교육눈에 보이는

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SCIENCE/TECHNOLOGY/E NGINEERING/ARTS/MATHE MATICS/SCIENCE/TECHNO LOGY/ENGINEERING/ARTS /MATHEMATICS/SCIENCE/

TECHNOLOGY/ENGINEERI NG/ARTS/MATHEMATICS/S CIENCE/TECHNOLOGY/EN

GINEERING/ARTS/MATHEMATICS

중 등

교육 눈에 보이는

가이드북 개정판

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우리가 살고 있는 지금 21세기는 창의적인 인재의 역할이 중요한 지식기반 사회로 접어 들었습니다. 미래 인재의 필수 자질이라 할 융합적 사고력과 실생활 문제해결 능력을 배양하려 시작된 융합인재교육(STEAM)도 어느덧 네 번째 해를 맞이했습니다.

처음 시작된 2011년과 이듬해에는 융합인재교육의 새로운 개념을 정립하고 선도교원을 우선적으로 양성했습니다. 2013년과 지난해에는 초등학교의 과학 교과서에 STEAM 요소를 반영하는 등 제도적 기반을 조성했습니다. 아울러 다양한 콘텐츠를 개발하고 체험·탐구 활동을 확대해서 전국의 학생들이 융합인재교육에 적극 참여하도록 격려했습니다.

융합인재교육이 짧은 기간에 전국 학교에 정착할 수 있었던 것은 교육 현장에서 활동하시는 선생님들의 노고 덕분입니다. 물론 수많은 시행착오와 어려움을 겪어야 했습니다. 그 과정에서 축적된 경험과 노하우를 공유함으로써 융합인재교육을 한 단계 발전시키기 위해 가이드북을 발간하게 되었습니다.

‘눈에 보이는 STEAM 교육’은 2012년에 발간한 가이드북의 개정본입니다. 융합인재교육을 시작한지 4년이 지난 지금은 과거와 미래를 모두 살펴봐야 하는 시기입니다. 그간의 성과를 되짚어보고 미흡한 부분을 바로잡는 동시에 새로운 목표를 설정해 더욱 적극적으로 나아가야 할 때입니다.

이 책은 융합인재교육에 연관된 모든 이들에게 도움이 될 것입니다. 교사와 학생에게는 애매하거나 모호했던 개념을 명확히 정리할 기회를 주고, 학부모에게는 우리 아이에게 왜 융합인재교육이 필요한지를 설명해줄 것입니다. 학계와 산업계의 전문가에게는 미래형 교육이 가지고 있는 잠재력과 가능성을 보여줄 것입니다.

교육의 문제에 대한 모든 답은 현장에서 찾을 수 있습니다. 학교 현장에서 발견한 해법과 생생한 노하우를 담은 이 가이드북이 장차 창의적 인재로 자라날 아이들의 미래를 만들어가는 계기가 되기를 진심으로 바랍니다.

2015년 1월 한국과학창의재단 이사장

김 승 환

눈에 보이는 교육

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STEAM으로 미래 교육 바라보기

미래 교육 환경의 변화 STEAM이 지향하는 교육의 미래

인터뷰 : 「관심과 호기심에서 창의성이 시작된다」

한중일비교문화연구소 이사장 이어령

STEAM 자세히 들여다보기

STEAM의 개념과 정의 STEAM 수업의 학습준거틀 STEAM 수업의 체크리스트 STEAM 수업의 유형

인터뷰 : 「공학을 연계시켜 문제 해결 본능 일깨우자」

보스턴과학관장 야니스 미아울리스

STEAM 넓게 펼쳐보기

STEAM 정책의 추진 및 지원 현황 STEAM 수업의 효과

인터뷰 : 「정답보다 독창성에 점수를 주자」

카이스트 문화기술대학원 교수 원광연

8 12 17

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66 75 80

1

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FOCUS

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고등학교에 STEAM 적용하기

인터뷰 : 「생활 속 문제로 자발적인 질문 이끌어내자」

애리조나과학관 학습개발담당관 롭 로버트슨

학교 밖 자원에서 STEAM 찾아보기

STEAM 아웃리치 프로그램 과학관 연계 프로그램

대학생과 함께하는 STEAM 수업

인터뷰 : 「전문가와 연계해 체험요소 늘려라」

스미소니언연구소 정책평가연구소장 캐롤 네비스

STEAM 자료 찾아보기

STEAM 교육 FAQ STEAM 교육 베스트 콘텐츠 STEAM 사이트 활용하기

109 122

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FOCUS

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FOCUS

STEAM으로

미래 교육 바라보기

1

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STEAM으로

미래 교육 바라보기

01 미래 교육 환경의 변화

02 STEAM이 지향하는 교육의 미래 03 인터뷰 : 관심과 호기심에서 창의성이

시작된다

한중일비교문화연구소 이사장 이어령

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미래의 인재는 창의성과 상상력을 갖춰야 한다

기술과 자본 중심의 산업사회가 끝나면서 정보와 지식 기반의 새로운 사회상이 급속도로 확산되고 있습니다. 시간과 공간뿐만 아니라 속도의 개념까지 바뀌는 세상에 적응하기 위해서는 변화에 대응할 역량을 길러야 합니다. “강하거나 영리한 존재가 아닌 변화에 민감한 존재만이 살아남는다”는 과학자 찰스 다윈(Charles Darwin)의 분석은 아이들이 맞이할 미래 사회에도 그대로 적용됩니다.

세계의 국가와 기업은 우수한 인재를 확보하는 데서 경쟁력의 원천을 찾고 있습니다. 특히 창의적이고 융합적인 사고 능력을 지닌 과학기술 인재 육성의 중요성을 깨닫고 역량을 집중시키는 상황입니다.

미국 교육부는 과학(S), 기술(T), 공학(E), 수학(M) 등 STEM 분야의 인력 비율이 2020년까지 14퍼센트 이상 증가할 것으로 예측합니다. 생명공학자를 위한 일자리는 지금보다 62퍼센트 가까이 늘어날 것이며 의과학자 36퍼센트, 시스템 소프트웨어 개발자 32퍼센트, 컴퓨터 시스템 분석가 22퍼센트, 수학 전문가 16퍼센트 등 STEM 관련 일자리는 평균 이상의 증가세를 보일 것이라고 전망합니다.

미래 교육 환경의 변화

FOCUS 1 STEAM으로 미래 교육 바라보기

01

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오바마 행정부는 ‘2007년 미국 경쟁력 강화 법안(America Competes Act of 2007)’을 통해 STEM 교육의 중요성을 강조한 바 있습니다. 관련 분야에 대한 투자와 교사 양성 지원도 지속적으로 늘려왔습니다. 2013년 STEM 교육 예산은 전년보다 7퍼센트 오른 31억 달러로 편성되었으며, 이를 통해 10만 명에 달하는 STEM 우수교사를 양성하겠다는 목표를 공표했습니다²⁾.

미래에 필요한 인적 자원은 과학기술 창조력과 인문학적 상상력을 함께 지닌 창의·융합형 인재입니다. 천재 물리학자 알버트 아인슈타인(Albert Einstein)도

“지식은 한계가 있지만 상상력은 전 세계를 덮는다”며 창의적 아이디어와 상상력의 중요성을 강조했습니다. 미래학자 앨빈 토플러(Alvin Toffler)도 2007년 한국을 방문했을 때 “미래는 예측하는 것이 아니라 상상하는 것”이라며 청소년들을

PROJECTED PERCENTAGE INCREASES IN STEM JOBS : 2010-2020¹⁾

14% 16% 22%

32% 36%

62%

Projected Percentage in Job Increases (2010-2020)

Mathematics All

Occupations 80

60

40

20

0

Computer Systems Analysis

Systems Software Developers

Medical Scientists

Biomedical Engineers

1) http://www.whitehouse.gov/ostp(미국 백악관 예산관리처)

2) White House Office of Science and Technology Policy. April 10, 2013

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격려했습니다.

우리 정부도 창의성과 상상력을 함께 갖춘 미래 인재를 육성하기 위해 새롭게 2015 개정 교육과정을 마련했습니다. 교육부는 개정 배경에 대해 학교 교육을 근본적으로 개혁해 모든 학생들이 인문, 사회, 과학기술에 대한 기초 소양을 함양시키고 인문학적 상상력과 과학기술 창조력을 갖춘 창의·융합형 인재로 육성하기 위함이라고 설명합니다.

배움을 즐기는 교육으로 전환

개정 교육과정은 미래 사회에서 요구되는 인재의 역량을 제시하고 있습니다.

아울러 학생들이 기초 소양을 바탕으로 융·복합적 사고력과 통찰력을 겸비한 인재로 자라나도록 교육과정도 새롭게 바뀌었습니다.

