야 과제 수 입문분야 과제수

2020 2019

2018 30 100

40 90

50 80

- STEAM R&E 입문분야 참여 학생대상 지원 강화

· 입문분야 참여 학생대상 캠프 및 밀착 컨설팅을 통한 연구윤리 특강, 분과별 랩 탐방 및 선배 멘토링 등을 통해 과제 운영 내실화를 위한 지원 강화

- STEAM R&E 참여 지도교사 지원 강화

· STEAM R&E 참여 지도교사 워크숍을 운영하여 교사 대상 연구윤리 및 표절예방 특강, 우수사례 발표, 멘토링 프로그램 및 권역별(5개 권역) 교사 협의체 운영

- STEAM R&E 사업 운영 지원 및 우수사례 발굴 등을 위한 지원연구단 선정·운영을 통해 사업 운영 내실화 및 효율성 강화

· STEAM R&E 지도교사 매뉴얼 및 학생용 가이드북 제공

· 학생 및 지도교사 대상 STEAM R&E 사업 효과성 연구 실시 - 2020년 STEAM R&E 온라인 성과발표회 개최

· 온라인을 통한 학생 발표 최종평가 및 STEAM R&E 과제별 성과 공유(130팀)

* 우수과제 부총리겸교육부장관상(12팀) 및 한국과학창의재단 이사장상(28팀) 선정

STEAM R&E 과제는 일반고, 과학고, 영재고를 포함한 모든 고등학생 대상으로 입문분야와 일반분야 2가지 분야로 나누어 운영하고 있다. 입문분야의 경우 고등학생 대상 연구 활동 진입장벽 완화 및 일반고 학생들의 연구 활동 참여 기회 확대를 위해 운영하게 된 분야이기 때문에 선정 시 일반분야에 비해 간소화된 연구계획서를 제출하게 하므로 과제 운영 시 연구주제 및 보고서 작성의 구체화를 위한 컨설팅과 지원이 더욱 필요한 분야이기도 하다. 따라서 입문분야 학생대상 캠프나 밀착 컨설팅을 통해 입문분야 참여 학생을 대상으로 지원을 강화해야 한다.

이를 위해 STEAM R&E 지원연구단에서 개발한 학생용 가이드북을 과제 참여 학생들에게 배포 및 교육하여 과제 운영을 내실화하고, 연구윤리를 위반하지 않도록 지원하고 있다. 또한 학생 뿐만 아니라 STEAM R&E 지도교사를 위한 교사용 매뉴얼 보급 및 컨설팅 강화를 통해 교사의 지도역량 함양과 과제 참여 활성화에도 힘쓰고 있다.

따라서 앞으로도 더 많은 학생들이 STEAM R&E 과제를 통해 다양한 주제의 연구 활동에 참여하고 경험 할 수 있도록 홍보·확산을 위한 방안을 강구해야 한다.

시사점

2020년 STEAM R&E 과제 요약본 https://steam.kofac.re.kr/?p=17107

2020년 STEAM R&E 지도교사 매뉴얼 https://steam.kofac.re.kr/?p=17115

2020년 STEAM R&E 학생용 안내서 https://steam.kofac.re.kr/?p=17119

2020년 STEAM R&E 학생참여 수기 모음집 https://steam.kofac.re.kr/?p=17125 참고

사이트

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▣ 사업 추진체계

기본계획 수립 및 총괄 공모 ^▶ 선정 ^▶ 협약 ^▶ 사업비 지급 ^▶ 운영지원

▶ 평가 등

기관 자체 프로그램 개발 및 현장 운영

교육부 한국과학창의재단 학교 밖 기관

현장에서의 실습·체험·탐구활동 기회 제공하고 각 기관이 지닌 고유 인프라와 인력, 콘텐츠 등 다양한 사회자원을 활용하여 과학기술 분야 교육 강화 및 사회적 가치를 창출하는 사업이다.

초·중등 학생들이 과학기술 분야로 진로를 탐색·설계할 수 있도록 대학·기업·연구소 등 전문 기반을 갖춘 기관을 공모 및 선정한다. 이후 지속적인 개발 현황 공유와 기관별 추진 계획을 점검하여 프로그램의 질을 제고하고 많은 학생들이 프로그램에 참여할 수 있도록 지원하고 있다.

