아두이노를 활용한 디자인씽킹 기반의 중학생 메이커 교육 프로그램 개발 및 적용*
김성인**, 김진수***, 강성주****, 김태영****, 윤지현*****
<국문초록>
이 연구의 목적은 아두이노를 활용한 디자인씽킹 기반의 중학생 메이커 교육 프 로그램을 개발하고 적용하여 효과를 확인하는 것이다. 메이커 교육 프로그램의 개발 은 PDIE모형에 따라 준비, 개발, 실행, 평가의 4단계로 이루어졌다. 이 연구에서는 문헌 고찰을 바탕으로 개발된 메이커 교육 프로그램을 전문가 타당도 검증과 학생 대상 예비 적용을 통해 개선하여 중학교 동아리 수업에 적용하였으며, 양적 및 질적 자료의 분석을 바탕으로 효과를 확인하였다. 또한 수업 과정에서 발견된 개선점을 보완하여 프로그램의 개발을 완료하였다.
위와 같은 과정으로 수행된 이 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 중학교에서 활 용할 수 있도록 2015개정 교육과정 분석 내용을 토대로 아두이노 활용 방안과 사회 적 관심도를 고려하여 메이커 교육 프로그램의 주제를 선정하였다. 둘째, 선정된 주 제를 토대로 개발한 메이커 교육 프로그램은 메이커 기초 학습 4차시와 디자인씽킹 기반의 메이킹 체험 16차시로 구성되어있다. 셋째, 개발된 메이커 교육 프로그램을 중학생 20명을 대상으로 적용한 결과, 중학생의 융합인재소양 향상에 유의미한 효과 가 있었지만 기술에 대한 흥미와 기술 분야 진로 지향에는 유의미한 변화가 나타나 지 않았다. 하지만 적용 대상학생이 20명이므로 결과를 일반화하기에는 한계가 있다.
넷째, 학습자들은 직접 설계하고 만들어가는 활동에 큰 흥미를 느꼈으며 아두이노를 통해 피지컬 컴퓨팅을 구현했던 경험에 긍정적 가치를 부여했다. 또, 메이커로 활동 한 학습자들은 자발적 참여와 공유를 핵심으로 한 메이커 정신을 실천하였다.
주제어 : 아두이노, 디자인씽킹, 메이커 교육
* 이 논문은 2016년 교육부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구(NRF-2016S1A5A2A03927691) 이며, 제1저자의 석사학위 논문을 재구성하여 작성함.
** 제1저자: 김성인([email protected]), 한국교원대학교 대학원
*** 교신저자: 김진수([email protected]), 한국교원대학교 교수, 043-230-3743
**** 한국교원대학교 교수
***** 단국대학교 교육대학원 교수
Ⅰ. 서 론
1. 연구의 필요성 및 목적
기술의 발달에서 비롯된 급격한 사회적 변화는 창의적 인재 양성의 필요성을 더욱 강조 하는 계기가 되었다(국제미래학회, 한국교육학술정보원, 2017; 교육부, 2016; 미래창조과학 부, 2016a; 한국고용정보원, 2016). 이에 따라, 학습자의 다양한 경험과 능동적인 학습의 필 요성이 강조(교육부, 2016)되는 상황에서 메이커 교육에 대한 관심도 커지고 있다. 메이커 교육은 학습자가 능동적으로 아이디어를 생성하고 재료와 도구를 활용하여 실제 물건으로 만들어보는 구성주의적 교육(강인애, 윤혜진, 황중원, 2017; 박주용, 2016)으로 협력적 노작 활동과 공유 정신에 교육적 가치가 있다(Hatch, 2013; Martinez & Stager, 2013). 메이커 교 육에 대한 관심은 높아지고 있지만, 우리나라의 메이커 교육은 공교육 체제 내에서 제공되 기 보다는 무한상상실과 민간 메이커 스페이스를 중심으로 교육이 이루어지고 있다. 또, 메 이커 교육 프로그램 개설 현황(한국과학창의재단, 2018)을 살펴보면 수도권과 지방의 편차 가 심하다는 문제가 있다. 따라서 메이커 교육 기회의 평등한 제공과 메이커 교육의 확산 을 위해 공교육기관인 학교에서 메이커 교육의 가치를 실현할 수 있는 프로그램의 개발이 필요하다.
최근 메이커 교육 프로그램 개발에 대한 선행 연구는 주로 유‧초등학생이나 영재학급, 대학생 등을 대상으로 이루어져 일반 중학생을 대상으로 이루어진 연구가 부족한 실정이 다. 또, 학교 교육에서 만들기 활동과 가장 관련이 깊은 기술 교과 교육과정에 기반을 둔 메이커 교육 프로그램에 대한 연구는 과학이나 정보(컴퓨터) 교과 기반의 메이커 교육 연 구에 비해 부족한 상황이다.
Blikstein, Martinez & Pang(2016)에 따르면 메이커 활동의 주제는 현시대의 흐름에 발맞 추고 미래 사회에 대한 능동적 적응력을 길러주기 위한 기술적 소양이 포함된 것일수록 효 과적이다. 즉, 디지털 제작기술의 발달과 대중화에 힘입어 발전된 메이커 문화의 특성과 소 프트웨어 교육 강화 추세를 반영한 메이커 교육이 필요하다(Martinez & Stager, 2013). 그 러나 김윤정 외(2016)의 연구에 따르면 소프트웨어 교육과 연계된 메이커 교육 프로그램은 부족한 상황이다. 소프트웨어 코딩과 만들기를 접목시키는 활동에는 다양한 교구가 사용될 수 있는데, 입문자가 익히기 쉽고 비용이 저렴하여 소규모 프로토타입 제작에 적합한 오픈 소스 하드웨어인 아두이노가 널리 활용되고 있다(Martinez & Stager, 2013). 만들기 체험 과제를 개발한 선행 연구(신상민, 이철현, 2017; 심세용, 김진옥, 김진수, 2016; 현혜정, 김경 훈, 2013)에서는 아두이노를 활용하여 코딩 체험 기회를 부여하고 기술적 태도나 문제해결 능력의 향상을 확인하였으므로, 메이커 교육에서도 아두이노를 접목시켜 소프트웨어 교육 을 병행할 수 있을 것이다.
한편, 메이커 교육을 실천하기 위한 구체적 방법으로 감성적 사고와 분석적 사고의 조화 를 도모하는 문제해결 전략인 디자인씽킹을 접목시키려는 시도가 이루어지고 있다. 디자인 씽킹을 활용하여 메이커 교육을 수행한 선행 연구(김진옥, 2018; 강은성, 2017; 이지선, 2017; 조경미, 2017)에서는 학생들이 능동적으로 구체적 산출물을 완성하여 성취감과 자신 감을 얻었다는 것이 확인되어, 메이커 교육의 실천 전략으로서 디자인씽킹의 효용성을 입 증하였다.