새 교육과정의 개정 방향은 ‘행복한 학습 구현을 위한 학습 경험의 질 개선’으로 요약할 수 있습니다. 기존 교육 환경에서는 단편적인 지식 주입을 통한 암기식 교육과 문제풀이 위주의 방식이 되풀이되곤 했습니다. 결국 우리나라 학생들은 과도한 학습량과 경쟁 과열로 인해 신체적·심리적 부담에 시달리게 되었습니다.

시험 성적은 높아도 교과에 대한 흥미와 자신감 등 정의적 영역의 지표가 낮아지는 역설적인 상황에 놓인 것입니다.

이제는 학습의 양보다는 질과 과정을 중시하는 교육으로 변화할 때입니다.

학습의 즐거움을 일깨워줄 수 있는 교육, 미래 사회의 핵심소양과 역량을 실질적으로 길러주는 교육, 자기성장과 자기발전의 경험을 토대로 행복감을 늘리는 교육으로 패러다임을 전환해야 합니다. 기존의 ‘많이 아는 교육’은 이제 ‘배움을 즐기는 행복교육’으로 달라져야 합니다.

2016년부터 전면 시행될 자유학기제도 교육의 방향을 바꾸는 시도 중의 하나입니다. 학생들이 입시와 시험에 얽매이지 않고 다양한 자율적 활동을 통해 자신만의 꿈과 끼를 찾을 수 있도록 도와주는 교육의 시대가 열릴 것입니다.

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최근의 정책 변화를 가능케 한 핵심에는 융합인재교육(STEAM)이 위치하고 있습니다. 2011년 과학·수학 교육의 문제점을 개선하기 위해 시작된 STEAM은 주입과 암기 위주의 교육을 탈피해서 학생들이 즐겁고 재밌게 공부하도록 체험, 탐구, 실험 중심의 수업방식을 도입한 것이 특징입니다.

STEAM은 이미 정립된 지식과 이론을 암기하고 반복하던 기존 교과의 관습을 뛰어넘습니다. 왜 해당 지식을 배워야 하는지, 어느 곳에 사용되는 이론인지 이해함으로써 실생활과 연결된 문제에까지 자신의 지식을 활용하고 융합적 사고 능력을 향상시키는 목표를 지니고 있습니다. STEAM의 도입과 확산은 문·이과 통합형 교육과정 개편, 자유학기제 추진 등 최근 진행되는 교육정책 변화와 동일한 지향점을 가지고 있습니다.

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미래를 설계하는 교육

아이들이 살아가게 될 미래 사회는 창의적 아이디어와 과학기술 경쟁력의 중요성이 더욱 커지고, 인적 자원이 곧 국가 발전의 원천으로 여겨질 것입니다.

그러나 우리의 학교 현실은 여전히 문제풀이 위주의 교육이 이루어지고 있어 미래 인재를 양성하기에 부족한 점이 많습니다.

창의성은 단순히 무에서 유를 창조하는 것이 아니라 자신이 가진 지식과 경험을 융합하는 과정 중에 자연스레 발현됩니다. 미래의 교육은 입시나 시험을 대비하는 것이 아니라 학생 각자의 꿈과 끼를 찾게 함으로써 창의성을 최대한 발휘하도록 도와주는 역할을 해야 합니다. 또한 진로와 직업 탐색의 기회를 제공함으로써 자신의 미래를 준비하고 스스로 설계할 수 있어야 합니다.

STEAM이 지향하는 교육의 미래

미래의 교육 기존의 교육

- 진로·직업을 탐색하는 교육

- 꿈과 끼를 찾는 교육 입시, 시험만을 대비하는 교육

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실생활과 연계된 교육

기존의 학교 교육은 누군가 완성해놓은 지식과 개념을 위계와 순서에 따라 반복하는 방식으로 진행되었습니다. 그러나 교과서 속 지식을 외우고 기출 문제를 푸는 것만으로는 학생들의 호기심을 충족시키거나 흥미를 유발하기 어렵습니다.

자연스러운 교육이 이루어지려면 학생의 관심사에서부터 출발해야 합니다. 왜 학교에서 지식을 배워야 하는지 그리고 배운 지식을 어디에 사용하는지 이해하려면 일상생활에서 벌어질 만한 상황을 제시하고 스스로 해결하는 과정이 중요합니다.

이러한 실생활문제(real world problem)는 어느 한 과목의 지식만으로는 풀 수 없으며 여러 분야의 지식을 융합하고 활용해야만 해결이 가능합니다. 이러한 복합적인 성격 때문에 해결 과정에서도 자연스럽게 융합이 요구되며 창의성을 발현시키는 데 있어서도 효과적인 역할을 합니다.

STEAM은 여러 교과가 자연스럽게 연결되고 융합되는 교육을 지향합니다. 또한 교과서에만 의존하지 않고 교육과정 전체와 어우러지는 특징이 있으며, 학교 밖의 외부자원을 적극적으로 활용해 학생들의 삶과 학교 교과를 직접 연결하는 방식을 추구합니다.

학생의 관심사에서 시작하는 교육 학생의 관심이 배제된 교육 관련된 교과가 자연스럽게 연계되고

융합되는 교육 교과별로 분리된 교육

연속적으로 연계되고 이어지는 교육 단원마다 분절된 교육 교육과정에 연계한 다양한 자원을 활용하는 교육 교과서에만 의존하는 교육 지식이 어디에 사용되는지

왜 배우는지 알고 실생활 문제를 해결하기 위한 교육 학문적 개념에만 집중하는 교육

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격려를 통한 학생 중심의 교육

학생들이 공부에 대한 흥미와 자신감을 유지하기 위해서는 교사가 학습 활동에 대해 긍정적인 피드백을 주어야 합니다. 우수한 학생들만 칭찬하던 교육에서 학생들이 활동 자체를 즐길 수 있도록 격려하는 교육으로 전환할 때입니다.

작품의 수준이나 완성도에 관계 없이 모든 학생들에게 작품을 전시·발표할 기회를 줌으로써 학생 각자가 가진 가능성을 북돋아주는 것입니다.

최종 성적만으로 학생을 평가하며 부담을 주던 교육도 수업 전체 과정에서 발휘된 개개인의 창의성을 칭찬하는 교육으로 바뀌어야 합니다. 정답을 외워서 높은 점수를 받는 것이 아니라 자신만의 아이디어를 구체화하고 전개하는 방식을 스스로 깨우치게 하는 것입니다. 누구나 스스럼없이 당당하게 발표하고 자신이 좋아하는 주제를 탐구하는 일을 즐거워하고 학교에 가는 것 자체를 즐거워해야 합니다.

수업 과정에서 산출되는 결과물도 일정하고 동일한 방식에서 벗어나 자신의 생각이 온전히 반영되도록 개별화된 교육으로 방향이 바뀌어야 합니다. 어려운 내용을 쉽게 설명하는 능력이 중요한 교사 중심의 교육에서 한 단계 도약해 스스로 즐겁게 배우고 잘 배울 수 있는 학생 중심의 교육이 필요합니다. STEAM은 학생 스스로 방향을 정해 관찰하고 탐구하며 유의미한 규칙과 패턴을 발견해 창의적으로 문제를 해결하는 과정을 핵심으로 합니다.

학생의 창의적 아이디어가 드러나는 교육 학생의 참여가 제한된 교육

문제를 정의하는 교육 주어진 문제에 답하는 교육

체험, 지식 활용, 문제 해결 위주의 교육 지식 습득 위주의 교육

원리를 깨우치는 교육 원리를 전달받은 교육

다양한 학습 결과물이 산출되는 교육 똑같은 정답을 요구하는 교육

문제해결 과정이 강조되는 교육 결과가 강조되는 교육

방법을 찾아가는 교육 원인을 알아가는 교육

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협업과 소통을 장려하는 교육

STEAM으로 대표되는 미래의 교육에서는 협업을 통한 문제 해결력 배양이 중요시됩니다. 과학기술의 발전이 가속화되면서 분야별 전문가 간의 긴밀한 협업이 필수 덕목으로 자리잡았습니다. 개인의 부단한 노력에 의해 우수한 연구결과나 첨단 제품이 탄생하는 시기는 지났습니다. 이제는 각 분야의 사람들이 머리를 맞대야만 새로운 이론과 성과를 내놓을 수 있는 시대가 되었습니다.

협업 능력을 높이기 위해서는 평소 학교 교육에서도 모둠별로 과제를 부여하고 팀워크를 발휘하는 경험을 제공하는 것이 효과적입니다. 청소년기는 개인의 성향과 능력이 형성되는 시기이므로 협업을 통한 문제 해결 경험은 향후 과학기술 인재로 성장한 후에도 커다란 도움이 될 것입니다. STEAM은 장차 학생들이 맞닥뜨릴 직업 세계에서 필수적인 협업 능력을 계발하는 데 적합한 교육 방식입니다.