▣ 사업개요

▶ 사업명 : 학교밖 STEAM 프로그램 개발·운영

▶ 사업대상 : 기업, 기관, 연구소, 사업수행능력이 있다고 판단되는 법인 등의 기관

▶ 지원규모 : 기관당 3,000만원

▣ 운영방향

▶ 실제 기업, 기관, 연구소 등 과학기술현장에서 일어나는 활동들을 학생들이 쉽고 재미있게 체험하여 과학기술 분야에 흥미를 가지도록 함

▣ 주요과업

① 학교밖 STEAM 프로그램 개발

▶ 각 기관의 분야 전문성과 특색 등을 반영하여 지속운영 가능한 현장 실습·체험·탐구활동 중심 STEAM 프로그램 개발

② 학교밖 STEAM 프로그램 운영

▶ 개발한 학교밖 STEAM 프로그램을 과제기간 내 3회 이상 총 300명 이상 학생들을 대상으로 운영 실시

▶ 과제 종료 이후에도 기관 자체 자원을 활용하여 학교밖 STEAM 프로그램을 (최소 2년) 지속 운영하기 위한 방안 수립 및 실천

③ 학교밖 STEAM 프로그램 개발·운영 현황 및 성과 공유

▶ 프로그램 개발·운영 정보를 기관 홈페이지에 탑재(공지), 초·중등학교에 안내, 보도자료 배포 등 다각적 홍보 및 성과발표회 참여

사업소개

학교밖 STEAM 프로그램 개발·운영

2014년 2015년 2016년 2017년 2018년 2019년 2020년

400 400 400 300 300 300 300

▶ (예산비목) 정책사업)과학기술인재육성 세부사업)학생체험탐구활동지원(예산구분 : 일반회계)

예산 현황

‘학교밖 STEAM 프로그램 개발·운영’ 사업은 학교 현장의 높은 만족도와 수요를 바탕으로 규모가 점차 확대되었다. 2020년에는 10개 기관이 학교밖 STEAM 프로그램을 개발하여 운영하였고, 그 결과 28종의 프로그램에 3,693명(누적 27,949명)의 학생들이 프로그램에 참여하였다. 2020년 기준으로 프로그램 참여자의 학교급은 중학교, 초등학교, 고등학교, 기타 순으로 많은 비중을 차지했다.

덧붙여, 학교밖 STEAM 참여 전후 과목 호감도 및 성적변화(조선대학교, 2020) 설문 결과에서 확인할 수 있듯, 학교밖 STEAM 프로그램에 참여하기 전보다 후에 호감도가 유의미하게 상승했고, 성적 또한 일정 수준 상승하는 결과를 만들었다.

▶ 학교밖 STEAM 프로그램 개발·운영 기관명(2017~2020)

2017 2018 2019 2020

1 경북대학교 국립광주과학관 클레이아크 김해미술관 국경없는 과학기술자회

2 덕성여자대학교 국립청소년우주센터 건국대학교 메이킹협동조합

3 서원대학교 서울시립과학관 남양기업 서울교육대학교

4 영등포구청 서울테크노파크 서울교육대학교 세종대학교

5 인하대학교 한국로봇융합연구원 슈퍼트랙 엠공사이 사회적협동조합

6 한국뇌연구원 한국승강기안전공단 연성대학교 조선대학교

7 한국전통문화전당 제주항공우주박물관 초등컴퓨팅교사협회

8 해양환경관리공단

해양환경교육원 초등컴퓨팅교사협회 한국교육방송공사

9 한국교육방송공사 한국로봇융합연구원

10 한국교통대학교 한양대학교 에리카

추진 현황

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▶ 2020년 학교밖 STEAM 운영 기관 개발 프로그램명

연번 지역 기관명 과제명 프로그램명

1 서울 성동구

(사)국경없는 과학기술자회

적정기술을 기반으로 한 STEAM

태양광 충전 배터리를 이용하여 독서등&살균등 만들기 3D펜을 활용한 모형교량 만들기

2 대전 중구

메이킹 협동조합

적정기술 STEAM 융합 프로그램

태양광 리터오브라이트 적정기술

기후변화대응 스마트화분 적정기술

3 서울 서초구

서울교육 대학교

도시농업, 창의적 융합교육에 기반 한 학교 밖 STEAM교육

도시농업, 창의적 융합교육에 기반한 학교밖 STEAM교육으로 체험하다!!

4 서울

광진구 세종대학교 「DRON-BIE 와락」

학교 밖 STEAM 드론비(DRON-BIE) 와락

5 대전 서구

엠공사이사회 적협동조합

인권 메이커교육을 결합한 STEAM

메人교육(Maker+인권) - 장애인권

메人교육(Maker+인권) - 노동인권

6 광주

동구 조선대학교 컴퓨팅 사고를 반영한 해양 STEAM

해안도시를 지켜라!