따라서 이 연구에서는 메이커 교육에 대한 관심은 높지만 학교에서 활용할 수 있는 프로 그램은 부족한 상황에서, 중학교 교육에서 활용할 수 있도록 만들기 활동과 가장 관련이 깊은 기술 교과를 중심으로 다양한 교과를 연계한 메이커 교육 프로그램의 주제를 선정하 고자 한다. 또, 소프트웨어 교육 강화 추세를 반영하여 오픈소스 하드웨어인 아두이노를 활 용하는 내용을 접목시키고자 한다. 그리고 메이커 교육의 실천 전략으로 디자인씽킹 프로 세스를 적용하여 선정된 주제에 맞는 중학생 메이커 교육 프로그램을 개발하고 적용하여 효과를 확인하고자 한다.
2. 연구 내용
이 연구의 목적을 달성하기 위한 연구 내용은 다음과 같다.
첫째, 문헌고찰 및 교육과정 분석을 통해 아두이노를 활용한 디자인씽킹 기반의 중학생 메이커 교육 프로그램의 주제를 선정하고 활동 과제를 조직한다.
둘째, 수업자료 개발 모형에 근거하여 학생용 및 교사용 자료를 개발한다.
셋째, 개발된 프로그램을 중학생 대상 수업에 적용하여 효과를 확인한다.
Ⅱ. 이론적 배경
1. 디자인씽킹의 개념과 절차
디자인씽킹에 관한 개념 중 대표적인 것은 Tim Brown과 Roger Martin의 정의가 있다.
디자인 기업 IDEO의 CEO인 Brown(2009)은 숙련된 디자이너의 감각과 작업 방법을 사용 하여 사용자의 요구와 실현 가능한 기술을 조화시키는 것이 디자인씽킹이라고 설명하면서, 사용자의 입장에서 느끼고 이해하기 위해 관찰과 공감을 구체적 방법으로 제안하였다.
Martin(2009)에 따르면 디자인씽킹은 고도로 숙련된 분석적 사고와 경험에 기반한 직관적 사고의 상호작용을 통해 창의적으로 문제를 해결하는 전략이다. 두 가지를 종합해보면, 디 자인씽킹의 특징은 ‘균형적 사고’와 ‘인간 중심적 사고’라고 할 수 있다. 디자인씽킹은 확산
적 사고와 수렴적 사고를 거쳐 최적의 해결책을 찾고 피드백을 거쳐 수정해나가는 기술적 문제해결과정과 유사한 면이 있다.
디자인씽킹 프로세스(Design thinking process)는 디자인씽킹을 실천하기 위한 절차로 서, 다양한 프로세스 모델에 따라 용어는 조금씩 다르지만 문제 상황에 대해 확인하고 관 찰한 내용과 관련 지식을 바탕으로 아이디어를 생성하여 프로토타입을 만들어보며 문제 해결에 접근한다는 공통점이 있다. <표 1>은 대표적인 디자인씽킹 프로세스의 주요 과정 을 나타낸 것이다. 이 연구에서는 최근 국내의 학생을 대상으로 타당성과 효과를 검증한 이도현 외(2015)의 연구에서 도출된 디자인씽킹 프로세스를 활용하여 제시된 문제 상황을 해결하기 위해 학생들이 공감 활동을 통해 아이디어를 생성하고 프로토타입을 만들어보도 록 프로그램을 개발한다.
개발진(연도) 주요 과정
IDEO(2012a) 영감(Inspiration), 발상(Ideation), 실행(Implementation) IDEO(2012b) 발견하기(Discovery), 해석하기(Interpretation), 아이디어 생성(Ideation),
실험하기(Experimentation), 발전시키기(Evolution) HPI School of Design
Thinking(2007)
이해(Understand), 관찰(Observe), 관점(Point of view), 아이디어 내기(Ideate), 프로토타입(Prototype), 시험 및 평가(Test) D.school(2010) 공감(Empathize), 정의(Define), 아이디어 내기(Ideate),
프로토타입(Prototype), 시험 및 평가(Test) 이도현, 윤지현,
강성주(2015) 관련지식이해, 공감, 관점의 공유, 아이디어 생성, 프로토타입
<표 1> 다양한 디자인씽킹 프로세스의 주요 과정
2. 메이커 교육
기존의 DIY에 기술혁신이 접목되어 자유로운 설계와 제작 및 공유의 문화가 형성된 것 을 메이커 운동이라고 한다. 메이커 운동이 교육 현장으로 확산되어 탄생한 메이커 교육은 학생들이 현실 세계의 문제를 해결하기 위해 적절한 재료와 도구, 부품을 사용하여 직접 만들어보면서 실제적인 학습 경험을 할 수 있는 교육적 효과가 있다(Wardrip & Brahms, 2016). 또한 만들기 과정에서 실패와 수정을 반복하면서 문제해결능력을 기르고 인내심과 책임감을 함양할 수 있다(Blikstein, Martinez & Pang, 2016; Anderson, 2013; Martinez &
Stager, 2013). 메이커 교육에서 이루어지는 만들기 체험이 기존의 과학이나 기술 교과 수 업에서 이루어졌던 실습 및 실험과 구별되는 특징은 만들기 과정과 결과에 대한 공유를 강 조한다는 점이다(Thomas, 2014; Hatch, 2013; Martinez & Stager, 2013; Dougherty, 2012).
공유와 소통은 경쟁에 노출되어 있었던 학생들에게 이타심을 키워주고 자신과 타인의 차 이를 인정하며 타인으로부터 배우는 자세를 길러줄 수 있다(Blikstein & Worsley, 2016).
메이커 교육에 포함되어야 할 학습의 요소는 연구자에 따라 용어의 차이가 있으나, 흥미
와 호기심을 바탕으로 학습자들이 아이디어를 생성하여 자율적・협력적으로 구체적 사물 을 만들고 그 과정과 산출물을 공유하여 새로운 도전으로 이어진다는 것이 공통점이다.
<표 2>는 다양한 연구자가 제안한 메이커 교육의 학습 요소를 정리한 것이다.
연구자(연도) 메이커 교육의 학습 요소
Resnick(2007) 상상하기(Imagine), 창조하기(Create), 놀기(Play), 공유하기(Share), 성찰하기(Reflect) Martinez & Stager(2013) 생각하기(Think), 만들기(Make), 개선하기(Improve)
Cohen et al.(2017) 창조(Creation), 반복(Iteration), 공유(Sharing), 자율성(Autonomy)
이지선(2016) 적극적 참여와 협업, 만들기, 경쟁 없이 즐기기,
기록하기, 배우기, 공유하기
황중원, 강인애, 김홍순(2016) 팅커링(Tinkering), 만들기(Making),
공유하기(Sharing), 개선하기(Improvement)
<표 2> 연구자에 따른 메이커 교육의 학습 요소 분석
한편, 메이커 활동 과정에서는 아두이노, 라즈베리파이, 3D 프린터, 레고 마인드스톰 등 다양한 도구가 활용되는데(김진옥, 은태욱, 김진수, 2018) 이 연구에서는 아두이노를 활용 한다. 마이크로컨트롤러(Microcontroller) 보드인 아두이노는 오픈소스 하드웨어로 개발되 어 가격이 저렴하고 인터넷을 비롯한 다양한 커뮤니티에 참고할 수 있는 자료가 풍부하다 (Takamoto, 2014). 능동적 참여와 공유 정신을 강조하는 메이커 교육에서는 아두이노를 사 용하는 학습자가 오픈소스를 활용하여 자신의 의도대로 변형하고 다시 공유하는 선순환의 효과를 기대할 수 있다. 아두이노의 또 다른 장점은 브레드보드와 함께 활용하면 프로토타 입을 신속하게 만들어내고 쉽게 고칠 수 있다는 점이다(김진수, 2015; Takamoto, 2014;
Martinez & Stager, 2013). 디자인씽킹 기반의 메이커 교육에서는 각 학습자들이 창의적 아 이디어에 따른 설계를 바탕으로 만든 프로토타입을 반복적으로 수정하며 문제해결 활동을 수행하므로, 아두이노가 실용적일 것이다. 또, 메이커 교육과 소프트웨어 교육의 연계가 필 요한 상황에서(Martinez & Stager, 2013; 김윤정 외, 2016) 아두이노의 활용은 코딩과 피지 컬 컴퓨팅의 체험을 위한 수단으로서 적합하다.