교과서를 보지 않는 브롱스 고등학교

2014년 노벨 화학상을 받은 로버트 레프코위츠(Robert Lefkowitz) 미국 듀크대학교 교수는 뉴욕의 브롱스 고등학교를 졸업했습니다. 이 학교에서 배출한 노벨상 수상자로서는 8번째입니다. 세계적으로도 유례가 없는 기록입니다.

브롱스 고등학교에서는 ‘교실 안에서는 교과서를 펴지 않는다’는 원칙이 실행되고 있습니다. 교사의 설명을 듣기 전에 교과서를 보고 미리 공부할 경우 문제 접근방식에 독창성이 사라지고 고정관념이 생겨 자유로운 사고가 어렵기

학생이 서로 협력할 수 있는 교육 협력하지 않고 혼자 학습하는 교육 학생과 교사가 활발히 상호작용하는 교육 학생과 교사의 상호작용이 제한된 교육 여러 교과간 교사가 협력하여 준비하고 실행하는 교육 단일 교과 교사 혼자 실행하는 교육

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때문입니다.

학생들은 교사가 준비한 참고자료와 스크린에 투사되는 영상자료를 통해 개념을 우선 이해한 후, 토론을 통해 자신의 생각을 표현하고 친구들의 의견을 들으며 학습 내용을 정리합니다. 교과서는 수업 후 집으로 돌아가 복습을 할 때만 참고합니다.

획일적인 시각으로 교과서를 따라가는 대신에 스스로 깨닫고 이해하는 교육방식을 채택한 것입니다. 또한 누구나 실험과 실습에 직접 참여해 실제로 경험함으로써 수업과 활동에 있어 자신의 창의적인 아이디어를 온전히 반영하게 합니다.

브롱스 고등학교는 학생 중심의 교육방식을 과감하게 도입했습니다. 급격한 사회 변화 속에서 희망찬 미래를 맞이하기 위해 우리의 교육도 새로운 도전을 시도하고 내부로부터의 변화를 모색해야 합니다.

이에 교육부와 한국과학창의재단은 융합인재교육(STEAM) 가이드북을 새롭게 변화시켰습니다. 학교 현장에서 미래 인재 육성에 힘쓰는 교사와 전문가 여러분에게 도움이 되기를 바랍니다.

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017

017 눈에 보이는 STEAM교육

“창의교육을 실현하고 싶다면 아이들이

‘무엇을 원하는지’ 그리고 ‘무엇이 되고 싶은지’를 먼저 파악해야 합니다.”

관심과 호기심에서 창의성이 시작된다

이어령 한중일비교문화연구소 이사장

소설가, 극작가, 문학평론가로 활동해온 한국 문학계의 원로이자 이화여자대학교 석좌교수로서 교육자의 길을 걸어온 인물. 초대 문화부 장관을 역임하고 88 서울올림픽부터 2010년 유네스코 세계문화예술교육대회까지 수많은 문화행사를 직접 기획하고 총괄해온 인물. 희수를 넘긴 나이에도 컴퓨터를 자유자재로 다루며 강연과 저술의 속도를 늦추지 않는 인물. 바로 한중일 비교문화연구소의 이어령 이사장입니다.

디지털이 힘을 얻던 시절부터 ‘디지로그’라는 개념을 주장하며 아날로그와의 융합을 강조했으며, 현재는 경기도 창조학교의 명예회장으로서 활동하며 ‘창의적 사고’의 중요성을 알리는 데 힘쓰고 있습니다. 옛것과 새것을 합치고 경계와 구분을 뛰어넘으며 새로운 물결을 만들어가는 이어령 이사장을 만나 우리나라의 미래 교육에 필요한 통찰을 들어보았습니다.

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사회에 존재하는 갖가지 조직은 하나의 살아 있는 몸체입니다. 생명체는 필수 영양소와 기타의 성분이 균형을 이루어야 생존할 수 있습니다. 사람이 편식을 하면 비타민E 등의 일부 영양소가 모자라 질병이 생기죠. 희토류와 희귀금속처럼 흔하게 쓰이지 않는 성분이라도 모자라는 날에는 사회에 문제가 생깁니다. 예를 들어 인듐이라는 원소가 없으면 우리나라에서 세계 시장의 대부분을 장악하고 있는 LED와 TFT도 만들지 못하죠. 겉으로 보기에 오늘날의 사회는 과학기술이 발달하고 경제가 성장해서 모든 것이 종합적으로 얽혀 있지만 몇 가지 희소한 요소들이 없으면 내부에 큰 변동이 생기는 것입니다.

오늘날의 사회는 자본주의 시장경제를 바탕으로 이루어져 있습니다. 교육환경도 기업형태라는 입장에서 바라봐야만 문제점과 해결책을 찾아낼 수 있습니다.

학교라는 교육의 주체도 시장경제 내에서는 하나의 기업과 같습니다. 교육이 바뀌어야 한다거나 융합이 필요하다는 주장도 결국에는 현실의 자율적 시장경제 원리에 의해 새로운 요구가 나타난 결과입니다. 다시 말해 문화 자체가 큰 힘을 가진 것이 아니라 소비자의 요구 중에 ‘문화적 욕구’라는 것이 새로 생겨났기 때문이죠. 그러나 이 욕구는 희토류처럼 아주 작지만 중요한 영향을 끼치는 요소입니다.

소비자층의 욕구가 바뀌었다는 것은 수요와 공급에 의해 유지되던 기존의 산업주의가 흔들리기 시작했다는 뜻입니다. 사용가치와 교환가치로 측정되던 상품경제 시대의 방식이 통하지 않기 때문에 스스로 변혁과 혁신을 일으켜 새로운 것을 창조해내야 하는 시기가 온 것이죠. 지금 사람들이 경제에만 관심을 쏟는 것 같지만, 경제적인 관점에서 보면 문화예술은 낭비적이고 비경제적인 분야인데 왜 대중의 관심이 그쪽으로 쏠리고 있을까요. 큰 트렌드가 바뀌었다는 증거입니다.

‘창의성’과 ‘융합’이 사회 곳곳에서 중요한 화두로 떠오르고 있습니다. 기업과 학문에 이어 교육에서도 융합을 통한 창의성 배양이 강조되는 상황입니다. 왜 창의성과 융합이 중요하게 여겨지는 것일까요?

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창의와 융합이 교육의 화두가 된 이유는 교육을 받는 사람들의 ‘관심’이 변했기 때문입니다. 관심은 경제적인 시각으로 풀 수 없습니다. 경제는 니즈(needs) 즉 필수이고 본능이지만 관심은 원트(want) 즉 욕망이고 욕구입니다. 사회심리학자 에이브러햄 매슬로(Abraham Maslow)가 인간의 욕구를 5단계로 나누어 설명한 것도 전부 니즈의 관점입니다. 그러나 관심은 물질적인 욕망과 문화적인 욕구처럼 자발적인 데서 출발합니다.

지금까지 교육은 필수적인 요소를 충족시키는 쪽으로 지향해왔습니다. 이성교육, 논리교육, 숫자교육만 시켜주면 된다고 생각했습니다. 그러나 이런 식으로는 지금 학생들의 욕구와 감성을 채워줄 수 없죠. 교사들이 학생들의 관심을 불러일으키는 밀기(push) 방식과 학생들이 무엇을 원하는지 살펴보는 당기기(pull) 방식 중에 어떤 것을 사용할지 때에 따라 잘 결정해야 합니다. 사회가 원하는 인재로 키워내려는 것은 밀기 방식입니다. 그러나 창의교육을 실현하고 싶다면 아이들이

‘무엇을 원하는지’ 그리고 ‘무엇이 되고 싶은지’를 먼저 파악하는 당기기 방식을 도입해야 합니다.

알버트 아인슈타인은 이렇게 말했습니다. “나는 천재가 아니다. 단지 호기심이 많아서 질문을 계속 던질 뿐이다. 질문이 단순할 때 신이 대답을 해준다.” 아이들의 지적 호기심을 자극시키는 것도 하나의 방법입니다. 아이들의 감성적인 직관과 지적인 호기심을 이끌어내서 관찰 능력으로 발전시키는 것이 교육입니다. 이 때 밀기와 당기기를 적절히 조화시키는 것이 쉽지 않습니다. 아이들이 놀고 싶다고 선생님까지 마냥 같이 놀 수도 없고, 아이들이 원하지 않는 주입식 교육을 계속할 수도 없습니다. 어디서부터 바꿔나가야 할까요?