나는 해양시민 과학자

7 경기 파주시

초등컴퓨팅 교사협회

인공지능과 함께하는 학교 밖 STEAM

프로그램 개발

인공지능과 함께하는 학교 밖 STEAM

8 경기 고양시

한국교육 방송공사

EBS 첨단융합미디어센터

스팀랩

상상을 현실로 - VR 아티스트

어서와 여기는 처음이지 나도 VR 감독

9 경북 포항

한국로봇 융합연구원

KIRO와 함께하는 창의·융합 로봇체험

프로그램

그림 그리는 로봇 만들기

신재생 에너지 발전소 만들기

태양광 자율주행 자동차 만들기

10 경기 안산시

한양대학교

에리카 HI AI STEAM 프로그램

이미지 검색은 어떻게 해야 할까?

신기한 알고리즘 세계로 떠나자

▶ 2020년 학교밖 STEAM 운영 기관 개발 프로그램 수 및 학교급

연번 기관명 프로그램

수(개)

학교급 초등

학교 중학교 고등

학교 기타 합계

1 (사)국경없는과학기술자회 2 - 166 173 41 380

2 메이킹협동조합 2 - 115 68 158 341

3 서울교육대학교 5 201 - - 38 239

4 세종대학교 2 108 102 - 22 232

5 엠공사이사회적협동조합 2 - 198 146 41 385

6 조선대학교 2 - 47 35 22 104

7 초등컴퓨팅교사협회 4 457 - - 0 457

8 한국교육방송공사 2 360 80 - 41 481

9 한국로봇융합연구원 3 135 361 130 41 667

10 한양대학교 에리카 4 - 327 58 22 407

합계 28 1,261 1,396 610 426 3,693

▶ 학교밖 STEAM 프로그램 체험학생수

구분 2017 2018 2019 2020

체험학생수 3,429 4,070 5,544 3,693

▶ 학교밖 STEAM 프로그램 적용 사전·사후 호감도 및 성적 변화

※ 고등학교 5개교, 중학교 9개교의 82명 학생에 대한 사전·사후검사 결과

구 분 과목 사전 사후

호감도 (좋아하는 정도)

국어 3.52 3.63

수학 3.18 3.4

과학 3.6 3.82

기술 3.54 3.54

성적 (잘하는 정도)

국어 3.22 3.48

수학 2.8 3.2

과학 3.22 3.48

기술 3.21 3.45

구분 평균

증가율(%)

사전 사후

호감도

(좋아하는 정도) 3.46 3.59 4.0

성적

(잘하는 정도) 3.11 3.40 9.3

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02. 2020 융합인재교육(STEAM) 사업 주요 현황 학교밖 STEAM 프로그램 참여 전후 과목 호감도 및 성적 변화(조선대학교, 2020)

<호감도(좋아하는 정도)> <성적(잘하는 정도)>

2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0

사후 사전

2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6

사후 사전

국어 수학 과학 기술 국어 수학 과학 기술

본 사업은 학교밖 STEAM 프로그램 관련 자료집 개발·보급을 통해 우수사례를 확산하고자 노력하고 있다. STEAM 교육 사이트(https://steam.kofac.re.kr/)에서 지금까지 개발된 학교밖 STEAM 프로그램을 확인할 수 있다. 학교 수업에 적용 가능하도록 운영 매뉴얼, 교사용 가이드북, 학생용 활동지를 세트로 제공하고 있다.

운영 매뉴얼 교사용 가이드 학생용 활동지

2020년에는 코로나19 확산 방지를 위해 최초 기획된 바와 달리 프로그램을 비대면 방식으로 전환 운영하였다. 나아가 온라인 워크숍 컨설팅을 추진해 기관별 특성에 맞는 비대면 방식의 프로그램 운영 방안을 제공하였다.

예를 들어 체험 활동의 경우, 집에서도 따라 할 수 있도록 재료를 키트로 구성해 배송하여 학생의 프로그램 참여를 지원하였고, 파도 발생장치와 같은 실험 장비가 필요한 프로그램의 경우, 실험하는 영상을 시리즈로 제작하여 학생들이 프로그램을 효율적으로 학습할 수 있도록 온라인상에 업로드하여 운영하였다.