Ⅲ. 연구 방법
1. 연구 절차
학습자가 실제 생활에서 흥미로운 주제를 선정하고 정보를 탐색하며 아이디어 생성, 프 로토타입 제작을 통해 문제를 해결하는 메이커 교육은 상황제시, 창의적 설계, 감성적 체험
을 골자로 한 STEAM 교육과 많은 부분에서 유사성을 보인다. 따라서 이 연구에서는 STEAM 교육 수업자료 제작에 많이 활용되는 김진수(2012)의 PDIE 모형에 따라〔그림 1〕
과 같이 메이커 교육 프로그램을 개발한다.
준비(Preparation, P)단계에서는 디자인씽킹과 메이커 교육에 대한 선행 연구 내용을 파 악한다. 그리고 기술 교과를 중심으로 다양한 교과의 2015개정 교육과정을 분석하고 사회 적 관심도를 반영하여 프로그램의 주제를 선정한다. 개발(Development, D)단계에서는 디 자인씽킹 프로세스에 따라 학생용 자료와 교사용 자료 초안을 개발하고 전문가 집단의 타 당도 검증과 학생 대상 예비 적용을 거쳐 프로그램을 개선한다. 실행(Implementation, I)단 계에서는 개발한 프로그램을 수업에 적용하기 위해 실험을 설계하고 변인을 설정하여 검 사 도구를 구성한 뒤, 메이커 수업을 실시하여 양적 및 질적 자료를 수집한다. 마지막으로 평가(Evaluation, E)단계에서는 수집된 자료를 분석하여 메이커 수업 및 개발된 프로그램을 평가하고 수업과정에서 발견한 개선점을 수정하여 프로그램 개발을 완료한다.
연구단계 연구 절차 및 세부 내용
준비(P)
P1 : 문헌 고찰
‧ 디자인씽킹 프로세스 탐색
‧ 메이커 교육에 관한 문헌 고찰
‧ 2015개정 교육과정 및 선행연구 고찰
P2 : 교육과정 분석 ‧ 다양한 교과의 성취기준 탐색
P3 : 프로그램 주제 선정 ‧ 전문가 자문을 통한 프로그램 주제선정
개발(D)
D1 : 활동 과제 구성 ‧ 디자인씽킹 프로세스에 따른 세부 활동과제 구성
D2 : 프로그램 초안 개발 ‧ 학생용 자료와 교사용 자료 개발
D3 : 전문가 타당도 검증 ‧ 프로그램 초안에 대한 전문가의 타당도 검증 및 개선
D4 : 학생 대상 예비 적용 ‧ 예비 적용을 통한 프로그램 검증 및 개선
실행(I)
I1 : 수업 준비 ‧ 수업대상 선정 및 수업 환경 점검
‧ 검사도구 구성 및 검증
I2 : 수업 적용 ‧ 메이커 수업 실시
‧ 양적 및 질적 자료 수집
평가(E)
E1 : 수업 평가 ‧ 양적 및 질적 자료 분석
E2 : 프로그램 개선 ‧ 프로그램 최종 수정
메이커 교육 프로그램 개발 완료
〔그림 1〕연구 절차
2. 연구 대상
이 연구에서 개발한 메이커 교육 프로그램을 적용하기 위해 경기도 오산시 소재의 S중 학교 자율동아리 학생 20명(3학년 19명, 2학년 1명)을 연구 대상으로 선정하였다. 해당 동 아리는 메이커 활동을 주제로 학생들의 자발적인 지원을 통해 편성된 동아리이다. 수업 전 에 해당 학교의 기술실, 컴퓨터실의 환경과 장비 및 도구의 준비 상태를 확인하고 연구를 수행하였다.
3. 실험 설계
이 연구에서는 준실험 설계를 사용하였으며, 동아리 학생을 대상으로 수업을 적용하기 에 단일집단 사전‧사후검사 설계로 실험 연구를 진행하였다. 메이커 교육 프로그램을 적용 한 수업은 2차시씩 90분 동안 이루어졌으며 2018년 4월 초부터 6월 중순까지 10주에 걸쳐 20차시를 실시하였다. 이 연구에서는 사전・사후 검사와 함께 학습자들의 생각이나 느낌 등을 파악하기 위해 수업 과정에서 학습자의 성찰일지, 학습자 인터뷰, 교사의 관찰일지 등 질적 자료의 수집을 병행하였다.
4. 변인
이 연구에서는 개발된 메이커 교육 프로그램을 수업에 적용하여 효과를 파악하기 위해 문헌 고찰을 바탕으로 변인을 설정하였다. 독립 변인은 ‘아두이노를 활용한 디자인씽킹 기 반의 메이커 교육 프로그램’이고 종속 변인은 중학생들의 ‘기술에 대한 흥미’, ‘기술 분야 진로 지향’, ‘융합인재소양’이다.
‘기술에 대한 흥미’란 ‘일상생활에서의 기술’ 또는 ‘학교에서의 기술 교과’에 대해 학습자 들이 자발적으로 관심을 나타내고 계속 몰두하는 것을 의미한다. 메이커 교육과 유사하게 창의적 설계를 바탕으로 무언가를 만들어보는 체험 과제를 개발하고 흥미를 측정한 연구 (이영은, 이효녕, 2014; 윤정교, 김방희, 김진수, 2013)에서는 모두 기술에 대한 흥미가 유의 미하게 향상된 것으로 나타났다. 이 연구에서는 만들기 활동과 관련이 깊은 기술 교과 성 취기준을 중심으로 내용을 구성하였고, 학습자가 자신의 의도를 자유롭게 반영하여 프로토 타입을 만들고 문제를 해결하도록 프로그램을 개발하였다. 따라서 이 연구에서 개발된 메 이커 교육 프로그램이 ‘기술에 대한 흥미’에 긍정적 영향을 미칠 것이라고 기대한다.