이처럼 급변하는 사회 속에서 교육은 어떻게 달라져야 할까요 학생들의 욕구를 어떻게 채워야 할까요?

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교사는 아이들의 관심을 끌어내는 역할을 잘 해내야 합니다. 관심 없이는 관찰이 제대로 되지 않습니다. 감성적인 욕구를 무시한 채 관찰만을 강요하는 것은 교육이라 할 수 없습니다.

미국 메사추세츠공과대학(MIT)의 미디어랩(Media Lab)에서는 연구실을

‘평생유치원’이라 부릅니다. 마음껏 상상력을 발휘해서 하고 싶은 연구는 무엇이든 할 수 있습니다. 유치원을 가장 창조적인 교육기관이라고 생각하는 것이죠.

선생님들이 감독하지 않아도 아이들은 노래를 부르고 그림을 그리며 생명력이 넘칩니다. 아침이면 유치원에 가고 싶어 합니다. 그런데 초등학교에 진학해서는 학교에 가기 싫어하고 자발적으로 하기 싫어합니다. 원트가 아닌 니즈를 교육의 목표로 두었기 때문입니다. “놀면 큰일난다. 베짱이는 겨울을 못 넘긴다. 하고 싶은 것만 해서는 제대로 먹고살지 못한다.” 이렇게 가르칩니다.

이제는 “하고 싶은 것을 하면 의식주를 해결할 수 있다”고 가르쳐야 합니다. 영화

‘스타워즈’ 시리즈를 만든 조지 루카스(George Lucas) 감독은 거대자본의 도움 없이도 자기가 만들고 싶은 영화를 마음껏 만들어 많은 부를 쌓았습니다. 자기가 좋아하는 것을 하면 저절로 열심히 하게 되어 있습니다. 누가 10원만 주어도 공돈이 됩니다. 평생을 유치원처럼 교육하는 방식을 도입해야 합니다. MIT에서는

‘달라는 것을 주는 교육’을 실시합니다. 학생들이 자발적으로 그린 그림과 세계에 창조적인 미래가 담겨 있습니다.

그러나 초등학교에 들어가자마자 줄을 세우고 번호를 매깁니다. 아이들의 순수하고 자발적인 원트를 획일적이고 억압적인 니즈로 바꿉니다. 아이들이 원하는 것을 주지 않고 사회가 원하는 것을 강요합니다. 질서, 편견, 고정관념만 쌓아갑니다.

지금의 아이들이 미래 시장경제 속에서도 살아남게 하려면 상상력과 창조력, 지적호기심과 감성을 키워주어야 합니다. 직관을 논리와 통찰력으로 풀어내고 감성을 체계적으로 이성적으로 풀어낼 수 있도록 업그레이드 해주어야 합니다.

관심에 바탕을 둔 관찰을 할 수 있도록 교육해야 합니다. 유치원의 교육방식을 초·중·고와 대학교까지 끌어와야 합니다.

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지금까지는 분야의 경계가 명확했습니다. 과학과 문학이 엄연히 달랐고 물리와 화학으로 과목이 나뉘었습니다. 특정 분야에 전문성을 가져야만 직업으로 삼을 수 있었습니다. 발명왕 에디슨은 맥스웰의 자장 이론을 모르고도 무수한 전자제품을 만들어냈습니다.

하지만 이제는 그런 시대가 지나갔습니다. ‘관계’를 모르고서는 성공할 수 없습니다. 내가 아닌 것과의 관계, 다른 것과의 관계를 알아야 합니다. 상상력과 창조력의 마지막 단계가 ‘관계’입니다. 에디슨은 소리를 기록하는 축음기의 저장방식으로 원통형을 고집했습니다. 그러나 원통은 겹쳐 쌓을 수도 없고 뒷면에는 기록할 수 없습니다. 이때 에밀 베를리너(Emile Berliner)가 원반 형태의 기록장치를 이용한 축음기 방식을 만들어냅니다. 많은 양을 겹쳐 쌓을 수 있어 대량생산에 적합하고 앞뒷면 모두에 기록할 수 있어서 오페라나 연극처럼 긴 공연도 녹음할 수 있습니다. 그런데도 에디슨은 수십 년 동안 소송을 걸어서 베를리너의 회사를 위기로 몰아넣습니다. 발명능력은 뛰어날지라도 관계인식에는 실패한 위인입니다.

지퍼를 예로 들어 볼까요. 휘트컴 저드슨(Whitcomb Judson)이라는 사람이 매일 아침마다 구두끈을 매는 게 귀찮아서 지퍼를 발명합니다. 구두끈 대신 사용된 지퍼에는 아무도 관심을 가지지 않았습니다. 그런데 브루클린의 양복점 주인이 지갑에 지퍼를 부착시킨 뒤로 큰 인기를 끕니다. 이후에 바지와 점퍼에까지 지퍼를 부착하게 되었습니다.

습득한 기술이나 지식을 어디에 쓸 것인가 하는 고민이 바로 관계의 고민입니다.

직업이 전문화되었던 산업시대에는 관심과 관찰이 어느 한쪽으로만 쏠려 있어서 관계의 중요성이 부각되지 않았습니다. 그러나 이제는 관심과 관찰과 관계가 하나로 합쳐야 힘을 발휘하는 시대가 되었습니다.

그러한 교육을 받은 아이들이 사회에서 성공하고 제대로 살아갈 수 있을까 우려하는 부모와 교사들도 많을 텐데요.

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자연과 인간, 인간과 기계, 인간과 인간 사이에는 반드시 관계가 맺어집니다.

그것을 ‘인터페이스’라 부릅니다. 관계에 대한 고민이 깊어지면 인터페이스를 혁명시키게 됩니다. 스티브 잡스가 대표적이죠. 그가 만들어낸 아이폰, 아이팟, 아이패드는 기존의 소프트웨어나 하드웨어를 새롭게 바꾸었기 때문에 인기를 끈 것이 아닙니다. 인간과 기계 사이의 인터페이스를 바꾸었기 때문에 환호를 받은 것입니다. 그동안 컴퓨터는 많은 발전을 해왔지만 키보드는 변하지 않고 그대로 쓰였습니다. 타자기 시절에 활자판이 엉키지 않게 하려고 자주 쓰이는 글자를 멀리 떨어뜨려 놓은 것이 키보드 자판 배열입니다. 그런데 잡스는 키보드의 자판을 개선시키는 차원을 넘어서 ‘터치’라는 아예 새로운 인터페이스를 끌어들였습니다.

인터페이스를 바꾸어 혁명을 일으킨 사람이 또 있습니다. 말콤 맥린(Malcolm McLean)입니다. 그는 화물을 싣는 컨테이너의 인터페이스를 바꾸고 연동시스템을 고안해 육상의 운송체계와 해상의 운수체계를 통일시켰습니다. 덕분에 항구에서 짐을 풀어서 실었다 내렸다 할 필요가 없어졌습니다. 하역비를 절감한 덕분에 자유무역이 활성화되어서 우리나라도 이만큼 잘 살게 되었습니다.

잡스나 맥린 같은 사람이 융합인이고 통섭인입니다. 아날로그와 디지털, 오프라인과 온라인, 육지와 바다, 인간과 기계, 그 모든 것의 사이를 노린 것이

‘관계’의 출발입니다. 기존의 학문과 분야에서 배척했던 것들을 포함시켜서 새로운 인터페이스를 만드는 것이 관계의 출발입니다.

지금까지 과학은 분리하고 떼어내는 작업을 통해 발전해왔습니다. 질과 양을 떼어내고, 육체와 정신을 떼어내고, 과학과 인문학을 떼어냈습니다. 그러나 이제는 융합이 없이는 창조가 불가능합니다. 물리학과 화학을 결합시키지 않으면 새로운 전지를 만들어낼 수 없습니다. 융합이 일어나도 기존의 학문 경계는 없어지지 않으니 걱정할 것도 없습니다.

창의성은 지금껏 따로 존재해온 것을 하나로 결합하는 능력입니다. 서로

‘관계’라는 단어는 융합이나 통섭과 비슷한 의미로 들립니다. 융합을 활성화하고 창의성을 계발하는 데에도 도움이 될까요.?

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이질적이라 여겼던 소재를 합치고 두 개의 반대말을 새롭게 통합하는 것입니다.

상상력 없이는 창의성과 융합을 발휘할 수 없습니다.

위기가 있어야만 관심이 생깁니다. 무엇인가 모자라고 없어야만 욕구가 생겨납니다. 엄마 품에 안긴 아이는 아무 것에도 관심이 없습니다. 그러나 엄마가 멀어지거나 사라지면 아이는 크게 울면서 어머니를 찾습니다. 이것이 관심입니다.