프로그램 내 체험 활동에 필요한 키트 구성 파도 발생장치 실험 온라인 동영상 제작

개발프로그램 수

* 원격 프로그램 개발 등 비대면 학습 상황을 반영한 다양한 종류를 개발함과 동시에 전년 대비 4개 많은 프로그램을 개발하여 학생 들이 다양한 프로그램을 경험

체험학생 수

* 코 로 나 1 9 상 황 에 도 비 대 면 프로그램 등으로의 전환을 통해 목표치 이상의 체험학생수를 달성

누적 체험학생 수

0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000

2020 2019

2018 2017

2016 2015

2014 2013

1,416 1,416

4,221 2,805

7,938 3,712

11,213

3,280

14,642

3,429

18,712

4,070

24,256

5,544

27,949

3,693

* 초·중등 학생들의 기업, 출연연 등 학교 밖에서의 과학기술분야 진로 탐색·설계 지원으로 지금까지 27,949명의 학생들이 해당 프로그램에 참여

- 지역 및 기관의 특성을 활용한 학교밖 STEAM 프로그램 개발·운영 - 프로그램 개발 현황 및 기관별 추진계획 점검을 위한 워크숍 개최

- 코로나19 상황에도 비대면 프로그램 개발과 관련 키트 구성·발송으로 당초 목표 운영 횟수 및 체험학생 수 달성

주요 성과

20 22 24 26 28 30

2020 2019

24

28

<개발프로그램 수>

2,000 2,500 3,000 3,500 4,000

달성치 목표치

3,000

3,693

<체험학생 수>

(16)

02. 2020 융합인재교육(STEAM) 사업 주요 현황 학교밖 STEAM 프로그램은 기관 별 프로그램과 운영 수준이 상이하여, 결과물의 질적 차이가

발생하는 문제가 있었다. 기관 특징을 반영하되 일정 수준 이상의 프로그램 운영이 가능하도록 전문성 강화 워크숍 및 컨설팅 지원이 강화되어야 할 것으로 보인다.

학교밖 STEAM 프로그램 2차년도 운영을 위해 우수 운영기관에 대한 이점을 제공하는 등 질 개선을 위한 다양한 방안을 강구할 필요가 있다. 학교밖 STEAM 프로그램 운영 시 재단이 참여자 모집 홍보 협조 등 기관들의 참여율을 제고할 수 있는 방안을 강구해야 한다.

또한, 융합교육 종합계획에 근거하여 지역 대학 및 기관을 활용한 융합교육 프로그램 운영 활성화 등 학교 밖 학습 경험 지원 강화가 필요하다. 교육 밀접기관(연구소, 도서관, 미술관, 과학관 등)의 인프라를 활용하여 운영 프로그램이 있는 기관의 경우 자체 프로그램 개발 지원하고, 운영 프로그램이 없는 기관의 경우 기존 STEAM교육 프로그램을 기관 인프라를 활용해 운영할 수 있도록 지원해야 할 것이다.

시사점

학교밖 STEAM 프로그램 https://url.kr/cinu82 참고

사이트

학교 현장의 교육환경 혁신을 통해 학생들의 상상력·창의력을 구현할 수 있는 기회 확대 및 학생 참여형 STEAM 교육 운영 활성화 기반을 마련하기 위한 사업이다. 혁신적인 공간과 첨단기기를 활용하여 학생 참여·활동 중심 교육 활동 운영을 실행할 수 있도록 초·중·고 학교 내 무한상상실 구축·운영을 시설 및 기자재 구축, 프로그램 개발·운영 및 성과 확산을 지원하고 있다.

▣ 사업개요

▶ 사업명 : 국립 학교내 무한상상실 구축·운영

▶ 사업대상 : 국립 초등학교, 중학교, 고등학교

※ (’19년) 7개교 → (’20년) 23개교

▶ 지원규모 : 학교별 1차년도 8,000만원 / 2, 3차년도 2,000만원

▣ 운영방향

▶ 자유로운 놀이·탐구·창작·토론이 가능한 학교 내 융합 공간 조성을 통해 학생들의 자기주도적 학습능력 제고와 상상력과 창의적인 아이디어를 독려한다.

▣ 주요과업

① 공간구축

▶ 학생들의 다양한 지식과 기술을 활용하여 토론, 실험, 창작 활동 등이 가능한 융합 교육 환경으로서, ‘무한상상실’ 구축

② 프로그램 운영

▶ 학생 수준 및 학교별 특색을 반영한 무한상상실 활용 프로그램 개발·운영

③ 성과 공유 및 확산

▶ 지역 사회와의 소통·협력을 통한 STEAM 교육 성과 공유 및 확산 기회 마련

2 0 2 0 년 융 합 인 재 교 육 ( S T E A M )

2020년

융합인재교육 (STEAM) 연차보고서