‘기술 분야 진로 지향’이란 기술 분야의 진로나 직업에 대해 개인의 동기나 성향이 반영 된 긍정적 선택의 경향을 의미한다. 최근 메이커 운동 및 메이커 교육에 대한 관심의 증가 는 하드웨어 창업을 전문적으로 지원하거나 일반인들의 아이디어를 제품화하는 등 사업화 로 이어지고 있다(미래창조과학부, 2016b; 김윤정 외, 2016). 또한 국립중앙과학관 등 메이
커 교육 관련 기관에서는 진로 교육을 위해 3D 프린터, 코딩, 목공, 디자인씽킹 등으로 구 성된 메이커 체험을 제공하고 있다. 즉, 메이커 활동은 창업 및 직업 활동으로 연결되고 있 으며 진로 교육의 컨텐츠로서 메이커 교육이 활용되고 있다. 기술 분야 진로와 관련된 선 행 연구를 살펴보면 이영은, 이효녕(2014)은 공학적 설계와 과학 탐구 기반의 STEAM 교육 프로그램이 기술 관련 직업 선택에 긍정적 영향을 주었음을 확인하였고 임유나, 민부자, 홍 후조(2015)는 설계기반 미래 유망직업 STEAM 프로그램이 초등학생들의 이공계 관련 진로 의식 향상에 유의미한 효과가 있었음을 확인하였다. 유사한 맥락으로 이 연구에서는 코딩, 전자부품, 재료의 특성에 대한 이해를 바탕으로 설계자‧제작자가 되어보는 메이커 교육 프 로그램이 ‘기술 분야 진로 지향’에 긍정적 영향을 미칠 것이라고 기대한다.
‘융합인재소양’은 창의적 설계와 감성적 체험을 통해 과학, 기술, 공학, 예술, 수학 등 다 양한 분야에서 융합적 지식, 과정, 본성에 대한 이해와 흥미를 높여 창의적‧종합적으로 문 제를 해결할 수 있는 정도를 의미한다(최유현 외, 2013). 디자인씽킹 기반의 메이커 교육에 서는 학생들이 흥미를 느끼는 주제나 문제 상황에 대한 관찰과 공감을 바탕으로 아이디어 를 생성하고 직접 설계하여 프로토타입을 만들어가는 활동을 하게 된다. 학생들은 그 과정 에서 필요한 지식을 능동적으로 탐색‧선별하여 문제해결 활동을 펼치고 제작 과정과 결과 물을 주변 사람들과 공유하게 된다. 이는 실제적 상황 제시와 창의적 설계, 감성적 체험을 바탕으로 하는 STEAM 융합인재교육과 많은 유사성을 보인다. 이동원, 최유현, 박수진 정 정숙(2013)은 주제 기반 STEAM 교육 프로그램이 초등학생의 융합인재소양 향상에 효과적 이었음을 확인하였고 함형인, 김기열, 김기수(2016)는 메이커 발명 교육이 중학생의 융합인 재소양 향상에 효과적임을 확인하였다. 위의 선행연구에 포함된 체험활동은 모두 학습자가 재료와 도구를 활용하여 자신의 아이디어를 실제 물건으로 만들어보는 창작활동에 기반한 것으로 메이커 교육과 상당부분 유사성을 띠고 있다. 따라서 이 연구에서는 디자인씽킹 기 반의 메이커 교육 프로그램이 학생들의 ‘융합인재소양’ 향상에 긍정적인 영향을 줄 것이라 고 기대한다.
5. 검사 도구
이 연구에서는 메이커 교육 프로그램을 적용한 수업 전, 후에 세 가지의 종속 변인이 어 떻게 변화되는지 알아보기 위해 선행 연구의 검사 도구를 재구성하여 활용하였다. ‘기술에 대한 흥미’ 검사 도구는 이춘식(2008)의 연구에서 개발된 척도 중 ‘기술의 흥미’에 대한 내 용을 바탕으로 윤정교, 김방희, 김진수(2013), 이영은, 이효녕(2014)의 연구에서 개발된 검사 도구를 참고하여 10문항으로 재구성하였다. ‘기술 분야 진로 지향’ 검사 도구는 이춘식 (2008)의 연구에서 개발된 척도 중 ‘기술과 직업’에 대한 내용을 토대로 윤혜경 외(2006), 이 은상(2015)의 연구를 참고하여 9문항으로 재구성하였다. ‘융합인재소양’ 검사 도구는 최유 현 외(2013)가 개발한 융합인재소양 검사 도구를 검토한 후 그대로 사용하였는데 융합
(Convergence), 창의(Creativity), 존중(Caring), 소통(Communication)의 4개 영역을 21개의 문항으로 측정하도록 구성되어있다.
이 연구에서 사용하는 모든 검사 도구는 리커트 5단계 척도(매우 그렇다: 5 ~ 전혀 그렇 지 않다: 1)로 구성되어있다. 재구성한 검사 도구는 Lawshe(1975)가 제시한 내용 타당도 비 율(Content Validity Ratio; CVR)이론에 근거하여 전문가들로부터 내용 타당도를 검증받았 다. 이 연구에서는 CVR 값을 구할 때, 특정 문항이 내용 영역을 잘 측정한다고 평가한 사 람의 수는 Likert 5(매우 타당함)와 Likert 4(타당함)에 응답한 인원의 수를 합한 것을 의미 한다. 전문가가 10명인 경우의 CVR의 최솟값은 0.62 인데, 1차 검증 후 일부 문항을 수정 하고 2차 검증을 실시하여 모든 문항에서 0.8 이상을 확보하였다. 검사 도구의 신뢰도는 경 기도 안산시 소재의 W 중학교 3학년 학생 97명을 대상으로 실시한 예비 조사를 통해 검증 하였다. 불성실 응답을 제외한 94부를 분석한 결과, <표 3>과 같이 Cronbach-α는 0.754~0.938로 양호하다는 것을 확인하였다. 그리고 융합인재소양을 구성하는 4개 하위영 역의 Cronbach-α도 0.784~0.900로 양호하다는 것을 확인하였다.
검사 영역 문항 수 Cronbach-α
기술에 대한 흥미 10 .854
기술 분야 진로 지향 9 .754
융합인재소양 21 .938
<표 3> 검사 도구의 신뢰도 분석 결과
6. 자료 분석
사전, 사후 검사로부터 얻은 양적 자료는 SPSS for Windows 12.0을 사용하여 분석이 이 루어졌다. 이 연구에서는 표본의 수가 적으므로(n<30) Shapiro-Wilk 검정을 통해 정규분포 를 확인한 후 대응표본 t검정을 실시하였으며, 통계적 유의 수준은 5%로 설정하였다. 학습 자의 성찰일지는 대표적인 응답으로 유목화하여 응답 경향을 파악하였으며, 인터뷰는 녹음 후 전사하여 성찰일지와 중복되는 내용을 제외하고 분석하였다. 교사의 수업 관찰일지는 원활한 메이커 수업을 위한 개선점 파악의 측면에서 해석하였다.
Ⅳ. 연구 결과
1. 메이커 교육 프로그램의 주제 선정 결과
이 연구에서는 메이커 교육 프로그램의 주제를 선정하기 위해 기술교과를 중심으로 다
양한 교과의 2015개정 교육과정을 분석하고 메이커 활동으로 재구성할 수 있는 성취기준 을 선정하여 핵심어를 추출하였다. <표 4>는 추출된 성취기준 핵심어와 메이커 교육 프로 그램에 반영되는 부분을 나타낸 것이다. 이를 바탕으로 교과서와 뉴스, 신문 등 다양한 매 체를 탐색하고 학생의 흥미, 사회적 관심도, 아두이노의 활용 방안을 고려하여 두 차례의 전문가 자문을 통해〔그림 2〕, <표 5>와 같이 주제를 선정하였다. <표 5>에 제시된 내용 은 큰 범위의 주제를 제시한 것이고 학습자는 이를 자율적으로 응용하게 된다.