부재와 결여는 오히려 관심을 촉발시킵니다. 위기가 오히려 기회가 될 수 있습니다.

충족이 지속되면 창조가 일어날 수 없습니다. 새로운 결여가 생겨나야만 새로운 창조력이 피어납니다. 창조는 생존에 불가피한 요소이며 살아 있는 생명체의 순수한 욕구입니다. 교육이 아이들의 관심을 모티베이션으로 삼는다면 아이들에게 무엇이 결여되어 있는지부터 살펴야 합니다. 예술의 근간에 담긴 것은 생명에 대한 욕구 즉 사랑입니다. ‘통섭’이라는 책을 지은 생물학자 에드워드 윌슨(Edward Wilson)도 ‘바이오필리아’라는 책을 지어서 명칭의 뜻 그대로 생명사랑의 본능을 강조했습니다. 사랑이 있어야 관심도 생기고 관계도 생겨납니다.

유치원에서는 체벌을 하지 않습니다. 사랑이 있기 때문에 즐겁고 노래가 있고 시와 그림이 있습니다. 학교에서도 이렇게 가르쳐야 합니다. 국어를 배울 때도 그림 그리듯이 배우고 셈을 배울 때도 춤을 추듯이 배워야 합니다. 인간적인 관심과 호기심을 불러 일으켜서 관찰로 발전시키고 또 관계로 발전시키면 한 사람 한 사람의 사고방식에 의해 우리 사회 전체가 바뀌기 시작합니다.

사회학자 제러미 리프킨(Jeremy Rifkin)이 말한 것처럼 ‘공감의 시대’를 만들어야 합니다. 공감에는 위아래가 없고 높낮이가 없습니다. 김연아 선수가 공중에서 반바퀴 더 돌고 못 돌고의 문제는 먹고 사는 것과 아무런 상관이 없지만 집집마다 변화는 한편으로 위기를 뜻하기도 합니다. 시대가 바뀌어 융합과 창의성이 요구되는 지금, 어떻게 해야 사회의 위기를 극복하고 새로운 패러다임에 대한 요구를 충족시킬 수 있을까요?

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거리마다 온 국민이 박수를 치고 밤을 새며 지켜봤습니다. 자유와 평등과 박애의 가치를 교육을 통해 강제적으로 주입시키지 말고 공감을 통해서 자연스럽게 만들어간다면 학교폭력과 평등에 관한 논쟁도 쉽게 해결됩니다.

문학, 미술, 음악 등의 예술 과목은 타인에 대한 공감을 높여줍니다. 상대방에 대한 관심이 생기고 관찰이 늘어나 관계를 고민하게 합니다. 이것을 보편적 가치로 가르치면 아이들이 글로벌 인재로 자라날 수 있습니다. 한국인이면서도 국제인으로 살아갈 수 있습니다.

답안만 가지고 맞고 틀리는지를 따지면 교육의 패러다임이 바뀔 수 없습니다. 각각 다른 아이들의 호기심과 관심을 스스로 키울 수 있도록 돕는 것이 교육의 목적이고 교사의 역할입니다. 옛날 이야기를 들려주고 아이들이 직접 속편을 지어서 쓰게 하는 식이 필요합니다. 맞춤법이 틀리고 글씨가 비뚤배뚤해도 상상력이 뛰어나면 높은 점수를 주어야 합니다.

호기심과 관심을 키우지 못하면 창의성을 배양할 수 없습니다. 모든 창조는 관심에서 출발해 관찰로 이어지고 관계의 혁신을 만들어냅니다. 교육부와 한국과학창의재단이 융합인재교육(STEAM)을 통해 새로운 커리큘럼을 만들어 교육의 혁신을 이루었으면 합니다.

교육부와 한국과학창의재단은 융합인재교육(STEAM)을 실시하고 있습니다.

과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이고 융합적 사고력을 기르고 실생활 기반 문제해결력을 높이는 것이 목적입니다.

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FOCUS

STEAM

자세히 들여다보기

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STEAM

자세히 들여다보기

01 STEAM의 개념과 정의 02 STEAM 수업의 학습준거틀 03 STEAM 수업의 체크리스트 04 STEAM 수업의 유형

05 인터뷰 : 공학을 연계시켜 문제해결 본능 일깨우자

보스턴과학관장 야니스 미아울리스

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점수는 높지만 자신이 없는 과학·수학 과목

국제교육성취도평가협회(IEA)는 각국의 만9세, 만13세 학생들을 대상으로 학업에 대한 성취도를 조사·비교해 4년마다 ‘팀스(TIMSS)’ 평가보고서를 발간합니다. 우리나라는 초등학교 4학년과 중학교 2학년이 조사 대상이며 과학과 수학의 성취도는 언제나 최상위권을 유지합니다. 2011년에 42개국에서 실행된 평가에서는 우리나라 중학교 2학년 학생의 과학 성취도가 세계 3위, 수학 성취도가 1위를 차지했습니다. 2007년 결과와 비교했을 때 과학 성취도는 4위에서 3위로, 수학 성취도도 2위에서 1위로 높아졌습니다.

하지만 흥미나 자신감은 여전히 하위권을 벗어나지 못하고 있습니다. 2011년 평가에서 과학에 대한 흥미도는 11퍼센트 수준으로 국제 평균인 35퍼센트에서 한참이나 뒤쳐져 있습니다. 수학도 8퍼센트로 국제 평균인 26퍼센트에 비해 매우 낮은 수준입니다. 성취도는 최상위지만 흥미도와 자신감은 중하위권인 이유가 무엇일까요.

많은 사람들이 일방적인 지식 전달과 암기 위주로 진행되는 학교 수업 방식을 원인 중의 하나로 꼽습니다. 과학 수학 과목에서 높은 성적을 받더라도 자발적으로 흥미를 가지지 못하는 경우가 흔합니다. 자발적으로 흥미를 가지는 경우도 흔한 일이 아닙니다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 시작된 것이 ‘융합인재교육(STEAM)’입니다.

STEAM의 개념과 정의

FOCUS 2 STEAM 자세히 들여다보기

01

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STEAM 핵심 키워드 1. 과학기술 기반 교육

STEAM을 정의하자면 “과학기술에 대한 학생의 흥미와 이해를 높이고 과학기술 기반의 융합적 사고력(STEAM Literacy)과 실생활 문제 해결력을 배양하는 교육”이라고 설명할 수 있습니다. 더 많은 학생들이 과학기술 분야로 진출하도록 새로운 교수학습 방법을 도입한 것입니다. 과학·수학의 개념과 원리를 이용해 뼈대를 만들고 공학과 기술을 통해 실생활과 연계되는 문제를 해결하도록 유도합니다. 과학·수학이 중심 역할을 담당하기 때문에 수업 내용에도 과학기술 내용이 포함되어야 합니다.

미국과 영국에서는 우수인재를 확보하기 위해 스템(STEM) 교육을 실시하고 있습니다. 그러나 STEM 교육은 과학(S), 기술(T), 공학(E), 수학(M) 등 4개 분야 각각에 중점을 둡니다. 이 때문에 최근에는 STEM에 인문·예술(A) 요소를 덧붙여 창의성을 기르자는 움직임이 주목을 받고 있습니다.

우리나라에서 실시하는 STEAM은 과학기술에 대한 흥미를 높이기 위해 시작되었지만 흥미를 지나치게 강조하다보면 과학기술 자체에 대한 원리 탐구나 이해를 소홀히 여긴다는 우려가 있었습니다. 과학 소재를 음악·미술 과목과 연계하는 경우 간단한 개념 소개와 작품 활동만을 하고 수업을 마무리하기 때문입니다. 예술 중심의 수업에서 과학기술이 단순히 수업 도구로 활용되는

과학(S), 수학(M) 이론·개념적

공학(E), 기술(T) 실생활 연계 활용 적용

예술(A) 감성적

+ +

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경우도 잘못된 사례입니다.

STEAM 수업은 흥미를 유발하는 데 그치지 않고 과학기술에 대한 원리를 이해하고 과학·수학 교과의 성취기준을 달성하는 것을 목표로 해야 합니다.

STEAM 핵심 키워드 2. 실생활 문제 해결력

STEAM의 독특한 점은 학생들이 매일 접하는 실제 현실세계에서 해결책을 찾는다는 것입니다. 물론 교과서의 내용 중에도 실생활과 연계된 부분이 있습니다.

하지만 학교에서는 이미 누군가 완성해놓은 지식과 개념을 정해진 위계에 따라 순서대로 배워야 합니다. 교과서와 실생활을 분리해서 설명하는 경우가 많아서 학생들의 흥미를 끌어내기가 쉽지 않습니다.

