초등 STEAM 교육의 창의적 설계 활동을 위한 교수설계 원리 개발 연구

Abstract

미래 사회의 구성원을 교육하는 초·중등 교육에서는 미래를 살아갈 학생들이 갖추어야 하는 핵심적 역량의 계발을 위한 노력을 경주하고 있다. 과학기술이 발달하면서 인간의 삶과 일의 방식이 변화할 것으로 예상되는 미래 사회의 모습은 초·중등 학생들의 창의·융합적 문제해결 능력을 키우기 위한 교육의 필요성을 제기한다. 세계 각국에서는 사회의 변화가 과학기술의 발달에 기초한다는 점에 착안, 과학기술 관련 분야에 대한 소양을 갖춘 창의·융합적 인재 양성을 위한 노력을 하고 있다. 우리나라는 이러한 노력의 하나로 초·중등 학생들을 대상으로 STEAM 교육이 실시되고 있다. STEAM 교육은 과학(S), 기술(T), 공학(E), 예술 및 인문학(A), 수학(M)의 영문 약자를 조합한 것으로 학습자가 자신이 해결해야 할 문제로 인식할 수 있는 상황제시, 공학 설계의 특징을 반영한 창의적 설계, 창의적 설계를 통한 몰입과 즐거움의 감성적 체험 등을 주요 수업 요소로 하고 있다. 창의적 설계는 초·중등 학생들의 과학기술 관련 교과에 대한 흥미와 태도, 창의적 문제해결력을 향상시키는 중요한 수업 활동으로 교사들의 설계 대상이 되고 있다. 창의적 설계 활동의 효과에 대한 연구보고가 상반되게 제시되는 가운데 STEAM 수업에서 창의적 설계의 특징이 잘 반영되고 있지 않고 있으며 교사들의 창의적 설계 활동을 위한 교수설계의 어려움이 보고되고 있다. 현시점에서의 STEAM 교육의 창의적 설계 활동을 위한 수업연구들은 창의적 설계 활동의 절차나 창의적 설계 자체를 구성하는 하위 요소들을 제시하는 데에 그치고 있어서 이를 적용하여 수업을 설계하는 데에는 한계가 있다. 교사들이 창의적 설계 활동 수업을 설계하고 수행하기 위해서는 이를 위한 교수설계 원리가 필요한 상황이다. 이 연구는 초등학생들을 대상으로 STEAM 교육의 창의적 설계 활동을 설계할 때 적용할 수 있는 교수설계 원리를 개발하기 위해 수행되었다. 구체적인 연구문제는 다음과 같다. 첫째, 초등 STEAM 교육의 창의적 설계 활동을 위한 교수설계 원리는 무엇인가. 둘째, 초등 STEAM 교육의 창의적 설계 활동을 위한 교수설계 원리에 대한 교사와 학습자의 반응은 어떠한가. 이 연구의 방법으로는 설계·개발 연구 유형 2의 방법이 적용되었다. 이를 위해 문헌에 기초한 교수설계 원리의 초안 도출, 사례분석을 통한 원리의 수정, 개발된 설계 원리에 대한 전문가 타당화, 설계 원리를 적용한 수업의 개발 및 실시, 이에 대한 사용자 반응 평가 등 내적·외적 타당화의 과정을 거쳐 최종 교수설계 원리를 개발하는 방법을 따랐다. 연구결과, 설계 문제, 설계 활동 과정, 산출물을 구성요소로 하여 초등 STEAM 교육의 창의적 설계 활동을 위한 교수설계 원리 11개가 개발되었다. 여기에는 1)교과 통합의 원리, 2)최적성의 원리, 3)단계별 활동 충실의 원리, 4)설계의 순환 반복의 원리, 5)지식 활용 촉진의 원리, 6)창의적 사고 활성화의 원리, 7)시각화 활용의 원리, 8)실패 관리의 원리, 9)학습자원 선정의 원리, 10)협력 활동 촉진의 원리, 11)자기 평가 지원의 원리가 포함되었으며 각각의 원리를 실현하기 위한 29개의 상세지침이 개발되었다. 창의적 설계 활동을 위한 교수설계 원리는 교사의 수업설계를 체계적으로 안내한 것으로 나타났으며, 수업관찰과 인터뷰를 통해 학생들의 창의·융합적 사고의 적용과 과학기술에 대한 흥미와 중요성에 대한 인식의 변화가 있었음이 확인되었다. 이상의 결과를 바탕으로 창의적 설계 활동을 위한 교수설계 원리, 활동의 교수설계, 설계·개발 연구방법론의 연구절차, 교사들의 교수설계 원리 사용에 대해 논의하였다. 후속 연구로, 다양한 유형의 산출물에 따른 창의적 설계 활동을 위한 연구, STEAM 교육을 위한 교과 통합적 문제 개발에 대한 연구, 메이커(Maker) 교육과 연계한 창의적 설계 활동을 위한 연구, 설계 활동을 위한 학습 환경 설계 연구의 필요성이 제안되었다.