교과 성취 기준의 핵심어 메이커 교육 프로그램 반영
기술・가정 쾌적한 주거 환경, 안전사고 예방 문제 상황 제시, 공감 제조 기술, 기술적 문제해결, 창의적 아이디어 메이커 활동 전반 과학 전압, 전류, 저항, 전기 회로 센서 등 전자부품 활용 정보 알고리즘, 변수, 연산자, 순차, 선택, 반복 아두이노 활용(SW 교육) 사회 생활 속 환경 이슈 문제 상황 제시, 공감
<표 4> 메이커 교육 프로그램의 주제 선정을 위해 추출된 성취기준의 핵심어
메이킹 체험 주제어 도출 결과
➩
전문가 1차 검토 (주제 선별, 구체화)
➩
전문가 2차 검토 (최종 주제 서술)
․ 미세먼지
․ 초고령화 사회
․ 유니버설 주거
․ 4차 산업혁명
․ 사물 인터넷
․ 웨어러블 기기
․ 자율주행 자동차
․ 스마트기기 사용으로 인한 교통사고
․ 미세먼지의 농도 파악
․ 초고령화 사회의 노인 안전사고
․ 자율주행 자동차모형 제작
․ 아두이노를 활용한 사물 인터넷
․ 미세먼지 농도를 직관적으로 확인할 수 있는 장치 만들기
․ 가정 내 노인의 안전사고를 예방하기 위한 센서 조명 만들기
〔그림 2〕교과 성취기준과 사회적 관심도를 고려한 주제 선정
프로그램 주제 세부 내용 필수 부품
메이커 첫걸음
․ LED, 저항, CdS등 전자 부품의 특성 학습
․ 브레드보드를 사용한 직렬, 병렬 회로 연결
․ 아두이노 사용법 및 코딩 실습
아두이노, 브레드보드, LED, 저항, CdS
한 눈에 확인하는 미세먼지 농도
․ 미세먼지 센서의 물리적 측정 값을 구간별로 나누어 시각, 청각 등의 신호로 출력
아두이노, 미세먼지센서, LED, 부저 등
안전사고 예방 센서 조명
․ 조도 센서와 인체감지 센서의 측정 값을 고려 하여 상황에 맞게 LED 조명을 제어
아두이노, 조도센서, 인체감지센서, LED 등
<표 5> 메이커 교육 프로그램 주제의 세부 내용
2. 메이커 교육 프로그램 개발 결과
가. 학생용 자료 개발 결과
이 연구에서는 준비 단계에서 선정된 주제에 따라 디자인씽킹 기반의 메이커 교육 프로 그램을 개발하였으며, 전체적인 내용 구성은 <표 6>과 같다.
프로그램 차시 수업 단계 세부 활동 내용
메이커 첫걸음
1~2 전자부품이해
․ 옴의 법칙을 바탕으로 회로 해석하기
․ 회로 연결을 통해 LED, 저항, CdS의 특성 확인 하기
3~4 코딩의 기초
․ 변수, 연산자의 개념 익히기
․ 순차, 반복, 선택의 구조 익히기
․ 아두이노를 활용한 코딩 실습
한 눈에 확인하는 미세먼지
농도
5~6 관련지식이해 ․ 저항 판독법과 저항의 사용법 익히기
․ 미세먼지 센서의 원리와 사용법 익히기
7~8
공감 관점공유 아이디어 생성
․ 관찰, 인터뷰, 체험을 통해 미세먼지로 인한 문제 상황에 대해 공감하기
․ 문제 해결을 위한 관점을 공유하고 확산적 사고 기법으로 아이디어 생성하기
9~10
아이디어 선정 프로토타입 제작
준비
․ 수렴적 사고기법으로 아이디어 선정하기
․ 아이디어와 제작 방법을 구체적으로 표현하기
․ 프로토타입 제작을 위해 회로 구성과 코딩 준비 하기(동료와 공유하기)
11~12 프로토타입 제작
및 평가
․ 미세먼지 농도를 직관적으로 확인할 수 있는 장치 만들기
․ 프로토타입에 대한 자기 평가, 동료 평가
안전사고 예방 센서 조명
13~14 관련지식이해
․ 여러 개의 LED로 회로 구성하기
․ 인체감지센서, 조도 센서의 원리와 올바른 사용 법 익히기
15~16
공감 관점공유 아이디어 생성
․ 관찰, 인터뷰, 체험을 통해 조명의 부재로 인한 문제 상황에 대해 공감하기
․ 문제 해결을 위한 관점을 공유하고 확산적 사고 기법으로 아이디어 생성하기
17~18
아이디어 선정 프로토타입 제작
준비
․ 수렴적 사고기법으로 아이디어 선정하기
․ 아이디어와 제작 방법을 구체적으로 표현하기
․ 프로토타입 제작을 위해 회로 구성과 코딩 준비 하기(동료와 공유하기)
19~20 프로토타입 제작
및 평가
․ 인체감지 자동 조명 장치 만들기
․ 프로토타입에 대한 자기 평가, 동료 평가
<표 6> 개발한 메이커 교육 프로그램의 내용 구성
‘메이커 첫걸음’은 원활한 메이커 활동을 위해 전기‧전자 기초 이론, 회로의 직렬‧병렬 연 결, LED, 저항, CdS등 전자 부품 사용법, 아두이노를 활용한 코딩 등을 학습하도록 4차시 가 개발되었다. 학생이 사용할 자료는 이론 강의를 듣고 직접 작성하는 부분과 실습을 통 해 관찰한 점과 결론을 작성하는 부분으로 구성되어있다.
‘한 눈에 확인하는 미세먼지 농도’와 ‘안전사고 예방 센서 조명’은 각각 8차시이며 이도 현 외(2015)의 디자인씽킹 프로세스(관련지식이해-공감-관점공유-아이디어-프로토타입)에 따라 학습자가 직접 설계, 제작을 이끌어나가도록 개발되었다. 학생용 자료는 학습자의 흥 미 유발을 위해 실생활과 연관된 읽기 자료로 시작되며 센서를 비롯한 필수 부품의 원리와 사용법을 익히도록 구성되었다. 관련지식을 학습하고 문제를 확인한 후, 학습자들은 관찰, 체험, 인터뷰의 세 부분에 걸쳐 ‘공감’ 활동을 수행하게 된다. 이후, 학습자들은 관점공유와 확산적・수렴적 사고를 거쳐 아이디어를 구체화하면서 메이커 수업에서 핵심이 될 프로토 타입 제작 과정으로 진입한다. 프로토타입 제작이 끝나면, 학습자들은 자기평가 및 동료평 가를 통해 개선점을 찾고 새로운 도전의 발판을 마련하게 된다. 이러한 내용으로 구성된 학생용 자료는 메이커로 활동하는 학습자들의 포트폴리오로 활용되며, 그 예시는〔그림 3〕
과 같다.