교과서에 담긴 지식을 외워서 한정된 문제를 푸는 방식으로는 학생들의 호기심과 흥미를 유발할 수 없습니다. 그 지식을 왜 배워야 하는지, 어디에 사용할 수 있는지까지 이해해야 합니다. 학습의 의미와 목적을 깨닫게 되면 해결 방안을 스스로 설계해서 직접 탐구하고 실험하는 과정을 통해 실생활에서의 문제 해결력을 키워나갈 수 있습니다. STEAM은 이렇게 실생활과 연계해 과학·수학 이해도를 높이기 위해 기술과 공학 요소까지 포함시켰습니다.

STEAM 도입 초기인 2012년에 개발된 프로그램들은 10차시 내외 분량의 주제 중심 수업이었습니다. 특정 주제를 중심으로 해서 과학, 기술, 공학, 수학, 예술 교과를 연계하는 데 초점을 두고 교과목 간의 융합을 적극적으로 시도했습니다.

하지만 특정 주제를 미리 선정한 후에 그에 적합한 교과와 단원을 찾아 STEAM 요소를 연결시키다보니 융합이 매끄럽지 않았습니다.

STEAM은 실생활 문제에 중점을 둔 자연스런 융합을 지향합니다. 특정 교과나 주제 또는 고정된 개념에서 시작하지 않고 실생활에서 마주칠 수 있는 소재를 이용해 맥락을 구성하는 방식으로 진행됩니다.

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실생활 문제(real world problem)는 어느 한 과목의 지식만 가지고는 풀 수 없는 경우가 대부분입니다. 여러 학문에 숨은 유용한 지식을 하나로 연결해 활용해야 해결이 가능합니다. 생활 속의 문제를 해결하기 위해 여러 교과의 지식을 활용하는 과정에서 자연스럽게 융합이 이루어집니다. ‘STEAM 수업’이라 부르려면 S, T, E, A, M 중에서 두 개 이상의 교과나 요소를 포함해야 한다는 기준도 이 때문입니다.

문제를 중심에 놓고 이를 해결하기 위해 다각도에서 고민하고 탐구하는 교육은 당연히 여러 종류의 요소를 동원할 수밖에 없습니다. STEAM 수업에서 발생하는 융합은 목적이 아닌 수단입니다. 또한 목표를 달성하는 과정에서 자연스레 일어나는 현상입니다.

STEAM 수업은..

1. 과학기술에 대한 흥미와 이해를 높이기 위해 과학기술 내용 및 요소를 반드시 포함해야 합니다.

2. 실생활 문제 해결을 위해 S, T, E, A, M 중에서 반드시 2개 이상의 교과나 요소를 포함 시켜야 합니다.

3. 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험 등 STEAM 학습준거틀을 기준으로 진행되어야 합니다.

Science

Arts Mathematics

Technology

Engineering 실생활 문제

(Real World Problem)

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STEAM의 뼈대가 되는 ‘학습준거틀’

STEAM은 실생활 문제 해결을 위해 여러 과목 요소를 융합시켜서 기존 교육 방식으로 진행되던 학교 현장에서 적용하기가 쉽지 않습니다. 시대적인 필요성과 이론적인 설명만을 듣고 교사들이 곧바로 실행하기를 기대할 수는 없습니다.

STEAM이 지향하는 목표를 달성하기 위한 효율적인 도구로 제시된 것이

‘학습준거틀’입니다. 학습준거틀은 상황 제시, 창의적 설계, 감성적 체험의 3단계로 나뉘어 순차적으로 진행됩니다.

우선 ‘상황 제시’ 단계에서는 대상 학생이 문제 해결의 필요성을 구체적으로 느낄 수 있게 합니다. 다음으로 ‘창의적 설계’ 단계에서는 문제 해결 방식을 스스로 결정하고 탐구하게 합니다. 마지막으로 ‘감성적 체험’ 단계에서는 해결의 성취감과 성공의 기쁨을 통해 새로운 문제에 도전하겠다는 열정이 생기도록 합니다. 이러한 과정을 통해 학생들은 과학기술 분야에 흥미를 갖게 되고 동기 부여도 스스로 할 수 있게 됩니다³⁾.

STEAM 수업의 학습준거틀

3) 관련 정책연구 : 백윤수 외, 『융합인재교육(STEAM) 실행방향 정립을 위한 기초연구』, 한국과학창의재단, 2012.

02

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1단계. 자신의 문제로 인식시키는 ‘상황 제시’

첫째로 ‘상황 제시’ 단계에서는 해결해야 할 과제를 학생들이 자신과 연관된 문제로 인식하도록 실생활과 연계시켜서 제시하고 전체 프로그램을 포괄하는 상황을 설명합니다. 자신의 생활에서 마주치는 소재를 통해 학습 내용의 중요성을 인지함으로써 좀 더 흥미를 가지고 학습 활동에 집중하고 몰입하게 만듭니다. 이것은 수업 방식이 교사 주도에서 학생 중심으로 전환되는 것을 의미하기도 합니다.

기존 학습의 도입부에서도 교사는 동기 유발 장치를 활용했습니다. 그러나 STEAM이 가진 차이점은 상황 제시의 범위입니다. 상황 제시 단계에서 자주 발견되는 오류는 수업 주제와 관련된 노래를 부르거나 동영상을 보는 등 단순히 흥미만 유도할 뿐 문제 해결의 적극적인 의지를 불러일으키지 못하는 경우입니다.

STEAM의 도입부에서 제시되는 상황은 수업 전체 과정을 아우르는 내용으로 구성되어야 합니다. 학생들이 실제 생활에서 겪었던 어려움이나 자주 마주쳤던 문제를 상황으로 제시할수록 문제 해결에 대한 의지가 높아지기 때문입니다.

상황 제시의 좋은 사례로는 “교실에서 악취가 나는데 어떻게 하면 없앨 수 있을까?”, “다리를 다친 친구가 학교생활을 편하게 할 수 있게 돕는 방법은 무엇이 있을까?” 등이 있습니다. 학생들이 흔히 겪는 상황과 연관시킴으로써 학습

새로운 문제에 도전 학생이 문제 해결

필요성을 구체적으로 느낄 수 있는

상황 제시

학생스스로 문제 해결 방법을

찾아가는 창의적 설계

문제 해결에서 오는 성공의 경험과 감성적 체험

과학기술 분야에 대한 흥미·동기 부여

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몰입도와 해결 의지를 동시에 높이는 것입니다. 잊지 말아야 할 것은 상황 제시 단계에서 학생들에게 던진 물음 또는 문제는 이후 창의적 설계와 감성적 체험의 과정을 통해 해결 여부를 반드시 확인해야 한다는 점입니다.

STEAM 학습준거틀의 ‘상황 제시’ 단계가 적절한지를 판단하려면 다음의 기준을 살펴보면 됩니다.

- 수업 전체를 아우르는 상황을 제시한다.

- 실제 학생들이 생활에서 겪은 어려움이나 문제를 상황으로 제시한다.

- 일상 생활에서 소재를 가지고 오는 것에서 끝나지 않으며, 그 안에 학생이 해결해야 할 문제 상황이 존재한다.

- 상황 제시 단계에서 학생들에게 던졌던 물음과 문제는 이후 창의적 설계와 감성적 체험의 과정을 통해 잘 해결되었는지 확인해야 한다.

- 수업 주제와 관련된 노래를 부르게 하거나 동영상을 보여주는 등 단순한 흥미 유발 위주의 활동으로 수업을 시작한다.

- 제시된 상황 또는 문제가 수업 처음부터 끝까지의 전체 과정을 아우르지 않고 도입부에만 등장했다 사라진다.

2단계. 스스로 문제 해결 방법을 찾는 ‘창의적 설계’

둘째로 ‘창의적 설계’ 단계는 실생활 문제에서 나타나는 여러 제약 조건 속에서 최선의 해결책을 찾기 위해 스스로 고민하고 만들어나가는 과정입니다. 기존의 수업에서는 교사의 강의를 통해 기본 개념을 전달하거나 매뉴얼로 존재하는 실험이나 실습을 진행하기 때문에 모든 학생이 비슷한 결과물을 만들기 일쑤였습니다.

창의적 설계는 학생 스스로 창의성을 발휘해 생각해낸 아이디어를 수업과 활동에 반영하여 다양한 결과물을 얻는 것이 핵심입니다. 단순히 과학적인 시각을 가진다고 해서 문제가 쉽게 해결되는 것도 아닙니다. 과학적 지식의 대부분은 이미

맞아요

틀려요

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완성된 이론들이라서 실생활 속의 풀리지 않는 문제를 해결하는 데 적합하지 않기 때문입니다.