〔그림 3〕메이커 교육 프로그램 학생용 자료의 예시
이 연구에서는 학생들의 코딩 기능 향상보다 다양한 도구의 활용 경험에 주안점을 두었 기 때문에, 아두이노 활용의 부담을 줄여주기 위해서 <표 7>,〔그림 4〕와 같이 프로토타 입 제작 준비 활동을 개발하였다. 학습자는 프로토타입 제작 준비 활동을 한 후, 교사가 제 시하는 기본 코딩을 자신의 의도에 맞게 수정하여 사용하게 된다.
활동 제목 내용
코딩의 첫걸음 ․ 아두이노가 읽어 들이는 신호, 판단해야 할 내용, 출력할 신호를 구분지어 기록하면서 코딩을 위한 기초 데이터를 파악
싸인펜으로 그려보는 회로
․ 아두이노와 센서, 기타 부품의 그림이 인쇄된 종이에 다양한 색상 의 싸인펜으로 전선을 그리면서 회로를 구상
한글로 풀어보는 코딩 ․ 영문 코딩 전에 순차, 선택, 반복의 구조를 반영하여 한글 문장으로 코딩을 표현
알고리즘 순서도 그리기 ․ 알고리즘 순서도를 그리면서 순차, 선택, 반복 관계 등을 확인
<표 7> 프로토타입 제작 준비 활동의 내용
〔그림 4〕프로토타입 제작 준비 활동 자료의 예시
나. 전문가의 타당도 검증 결과
이 연구에서는 메이커 교육 프로그램 초안을 개선하기 위해 전문가 집단을 통해 타당도 를 평가하고 의견을 반영하여 미비한 부분을 수정하였다. 전문가 집단은 융합인재교육 전 문가인 교수 1인, 메이커 교육을 수행한 경험이 있는 석사학위 이상의 기술교사 7인, 과학 교사 1인, 컴퓨터교사 1인 등 총 10명으로 구성되었다. 타당도 검증 도구는 임동욱(2012)의 융합인재교육 프로그램 검사 도구를 메이커 교육 내용으로 재구성하여 사용하였으며 리커 트 5단계 척도(매우 그렇다: 5 ~ 전혀 그렇지 않다: 1)로 구성되어 있다. 타당도 검증 결과 는 <표 8>과 같이 모든 영역에서 평균 4.1 이상으로 양호하였으며 Lawshe(1975)의 내용 타 당도 비율 이론에 따른 CVR 값도 0.8 이상으로 확보하였다.
평가 영역 평가 문항 M SD
프로그램의 합목적성
1. 메이커 교육의 목적에 부합하는가? 4.6 0.52 2. 실생활과 연관된 다양한 지식을 탐색하여 적용할 수 있는
주제인가? 4.2 0.42
내용 구성의 적절성
3. 학습자의 흥미를 유발하도록 구성되었는가? 4.6 0.52 4. 중학생의 수준에 적합한 내용으로 구성되었는가? 4.1 0.74 5. 결과물보다 만들어가는 과정의 경험을 중시하도록 설계되었는가? 4.5 0.53 6. 학습자의 능동적 참여를 자극하도록 설계되었는가? 4.3 0.67 7. 학습자가 동료를 포함하여 다양한 사람과 의견을 공유하고
협력할 수 있도록 설계되었는가? 4.4 0.70 8. 학습자가 스스로의 활동을 평가하여 새로운 도전으로 이어
질 수 있는 기회를 제공하였는가? 4.1 0.57
현장 적용의 용이성
9. 중학교의 일반적인 여건(예산, 실습실 등)을 고려할 때 적용
가능한 프로그램인가? 4.2 0.63
10. 수업과정안 및 교사용 자료를 참고하면 현장의 교사가 적용
할 수 있는 수준인가? 4.2 0.63
전체 평균 4.32 0.59
<표 8> 메이커 교육 프로그램에 대한 전문가의 타당도 평가 결과
프로그램의 개선을 위한 전문가의 의견과 그에 따른 수정(반영)사항은 <표 9>와 같다.
전문가 의견 수정(반영) 사항
한글로 풀어보는 코딩 활동 이후에 알고리즘 순서도를 다 시 작성하는 것은 중복된 활동일수도 있음. 시간과 난이 도를 고려하여 축소를 고려해볼 사항임.
학생 대상 예비 적용 이후에 학습 자의 평가와 함께 고려하여 축소 여부를 결정하기로 함.
흑백 인쇄로 인해 센서의 사용법 부분에 내용 파악이 어 려운 부분이 있음.
필요한 부분은 컬러 인쇄본을 추 가로 준비함.
기본 체계가 갖춰진 코딩을 교재에 제공하더라도 영문 입 력 속도가 느린 학생이 많기 때문에 대책이 필요함.
기본적 체계를 갖춘 영문 코딩 파 일을 다운로드 받고 수정해서 사 용할 수 있도록 인터넷에 공유 게 시판을 개설함.
<표 9> 메이커 교육 프로그램 개선을 위한 전문가 의견과 수정(반영) 사항
다. 학생 대상 예비 적용 수업의 결과
이 연구에서는 전문가의 타당도 검증을 받은 프로그램을 적용하여 난이도, 만족도 등을 다시 한번 점검하고 개선하기 위해 학생 대상 예비 적용을 거쳤다. 수업은 경기도 소재의 A 중학교 3학년 동아리 학생 8명을 대상으로 2일간 16차시를 실시하였다. 해당 동아리 학 생들은 전기전자 부품에 대해 이해하고 있으며 아두이노를 사용한 기초적인 코딩의 경험 이 있었기에 ‘메이커 첫걸음’은 수업하지 않고 자료만 배부하였다. 만족도 검사 도구는 강 남화 외(2016)의 융합인재교육 사업 효과분석 연구에서 사용된 설문지를 재구성하여 사용 하였으며, 분석 결과는 <표 10>과 같다.
번호 평가 문항 M SD
1 교육 자료가 메이킹 체험을 위한 이론 지식 학습에 적합한 내용
으로 구성되었다. 4.38 0.52
2 교육 자료의 설명이나 그림이 쉽게 구성되어있다. 4.50 0.54 3 교육 자료가 흥미로운 내용으로 구성되어있다. 4.38 0.52 4 디자인씽킹을 적용한 문제해결과정에 적합한 체계로 자료가 구성
되어 있다. 4.25 0.46
5 메이킹 체험 주제의 난이도가 중학생에게 적합하다. 4.13 0.64
6 시간(차시) 분배 계획이 적절하다. 4.13 0.84
7 메이커로서 활동하며 동료들과 의견을 공유하는 것이 익숙해졌다. 4.00 0.76 8 메이커 교육이 기술・가정, 과학, 수학, 미술 등 다양한 교과 내
용 학습에도 도움이 된다고 생각한다. 4.50 0.54
9 메이커로서의 활동에 관심이 생겼다. 4.88 0.35
10 메이커 교육을 지속적으로 받고 싶다. 4.63 0.52
전체 평균 4.38 0.57
<표 10> 예비 적용 수업에 대한 학생들의 만족도 조사 결과
예비 적용 수업에 대한 만족도 조사 결과, 전체 평균은 4.38이고 모든 문항에서 4점 이상 의 응답 결과를 보여 만족도가 양호함을 확인하였다. 예비 적용 과정에서는 전문가 타당도 검증 과정에서 개선점으로 나타난 ‘알고리즘 순서도 그리기’ 활동에 대해 의견을 수렴하였 다. 그 결과, 학생들이 “문장보다 도형으로 표현하는 것이 더 어렵다.”, “시간이 오래 걸리 는 바람에 제작 시간이 부족해졌다.”등의 응답을 했기에 전문가와 학생들의 의견을 반영하 여 ‘알고리즘 순서도 그리기’ 활동은 삭제하였다.
라. 교사용 자료 개발 결과
이 연구에서는 메이커 교육 프로그램을 적용한 수업이 원활하게 이루어질 수 있도록 수 업과정안과 교사용 수업 자료를 함께 개발하였다. 수업과정안은 메이커 활동에 대한 조력 자로서의 역할이나 지도상의 유의점을 제시하여 개발되었다. 교사용 수업 자료에는 학생들
이 자주 범하는 오류의 사례를 제시하여 교사가 적절한 조언을 준비할 수 있도록 개발되었 고, 메이커 활동에 도움이 될 만한 동영상이 URL과 QR code로 소개되어있다. 개발된 수업 과정안과 교사용 수업 자료의 예는 [그림 5]와 같다.
〔그림 5〕교사용 수업과정안 및 수업 자료의 예시
3. 메이커 교육 프로그램의 수업 적용 결과
가. 양적 연구 결과
메이커 수업 전, 후의 ‘기술에 대한 흥미’의 차이를 알아보기 위해 대응표본 t검정을 실 시한 결과는 <표 11>과 같다. 평균은 수업 전 3.99에서 수업 후 4.17로 높아졌으나 통계적 으로 유의미한 차이는 아니다(t=-.694, p=.496>.05). 따라서 이 연구에서 개발된 메이커 교육 프로그램은 ‘기술에 대한 흥미’에 영향을 미치지 않았음이 확인되었다.
구분 n M SD
기술에 대한 흥미 수업 전 20 3.99 .77
-.694 .496
수업 후 20 4.17 .66
<표 11> 기술에 대한 흥미의 대응표본 t검정 결과
메이커 수업 전, 후의 ‘기술 분야 진로 지향’의 차이를 알아보기 위해 대응표본 t검정을 실시한 결과는 <표 12>와 같다. 평균은 수업 전 4.09에서 수업 후 4.07로 약간 낮아졌으나 통계적으로 유의미한 차이는 아니다(t=.069 , p=.946>.05). 따라서 이 연구에서 개발된 메이 커 교육 프로그램은 ‘기술 분야 진로 지향’에 영향을 미치지 않았음이 확인되었다.
구분 n M SD
기술 분야 진로 지향 수업 전 20 4.09 .66
.069 .946
수업 후 20 4.07 .61
<표 12> 기술 분야 진로 지향의 대응표본 t검정 결과
메이커 수업 전, 후의 ‘융합인재소양’의 차이를 알아보기 위해 대응표본 t검정을 실시한 결과는 <표 13>과 같다. 평균은 수업 전 3.78에서 수업 후 4.27로 높아졌으며, 이는 통계적 으로 유의미한 차이이다(t=-3.973 , p=.001<.05). 따라서 이 연구에서 개발된 메이커 교육 프 로그램은 중학생의 ‘융합인재소양’ 향상에 유의미한 효과가 있었음이 확인되었다. ‘융합인 재소양’을 구성하는 하위 영역을 살펴보면, 특히 창의와 소통 영역에서 유의미한 변화가 나 타났다.
구분 n M SD
융합인재소양 수업 전 20 3.78 .376
-3.973 .001
수업 후 20 4.27 .368
<표 13> 융합인재소양의 대응표본 t검정 결과
나. 질적 연구 결과
1) 학습자의 성찰일지
성찰일지는 8개의 질문에 대해 학습자가 서술하는 형식으로 구성되어 있다. 이 연구에서 는 성찰 일지 내용을 분석하면서 의미를 가장 잘 표현하는 대표적인 응답으로 유목화하여 학습자들의 응답 경향을 파악하였으며, 빈도가 높았던 응답은 <표 14>와 같다.
구분 n M SD
하 위 영 역
융합 수업 전 20 4.30 .59
-1.441 .166
수업 후 20 4.55 .42
창의 수업 전 20 3.37 .49
-4.207 .000
수업 후 20 4.12 .61
존중 수업 전 20 4.16 .59
-1.388 .181
수업 후 20 4.38 .29
소통 수업 전 20 3.54 .62
-3.142 .005
수업 후 20 4.12 .50
질문 응답 내용
메이커 수업이 교과 수업시간과 다른 점은 무엇인가요?
․ 앉아서 듣기만 하는 교과 시간과 다르게 직접 만져보고 자유롭게 실 습할 수 있어서 좋았다.
․ 자신 있게 무엇이든 시도해볼 수 있고, 틀려도 부끄럽지 않아서 좋 았다.
메이커 수업 교재에서 좋았던 점은 무엇인가 요?
․ 사진이나 그림이 쉽고 자세하게 설명되어 있어서, 만들다가 잘 안될 때 다시 펼쳐보고 참고하기에 좋았다.
․ 아두이노를 처음 사용해서 어려웠지만 교재를 따라 단계적으로 연결 하고 코딩을 입력했더니 작동시킬 수 있었다.
메이커로서 활동하면 서 기억에 남는 점은 무엇인가요?
․ 아두이노를 사용해서 내가 생각한대로 여러 개의 LED와 부품을 조 작할 수 있게 되어서 신기하고 재미있었다.
․ 내 마음대로 직접 설계해보고 만들었다는 점이 뿌듯하고 가장 기억 에 남는다.
메이커로서 활동하면서 어려웠던 점은 무엇인 가요?
그 상황을 어떻게 극복 했나요?
․ 내가 생각한대로 코딩이 안돼서 어려웠는데 친구 코딩과 비교하고 선생님 힌트를 받아 틀린 부분을 찾았다.
․ 내가 연결한 회로가 작동하지 않아서 오류 찾기가 힘들었다. 집중력 을 발휘해서 하나씩 점검해보니 발견할 수 있었다.
․ 인터넷을 검색하다가 비슷한 제품이 있어서 참고했다.
․ 아두이노에 오류가 나서 교환하느라 만드는 시간이 부족했다.
메이커 수업이 창의적 으로 생각하는 능력에 도움이 되었다고 생각 하나요?
․ 내 작품을 위해 여러 가지 아이디어를 생각하고 자료를 찾다보니 창 의력에 도움이 된 것 같다.
․ 내가 낸 아이디어와 친구의 아이디어를 합쳐서 생각해봤더니 창의적 인 설계도가 만들어졌다.
․ 도움은 된 것 같은데, 생각이 안 떠올라서 어렵기도 했다.