기존의 과학은 세상이 어떻게 작동하는지에 대한 지적 호기심을 충족시켜 주는 역할을 맡았다면, 현대의 과학은 인류가 당면한 도전 과제에 대한 해결책을 제시하도록 요구받고 있습니다. 이러한 시대 상황을 반영한 STEAM의 창의적 설계 방식은 ‘과학’보다는 ‘공학’에 가깝다고 할 수 있습니다.

과학과 공학은 어떻게 다를까요. 과학은 “왜?”라는 질문에 답을 제시합니다.

“바다는 왜 파란색일까?”, “딱딱한 것에 부딪히면 왜 통증이 느껴질까?”, “세균은 왜 눈에 보이지 않을까?” 하는 궁금증을 해결하기 위해 원인과 이유를 밝히는 것입니다.

반면에 공학은 “어떻게?”라는 질문에 답을 줍니다. “더 적은 연료료 자동차가 달리게 하려면 엔진을 어떻게 설계해야 할까?”, “어떻게 하면 동일한 크기의 하드디스크에 더 많은 데이터를 집어넣을 수 있을까?”, “아프지 않은 주사를 만들려면 어떻게 해야 할까?” 하며 해결책을 찾아나가는 과정이 공학적인 사고방식입니다.

정해진 답이 아닌 자신만의 방법을 찾아라

기존의 과학·수학 교육은 교과서를 중심으로 이루어져 왔습니다. 과목별로 나뉜 책 속의 지식을 머리로 이해한 후 관련된 문제를 풀면서 암기 여부를 확인하는

Why? How?

과학 공학

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단계에서 크게 벗어나지 못했습니다. 열심히 배워도 실생활에서 마주치는 문제들을 푸는 데 별다른 도움이 되지 않기 때문에 흥미와 관심도 줄어든 것입니다.

교과서에 제시된 실험은 이미 정해진 답이 존재하는 경우가 많습니다. 주어진 문제를 스스로 해결하기보다는 이미 배운 것을 확인하는 데 학습의 목적이 있기 때문입니다. 해결 방법이 친절하게 설명되는 실험 방식은 학생들이 창의성을 발휘해 문제 해결에 노력해볼 기회를 앗아갑니다.

이때 필요한 것이 '창의적 설계' 과정입니다. 문제를 해결할 방법을 스스로 찾아보면서 학생들은 자신의 생각을 구체화하게 되고 토의를 거치면서 아이디어를 적극적으로 표출합니다. 단순하지 않은 문제를 만났을 때는 여러 학문에 흩어진 지식을 융합하기도 하고 모둠활동의 경우에는 구성원들이 협동심을 발휘해 해결의 실마리를 찾기도 합니다. STEAM이 기존의 수업과 크게 다른 이유가 여기에 있습니다.

때로는 정해진 주제에 따라 기존 과학지식을 확인하는 일이 문제해결 과정에 포함 되기도 합니다. 그래도 스스로 창의성을 발휘하는 설계 과정은 반드시 진행해야 합니다. 어떻게 해야 여러 제약조건을 위배하지 않고 실험을 진행할 수 있는지 직접 고민하는 것입니다. 교사의 지시에 따라 정해진 실험도구만을 조작해서 정답을 적던 방식에서 벗어날 때 진정한 STEAM에 더 가까이 다가갈 수 있습니다.

학생 수준과 교과 범위를 크게 벗어나지 않아야 한다

창의적 설계는 주어진 문제를 정확하게 파악하는 데서 출발합니다. 제약조건이 무엇인지 정확히 인지하고 이를 극복하면서 문제를 해결하는 과정은 과학기술 분야나 산업현장에서 연구개발에 실제 사용하는 방식입니다.

창의적 설계 과정에서 창의력만 지나치게 강조하다보면 과학적 근거가 없이 엉뚱한 상상만 진행하느라 수업시간을 흘려보내기도 합니다. 예를 들어 상황 제시 단계에서 지구온난화로 바닷속에 잠겨가는 도시를 보여주었어도 상상력을 발휘해

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수중 도시를 그려보는 활동에서 그친다면 STEAM 수업이라 하기 어렵습니다.

미술시간에도 충분히 할 수 있는 기초적인 활동이기 때문입니다.

교육과정을 크게 벗어나도록 범위를 설정하거나 학생 수준에서는 해결하기 어려운 문제를 선정하는 것도 경계해야 합니다. 프로그램을 성공시키는 데만 집중하면 결국 설계 과정을 매뉴얼화해서 학생들이 단순히 따라하는 방식으로 굳어질 우려가 있습니다.

학생 수준에서는 다루기 어려운 도구를 학습 보조재로 사용해서도 안 됩니다.

창의적 설계를 진행해야 하는 시간에 도구 사용법을 습득하는 데만 집중하게 되면 결국 자신의 과제에 몰입하지 못하는 현상이 일어납니다.

창의적 설계를 성공적으로 이끌기 위해서는 제시된 문제에 대해 교사가 과학적 근거를 인지하고 있어야 하며 다양한 해결책도 폭넓게 준비하고 있어야 합니다.

STEAM 수업에서 교사의 역할은 문제 해결의 구체적인 방법을 제시하는 것이 아니라 창의적 설계가 올바른 방향으로 나아가도록 방향을 잡아주는 데 집중되어야 합니다.

STEAM 학습준거틀의 ‘창의적 설계’ 단계가 적절한지를 판단하려면 다음의 기준을 살펴보면 됩니다.

- 교사가 정답을 제시하지 않고 학생 스스로 해결 방법을 찾도록 한다.

- 학생 각자의 생각이 구체적으로 드러나고 표현되도록 한다.

- 여러 제약조건 하에서 최선의 방법을 학생 스스로 찾아내도록 한다.

- 산출물이 반드시 작품 수준일 필요는 없으며 아이디어 수준이라도 구체화시키도록 한다.

- 창의성을 지나치게 강조하느라 과학적 근거 없이 상상만 장려한다.

- 창의적 설계 과정을 매뉴얼화해서 학생들이 모방해서 만들게 한다.

- 학생 수준에서 다루기 어려운 도구를 선택해 사용방법을 습득하는 데 시간을 보내게 한다.

- 과학적 탐구 과정을 제거하고 결과물 만들기 위주로 진행한다.

맞아요

틀려요

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3단계. 새로운 문제에 도전하게 하는 ‘감성적 체험’

‘상황 제시’와 ‘창의적 설계’ 단계를 거친 후에는 셋째로 ‘감성적 체험’의 순서입니다.

감성적 체험은 학생들에게 흥미와 동기를 부여하기 위한 필수요소입니다. 제시된 문제를 자신의 상황과 연결해 인식하고 창의적 설계를 통해 스스로 실마리를 찾아 해결에 성공했다면, 그 경험 덕분에 문제 해결에 몰입하는 능력도 자라나고 새로운 문제에 도전해보고 싶은 용기도 생기게 됩니다. 학생들이 STEAM 수업의 필요성을 느끼는 데서 그치지 않고 생각과 의지를 지속적으로 이어가게 해주어야 감성적 체험의 효과가 높아집니다.

감성적 체험의 요소에는 학생 자신이 겪은 성공의 경험도 있지만 활동에 대한 적절한 보상과 격려 등 교사의 피드백도 포함됩니다. 새로운 도전을 가능하게 하는 이러한 감성적 체험 요소 덕분에 또 다른 문제에 대한 궁금증과 의욕이 생기는 선순환 구조가 완성됩니다. 이 과정이 반복되면서 과학·수학에 대한 학생들의 흥미도 높아지고 결국에는 과학기술 분야로 진출하는 데 필요한 동기 부여도 가능해집니다.

동기 부여는 STEAM 수업 전반에 긍정적으로 작용합니다. 상황 제시 단계에서 학생들이 실생활 문제를 자신의 상황과 연결시켜 인식해 개인적인 의미를 발견하는 것도 동기를 부여하기 위한 장치입니다. 감성적 체험은 이러한 연장선 위에 놓여 있습니다.

기존 수업에서는 학습 동기 부여가 그저 내용의 연결점을 마련하기 위한 도구에 불과한 반면, STEAM 수업에서는 한 발 더 나아가 감성적 체험 요소가 수업 전체 과정에 영향을 미칩니다. 학습 내용과 관련된 실생활 문제가 제시될 때부터 감성적 체험이 시작되는 셈입니다. 감성적 체험을 겪은 학생들은 학습의 필요성을 인식하는 데서 그치지 않고 실생활에서 또 다른 상황으로 연결되지는 않는지 살펴보게 됩니다. 이를 통해 학생들은 다음 단계인 창의적 설계로 자연스레 나아갑니다.