<표 14> 학습자의 성찰 일지 주요 내용
성찰 일지를 분석한 결과, 메이커 수업의 차별성은 교과 수업 시간에 비해 자유로운 분 위기에서 학생들이 실패에 대한 부담 없이 자유롭게 시도하고 직접 무언가를 조작할 수 있 었던 점이라는 것이 확인되었다. 이와 같은 맥락으로, 학생들은 생각한 것을 직접 설계해보 고 실제로 만들었다는 점에 흥미와 만족감을 느꼈으며 아두이노를 활용하여 다양한 부품 을 직접 제어해보았다는 경험에 가치를 부여했다. 또한 스스로 자료를 참고하거나 정보를 검색하여 활용하고, 오류를 발견하기 위해 집중력을 발휘했으며, 친구와 선생님에게 적극 적으로 의견을 공유하면서 문제를 해결했다는 응답은 능동적인 지식 탐색과 협력적 문제 해결을 수행했음을 확인할 수 있는 부분이다. 특히, 학생들은 자신의 작품을 친구들에게 보 여주며 설명하거나 제작에 어려움을 겪는 친구에게 자신만의 노하우를 알려주는 등 메이 커 정신의 핵심 가치인 공유의 자세를 실천하였다. 이밖에도 학생들은 아이디어 구상과 프 로토타입 제작 과정이 어렵기도 했지만 창의력에 도움이 된다고 느끼고 있었다. 또한 메이 커 활동을 하면서 센서나 로봇을 개발하는 직업에 관심을 갖거나 특성화고 진학 및 장래 희망과 관련지어 생각하는 모습으로부터 메이커 교육이 단순히 만들기 체험이 아니라 학 생들의 진학‧진로 지도의 방법으로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.
다만, 메이커 활동에 사용했던 아두이노 호환 보드가 잦은 오류를 일으켜 몇몇 학생들이 아두이노를 교체해야만 했던 경험이 있었던 것은 아쉬운 점으로 남았다. 이 점은 향후 아 두이노와 같은 마이크로컨트롤러 보드를 활용한 메이커 교육을 준비할 때 반드시 사전 점 검이 이루어져야 할 부분이다.
2) 인터뷰 결과
인터뷰는 매 시간 수업 후 1~2명의 학생을 대상으로 교사가 관찰한 모습을 설명하고 그 에 대한 생각과 느낌을 묻거나 성찰일지의 내용에 대해 질문하는 방식으로 진행되었다. 성 찰일지의 내용과 중복되는 것을 제외한 주요 내용은 <표 15>와 같다.
질문 응답 내용
메이커로서 활동하면서 친구들과 의견을 공유 하고 도움을 주고받은 경험이 있나요?
․ 나는 회로 연결과 코딩에 먼저 성공해서 돌아다니며 다른 친구를 도 와주었다.
․ ○○이가 계속 실패해서, 내 작품을 보여주고 설명해줬다.
․ 친구가 블로그와 유튜브에서 찾은 정보를 알려줘서 참고했다.
메이커 수업이 자신에게 도움이 되었다고 생각 하나요?
․ 도움이 되었다고 생각한다.
․ 꿈이 없었는데, 센서나 로봇을 개발하는 직업에 관심이 생겼다.
․ □□공업고등학교에 가는 것이 목표인데, 전자 내용을 배우고 코딩과 함께 실습해볼 수 있어서 좋았다.
기타 의견이나 하고 싶은 말이 있으면 적어주세요.
․ 메이커 활동이 어렵기도 했지만 재미있어서 더 배워보고 싶다.
․ 3D프린터를 배워서 새로운 것을 만들어보고 싶다.
․ 컴퓨터 프로그래머가 되고 싶었는데 실제로 해보니 어려워서 고민이 된다.
응답자 구분 인터뷰 주요 내용
학생 A
평소에 만들기를 좋아하는데 메이커 수업에서는 설명서 없이 만들어야 해서 처음에는 너무 힘들었어요. 그런데 이것저것 계속 만들다보니 저만의 방법이 생겼어요. …(중략)… 저는 조명을 만들 때 페트병, 페트병 뚜껑을 사용하는 것을 추천해요. □□문구에서 파는 고무줄도 좋아요.
학생 B
이번에는 먼지 센서를 주로 사용했는데, 다른 센서도 써보고 싶어요. 물고기 가 미끼를 무는 것을 감지해서 빛과 진동으로 알려주는 낚싯대를 만들어보고 싶어요. 인터넷을 참고해서 꼭 만들어 볼 생각이에요.
학생 C
기술 수행평가 시간에는 점수도 잘 받아야하고 다른 모둠보다 잘 해야 된다 고 생각해서 부담이 됐는데, 메이커 활동은 그런 부담 없이 서로 알려주고 잘 모르면 따라 해도 되니까 재미있었어요.
<표 15> 학습자 인터뷰의 주요 내용
인터뷰 내용 분석 결과, 몇몇 학생은 자신만의 설계에 따라 프로토타입을 제작하면서 독 창적인 방법과 노하우를 쌓아나갔으며, 다른 센서나 부품을 활용하여 새로운 것을 만들어 보겠다는 도전 의식을 갖게 되었음을 확인하였다. 이러한 점은 메이커 수업이 단순한 기능 의 숙달이 아니라 학생 개인을 메이커로서 성장시켰다는 것을 확인할 수 있는 부분이다.
기술 수업시간에 진행됐던 실습과 달리, 점수화 된 평가에서 자유로웠기에 즐겁게 참여할 수 있었다는 응답은 메이커 교육에서의 평가가 결과물에 대한 단순한 점수 평가를 지양해 야 한다는 시사점을 제공하였다.
3) 교사의 관찰일지
관찰일지는 수업 과정에서 교사가 관찰한 모습을 자유롭게 기술한 것이며, 메이커 수업 개선 및 활성화를 위한 내용 위주로 정리하였다. 교사의 관찰일지 주요 내용은 <표 16>과 같다.
교사의 관찰일지 주요 내용
디자인씽킹 프로세스의 원활한 활용을 위해서 학생들의 연습이 필요할 것 같다. 문제 상황에 대해서 관찰하고 인터뷰하는 것을 어색해하며 관점 공유 활동을 위한 대화에서도 친구들과 대화에 선뜻 나서지 못하는 학생이 있다. 아이스브레이킹, 팀빌딩 활동처럼 친구들과 자유롭 게 말할 수 있는 분위기 조성이 꼭 필요해 보인다.
자유롭게 만들어보라고 이야기해도 수행평가 위주의 실습에 길들여진 학생들은 틀릴까봐 불 안하다면서 눈치를 보고 있다. 투박하게 우드락을 잘라 케이스를 만드는 모습을 보여주고
“이런 식으로 깔끔하지 않아도 괜찮다.”고 말하니 몇몇 학생이 따라한다.
메이킹 체험 과정의 일부로서 아두이노의 활용이 포함되어 있는데 메이커 교육에서 코딩을 어느 수준까지 가르칠 것인지 고민이 필요하다. Sketch 코딩 자체에 관심을 갖고 몰두하는 학 생도 있는데, 이 학생은 만들기보다 컴퓨터로 코딩만 하는 것이 훨씬 재미있다고 한다.
<표 16> 교사의 관찰일지 주요 내용