해결에 성공한 학생들은 자신감, 지적 만족감, 성취감을 느낀 덕분에 연관된 기타

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사항까지 학습하고 싶어하는 열정과 의지를 발휘하게 됩니다. 결국 감성적 체험은 새로운 활동에 도전하는 선순환 구조를 완성시킵니다.

스스로 마음을 움직이게 하는 감성적 체험의 힘

적절한 격려와 피드백을 포함한 보상 체계는 감성적 체험을 극대화하는 데 있어 중요한 역할을 합니다. 성공에 대한 경험이 또 다른 성공으로 이어질 때 진정한 선순환 구조가 완성됩니다. 학교 수업에서의 보상은 금전적인 것이 아니라 교사와 친구들의 칭찬과 코멘트입니다.

감성적 체험 요소가 유기적으로 연결될 때 학생들은 수업이나 학교 활동에서 개인적인 의미를 찾을 수 있으며 결국 스스로의 힘으로 자기주도 학습을 시작하게 됩니다. 이것이 감성적 체험을 통한 STEAM 수업의 효과입니다.

선순환적 자기주도 학습은 전통 교육학에서 교육 목표로 제시되는 정의적 영역(affective domain)과 유사하게 보일 수 있지만 관점이 다르다는 면에서 차이가 있습니다. 감성적 체험은 학생이 직접 경험하고 체험함으로써 스스로 마음을 움직여 학습하게 되는 감동 학습을 촉발시킵니다. 교육 목표로서의 관점이 아니라 학습자에게 어떠한 학습 경험을 제공할 것인지에 초점을 둔 것입니다.

그러나 창의적 설계에서 직접 만들기만을 강조하는 바람에 감성적 체험이 단순한 완성의 기쁨에 그치는 경우가 종종 있습니다. 완성의 기쁨은 다양한 감성적 체험 중 일부에 불과할 뿐이며 새로운 문제에 대한 도전 의지를 불러일으키지는 못합니다.

또한 성공의 경험만이 감성적 체험이 될 수 있는 것도 아닙니다. 창의적 설계에 따른 문제 해결 노력이 실패로 끝나더라도 그곳에서 다시 문제점을 발견하고 설계를 수정해 재도전하는 일련의 과정을 거친다면 진정한 감성적 체험에 다다를 수 있습니다.

STEAM 학습준거틀의 ‘감성적 체험’ 단계가 적절한지를 판단하려면 다음의 기준을 살펴보면 됩니다.

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- 문제를 해결해 성공의 기쁨을 누리는 것만큼이나 실패의 경험도 중요하다.

- 다른 학생들과의 협력을 통해 문제를 해결했는지 확인한다.

- 창의적 설계에서 만든 산출물을 비교하며 시합이나 경기처럼 진행해도 되지만, 어떠한 과학적 원리를 바탕으로 문제를 해결했는지 자신만의 아이디어와 설계 과정을 공유하도록 발표 시간을 반드시 포함시킨다.

- 작품을 완성했다는 기쁨만으로 감성적 체험을 했다고 여긴다.

- 상황 제시 단계에서 등장한 문제가 창의적 설계를 거쳐 최종 해결되었는지 확인하지 않고 수업을 마친다.

- 문제 해결에 사용된 과학적 원리를 확인하지 않고 시합이나 경기처럼 결과물을 비교하고 수업을 마무리한다.

틀려요

맞아요

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내가 하는 수업, STEAM이 맞을까

STEAM의 기본 개념과 핵심 요소를 파악했다 하더라도 학교 현장에서 운영되는 다양한 프로그램들이 STEAM의 특성에 부합하는지를 판단하기는 쉽지 않습니다.

교사들이 STEAM 수업을 설계할 때는 다음의 체크리스트를 확인하고 STEAM 요소가 제대로 반영되었는지 항목별로 판단하는 것이 좋습니다.

확인 하나. STEAM의 추진 목적에 적합한가?

STEAM의 목적은 융합형 인재를 양성해서 과학기술 분야의 국가경쟁력을 강화하는 것입니다. 기존의 과학기술 인재 육성 정책은 주로 과학영재를 기르기 위해 하나의 과목을 중심으로 많은 지식을 전수하고 심화된 문제를 해결하는 방향으로 진행되었습니다.

그러나 STEAM은 하나의 과목을 심화해서 가르치거나 많은 양의 지식을 바로 소화하도록 요구하지 않습니다. 탐구 주제도 학문적인 것보다는 실생활에서 마주칠 수 있는 상황을 선정해서 다양한 지식을 연결해 스스로 해결하도록 합니다. 이

STEAM 수업의 체크리스트

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과정에서 과학기술에 대한 흥미와 호기심이 높아지고 주변 사물과 현상에 대해 종합적인 사고능력이 길러집니다.

생활 속 과학에 대한 소양은 과학기술의 대중화를 위해서도 필요합니다. 다양한 지식을 융합시켜 문제를 해결하기 위해서는 다양한 정보를 찾아내 활용해야 하며 협동심을 발휘해 공동의 노력을 기울여야 하기 때문에 지식 습득뿐만 아니라 인성에 대한 교육효과도 함께 얻을 수 있습니다.

확인 둘. STEAM 교육 개념에 부합하는가?

STEAM은 책에 있는 이론 위주의 내용에서 벗어나 실생활에 연계해 문제를 제시함으로써 학습에 대한 흥미를 높여줍니다. 현실 속의 문제는 해결방법이 단순하지 않으므로 하나의 학문 지식이 아닌 여러 분야의 정보를 융합적으로 활용할 수밖에 없습니다. 이 과정에서 STEAM의 개념 중 ‘학생 흥미 증진’, ‘실생활 연계’, ‘융합적 소양 증진’의 3가지 요소가 유기적으로 연결됩니다.

확인 셋. 학습준거틀의 3단계가 적용되었는가?

STEAM의 학습준거틀은 ‘상황 제시’, ‘창의적 설계’, ‘감성적 체험’의 3단계로 이루어져 있습니다. 이를 바탕으로 하위의 세부요소들을 살펴봄으로써 STEAM 부합 여부를 점검할 수 있습니다.

① ‘상황 제시’ 단계의 하위 요소 확인하기

상황 제시 단계의 하위 요소로는 대표적으로 ‘실생활 연계’를 꼽을 수 있습니다.

학습에 실생활을 끌어들이는 이유는 크게 2가지가 있습니다.

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첫째, 학생들은 지금 배우는 내용이 나의 일상생활과 관련되어 있다는 사실을 알게 되는 순간 학습에 대한 관심이 높아집니다. 단순히 시험을 잘 보고 높은 성적을 받기 위해서 공부하는 것이 아니라 주변에서 흔히 목격되던 현상이 왜 발생하는 것인지, 현재의 불편함을 개선하기 위해서는 무엇을 어떻게 해야 하는지 알기 위해 공부를 하게 됐을 때 더 큰 흥미를 보입니다.

둘째, 실생활의 난관을 극복하는 경험은 미래 사회에 요구되는 융합적 소양과 문제 해결 능력을 길러줍니다. 미래에는 매일 어마어마한 양의 지식이 새로 생겨날 것이고 지금 배우는 이론들도 10년 후 직업에서 그대로 연결될 가능성이 적을 것입니다. 그러므로 새로운 지식을 어떻게 습득해서 활용할 수 있는지의 여부가 중요합니다.

셋째, 실생활 문제는 단일 학문 지식으로는 해결하기가 쉽지 않습니다. 여러 분야를 복합적으로 연결하는 융합적 능력이 필요합니다. 이 과정에서 학교 교육에서 소홀할 수밖에 없던 문제의 발굴, 정의, 해결 능력이 향상됩니다.

넷째, 학생들이 흥미를 보이더라도 수준에 맞지 않아 해결이 막막한 경우에는 문제 설정 수준을 바꿔야 합니다. 해당 상황이 흥미를 유발할 수 있는지, 학생들의 수준에 적합한지도 확인하는 작업이 필요합니다.

② ‘창의적 설계’ 단계의 하위 요소 확인하기

창의적 설계 과정에서는 학생들이 떠올린 아이디어와 발상이 수업에 적극적으로 도입되는 것이 바람직합니다. 이 단계의 하위 요소로는 ‘창의성’, ‘학습자 중심’,

‘도구 활용’ 등이 있습니다.

첫째로 ‘창의성’ 요소를 확인하기 위해서는 “문제 해결을 위해 학생들이 해결방법을 직접 고안하는 창의적 설계 과정이 명확히 드러나 있는가?” 하는 질문을 던지는 것이 좋습니다. STEAM 수업에서 주어지는 상황과 문제는 하나의 정답만이 존재하는 것이 아니라 무수한 해결책이 도출될 수 있습니다.

이 과정에서는 학생들이 다양한 아이디어와 의견을 발표하면서 스스로 문제를